用于钢管混凝土桥梁的墩桩过渡连接构造的制作方法

本实用新型属于桥梁建筑工程技术领域，具体涉及一种用于钢管混凝土桥梁的墩桩过渡连接构造。

背景技术：

在桥梁建筑工程技术领域中，桥梁的基本结构主要包括梁体和用于支撑梁体的桥墩，就桥墩而言，桥墩设置在桩基之上，桥梁结构是否安全可靠，桥墩起着决定性的作用，所以，桥梁的承载能力，以及桥墩与桩基之间连接的可靠性，都是在桥梁设计和施工过程中不可回避的问题。

目前，桥梁结构中，桥墩通常是采用混凝土桥墩，混凝土结构具有良好的抗压能力，所以在常规情况下都能够可靠的起到支撑作用，在施工过程中，首先是需要在桩基上搭设浇筑模板，然后在浇筑模板内浇筑混凝土，混凝土硬化后得到桥墩结构。

随着技术的进步，上述的混凝土桥墩结构的不足已日益凸显出来，由于混凝土结构具有良好的抗压能力，但是，其抗剪能力却较差，而我国地处环太平洋地震带和欧亚地震带之间，国土的大部分地区为地震区，特别是我国的西部地区多为强震区，地震活动频繁。桥梁是交通生命线的枢纽工程，其建设成本高，一旦遭到地震破坏，将会导致巨大的经济损失，且震后修复极其困难。直接发生在桥梁上的伤亡人数并不多，但是由于交通生命线损毁、中断而造成的经济损失和人员伤亡不可估量，造成救援人员不能及时到位，很多人因为没有得到及时救援而加剧地震灾害。同时，遭受破坏的大型桥梁修复起来比较困难，严重影响灾区生产生活和灾后的重建工作。

为了坚决上述问题，钢筋混凝土桥墩结构进入了人们视野之中，在施工时，首先是在桩基上扎制钢筋，然后再搭设模板，再浇筑混凝土，硬化后形成钢筋混凝土结构的桥墩，由于桥墩内设置有钢筋，使得桥墩具有良好的抗弯和抗剪能力，进而提高桥梁的可靠性。

但是，在实际的设计和施工中，本申请的发明人发现，上述的无论是混凝土桥墩还是钢筋混凝土桥墩都依然存在着不足，具体体现在下述几方面：

一方面：无论是混凝土桥墩还是钢筋混凝土桥墩，在浇筑时都需要搭设大量模板，对于交通不便的偏远地区，不仅增加了施工难度和施工成本，而且还延长了施工期限；

另一方面：对于钢筋混凝土桥墩，由于其还需要扎制钢筋，所以也进一步的增加了施工难度、施工成本，以及施工期限；

再一方面：无论是混凝土桥墩还是钢筋混凝土桥墩，浇筑完毕后，还需要较长的养护时间，养护困难，整个养护过程时间长，难度大，所以也进一步的增加了桥墩的施工成本；

再一方面：无论是混凝土桥墩还是钢筋混凝土桥墩，其混凝土都是暴露在外，抗冲刷能力差，严重的影响了桥墩质量的稳定性和可靠性。

所以，基于上述，目前亟需一种能够解决上述技术问题的桥墩结构。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于，针对目前桥墩结构存在的施工难度大，施工成本高，工期较长，抗冲刷能力差的不足，提供一种既能够降低施工难度，节约施工成本，缩短工期，又具有良好的抗冲刷能力，提高桥墩可靠性的桥梁结构。

为了实现上述发明目的，本实用新型提供了以下技术方案：

一种用于钢管混凝土桥梁的墩桩过渡连接构造，包括桩基和设置在桩基上的墩身，所述墩身为钢管混凝土结构，包括墩身钢管和浇筑在墩身钢管内的混凝土。

本申请的用于钢管混凝土桥梁的墩桩过渡连接构造，选择钢管混凝土结构作为墩身，在施工时，先将墩身钢管设置在桩基上，然后直接在墩身钢管内灌注混凝土即可，直接避免了大量模板的使用，也不需要在灌注混凝土前扎制钢筋骨架，节约了施工工序，降低了施工难度和施工成本，也缩短了施工工期；另一方面，在浇筑完毕后，较传统的钢筋混凝土墩身而言，养护过程简单，养护时间短，也进一步的降低了施工成本；再一方面，由于钢管混凝土结构的外围是钢管，混凝土都被包覆在钢管内，避免了混凝土受到外部冲刷，所以还使得墩身质量具有良好的稳定性和可靠性。

