一種附加耗能鋼筋的法蘭連接混凝土填充雙壁鋼管預(yù)制拼裝橋墩的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種混凝土填充雙壁鋼管預(yù)制拼裝橋墩的設(shè)計方法，尤其涉及一種附加耗能鋼筋的法蘭連接混凝土填充雙壁鋼管預(yù)制拼裝橋墩的設(shè)計方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前橋梁結(jié)構(gòu)一般采用現(xiàn)場澆筑混凝土的施工方法，這種施工方法具有混凝土現(xiàn)場養(yǎng)護(hù)周期長，現(xiàn)場作業(yè)量大，對周圍環(huán)境造成噪聲及廢渣污染，容易引起交通擁堵等缺點。為了緩解這些問題，預(yù)制混凝土施工方式越來越多的得到應(yīng)用。
[0003]預(yù)制混凝土橋梁構(gòu)件在工廠制作加工，能使用自動化模板、蒸汽養(yǎng)護(hù)等現(xiàn)代化施工技術(shù)，提高施工精度和養(yǎng)護(hù)質(zhì)量，構(gòu)件預(yù)制完成后運至橋梁現(xiàn)場拼裝，能減少現(xiàn)場作業(yè)，降低施工現(xiàn)場混凝土廢料污染和施工噪聲，實現(xiàn)快速化施工，減少交通擁堵。
[0004]預(yù)制拼裝橋墩由于接縫的存在，整體性較差，抗震能力薄弱，因此保證接縫牢固、安全以及結(jié)構(gòu)簡單便于施工是預(yù)制安裝技術(shù)的關(guān)鍵。目前預(yù)制拼裝橋墩構(gòu)件之間的接縫一般采用干接縫，接縫面僅有預(yù)應(yīng)力筋通過，耗能能力較低，地震位移需求較大。
[0005]目前預(yù)制拼裝橋墩一般采用實心混凝土截面，自重較大，地震慣性力與自重成正比，因此地震力也較大。同時預(yù)制混凝土橋墩需要較高的制作精度，普通混凝土預(yù)制橋墩由于制作精度不高而不容易拼裝，接縫面的拼接空隙大，降低了橋墩水平承載力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種施工速度快、抗震性能高、自重輕且安裝精度高的法蘭連接混凝土填充雙壁鋼管體預(yù)制拼裝橋墩。
[0007]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:
[0008]一種附加耗能鋼筋的法蘭連接混凝土填充雙壁鋼管預(yù)制拼裝橋墩，包括承臺、預(yù)制拼裝橋墩和蓋梁，所述的預(yù)制拼裝橋墩包括四個橋墩節(jié)段，所述的預(yù)制拼裝橋墩設(shè)置在所述的承臺上，所述的蓋梁設(shè)置在所述的預(yù)制拼裝橋墩上，所述的承臺、預(yù)制拼裝橋墩和蓋梁通過法蘭連接形成整體，所述的預(yù)制拼裝橋墩為混凝土填充雙壁鋼管預(yù)制拼裝橋墩，所述的預(yù)制拼裝橋墩包括外鋼管、內(nèi)鋼管和填充混凝土，所述的承臺頂面與預(yù)制拼裝橋墩底部之間設(shè)置四根底部普通帶肋耗能鋼筋，所述的預(yù)制拼裝橋墩頂部與蓋梁底面之間設(shè)置四根頂部普通帶肋耗能鋼筋。
[0009]所述的承臺與橋墩、橋墩節(jié)段與橋墩節(jié)段、橋墩與蓋梁之間通過法蘭連接。所述的法蘭分為橋墩節(jié)段法蘭和承臺或蓋梁預(yù)埋法蘭兩種。
[0010]所述的承臺頂面與預(yù)制拼裝橋墩底部之間的四根底部耗能鋼筋上端分別設(shè)置在橋墩底部截面橫橋向和縱橋向。所述的預(yù)制拼裝橋墩頂部與蓋梁底面之間的四根頂部耗能鋼筋下端分別設(shè)置在橋墩頂部截面橫橋向和縱橋向。
[0011]所述的底部耗能鋼筋的下端預(yù)埋在承臺混凝土中，所述的底部耗能鋼筋的上端放置在下橋墩耗能鋼筋管道中，所述的底部耗能鋼筋兩端的連線與所述的承臺頂面之間的夾角為90度。
[0012]所述的頂部耗能鋼筋的下端放置在上橋墩耗能鋼筋管道中，所述的頂部耗能鋼筋的上端預(yù)埋在蓋梁混凝土中，所述的頂部耗能鋼筋兩端的連線與所述的蓋梁底面之間的夾角為90度。
[0013]所述的下橋墩耗能鋼筋管道與兩個橫向的鋼管垂直連通并焊接在一起，所述的兩個橫向鋼管中的上橫向鋼管為灌漿管，下橫向鋼管為出氣管，所述的上橫向鋼管和下橫向鋼管穿過橋墩外鋼管壁與大氣連通。
[0014]所述的上橋墩耗能鋼筋管道與兩個橫向的鋼管垂直連通并焊接在一起，所述的兩個橫向鋼管中的上橫向鋼管為灌漿管，下橫向鋼管為出氣管，所述的上橫向鋼管和下橫向鋼管穿過橋墩外鋼管壁與大氣連通。
[0015]所述的橋墩節(jié)段外鋼管和內(nèi)鋼管在底部端面通過法蘭環(huán)形鋼板焊接形成橋墩節(jié)段，所述的橋墩節(jié)段外鋼管和內(nèi)鋼管在頂部端面通過法蘭環(huán)形鋼板焊接形成橋墩節(jié)段，其中橋墩節(jié)段頂部法蘭環(huán)形鋼板預(yù)留四個圓弧形開孔，用于澆筑橋墩節(jié)段內(nèi)部填充混凝土。
