专利名称：具有钢管的桥墩基础及使用该桥墩基础的桥墩的装配结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有钢管的桥墩基础及使用该桥墩基础的桥墩的 装配结构，更具体地说涉及通过在桥墩基础内部插入钢材钢管，防止 产生由上部的钢筋或剪切钢筋的不足引起的龟裂，提高桩的能力和基 础的能力的、具有钢管的桥墩基础及使用该桥墩基础的桥墩的装配结 构。
背景技术：
通常，在现场进行混凝土浇筑，会延长桥梁的施工时间，并且产 生环境问题及由其引发的民怨问题，因此最近这种施工方法减少，取 而代之，多采用在现场对预先形成的预制混凝土块进行装配施工的快 速施工方法。
上述快速施工方法不仅能縮短桥梁的总施工工期，而且可以将环 境问题和民怨问题最小化，且这种快速施工方法需要利用大型装备， 因此有助于建设环境的机械化。
装配这种预制混凝土块时，为了进行存在于块之间的不连续面上 的剪切连接，需要设置剪切栓来发挥机械性配合的剪切阻力。在预制 混凝土块中，这种剪切栓通常在制造块的时候在块的一侧形成为突出 部的形态。但是，在如上所述制造在块的一侧突出的形态的剪切栓的 情况下，在脱模时容易产生因很小的不注意而导致剪切栓折断的现象。 尤其是，剪切栓越小、突出长度越长，越容易产生在块制造过程中剪 切栓折断的现象。不仅如此，在铸模的形成剪切栓的部分内未正常填 满混凝土的情况下进行脱模时，常常产生剪切栓未能在块上形成为所 期望的形态的情况。
另一方面，在相邻的块中连续配置张紧材料时，可能会通过块之 间的不连续面而产生漏水。在块之间的不连续面、即块的结合面产生 的张紧材料设置孔中的漏水，会诱发张紧材料的腐蚀，从而破坏张紧 材料，由此诱发例如构筑物的坍塌等对构筑物整体非常严重的问题。 因此，在对块进行连续装配时，需要其他特别的措施，以防止连续配 置在块中的张紧材料的腐蚀。
为了解决这些问题，申请人开发了韩国专利注册号10-0738999(具 有使用钢材管的装配结构的预制混凝土块及其连接装配结构)。
如图1所示，在具有使用所述钢材管的装配结构的预制混凝土块 10 (以下，简称为"块")的内部，用于剪切连接的钢材管1以向块 10的装配方向贯通的状态埋入其中。所述钢材管1形成为圆筒形钢管， 向块10引入张紧力的张紧材料贯通所述钢材管1的内部而配置。
如图所示，所述钢材管1的下端部与所述块10的下表面保持一致， 不会向外突出，但是所述钢材管1的上端部向所述块IO的上表面突出。 所述向外部突出的钢材管1的上端部如后文所述，在相邻的块10之间 进行装配时，插入到相邻块10的下表面、即埋设在相邻块10内的钢 材管1下端部。为了在相邻块IO之间实施所述钢材管1的简易的插入 结合，所述钢材管1的下端部形成为直径扩大的扩管部11，除了形成 这种扩管部11，所述钢材管1的上端部形成为直径逐渐变小的锥形縮 管部12。
但是，在将这种桥墩实体中使用的块与桥墩基础连接时，因没有 在桥墩基础另行形成与块连接的剪切部，所以不容易连接块和桥墩基 础，且存在由此会破坏结合部的剪切的问题。
另外，也存在产生由桥墩基础的上部钢筋或剪切钢筋的不足而引
发龟裂、桩能力(拉伸力)和基础的能力(弯曲、剪切强度)不足的 问题。
发明内容
本发明用于解决所述问题，其目的在于提供一种具有钢管的桥墩 基础及使用该桥墩基础的桥墩的装配结构，通过在桥墩基础内插入 "卜"或"H "字形态的钢材钢管，从而防止产生由上部钢筋或剪切 钢筋的不足引起的龟裂，提高桩的能力(拉伸力)和基础的能力(弯 曲、剪切强度)。
另外，本发明的另一目的在于提供一种具有钢管的桥墩基础及使 用该桥墩基础的桥墩的装配结构，在桥墩基础和桥墩实体内部分别插 入钢材钢管，通过钢管相互装配，桥墩基础和桥墩实体的结合部机械 性地配合，可以发挥由此带来的足够的剪切阻力。
达成上述目的的本发明的具有钢管的桥墩基础，其特征在于 在与桥墩实体结合的桥墩基础中，在内部引入用于导入张紧力的 PS钢材，并且在内部至少配置一个以上形成为中空状的"卜"字形态 的钢材钢管，以使在所述桥墩实体和所述桥墩基础的结合部发挥榫钉 功能，并且所述钢材钢管的上端部向上表面突出，以执行剪切栓的功
在此，在所述钢管中，向所述桥墩基础的上表面突出的上端部形 成为直径縮小的縮管部。