作为优选，所述墩身钢管包括位于下方的过渡段钢管，所述过渡段钢管的内壁连接有若干竖直设置的剪力键，所述剪力键沿所述过渡段钢管的中心轴线圆周均布。

在上述方案中，通过设置在过渡段钢管内壁设置剪力键，剪力键嵌入到混凝土中，剪力键将过渡段钢管受力传递到混凝土内，提高钢管混凝土的结构强度。

作为优选，所述剪力键下端超出所述过渡段钢管的下端，并与所述桩基的上端端部相配合。

作为优选，其中一部分剪力键的下端设置在所述桩基上，另一部分剪力键的下端与所述桩基隔开设置，下端设置在桩基上的剪力键与下端和桩基隔开设置的剪力键间隔布置。

在上述方案中，剪力键下端伸出过渡段钢管的下端，使得过渡段钢管的下端与桩基上端隔开，如此设置，使得在钢管内灌注混凝土前，能够方便了墩身钢管位置的调整；而且，在灌注混凝土时，混凝土能够从过渡段钢管与桩基之间的缝隙流出，提高过渡段钢管底部混凝土灌注的密实性；再一方面，由于钢管本身具有较重的重量，所以当钢管设置到位时，在重量作用下，剪力键的底部与桩基上端紧密贴合，甚至部分嵌入桩基内，如此，提高了剪力键与桩基之间的整体性，保证墩身和桩基之间受力传递的均匀性和可靠性；再一方面，由于剪力键的设置还能大幅提高过渡段钢管混凝土的抗弯强度，进一步的提高了本申请墩柱过渡连接构造的可靠性和稳定性。

作为优选，所述剪力键为长条形的钢板，所述剪力键的长度方向与所述过渡段钢管的中心轴线相平行，所述剪力键的宽度方向与所述过渡段钢管的径向一致。

作为优选，所述剪力键上沿其长度方向设置有若干第一通孔，相邻两个第一通孔之间隔开设置，所述第一通孔内穿设有钢筋。

在上述方案中，在第一通孔内穿设钢筋，钢筋穿过不同的第一通孔，进一步保证剪力键传递力的均匀性，进一步提高了过渡段的钢管混凝土结构的力学性能。

作为优选，所述过渡段钢管上设置有第二通孔，穿过第一通孔的钢筋也穿过第二通孔。

在过渡段钢管上设置第二通孔，在第二通孔内也穿设钢筋，进一步的提高过渡段钢管与混凝土之间连接的紧密性，进一步提高过渡段钢管混凝土的结构性能。

作为优选，所述桩基内竖直设置有主筋，相邻主筋之间隔开，所述主筋呈环状布置，主筋上端伸出桩基，并环绕于所述过渡段钢管外。

作为优选，所述主筋上半部分弯折至所述过渡段钢管上，并与所述过渡段钢管焊接。

在本申请的上述方案中，将桩基的主筋向上延伸，并将上半部分弯折与过渡段钢管焊接，既保证了过渡段钢管混凝土结构中的混凝土的抗拉强度，又在设置钢管的工序中能够起到支撑钢管的作用，所以也方便了施工。

作为优选，所述主筋上绑扎有环筋，所述环筋为至少两根，相邻两根环筋之间隔开设置。

在上述方案中，通过设置环筋，进一步的提高各根主筋之间的整体性，提高主筋与过渡段钢管之间的连接强度。

作为优选，所述过渡段钢管外还套设有护筒钢管，所述护筒钢管的内径大于所述过渡段钢管的外径，所述护筒钢管与过渡段钢管同轴设置，在护筒钢管与过渡段钢管之间形成间隙，所述主筋和环筋位于该间隙内，所述护筒钢管下端设置在所述桩基上，所述护筒钢管内灌注有混凝土。

