一种装配式空心钢管约束钢筋混凝土柱高墩的制作方法

本实用新型属于一种桥梁结构构件，特别涉及装配式空心钢管约束钢筋混凝土独柱高墩及其安装工艺。

背景技术：

钢管约束钢筋混凝土是在薄壁钢管内填充混凝土，钢管不直接承担外部荷载，而主要对核心混凝土起约束作用的一种组合构件。钢管约束钢筋混凝土柱承载力高，抗震和抗火性能优越，能充分利用高强钢材和混凝土的强度。当钢管约束钢筋混凝土构件外包钢管为圆形时，钢管对核心混凝土约束均匀，可充分利用钢管的抗拉强度，经济效益良好。随着城市交通的发展，城市桥梁对桥墩要求也越来越高，采用空心截面柱可以节省材料，同时提高桥墩的抗弯和抗扭能力，该类型桥墩在城市桥梁中得到广泛运用。目前我国正逐步推广建筑工业化，工业化建筑不但具有施工速度快、施工质量高、施工环境改善等优点，而且符合可持续发展要求。依据工业化建筑特点提出了装配式空心钢管约束钢筋混凝土独柱桥墩。

技术实现要素：

为了在桥梁结构中推广新型装配式钢管约束钢筋混凝土结构，发挥其力学性能、充分利用材料、提高经济性能，加快施工进度等优势，并且在较高的桥梁中运用装配式钢管约束钢筋混凝土这项技术，本实用新型提供了一种装配式钢管约束钢筋混凝土独柱高墩。

为空心现本实用新型目的而采用的技术方案是这样的，一种装配式空心钢管约束钢筋混凝土柱高墩，其特征在于:包括在工厂预制的墩底混凝土柱和若干混凝土短柱、以及现场施工的基础部分。

所述墩底混凝土柱内部具有环形的筋笼。所述混凝土柱外包钢管。所述筋笼中间是下端敞口、上端封闭的中空空间。所述墩底混凝土柱的下表面具有特制灌浆套筒。

所述特制灌浆套筒形成前，需在预制混凝土柱时，在混凝土柱下表面预留两个环形凹槽。这两个环形凹槽之间，具有若干条管道相通。

所述钢管的外表面具有若干个孔洞。这些孔洞连通钢管的外表面与靠外的一条环形凹槽。

所述基础部分由混凝土浇筑，其内部预埋若干纵向钢筋和型钢剪力件。这些纵向钢筋的上端露出基础部分的上表面，并围成两个圆环。所述型钢剪力件的上端也露出基础部分的上表面，并处于两个圆环的中央。

所述基础部分内预留至少一条灌浆管道。

当所述混凝土柱被吊装到所述基础部分上方时，所述钢管的下端与所述基础部分的上表面接触。所述混凝土柱与所述基础部分的上表面之间具有间隙。所述的纵向钢筋的上端伸入所述的两个环形凹槽中。所述型钢剪力件的上端伸入中空空间中。所述灌浆管道的一端管口被混凝土柱覆盖、另外一端管口未被混凝土柱覆盖。

通过所述的孔洞和/或灌浆管道向混凝土柱与基础部分之间的空间灌入灌浆料。所述灌浆料充入两个环形凹槽中，形成特制灌浆套筒。所述特制灌浆套筒包括灌浆套筒I、灌浆套筒II和细管。灌浆套筒I和灌浆套筒II分别位于两条环形凹槽中，细管是凝固于连接两条环形凹槽的管道中的灌浆料。

所述混凝土短柱外包钢管。所述混凝土短柱内部具有由短柱纵向钢筋和短柱箍筋绑扎而成的筋笼。

所述外包钢管的下端外表面焊接有若干耳板。所述外包钢管上端外表面同样焊接有若干耳板。通过连接钢板，将外包钢管和外包钢管的耳板连接在一起。所述混凝土短柱和墩底混凝土柱之间的间隙具有灌浆料。所述灌浆料是通过外包钢管管壁上的通孔灌注的。

本实用新型的另一空心施方式是：一种装配式空心钢管约束钢筋混凝土柱高墩，包括在工厂预制的墩底混凝土柱和现场施工的基础部分。

所述墩底混凝土柱内部具有环形的筋笼。所述混凝土柱外包钢管。所述筋笼中间是下端敞口、上端封闭的中空空间。所述墩底混凝土柱的下表面具有特制灌浆套筒。

所述特制灌浆套筒形成前，需在预制混凝土柱时，在混凝土柱下表面预留两个环形凹槽。这两个环形凹槽之间，具有若干条管道相通。

所述钢管的外表面具有若干个孔洞。这些孔洞连通钢管的外表面与靠外的一条环形凹槽。

所述基础部分由混凝土浇筑，其内部预埋若干纵向钢筋。这些纵向钢筋的上端露出基础部分的上表面，并围成两个圆环。所述两个圆环的中央具有基础凹槽。

所述基础部分内预留至少一条灌浆管道。

当所述混凝土柱被吊装到所述基础部分上方时，所述钢管的下端与所述基础部分的上表面接触。所述混凝土柱与所述基础部分的上表面之间具有间隙。所述的纵向钢筋的上端伸入所述的两个环形凹槽中。所述基础凹槽位于中空空间下方。所述灌浆管道的一端管口被混凝土柱覆盖、另外一端管口未被混凝土柱覆盖。

