專利名稱：橋墩鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)抱柱梁的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種抱柱梁，尤其是一種橋墩鋼一混凝土組合結(jié)構(gòu)抱柱梁，屬于土木 工程橋梁工程改造領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著我國交通運輸事業(yè)的迅猛發(fā)展，交通工具的運營能力也日益提高，其運營高 度也相應(yīng)增加，這使得目前相當(dāng)一部分跨線橋梁的凈高無法滿足橋下線路正常運營的需 要。因此，為確保跨線橋梁的安全以及橋下線路的運營功能，必須提高該部分橋梁的橋下凈 高，橋梁整體同步頂升技術(shù)就是在這一背景下應(yīng)運而生的新型施工技術(shù)。
抱柱梁是指圍繞在原柱周圍、通過界面連接力與原柱固結(jié)的梁系，是一種橋梁整 體頂升改造中常用的反力系統(tǒng)。所謂頂升反力系統(tǒng)，是指支承并傳遞頂升力，推動橋跨上部 結(jié)構(gòu)整體抬高的結(jié)構(gòu)，是橋梁整體頂升施工的核心結(jié)構(gòu)。因此，頂升反力系統(tǒng)應(yīng)具備以下幾 個特點(1)具有足夠的強度，以承受并傳遞巨大的頂升反力；(2)具有足夠的剛度，避免其變形對上部結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布的影響；(3)盡量保持原橋整體性，以減少對其各個構(gòu)件的影響。
抱柱梁結(jié)構(gòu)不僅滿足上述要求，而且結(jié)構(gòu)簡單，布置靈活，很好地解決了橋梁整體 頂升施工期間托換位置困難的問題。對于大部分不具備上述功能結(jié)構(gòu)的橋梁而言，抱柱梁 結(jié)構(gòu)是其頂升反力系統(tǒng)的首選。因此，目前抱柱梁結(jié)構(gòu)應(yīng)用十分廣泛。
抱柱梁結(jié)構(gòu)依靠梁柱界面的連接力承受頂升作用反力，大量試驗及工程實踐表 明，梁柱的界面連接力與其接觸面積成正比。當(dāng)界面周長較小時，只能通過增大抱柱梁結(jié) 構(gòu)高度以確保其界面連接承載力。這使得橋梁需要具備足夠的空間以滿足抱柱梁布置的需 要。
橋梁整體同步頂升技術(shù)作為一門新興的施工技術(shù)，還有很多方面需要改 進(jìn)和提高，抱柱梁結(jié)構(gòu)也不例外。目前普遍采用的混凝土抱柱梁的具體做法為①鑿除橋墩抱住梁設(shè)置區(qū)域的混凝土保護(hù)層；②植筋并綁扎抱住梁鋼筋；③支模并澆注混凝土 ；④混凝土養(yǎng)護(hù)。該抱柱梁形式具有以下幾點不足(1)制作工序多，施工周期長混凝土抱柱梁的制作需要經(jīng)歷“原橋墩鑿毛一鋼筋綁扎一支模一混凝土澆注一混凝土 養(yǎng)護(hù)一拆除”等一系列施工步驟，施工工序繁多，不便于快速施工。此外混凝土需要相當(dāng)一 段時間方能達(dá)到預(yù)期強度，延長了施工時間；(2)拆除難度大，環(huán)境影響差當(dāng)橋梁完成頂升改造后，考慮到景觀效應(yīng)，必須將抱柱梁拆除。然而混凝土抱柱梁存 在混凝土標(biāo)號較高，強度大，拆除作業(yè)空間有限，施工過程中易對原橋梁結(jié)構(gòu)造成影響等困 難，故拆除工作難度較大。此外，混凝土抱住梁在拆除過程中不可避免地產(chǎn)生不可回收的建筑垃圾以及噪音，對周邊的環(huán)境不友好。
(3)新老混凝土界面摩擦力低混凝土抱住梁通過與原橋墩之間的新、舊混凝土摩擦抵抗施工階段的頂升作用力。華 南理工大學(xué)通過大量的實驗得出這種摩擦力與接觸面積、摩擦系數(shù)的數(shù)學(xué)關(guān)系
權(quán)利要求
1.一種橋墩鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)抱柱梁，其特征在于包括中心抱柱梁結(jié)構(gòu)、環(huán)向分布 在中心抱柱梁結(jié)構(gòu)外圍的復(fù)數(shù)個千斤頂托架結(jié)構(gòu)，相鄰的兩千斤頂托架結(jié)構(gòu)之間通過支撐 結(jié)構(gòu)連接成一體，其中所述中心抱柱梁結(jié)構(gòu)，包括中心鋼箍、剪力鍵、中心抱柱梁連接板、中心抱柱梁加勁肋 以及拼接板，所述中心鋼箍通過拼接板拼接而成，且該中心鋼箍內(nèi)壁面布置環(huán)狀剪力鍵，同 時所述中心鋼箍的外圍等間距地環(huán)向分布中心抱柱梁連接板，所述中心抱柱梁連接板與中 心鋼箍焊接連接，且中心抱柱梁連接板的靠近上下端面位置處開設(shè)預(yù)應(yīng)力孔道，而其中間 區(qū)域則開設(shè)連接螺紋孔，該預(yù)應(yīng)力孔道內(nèi)安裝預(yù)應(yīng)力筋，同時中心抱柱梁連接板預(yù)應(yīng)力孔 道的兩側(cè)設(shè)置預(yù)應(yīng)力加勁筋；所述千斤頂托架結(jié)構(gòu)，包括鋼管混凝土圓柱以及鋼管連接板，所述鋼管連接板焊接在 