在本申请的上述方案中，设置护筒钢管，在护筒钢管内灌注混凝土，该混凝土是在灌注墩身钢管内的混凝土时，一起灌注进入护筒钢管的，所以，护筒钢管内的混凝土与过渡段钢管内的混凝土为一体式灌注结构，具有良好的整体性和一致性，通过上述，也就是说，在本申请的过渡段钢管处，是有两层钢管和两层混凝土，首先是增大了墩身与桩基之间的连接面积，进而提高了墩身与桩基之间的连接强度；同时，也增大了该处的横截面，提高了该处的结构强度和刚度，使得墩身与桩基之间连接更加可靠；再一方面，由于护筒钢管的设置，也进一步的增强了过渡段钢管处的结构的抗弯强度，也提高了该处的防冲刷能力和抗冲击能力，进一步的提高了本申请结构的可靠性。

作为优选，所述护筒钢管沿所述过渡段钢管向上延伸并超出所述主筋，所述护筒钢管上端与所述过渡段钢管之间设置有封板。在护筒钢管上端设置封板，避免在灌注混凝土过程中，混凝土从护筒钢管上端流出。

作为优选，所述过渡段钢管与桩基之间的混凝土内还设置有钢筋网，所述钢筋网为至少两层。

在上述方案中，在过渡段钢管与桩基之间的混凝土内设置钢筋网，使得桩基顶部受力更加均匀，降低了桩基顶部出现应力集中的风险。

作为优选，所述钢筋网与所述环筋对应布置，所述钢筋网的端部焊接在各自对应的所述环筋上。将钢筋网的端部焊接在各自对应的环筋上，首先是避免了混凝土灌注时钢筋网发生移位的风险，同时也进一步的提高了各根主筋之间的连接强度，使主筋与钢筋网之间的受力相互协调，进一步提高了该处的结构强度和刚度。

作为优选，护筒钢管内壁还设置有若干环状的环箍，相邻两个环箍之间隔开设置。在护筒钢管内壁设置环箍，在提高护筒钢管结构强度的同时，也增加了护筒钢管与混凝土之间的连接强度，进一步的提高了护筒钢管的结构强度。

本申请的墩桩过渡连接构造，钢管混凝土桥墩为新型钢-混凝土组合结构，钢管混凝土墩身与钢筋混凝土桩直接连接，本申请的上述方案确保了墩身与桩基之间连接的可靠性，并且墩身与桩基之间的内部传力明确，桩基主筋部分焊接在钢管上，既保证了混凝土截面受拉强度，又实现了墩桩竖向连接，护筒钢管设环箍保证外包混凝土抗剪强度；过渡段钢管墩设带孔剪力键，可以将钢管壁内力逐渐传递至混凝土内；桩基顶设至少两层分布的钢筋网，避免应力集中，使桩基顶面混凝土受力更均匀；护筒钢管既增强过渡段钢管处的抗弯强度，又可作为防冲刷、防撞击构造；过渡段钢管处两层钢管间灌注混凝土，增大了截面，提高了连接节点的强度和刚度，使墩身和桩基之间的连接更加可靠。

本申请还公开了一种用于上述墩桩过渡连接构造的施工方法，包括下述步骤：

一、桩基浇筑：在桩基设计位置设置主筋，然后浇筑混凝土，主筋的上端部分伸出混凝土；

二、制作墩身钢管：在墩身钢管的过渡段钢管内侧设置带有第一通孔的剪力键，并在过渡段钢管的侧壁上开第二通孔；

三、定位墩身钢管：在步骤一的桩基硬化，并且，步骤二的墩身钢管制作完成后，将墩身钢管起吊至桩基上，调整墩身钢管位置，使墩身钢管的位置位于设计位置，桩基的主筋环绕于过渡段钢管的外围；

