一種附加阻尼器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(jì)方法，尤其涉及一種附加阻尼器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(jì)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前橋梁結(jié)構(gòu)一般采用現(xiàn)場(chǎng)澆筑混凝土的施工方法，這種施工方法具有混凝土現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)周期長(zhǎng)，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)量大，對(duì)周?chē)h(huán)境造成噪聲及廢渣污染，容易引起交通擁堵等缺點(diǎn)。為了緩解這些問(wèn)題，預(yù)制混凝土施工方式越來(lái)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(dòng)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(yùn)至橋梁現(xiàn)場(chǎng)拼裝，能減少現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，降低施工現(xiàn)場(chǎng)混凝土廢料污染和施工噪聲，實(shí)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(jiǎn)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(guò)，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(shí)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(shí)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(wèn)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預(yù)制拼裝橋墩。
[0007]本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為:
[0008]一種附加阻尼器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(tái)、預(yù)制拼裝橋墩和蓋梁，所述的預(yù)制拼裝橋墩包括四個(gè)橋墩節(jié)段，所述的預(yù)制拼裝橋墩設(shè)置在所述的承臺(tái)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(tái)、預(yù)制拼裝橋墩和蓋梁通過(guò)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(tái)頂面與預(yù)制拼裝橋墩底部側(cè)面之間設(shè)置四個(gè)底部粘滯阻尼器，所述的預(yù)制拼裝橋墩頂部側(cè)面與蓋梁底面之間設(shè)置四個(gè)頂部粘滯阻尼器。
[0009]所述的承臺(tái)與橋墩、橋墩節(jié)段與橋墩節(jié)段、橋墩與蓋梁之間通過(guò)法蘭連接。所述的法蘭分為橋墩節(jié)段法蘭和承臺(tái)或蓋梁預(yù)埋法蘭兩種。
[0010]所述的底部粘滯阻尼器的一端螺栓連接在承臺(tái)頂面的焊接鋼構(gòu)件上，所述的底部粘滯阻尼器的另一端螺栓連接在預(yù)制拼裝橋墩外鋼管底部側(cè)面的焊接鋼構(gòu)件上，所述的底部粘滯阻尼器兩端的連線與所述的承臺(tái)頂面之間的夾角在30度至60度之間。
[0011]所述的頂部粘滯阻尼器的一端螺栓連接在預(yù)制拼裝橋墩外鋼管頂部側(cè)面的焊接鋼構(gòu)件上，所述的頂部粘滯阻尼器的另一端螺栓連接在蓋梁底面的焊接鋼構(gòu)件上，所述的頂部粘滯阻尼器兩端的連線與所述的蓋梁底面之間的夾角在30度至60度之間。
[0012]所述的橋墩節(jié)段外鋼管和內(nèi)鋼管在底部端面通過(guò)法蘭環(huán)形鋼板焊接成橋墩節(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(guò)法蘭環(huán)形鋼板焊接成橋墩節(jié)段，其中橋墩節(jié)段頂部法蘭環(huán)形鋼板預(yù)留四個(gè)圓弧形開(kāi)孔，用于澆筑橋墩節(jié)段內(nèi)部填充混凝土。
[0013]所述的承臺(tái)頂面與該預(yù)制拼裝橋墩底部側(cè)面之間的四個(gè)底部粘滯阻尼器分別設(shè)置在橋墩橫橋向和縱橋向，相鄰阻尼器平面投影的夾角為90度。所述的預(yù)制拼裝橋墩頂部側(cè)面與蓋梁底面之間的四個(gè)頂部粘滯阻尼器分別設(shè)置在橋墩橫橋向和縱橋向，相鄰阻尼器平面投影的夾角為90度。
[0014]在橋墩節(jié)段底部端面，所述的橋墩節(jié)段法蘭由一個(gè)與外鋼管側(cè)面垂直焊接的環(huán)形鋼板以及八個(gè)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(gè)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(gè)與外鋼管側(cè)面垂直焊接的環(huán)形鋼板以及八個(gè)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(gè)螺栓孔。
[0015]所述的承臺(tái)或蓋梁預(yù)埋法蘭由一個(gè)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(gè)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(duì)齊，并在澆筑承臺(tái)或蓋梁時(shí)預(yù)埋八個(gè)法蘭螺栓，環(huán)形鋼板外表面與承臺(tái)頂面或蓋梁底面齊平。
[0016]所述的承臺(tái)頂面與所述的預(yù)制拼裝橋墩中心線垂直。
[0017]所述的蓋梁底面與所述的預(yù)制拼裝橋墩中心線垂直。
[0018]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。
[0019]所述的承臺(tái)頂面預(yù)埋鋼板包括一個(gè)鋼板和四根帶肋鋼筋，鋼板的外表面與承臺(tái)頂面齊平，四根帶肋鋼筋與鋼板相應(yīng)的預(yù)留孔塞焊焊接。