[0016]在橋墩節(jié)段底部端面，所述的橋墩節(jié)段法蘭由一個與外鋼管側(cè)面垂直焊接的環(huán)形鋼板以及八個與環(huán)形鋼板及鋼管外壁垂直焊接的加勁鋼板組成，環(huán)形鋼板上設(shè)置八個螺栓孔。在橋墩節(jié)段頂部端面，所述的橋墩節(jié)段法蘭由一個與外鋼管側(cè)面垂直焊接的環(huán)形鋼板以及八個與環(huán)形鋼板及鋼管外壁垂直焊接的加勁鋼板組成，環(huán)形鋼板上設(shè)置八個螺栓孔。
[0017]所述的承臺或蓋梁預(yù)埋法蘭由一個環(huán)形鋼板及十六根帶肋鋼筋組成，環(huán)形鋼板與十六根帶肋鋼筋塞焊連接，環(huán)形鋼板上預(yù)留八個螺栓孔，該螺栓孔與橋墩節(jié)段底部端面法蘭螺栓孔或橋墩節(jié)段頂部端面法蘭螺栓孔對齊，并在澆筑承臺或蓋梁時預(yù)埋八個法蘭螺栓，環(huán)形鋼板外表面與承臺頂面或蓋梁底面齊平。
[0018]所述的承臺頂面與所述的預(yù)制拼裝橋墩中心線垂直。
[0019]所述的蓋梁底面與所述的預(yù)制拼裝橋墩中心線垂直。
[0020]所述的混凝土填充雙壁鋼管預(yù)制拼裝橋墩的外鋼管與內(nèi)鋼管截面為同一圓心的圓環(huán)截面。
[0021]構(gòu)件拼裝時，預(yù)制拼裝橋墩的外鋼管和內(nèi)鋼管以及法蘭在工廠加工焊接拼裝完畢，并在橋墩節(jié)段內(nèi)部灌注填充混凝土，養(yǎng)護(hù)結(jié)束后運至橋梁現(xiàn)場，承臺頂面預(yù)埋法蘭和法蘭螺栓，將橋墩底放置在承臺頂面上，對準(zhǔn)法蘭螺栓孔，底部耗能鋼筋對準(zhǔn)下橋墩耗能鋼筋管道，將橋墩第二、第三、第四節(jié)段依次放置在上一橋墩節(jié)段上，對準(zhǔn)相鄰橋墩節(jié)段的法蘭螺栓孔，蓋梁底面預(yù)埋法蘭和法蘭螺栓，將蓋梁放置在第四橋墩節(jié)段上，對準(zhǔn)法蘭螺栓孔，頂部耗能鋼筋對準(zhǔn)上橋墩耗能鋼筋管道，依次擰緊法蘭螺栓，灌漿下橋墩耗能鋼筋管道和上橋墩耗能鋼筋管道，完成橋墩的安裝施工。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于:
[0023]橋墩為預(yù)制構(gòu)件，在工廠內(nèi)制作，能提高施工質(zhì)量，提高施工速度，減少現(xiàn)場作業(yè)量，減少對環(huán)境的沖擊。法蘭連接螺栓簡單可靠，便于現(xiàn)場拼裝橋墩節(jié)段。底部和頂部耗能鋼筋為橋墩提供了附加的耗能能力，能控制與減少橋墩在地震等水平荷載作用下的位移需求。預(yù)制橋墩采用混凝土填充雙壁鋼管柱，使混凝土受到三向約束，鋼管的套箍作用提高了混凝土的極限壓應(yīng)變，混凝土為鋼管提供側(cè)向支撐，避免了鋼管在軸向壓力作用下的屈曲以及受到車輛等撞擊時的凹陷，軸向承載力大于同截面鋼管或混凝土柱。鋼管為混凝土提供了施工模板和作為混凝土的加勁鋼筋，避免了混凝土橋墩施工時所需的模板和內(nèi)部鋼筋。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2為本發(fā)明的橋墩節(jié)段底面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖3為本發(fā)明的橋墩節(jié)段頂面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖4本發(fā)明的承臺或蓋梁預(yù)埋法蘭結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖與【具體實施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述:
[0029]如圖1所示，一種附加耗能鋼筋的法蘭連接混凝土填充雙壁鋼管預(yù)制拼裝橋墩，包括承臺1、預(yù)制拼裝橋墩和蓋梁2，預(yù)制拼裝橋墩包括四個橋墩節(jié)段，預(yù)制拼裝橋墩設(shè)置在所述的承臺上1，蓋梁2設(shè)置在預(yù)制拼裝橋墩上，承臺1、預(yù)制拼裝橋墩和蓋梁2通過法蘭連接形成整體，預(yù)制拼裝橋墩為混凝土填充雙壁鋼管預(yù)制拼裝橋墩，預(yù)制拼裝橋墩包括外鋼管3、內(nèi)鋼管4和填充混凝土 5，承臺I頂面與預(yù)制拼裝橋墩底部之間設(shè)置四根底部普通帶肋耗能鋼筋6，預(yù)制拼裝橋墩頂部與蓋梁2底面之間設(shè)置四根頂部普通帶肋耗能鋼筋7。
[0030]在此具體實施例中，承臺I與橋墩、橋墩節(jié)段與橋墩節(jié)段、橋墩與蓋梁2之間通過法蘭連接。法蘭分為橋墩節(jié)段法蘭8和承臺或蓋梁預(yù)埋法蘭9兩種。
[0031]在此具體實施例中，承臺I頂面與預(yù)制拼裝橋墩底部之間的四根底部耗