四、连接主筋与过渡段钢管：弯折主筋的上半部分，使其靠近过渡段钢管，并将其焊接在过渡段钢管上；

五、设置环筋和钢筋网：在主筋上绑扎环筋，并在过渡段钢管下端与桩基顶部之间绑扎至少两层钢筋网，并在第一通孔和第二通孔内穿设钢筋；

六、制作护筒钢管：在护筒钢管内壁焊接若干环状的环箍，并在护筒钢管的一端设置封板；

七、定位护筒钢管：起吊步骤六制作得到的护筒钢管至桩基上，护筒钢管套设于主筋外，调整到设计位置后，将封板与过渡段焊接；

八、灌注混凝土：在步骤七封板与过渡段钢管之间的接缝焊接完毕后，由墩身钢管的顶部开口想墩身钢管内灌注混凝土，直至混凝土灌注满整个墩身钢管和护筒钢管；

九、养护：养护桩基和墩身。

本申请的施工方法，直接回避了传统桥墩浇筑过程中所大量采用的模板，也就避免了模板的搭设工序和拆除工序，极大的缩短了施工工期，节约了施工成本，并且，由于墩身采用钢管混凝土，后期养护方便，也节约了养护成本，简化了养护工序。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

1、本申请的用于钢管混凝土桥梁的墩桩过渡连接构造，选择钢管混凝土结构作为墩身，在施工时，先将钢管设置在桩基上，然后直接在钢管内灌注混凝土即可，直接避免了大量模板的使用，也不需要在灌注混凝土前扎制钢筋骨架，节约了施工工序，降低了施工难度和施工成本，也缩短了施工工期；

2、在浇筑完毕后，较传统的钢筋混凝土墩身而言，养护过程简单，养护时间短，也进一步的降低了施工成本；

3、由于钢管混凝土结构的外围是钢管，混凝土都被包覆在钢管内，避免了混凝土受到外部冲刷，所以还使得墩身质量具有良好的稳定性和可靠性。

附图说明：

图1为本申请墩桩过渡连接构造的结构示意图；

图2为主筋上设置环筋的结构示意图；

图3为过渡段钢管穿设钢筋的局部结构示意图；

图4为钢筋网的结构示意图，

图中标记：1-桩基，2-墩身，3-过渡段钢管，4-剪力键，5-第一通孔，6-第二通孔，7-钢筋，8-主筋，9-环筋，10-护筒钢管，11-封板，12-钢筋网，13-环箍，14-墩身钢管。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本

技术实现要素：
所实现的技术均属于本实用新型的范围。

实施例1，如图1-4所示：

一种用于钢管混凝土桥梁的墩桩过渡连接构造，包括桩基1和设置在桩基1上的墩身2，所述墩身2为钢管混凝土结构，包括墩身钢管14和浇筑在墩身钢管14内的混凝土。

本申请的用于钢管混凝土桥梁的墩桩过渡连接构造，选择钢管混凝土结构作为墩身2，在施工时，先将墩身钢管14设置在桩基1上，然后直接在墩身钢管14内灌注混凝土即可，直接避免了大量模板的使用，也不需要在灌注混凝土前扎制钢筋7骨架，节约了施工工序，降低了施工难度和施工成本，也缩短了施工工期；另一方面，在浇筑完毕后，较传统的钢筋7混凝土墩身2而言，养护过程简单，养护时间短，也进一步的降低了施工成本；再一方面，由于钢管混凝土结构的外围是钢管，混凝土都被包覆在钢管内，避免了混凝土受到外部冲刷，所以还使得墩身2质量具有良好的稳定性和可靠性。

作为优选，所述墩身钢管14包括位于下方的过渡段钢管3，所述过渡段钢管3的内壁连接有若干竖直设置的剪力键4，所述剪力键4沿所述过渡段钢管3的中心轴线圆周均布。

在上述方案中，通过设置在过渡段钢管3内壁设置剪力键4，剪力键4嵌入到混凝土中，剪力键4将墩身钢管14受力传递到混凝土内，提高钢管混凝土的结构强度。

作为优选，所述剪力键4下端超出所述过渡段钢管3的下端，并与所述桩基1的上端端部相配合。

作为优选，其中一部分剪力键4的下端设置在所述桩基1上，另一部分剪力键4的下端与所述桩基1隔开设置，下端设置在桩基1上的剪力键4与下端和桩基1隔开设置的剪力键4间隔布置。