[0020]所述的蓋梁底面預(yù)埋鋼板包括一個(gè)鋼板和四根帶肋鋼筋，鋼板的外表面與蓋梁底面齊平，四根帶肋鋼筋與鋼板相應(yīng)的預(yù)留孔塞焊焊接。
[0021]所述的承臺(tái)頂面的焊接鋼構(gòu)件包括兩個(gè)豎向鋼板和一個(gè)橫向鋼板，所述的底部粘滯阻尼器的軸線與所述的橫向鋼板垂直，所述的豎向鋼板一端與所述的橫向鋼板垂直焊接在一起，所述的豎向鋼板另一端與承臺(tái)頂面的預(yù)埋鋼板焊接，所述的橫向鋼板上設(shè)置有圓孔，用于錨固底部粘滯阻尼器下端的螺栓。
[0022]所述的橋墩外鋼管底部側(cè)面的焊接鋼構(gòu)件包括兩個(gè)豎向鋼板和一個(gè)橫向鋼板，所述的底部粘滯阻尼器的軸線與所述的橫向鋼板垂直，所述的豎向鋼板一端與所述的橫向鋼板垂直焊接在一起，所述的豎向鋼板另一端與橋墩外鋼管側(cè)面焊接，所述的橫向鋼板上設(shè)置有圓孔，用于錨固底部粘滯阻尼器上端的螺栓。
[0023]所述的橋墩外鋼管頂部側(cè)面的焊接鋼構(gòu)件包括兩個(gè)豎向鋼板和一個(gè)橫向鋼板，所述的頂部粘滯阻尼器的軸線與所述的橫向鋼板垂直，所述的豎向鋼板一端與所述的橫向鋼板垂直焊接在一起，所述的豎向鋼板另一端與橋墩外鋼管側(cè)面焊接，所述的橫向鋼板上設(shè)置有圓孔，用于錨固頂部粘滯阻尼器下端的螺栓。
[0024]所述的蓋梁底面的焊接鋼構(gòu)件包括兩個(gè)豎向鋼板和一個(gè)橫向鋼板，所述的頂部粘滯阻尼器的軸線與所述的橫向鋼板垂直，所述的豎向鋼板一端與所述的橫向鋼板垂直焊接在一起，所述的豎向鋼板另一端與蓋梁底面的預(yù)埋鋼板焊接，所述的橫向鋼板上設(shè)置有圓孔，用于錨固頂部粘滯阻尼器上端的螺栓。
[0025]構(gòu)件拼裝時(shí)，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，并灌筑橋墩節(jié)段內(nèi)部填充混凝土，養(yǎng)護(hù)結(jié)束后運(yùn)至橋梁現(xiàn)場(chǎng)，承臺(tái)頂面預(yù)埋法蘭和法蘭螺栓，將橋墩底放置在承臺(tái)頂面上，對(duì)準(zhǔn)法蘭螺栓孔，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(duì)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(duì)準(zhǔn)法蘭螺栓孔，依次擰緊法蘭螺栓，安裝底部阻尼器和頂部阻尼器，完成橋墩的安裝施工。
[0026]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0027]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(chǎng)作業(yè)量，減少對(duì)環(huán)境的沖擊。法蘭連接螺栓簡(jiǎn)單可靠，便于現(xiàn)場(chǎng)拼裝橋墩節(jié)段。底部和頂部阻尼器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(chē)輛等撞擊時(shí)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(shí)所需的模板和內(nèi)部鋼筋。
【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1為本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖2為本發(fā)明的橋墩節(jié)段底面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖3為本發(fā)明的橋墩節(jié)段頂面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖4本發(fā)明的承臺(tái)或蓋梁預(yù)埋法蘭結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖5為本發(fā)明的承臺(tái)頂面預(yù)埋鋼板示意圖；
[0033]圖6為本發(fā)明的蓋梁底面預(yù)埋鋼板示意圖；
[0034]圖7為本發(fā)明的承臺(tái)頂面焊接鋼構(gòu)件示意圖；
[0035]圖8為本發(fā)明的橋墩外鋼管底部側(cè)面焊接鋼構(gòu)件示意圖；
[0036]圖9為本發(fā)明的橋墩外鋼管頂部側(cè)面焊接鋼構(gòu)件示意圖；
[0037]圖10為本發(fā)明的蓋梁底面焊接鋼構(gòu)件示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038]下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述:
[0039]如圖1所示，一種附加阻尼器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(tái)1、預(yù)制拼裝橋墩和蓋梁2，該預(yù)制拼裝橋墩包括四個(gè)橋墩節(jié)段，該預(yù)制拼裝橋墩設(shè)置在承臺(tái)I上，蓋梁2設(shè)置在該預(yù)制拼裝橋墩上，承臺(tái)1、預(yù)制拼裝橋墩和蓋梁2通過(guò)法蘭連接形成整體，該預(yù)制拼裝橋墩為混凝土填充雙壁鋼管預(yù)制拼裝橋墩，該預(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(tái)I頂面與該預(yù)制拼裝橋墩底部側(cè)面之間設(shè)置四個(gè)底部粘滯阻尼器6，該預(yù)制拼裝橋墩頂部側(cè)面與蓋梁2底面之間設(shè)置四個(gè)頂部粘滯阻尼器?。
[0040]在此具體實(shí)施例中，承臺(tái)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(guò)法蘭連接。該法蘭分為橋墩節(jié)段法蘭8和承臺(tái)或蓋梁預(yù)埋法蘭9兩種。
[0041]在此具體實(shí)施例中，底部粘滯阻尼器6的一端螺栓連接在承臺(tái)I頂面的焊接鋼構(gòu)件10上，底部粘滯阻尼器6的另一端螺栓連接在預(yù)制拼裝橋墩外鋼管3底部側(cè)面的焊接鋼構(gòu)件11上，底部粘滯阻尼器6兩端的連線與承臺(tái)I頂面之間的夾角在30度至60度之間。
[0042]在此具體實(shí)施例中，頂部粘滯阻尼器7的一端螺栓連接在預(yù)制拼裝橋墩外鋼管3頂部側(cè)面的焊接鋼構(gòu)件12上，頂部粘滯阻尼器7的另一端螺栓連接在蓋梁2底面的焊接鋼構(gòu)件13上，頂部粘滯阻尼器7兩端的連線與蓋梁2底面之間的夾角在30度至60度之間。
[0043]在此具體實(shí)施例中，橋墩節(jié)段外鋼管3和內(nèi)鋼管4在底部端面通