本发明的利用具有钢管的桥墩基础的桥墩的装配结构，其特征在
于
包括桥墩基础，在内部引入用于导入张紧力的PS钢材，并且在 内部至少配置一个以上形成为中空状的"卜"字形态的第一钢材钢管， 以使在所述桥墩实体和所述桥墩基础的结合部发挥榫钉功能，并且所
述第一钢材钢管的上端部向上表面突出；和桥墩实体，形成为预制混 凝土块的形态，在内部配置形成为圆筒形态的第二钢材钢管，以使向 内部引入用于导入张紧力的PS钢材，且所述第二钢材钢管的上端部向 上表面突出；所述桥墩基础的第一钢材钢管的上端部与所述桥墩实体 的第二钢材钢管的下端部相互结合，所述桥墩实体的第二钢材钢管的 上端部与相邻桥墩实体的第二钢材钢管的下端部相互结合，装配为多 段层叠。
在此，所述桥墩基础中，所述第一钢材钢管的上端部向上表面突 出，以执行剪切栓的功能，并形成为直径縮小的第一縮管部。
另外在此，所述桥墩实体中，所述第二钢材钢管的上端部向上表 面突出，以执行剪切栓的功能，并形成为直径縮小的第二縮管部，且 所述第二钢材钢管的下端部形成为直径扩大的扩管部，以使所述桥墩 基础的所述第一钢材钢管的上端部或相邻的桥墩实体的第二钢材钢管 的突出的上端部插入其中。
另外在此，在所述桥墩基础的上表面中央部及所述桥墩实体的上 表面周边设置密封材料，以使在层叠相邻桥墩实体时形成能够在结合 部之间注入浆材的空间部。
发明效果
根据上述结构的本发明的具有钢管的桥墩基础及使用该桥墩基础 的桥墩的装配结构，具有如下有点通过在桥墩基础内部插入钢材钢 管，可以防止产生由上部钢筋或剪切钢筋的不足引起的龟裂，提高桩 的能力和基础的能力，并且在桥墩基础和桥墩实体内部分别插入钢材 钢管，通过钢管相互装配，桥墩基础和桥墩实体的结合部机械性地配 合，可以发挥由此带来的足够的剪切阻力。
图1是表示现有的具有使用钢材管的装配结构的预制混凝土块的 结构的图。
图2是利用直六面体形状的块只表示本发明的使用具有钢管的桥 墩基础的桥墩的装配结构中的桥墩基础的具有第一钢材钢管的部分的 透视图。
图3是从图2所示块仅去掉一部分混凝土的状态的剖面透视图。 图4a及图4b是表示本发明的使用具有钢管的桥墩基础的桥墩的 装配结构中的桥墩基础的第一钢材钢管的结构的透视图。 图5是图4a的正剖面图。
图6是利用直六面体形状的块只表示本发明的使用具有钢管的桥 墩基础的桥墩的装配结构中的桥墩实体的具有第二钢材钢管的部分的 透视图。
图7是从图6所示的块中去除一部分混凝土的状态的剖面透视图。 图8是表示本发明的使用具有钢管的桥墩基础的桥墩的装配结构 中的桥墩实体的第二钢材钢管的结构的透视图。 图9是图8的正剖面图。
图10是表示本发明的使用具有钢管的桥墩基础的桥墩的装配结 构的装配过程的说明图。
图11是表示本发明的使用具有钢管的桥墩基础的桥墩的装配结 构的透视图。
图12是表示本发明的使用具有钢管的桥墩基础的桥墩的装配结 构的剖面图。
图13是表示桥墩基础和桥墩实体之间产生的剪切力及由此引发 的龟裂的说明图。
具体实施例方式
以下，参照附图，对本发明的具有钢管的桥墩基础及使用该桥墩 基础的桥墩的装配结构的构成进行详细说明。
下述的本发明说明中，如果认为相关的公知功能或构成的详细说
明会不必要地使本发明要点不清楚，则将省略其详细说明。而且，后 述的术语是考虑到在本发明中的功能而定义的术语，其可能会根据使 用者、操作者的意图或惯例等而有所不同。所以，所述定义应该以本
说明书全部内容为基础。
图2是利用直六面体形状的块只表示本发明的使用具有钢管的桥 墩基础的桥墩的装配结构中的桥墩基础的具有第一钢材钢管的部分的 透视图；图3是从图2所示的块仅去掉一部分混凝土的状态的剖面透 视图；图4a及图4b是表示本发明的使用具有钢管的桥墩基础的桥墩 的装配结构中的桥墩基础的第一钢材钢管的结构的透视图；图5是图 4a的正剖面图；图6是利用直六面体形状的块只表示本发明的使用具 有钢管的桥墩基础的桥墩的装配结构中的桥墩实体的具有第二钢材钢 管的部分的透视图；图7是从图6所示的块中去除一部分混凝土的状 态的剖面透视图；图8是表示本发明的使用具有钢管的桥墩基础的桥 墩的装配结构中的桥墩实体的第二钢材钢管的结构的透视图；图9是 图8的正剖面图；图IO是表示本发明的使用具有钢管的桥墩基础的桥 墩的装配结构的装配过程的说明图；图11是表示本发明的使用具有钢 管的桥墩基础的桥墩的装配结构的透视图；图12是表示本发明的使用 具有钢管的桥墩基础的桥墩的装配结构的剖面图；图13是表示桥墩基 础和桥墩实体之间产生的剪切力及由此引发的龟裂的说明图。