在上述方案中，剪力键4下端伸出过渡段钢管3的下端，使得过渡段钢管3的下端与桩基1上端隔开，如此设置，使得在钢管内灌注混凝土前，能够方便了钢管位置的调整；而且，在灌注混凝土时，混凝土能够从过渡段钢管3与桩基1之间的缝隙流出，提高过渡段钢管3底部混凝土灌注的密实性；再一方面，由于钢管本身具有较重的重量，所以当钢管设置到位时，在重量作用下，剪力键4的底部与桩基1上端紧密贴合，甚至部分嵌入桩基1内，如此，提高了剪力键4与桩基1之间的整体性，保证墩身2和桩基1之间受力传递的均匀性和可靠性；再一方面，由于剪力键4的设置还能大幅提高过渡段钢管3混凝土的抗弯强度，进一步的提高了本申请墩柱过渡连接构造的可靠性和稳定性。

作为优选，所述剪力键4为长条形的钢板，所述剪力键4的长度方向与所述过渡段钢管3的中心轴线相平行，所述剪力键4的宽度方向与所述过渡段钢管3的径向一致。

作为优选，所述剪力键4上沿其长度方向设置有若干第一通孔5，相邻两个第一通孔5之间隔开设置，所述第一通孔5内穿设有钢筋7。

在上述方案中，在第一通孔5内穿设钢筋7，钢筋7穿过不同的第一通孔5，进一步保证剪力键4传递力的均匀性，进一步提高了过渡段的钢管混凝土结构的力学性能。

作为优选，所述过渡段钢管3上设置有第二通孔6，穿过第一通孔5的钢筋7也穿过第二通孔6。

在过渡段钢管3上设置第二通孔6，在第二通孔6内也穿设钢筋7，进一步的提高过渡段钢管3与混凝土之间连接的紧密性，进一步提高过渡段钢管3混凝土的结构性能。

作为优选，所述桩基1内竖直设置有主筋8，相邻主筋8之间隔开，所述主筋8呈环状布置，主筋8上端伸出桩基1，并环绕于所述过渡段钢管3外。

作为优选，所述主筋8上半部分弯折至所述过渡段钢管3上，并与所述过渡段钢管3焊接。

在本申请的上述方案中，将桩基1的主筋8向上延伸，并将上半部分弯折与过渡段钢管3焊接，既保证了过渡段钢管3混凝土结构中的混凝土的抗拉强度，又在设置钢管的工序中能够起到支撑钢管的作用，所以也方便了施工。

作为优选，所述主筋8上绑扎有环筋9，所述环筋9为至少两根，相邻两根环筋9之间隔开设置。

在上述方案中，通过设置环筋9，进一步的提高各根主筋8之间的整体性，提高主筋8与过渡段钢管3之间的连接强度。

作为优选，所述过渡段钢管3外还套设有护筒钢管10，所述护筒钢管10的内径大于所述过渡段钢管3的外径，所述护筒钢管10与过渡段钢管3同轴设置，在护筒钢管10与过渡段钢管3之间形成间隙，所述主筋8和环筋9位于该间隙内，所述护筒钢管10下端设置在所述桩基1上，所述护筒钢管10内灌注有混凝土。

在本申请的上述方案中，设置护筒钢管10，在护筒钢管10内灌注混凝土，该混凝土是在灌注墩身钢管14内的混凝土时，一起灌注进入护筒钢管10的，所以，护筒钢管10内的混凝土与过渡段钢管3内的混凝土为一体式灌注结构，具有良好的整体性和一致性，通过上述，也就是说，在本申请的过渡段钢管3处，是有两层钢管和两层混凝土，首先是增大了墩身2与桩基1之间的连接面积，进而提高了墩身2与桩基1之间的连接强度；同时，也增大了该处的横截面，提高了该处的结构强度和刚度，使得墩身2与桩基1之间连接更加可靠；再一方面，由于护筒钢管的设置，也进一步的增强了过渡段钢管3处的结构的抗弯强度，也提高了该处的防冲刷能力和抗冲击能力，进一步的提高了本申请结构的可靠性。

作为优选，所述护筒钢管10沿所述过渡段钢管3向上延伸并超出所述主筋8，所述护筒钢管10上端与所述过渡段钢管3之间设置有封板11。在护筒钢管10上端设置封板11，避免在灌注混凝土过程中，混凝土从护筒钢管10上端流出。