鋼管混凝土圓柱上，且鋼管連接板開設(shè)有與中心抱柱梁連接板對應(yīng)的連接螺紋孔；所述中心抱柱梁結(jié)構(gòu)和千斤頂托架結(jié)構(gòu)通過在鋼管連接板和中心抱柱梁連接板上對 應(yīng)開設(shè)的連接螺紋孔內(nèi)安裝螺紋緊固件連接成一體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述橋墩鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)抱柱梁，其特征在于所述支撐結(jié)構(gòu) 包括水平剛性支撐件和交叉柔性支撐件，所述水平剛性支撐件采用角鋼制成，所述交叉柔 性支撐件采用兩根螺紋圓鋼拉桿交叉制成，每一根螺紋圓鋼拉桿的中部設(shè)置花籃螺絲；所 述鋼管混凝土圓柱的上下兩端面分別安裝支撐連接件，相鄰的兩鋼管混凝土圓柱通過在兩 者的支撐連接件上安裝支撐結(jié)構(gòu)連接成一體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述橋墩鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)抱柱梁，其特征在于所述拼接連接 板厚度比中心抱柱梁連接板大，且拼接板包括錨固拼接板和非錨固拼接板，所述錨固拼接 板通過螺紋緊固件與鋼管連接板連接，所述預(yù)應(yīng)力筋錨固在錨固拼接板上，且錨固拼接板 上預(yù)應(yīng)力筋的錨固端兩側(cè)設(shè)置預(yù)應(yīng)力加勁筋，所述非錨固拼接板通過螺紋緊固件與鋼管連 接板連接，且預(yù)應(yīng)力筋穿過非錨固拼接板放置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述橋墩鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)抱柱梁，其特征在于每個鋼管混凝 土圓柱外緣平行設(shè)置兩組鋼管連接板，兩組鋼管連接板之間的間距與中心抱柱梁連接板厚 度相當(dāng)，所述中心抱柱梁連接板置于兩組鋼管連接板之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述橋墩鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)抱柱梁，其特征在于所述中心抱柱 梁結(jié)構(gòu)為中心對稱結(jié)構(gòu)，該中心抱柱梁結(jié)構(gòu)包括兩基本單元，且該兩個基本單元關(guān)于中心 抱柱梁結(jié)構(gòu)的對稱軸對稱；另外，所述千斤頂托架結(jié)構(gòu)按中心對稱的方式布置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述橋墩鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)抱柱梁，其特征在于所述預(yù)應(yīng)力筋 為環(huán)向預(yù)應(yīng)力筋，同時各中心抱柱梁連接板、拼接板上所開設(shè)的預(yù)應(yīng)力孔道按照螺旋線的 線形要求予以布置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述橋墩鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)抱柱梁，其特征在于環(huán)向預(yù)應(yīng)力鋼 筋采用特制鋼絞線，且該環(huán)向預(yù)應(yīng)力鋼筋一端采用叉耳式壓接錨具，另一端則采用外螺紋 式壓接錨具。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種橋墩鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)抱柱梁，包括中心抱柱梁結(jié)構(gòu)、環(huán)向分布在中心抱柱梁結(jié)構(gòu)外圍的復(fù)數(shù)個千斤頂托架結(jié)構(gòu)，相鄰的兩千斤頂托架結(jié)構(gòu)之間通過支撐結(jié)構(gòu)連接成一體，其中所述中心抱柱梁結(jié)構(gòu)，包括中心鋼箍、剪力鍵、中心抱柱梁連接板、中心抱柱梁加勁肋以及拼接板，所述千斤頂托架結(jié)構(gòu)，包括鋼管混凝土圓柱以及鋼管連接板，所述中心抱柱梁結(jié)構(gòu)和千斤頂托架結(jié)構(gòu)通過在鋼管連接板和中心抱柱梁連接板上對應(yīng)開設(shè)的連接螺紋孔內(nèi)安裝螺紋緊固件連接成一體。因此，焊接工序少，制作成本低；安裝拆除方便，施工工期短；墩梁接觸界面連接力大；局部承壓性能卓越，整體穩(wěn)定性良好；連接可靠度高，施工安全性強；經(jīng)濟(jì)性好，適用范圍廣。
文檔編號E01D19/02GK102041785SQ20101056039
公開日2011年5月4日 申請日期2010年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月26日
發(fā)明者吉伯海, 徐聲亮, 湯修華, 章宇強, 袁愛民 申請人:河海大學(xué), 浙江省港航管理局