圆端形钢管双向均匀对拉箍筋约束混凝土桥墩的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明实用新型涉及一种新型钢管混凝土桥墩，特别是指一种圆端形钢管双向均匀对拉箍筋约束混凝土桥墩。
【背景技术】
[0002]当今社会，高速铁路、高速公路快速发展，铁路、公路桥梁工程日益增多。在高烈度地震区，对桥墩延性有着更高的要求。目前工程中，多采用圆形或圆端形钢筋混凝土桥墩，但其抗震性能较差，容易产生脆性破坏。
[0003]为提高桥墩的抗震性能，承载力高、延性好、工序少、施工速度快等优点的圆钢管混凝土桥墩或圆端形钢管混凝土桥墩开始广泛应用于桥梁工程中。但目前工程中通常采用的圆钢管混凝土桥墩或圆端形钢管混凝土桥墩有如下缺点和不足:1.圆钢管混凝土桥墩由于圆形截面的特点，其抗弯刚度和抗弯承载力较低，同时圆钢管混凝土桥墩节点施工复杂，限制了其应用；2.圆端形混凝土桥墩增加了桥面外刚度，弥补了桥梁结构的横桥向刚度远低于其顺桥向刚度的问题，但当钢管宽厚比比较大(如宽厚比=5)时，圆端形钢管混凝土的性能近似于钢筋混凝土，钢管不能对混凝土产生有效地约束。
[0004]在钢管混凝土中部埋置型钢，形成钢管约束型钢混凝土桥墩也将明显改善钢管混凝土的延性性能，但钢管约束型钢混凝土桥墩有如下缺点和不足:1.钢管不能发挥抗弯的作用，没有充分发挥钢材的性能，因此该类柱用钢量较大，经济性较差；2.节点构造复杂。
[0005]因此，研宄一种新型的圆端形钢管双向均匀对拉箍筋约束混凝土桥墩已为急需。
【发明内容】
[0006]本实用新型的目的在于克服现有技术之不足而提供一种承载力高，延性好，施工方便，成本低，抗弯承载力和抗弯刚度大的圆端形钢管双向均匀对拉箍筋约束混凝土桥墩，既弥补了圆端形钢管约束效果不足的缺陷，又可大大减少钢管壁厚、避免厚钢板焊接时的困难，具有显著的经济效益和安全性能。
[0007]本实用新型圆端形钢管双向均匀对拉箍筋约束混凝土桥墩，钢管混凝土桥墩包括双向均匀对拉箍筋、圆端形钢管和混凝土，其特征在于栓钉和型钢垂直布置于圆端形钢管内壁，并焊接在圆端形钢管内壁上，双向均匀对拉箍筋通过焊接连接在圆端形钢管内壁上，圆端形钢管内浇注有混凝土。
[0008]本实用新型还在于栓钉之间等间距或者不等间距排列、型钢之间等间距或者不等间距排列或者栓钉与型钢之间等间距或者不等间距排列，栓钉和型钢起着传递剪力作用，栓钉布置于非节点a处的圆端形钢管内壁，型钢布置于节点b处的圆端形钢管内壁。
[0009]本实用新型还在于双向均匀对拉箍筋与圆端形钢管内表面采用焊接固定，对拉箍筋等间距排列，双向均匀对拉箍筋对混凝土起约束作用。
[0010]本实用新型还在于圆端形钢管在节点b处不间断。
[0011]本实用新型还在于所述的对拉箍筋为双向相交直线箍筋，沿截面长度方向对拉箍筋之间的间距为80?150mm，沿试件高度方向对拉箍筋之间的间距为50?100mm，所述箍筋直径为4 mm ~8mm。
[0012]本实用新型还在于所述圆端形钢管由两块相同大小的矩形钢板弯折成等半径的半圆筒钢板，然后将两块半圆筒钢板与两块相同大小的矩形钢板在角部对焊成型。
[0013]本实用新型还在于两块半圆筒钢板在对扣拼合的转角部位均设置有栓钉，两块矩形钢板在对扣拼合的转角部位均设置有栓钉，两块半圆筒钢板和两块矩形钢板上的栓钉相互搭接或者对接，两块半圆筒钢板和两块矩形钢板对扣对焊成型的同时也将搭接或者对接在一起的栓钉焊接在一起。
[0014]本实用新型还在于两块半圆筒钢板和两块矩形钢板在对扣拼合的转角部位只有一块钢板设置有栓钉，并且栓钉紧靠在相邻的钢板上，两块半圆筒钢板和两块矩形钢板对扣对焊成型的同时也将紧靠相邻钢板上的栓钉焊接在钢板上。
[0015]本实用新型还在于所述的圆端形钢管由二块相同大小的矩形钢板弯折成半圆端形钢板，然后将两个半截面弯折钢板对扣对焊成型。
[0016]本实用新型还在于两块半圆端形钢板在对扣拼合的部位均设置有栓钉，两块半圆端形钢板上的栓钉相互搭接或者对接，两个半圆端形钢板对扣对焊成型的同时也将搭接或者对接在一起的栓钉焊接在一起。
[0017]本实用新型还在于两块半圆端形钢板在对扣拼合的部位只有一块半圆端形钢板设置有栓钉，并且栓钉紧靠在相邻的半圆端形钢板上，两个半圆端形钢板对扣对焊成型的同时也将紧靠相邻半圆端形钢板上的栓钉焊接在钢板上。