通过所述的孔洞和/或灌浆管道向混凝土柱与基础部分之间的空间灌入灌浆料。所述灌浆料充入两个环形凹槽中，形成特制灌浆套筒。所述特制灌浆套筒包括灌浆套筒I、灌浆套筒II和细管。灌浆套筒I和灌浆套筒II分别位于两条环形凹槽中，细管是凝固于连接两条环形凹槽的管道中的灌浆料。

所述混凝土短柱外包钢管。所述混凝土短柱内部具有由短柱纵向钢筋和短柱箍筋绑扎而成的筋笼。

所述外包钢管的下端外表面焊接有若干耳板。所述外包钢管上端外表面同样焊接有若干耳板。通过连接钢板，将外包钢管和外包钢管的耳板连接在一起。所述混凝土短柱和墩底混凝土柱之间的间隙具有灌浆料。所述灌浆料是通过外包钢管管壁上的通孔灌注的。

进一步，具有若干个重叠的混凝土短柱；上下两级混凝土短柱之间的连接方式同墩底混凝土柱与混凝土短柱的连接方式。

进一步，外包钢管和外包钢管由冷弯焊接而成，采用Q235钢材、Q345钢材、Q390钢材或Q420钢材制成。

进一步，所述混凝土短柱和墩底混凝土柱的纵向钢筋和箍筋采用HRB335、HRB400、RRB400或HRB500钢筋。

进一步，所述型钢剪力件采用Q235钢材、Q345钢材、Q390钢材或Q420钢材制成。

本实用新型提出的装配式空心钢管约束钢筋混凝土独柱高墩具有下列优点：

1.空心钢管约束钢筋混凝土圆形柱，可充分利用材料强度，抗火抗震性能好，经济效益好等。

2.空心钢管约束钢筋混凝土圆形柱可用于更大截面要求的桥梁中，并且相较于空心截面柱能节省材料和提高抗弯及抗扭性能。

3.装配式结构，具有施工速度快、施工质量高、施工环境改善、劳动条件改善、资源能源节约、成本节约等优点。

4.桥墩在安装时，上下两段高柱采用耳板固定，通过预留孔洞灌浆固定；该方式较现有装配式长柱连接方式能有效提高上下柱之间的连接可靠性并且施工更方便，较法兰盘连接更加经济和美观。

附图说明

图1装配式空心钢管约束钢筋混凝土独柱高墩俯视图。

图2装配式空心钢管约束钢筋混凝土独柱高墩正视图(图1的1-1剖视图)。

图3装配式空心钢管约束钢筋混凝土独柱高墩的墩底混凝土柱的剖面图(基础预埋型钢)。

图4装配式空心钢管约束钢筋混凝土独柱高墩的墩底混凝土柱的剖面图(基础预留基础凹槽)。

图5装配式空心钢管约束钢筋混凝土独柱高墩2-2剖面图。

图6装配式空心钢管约束钢筋混凝土独柱高墩3-3剖面图。

图7特制灌浆套筒拆分示意图；

图8为墩底混凝土柱1和混凝土短柱100(或者上下两级混凝土短柱100)连接示意图。

图中：墩底混凝土柱1、钢管2、型钢剪力件3、纵向钢筋4、箍筋5、特制灌浆套筒6、灌浆料7、基础凹槽8、灌浆套筒I9、灌浆套筒II10、细管11、灌浆管道12、孔洞13、基础部分14。

具体空心施方式

下面结合空心施例对本实用新型作进一步说明，但不应该理解为本实用新型上述主题范围仅限于下述空心施例。在不脱离本实用新型上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本实用新型的保护范围内。

空心施例1：

一种装配式空心钢管约束钢筋混凝土柱高墩，其特征在于:包括在工厂预制的墩底混凝土柱1和混凝土短柱100、以及现场施工的基础部分14；

所述墩底混凝土柱1内部具有环形的筋笼。所述混凝土柱1外包钢管2。所述筋笼中间是下端敞口、上端封闭的中空空间。所述墩底混凝土柱1的下表面具有特制灌浆套筒6。

所述特制灌浆套筒6形成前，需在预制混凝土柱1时，在混凝土柱1下表面预留两个环形凹槽。这两个环形凹槽之间，具有若干条管道相通。

所述钢管2的外表面具有若干个孔洞13。这些孔洞13连通钢管2的外表面与靠外的一条环形凹槽。

所述基础部分14由混凝土浇筑，其内部预埋若干纵向钢筋4和型钢剪力件3。这些纵向钢筋4的上端露出基础部分14的上表面，并围成两个圆环。所述型钢剪力件3的上端也露出基础部分14的上表面，并处于两个圆环的中央。空心施例中，如图所示，所述型钢剪力件3是一个十字形钢构件。