作为优选，所述过渡段钢管3与桩基1之间的混凝土内还设置有钢筋网12，所述钢筋网12为至少两层。

在上述方案中，在过渡段钢管3与桩基1之间的混凝土内设置钢筋网12，使得桩基1顶部受力更加均匀，降低了桩基1顶部出现应力集中的风险。

作为优选，所述钢筋网12与所述环筋9对应布置，所述钢筋网12的端部焊接在各自对应的所述环筋9上。将钢筋网12的端部焊接在各自对应的环筋9上，首先是避免了混凝土灌注时钢筋网12发生移位的风险，同时也进一步的提高了各根主筋8之间的连接强度，使主筋8与钢筋网12之间的受力相互协调，进一步提高了该处的结构强度和刚度。

作为优选，护筒钢管10内壁还设置有若干环状的环箍13，相邻两个环箍13之间隔开设置。在护筒钢管10内壁设置环箍13，在提高护筒钢管10结构强度的同时，也增加了护筒钢管10与混凝土之间的连接强度，进一步的提高了护筒钢管10的结构强度。

本申请的墩桩过渡连接构造，钢管混凝土桥墩为新型钢-混凝土组合结构，钢管混凝土墩身2与钢筋7混凝土桩直接连接，本申请的上述方案确保了墩身2与桩基1之间连接的可靠性，并且墩身2与桩基1之间的内部传力明确，桩基1主筋8部分焊接在钢管上，既保证了混凝土截面受拉强度，又实现了墩桩竖向连接，护筒钢管10设环箍13保证外包混凝土抗剪强度；过渡段钢管3墩设带孔剪力键4，可以将钢管壁内力逐渐传递至混凝土内；桩基1顶设至少两层分布的钢筋网12，避免应力集中，使桩基1顶面混凝土受力更均匀；护筒钢管10既增强过渡段钢管3处的抗弯强度，又可作为防冲刷、防撞击构造；过渡段钢管3处两层钢管间灌注混凝土，增大了截面，提高了连接节点的强度和刚度，使墩身2和桩基1之间的连接更加可靠。

实施例2，如图1-4所示：

一种用于实施例1墩桩过渡连接构造的施工方法，包括下述步骤：

一、桩基1浇筑：在桩基1设计位置设置主筋8，然后浇筑混凝土，主筋8的上端部分伸出混凝土；

二、制作墩身钢管14：在墩身钢管14的过渡段钢管3内侧设置带有第一通孔5的剪力键4，并在过渡段钢管3的侧壁上开第二通孔6；

三、定位墩身钢管14：在步骤一的桩基1硬化，并且，步骤二的墩身钢管14制作完成后，将墩身钢管14起吊至桩基1上，调整墩身钢管14位置，使墩身钢管14的位置位于设计位置，桩基1的主筋8环绕于过渡段钢管3的外围；

四、连接主筋8与过渡段钢管3：弯折主筋8的上半部分，使其靠近过渡段钢管3，并将其焊接在过渡段钢管3上；

五、设置环筋9和钢筋网12：在主筋8上绑扎环筋9，并在过渡段钢管3下端与桩基1顶部之间绑扎至少两层钢筋网12，并在第一通孔5和第二通孔6内穿设钢筋7；

六、制作护筒钢管10：在护筒钢管10内壁焊接若干环状的环箍13，并在护筒钢管10的一端设置封板11；

七、定位护筒钢管10：起吊步骤六制作得到的护筒钢管10至桩基1上，护筒钢管10套设于主筋8外，调整到设计位置后，将封板11与过渡段焊接；

八、灌注混凝土：在步骤七封板11与过渡段钢管3之间的接缝焊接完毕后，由墩身钢管14的顶部开口想墩身钢管14内灌注混凝土，直至混凝土灌注满整个墩身钢管14和护筒钢管10；

九、养护：养护桩基1和墩身2。

本申请的施工方法，直接回避了传统桥墩浇筑过程中所大量采用的模板，也就避免了模板的搭设工序和拆除工序，极大的缩短了施工工期，节约了施工成本，并且，由于墩身2采用钢管混凝土，后期养护方便，也节约了养护成本，简化了养护工序。

以上实施例仅用以说明本实用新型而并非限制本实用新型所描述的技术方案，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本实用新型已进行了详细的说明，但本实用新型不局限于上述具体实施方式，因此任何对本实用新型进行修改或等同替换；而一切不脱离发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。