[0018]本实用新型还在于设置在圆端形钢管内的栓钉长度不同。
[0019]本实用新型还在于长的栓钉与短的栓钉交替设置在圆端形钢管内。
[0020]本实用新型还在于一圈长的栓钉、一圈短的栓钉、再一圈长的栓钉交替设置在圆端形钢管内。
[0021]本实用新型的圆端形钢管双向均匀对拉箍筋约束混凝土桥墩，其圆端形钢管主要承受弯矩、其次是轴力，钢管内部双向均匀对拉箍筋约束混凝土主要承担轴力，双向均匀对拉箍筋只对核心混凝土提供横向的约束作用，栓钉和型钢起着传递剪力作用。
[0022]本实用新型的圆端形钢管双向均匀对拉箍筋约束混凝土桥墩所带来的效果是:
[0023]1.承载力高、延性好。圆端形钢管对圆弧的混凝土起着约束作用，双向均匀对拉箍筋对中部的混凝土起着约束作用，圆端形钢管在承载力轴力的同时，也可承担外弯矩，圆端形钢管和内约束混凝土两者分工明确。2.施工方便。圆端形钢管、栓钉和型钢可在施工现场进行焊接，双向均匀对拉箍筋可采取与钢管内壁点焊的方式进行固定，桥墩本身和节点的施工相对简单。3.经济效果好。相同截面含钢率下，圆端形钢管双向均匀对拉箍筋约束混凝土桥墩承载力、延性性能与圆钢管混凝土桥墩较接近，且可减小钢管壁厚，经济效益高，施工简便，提高施工速度。
[0024]圆端形钢管双向均匀对拉箍筋约束混凝土桥墩与圆端形钢管混凝土桥墩、圆钢管混凝土桥墩及型钢混凝土桥墩相比，具有以下优点:
[0025]1.与圆端形钢管混凝土桥墩相比，圆端形钢管双向均匀对拉箍筋约束混凝土桥墩提高了钢管混凝土桥墩的承载力和延性，圆端形钢管对圆弧的混凝土起着约束作用，内双向均匀对拉箍筋对中部的混凝土起着约束作用。图8所示为圆端形钢管混凝土轴压桥墩和圆端形钢管双向均匀对拉箍筋约束混凝土轴压桥墩荷载-应变曲线的比较，可见由于双向均勾对拉箍筋和圆端形钢管对核心混凝土的双重约束，圆端形钢管双向均勾对拉箍筋约束混凝土轴压桥墩的极限承载力比圆端形钢管混凝土轴压桥墩的极限承载力提高了 17%，破坏阶段极限承载力下降缓慢，剩余承载力达到相应的极限承载力的80%以上，延性大大改善。2.与圆钢管混凝土桥墩相比，圆端形钢管双向均匀对拉箍筋约束混凝土柱承载力和延性基本相当，但增加了桥面外刚度、抗弯承载力和抗弯刚度增大。3.与型钢混凝土桥墩相比，圆端形钢管双向均匀对拉箍筋约束混凝土桥墩解决了箍筋设置太多导致的施工量大、混凝土震捣困难和模板用量大等问题。4.与圆钢管混凝土桥墩相比，圆端形钢管双向均匀对拉箍筋约束混凝土柱解决了圆钢管混凝土柱节点施工复杂的困难。
[0026]圆端形钢管双向均匀对拉箍筋约束混凝土桥墩与现有钢管约束型混凝土桥墩相比，具有以下优点:
[0027]1.本实用新型由于采用钢管在节点处连续，使得本实用新型中的钢管具有了对钢管约束型钢混凝土柱中型钢和钢管的作用，因而取消了型钢，一般而言，现有钢管约束型钢高强混凝土柱中型钢的体积含钢率所占所有钢材体积含钢率的比例为50%以上，因此本实用新型将降低了钢材用量。2.本实用新型的节点构造简单:当本实用新型的桥墩与钢筋混凝土墩帽或者承台连接时，墩帽或承台中的钢筋需穿过钢管，此时钢管需打孔，由于钢管的壁厚一般较薄，打孔比较容易；当对比本实用新型的桥墩与钢墩帽连接时，钢墩帽需与钢管焊接，因钢管截面较大，此时型焊接的操作面较大，焊接质量容易保证。由于钢管在节点处连续，节点外围不需要支模，且没有了型钢，节点处混凝土浇筑的空间较大，密实性容易保证。
[0028]综上所述，本实用新型圆端形钢管双向均匀对拉箍筋约束混凝土桥墩承载力高、延性好、施工方便、成本低、抗弯承载力和桥面外抗弯刚度大，可替代现有圆钢管混凝土桥墩、型钢混凝土桥墩、圆端形钢管混凝土桥墩和钢管约束型钢混凝土桥墩等陈旧的结构，能够有效地缩短施工周期、提高建筑物的安全性能。
【附图说明】
[0029]图1是本实用新型的结构剖面示意图。
[0030]图2是本实用新型的结构中部区段平面示意图。
[0031]图3是本实用新型的结构节点区段平面示意图。
[0032]图4是【具体实施方式】箍筋的结构示意图。
[0033]图5是【具体实施方式】圆端形钢管的结构示意图。
[0034]图6是【具体实施方式】圆端形钢管的结构示意图。
[0035]图7是圆端形钢管双向均勾对拉箍筋约束混凝土结构与圆端形钢管混凝土结构荷载-应变曲线的比较。
[0036]图8是图7的简化图，是圆端形钢管双向均匀对拉箍筋约束混凝土结构(C)与圆端形钢管混凝土结构(d)荷载-应变曲线的比较。