所述基础部分14内预留至少一条灌浆管道12。

当所述混凝土柱1被吊装到所述基础部分14上方时，所述钢管2的下端与所述基础部分14的上表面接触。所述混凝土柱1与所述基础部分14的上表面之间具有间隙。所述的纵向钢筋4的上端伸入所述的两个环形凹槽中。所述型钢剪力件3的上端伸入中空空间中。所述灌浆管道12的一端管口被混凝土柱1覆盖、另外一端管口未被混凝土柱1覆盖。

通过所述的孔洞13和/或灌浆管道12向混凝土柱1与基础部分14之间的空间灌入灌浆料7。所述灌浆料7充入两个环形凹槽中，形成特制灌浆套筒6。所述特制灌浆套筒6包括灌浆套筒I9、灌浆套筒II10和细管11。灌浆套筒I9和灌浆套筒II10分别位于两条环形凹槽中，细管11是凝固于连接两条环形凹槽的管道中的灌浆料7。

所述混凝土短柱100外包钢管20。所述混凝土短柱100内部具有由短柱纵向钢筋40和短柱箍筋50绑扎而成的筋笼。

所述外包钢管20的下端外表面焊接有若干耳板14。所述外包钢管2上端外表面同样焊接有若干耳板14。通过连接钢板13，将外包钢管2和外包钢管20的耳板14连接在一起。所述混凝土短柱100和墩底混凝土柱1之间的间隙具有灌浆料70。所述灌浆料70是通过外包钢管20管壁上的通孔灌注的。空心施例中，还具有若干个重叠的混凝土短柱100；上下两级混凝土短柱100之间的连接方式同墩底混凝土柱1与混凝土短柱100的连接方式。

空心施例2：

一种装配式空心钢管约束钢筋混凝土柱高墩，其特征在于:包括在工厂预制的墩底混凝土柱1和混凝土短柱100、以及现场施工的基础部分14；

所述墩底混凝土柱1内部具有环形的筋笼。所述混凝土柱1外包钢管2。所述筋笼中间是下端敞口、上端封闭的中空空间。所述墩底混凝土柱1的下表面具有特制灌浆套筒6。

所述特制灌浆套筒6形成前，需在预制混凝土柱1时，在混凝土柱1下表面预留两个环形凹槽。这两个环形凹槽之间，具有若干条管道相通。

所述钢管2的外表面具有若干个孔洞13。这些孔洞13连通钢管2的外表面与靠外的一条环形凹槽。

所述基础部分14由混凝土浇筑，其内部预埋若干纵向钢筋4。这些纵向钢筋4的上端露出基础部分14的上表面，并围成两个圆环。所述两个圆环的中央具有基础凹槽8。

所述基础部分14内预留至少一条灌浆管道12。

当所述混凝土柱1被吊装到所述基础部分14上方时，所述钢管2的下端与所述基础部分14的上表面接触。所述混凝土柱1与所述基础部分14的上表面之间具有间隙。所述的纵向钢筋4的上端伸入所述的两个环形凹槽中。所述基础凹槽8位于中空空间下方。所述灌浆管道12的一端管口被混凝土柱1覆盖、另外一端管口未被混凝土柱1覆盖。

通过所述的孔洞13和/或灌浆管道12向混凝土柱1与基础部分14之间的空间灌入灌浆料7。所述灌浆料7充入两个环形凹槽中，形成特制灌浆套筒6。参见图7，所述特制灌浆套筒6包括灌浆套筒I9、灌浆套筒II10和细管11。灌浆套筒I9和灌浆套筒II10分别位于两条环形凹槽中，细管11是凝固于连接两条环形凹槽的管道中的灌浆料7。

所述混凝土短柱100外包钢管20。所述混凝土短柱100内部具有由短柱纵向钢筋40和短柱箍筋50绑扎而成的筋笼。

所述外包钢管20的下端外表面焊接有若干耳板14。所述外包钢管2上端外表面同样焊接有若干耳板14。通过连接钢板13，将外包钢管2和外包钢管20的耳板14连接在一起。所述混凝土短柱100和墩底混凝土柱1之间的间隙具有灌浆料70。所述灌浆料70是通过外包钢管20管壁上的通孔灌注的。空心施例中，还具有若干个重叠的混凝土短柱100；上下两级混凝土短柱100之间的连接方式同墩底混凝土柱1与混凝土短柱100的连接方式。