参照图2至图13，本发明的使用具有钢管的桥墩基础的桥墩的装 配结构100由桥墩基础110、桥墩实体120及密封材料130构成。
首先，如图2所示，桥墩基础IIO形成为沿垂直方向填埋用于剪 切连接的第一钢材钢管111的状态，如图4a、图4b及图5所示，第一 钢材钢管111向内部引入产生张紧力的PS钢材，形成为中空状的"卜" 字型，以使将在下面说明的桥墩实体120和桥墩基础110的结合部位 处执行榫钉功能。
所述第一钢材钢管111，其上端部为执行剪切栓的功能而突出于 上表面，突出到桥墩基础110的上表面的上端部由直径减小的第一縮
管部113组成。另外，如图4b所示，第一縮管部113也可以形成为与 第一钢材钢管111相同的直径。而且，第一縮管部113也可以通过将
直径小于第一钢材钢管111的縮管焊接附着到第一钢材钢管111的前 端而形成，也可以通过机械加工一体形成或成形时一体形成，其任一 种形成方法均可。
另外，所述第一钢材钢管111的侧面部执行对桥墩基础110的垂 直剪切力及倾斜剪切力的榫钉功能。
此外，如图6所示，桥墩实体120形成为预制混凝土块的形态， 其内部沿着装配方向以贯通的状态填埋用于剪切连接的第二钢材钢管 121。如图9所示，所述第二钢材钢管121形成为圆筒形，用以向内部 引入导入张紧力的PS钢材。
所述第二钢材钢管121的上端部突出于上表面，以执行剪切栓的 功能，其下端部形成直径扩大的扩管部125，以使桥墩实体120的突出 到上表面的上端部直径减小的第二縮管部123和桥墩基础110的第一 钢材钢管111的第一縮管部113插入到扩管部125中，或者相邻桥墩 实体的第一钢材钢管的第二縮管部插入到扩管部125中。第二縮管部 123可通过机械加工一体形成或成形时一体形成，或者焊接附着另行形 成的縮管而形成，扩管部125可通过机械加工一体形成或成形时一体 形成，或焊接附着另行形成的扩管而形成。
另一方面，虽然没有图示，但是向第一縮管部113及第二縮管部 123的长度方向形成导轨槽，在扩管部125上形成插入导轨槽的导轨， 从而可以增加附着强度，同时提高相对于扭转的阻力。
另外，密封材料130承受桥墩基础的载荷而形成空间部，并且由
合成树脂或金属材料形成为环形，以能够在空间部注入浆材，其设置 于作为与桥墩实体120的底面对应的位置的桥墩基础110的上表面中 央和桥墩实体120的上表面周边。
以下，参照附图，对本发明的使用具有钢管的桥墩基础的桥墩的 装配结构及装配过程进行详细说明。
首先，在桥墩基础110内部垂直填埋第一钢材钢管111，从而形 成桥墩基础110。此时，优选的是，桥墩基础110的第一钢材钢管111 的个数与形成在桥墩实体120中的第二刚才钢管121的个数相同，从 第一钢材钢管111的侧面突出的突出部朝向外侧方向而设置。
具体而言，如图13所示，产生由在桥墩基础IIO和桥墩实体120 之间产生的垂直剪切力引起的垂直龟裂、由在桥墩基础110的底面产 生的垂直剪切力引起的垂直龟裂及由垂直剪切力与垂直剪切力的相互 作用引起的、即由倾斜剪切力引起的倾斜龟裂。
因此，使第一钢材钢管111的突出部形成为从桥墩基础110的内 侧超出桥墩实体120的最末端而突出，使其位于产生垂直龟裂的位置 而发挥榫钉(DOWEL)功能，从而防止产生桥墩基础110和桥墩实体 120的结合部处的垂直龟裂、从桥墩基础110的底面向桥墩实体120侧 产生的垂直龟裂和在桥墩基础110的中心部产生的倾斜龟裂。
并且，将向桥墩基础110的上表面突出的第一钢材钢管111的第 一縮管部113插入到形成在桥墩实体120上的第二钢材钢管121的扩 管部125中，从而在桥墩基础110的上表面装配设置桥墩实体。
然后，将向桥墩实体120的上表面突出的第二钢材钢管121的第 二縮管部123插入到形成在相邻桥墩实体上的第二钢材钢管的扩管部 中，通过上述过程将多个桥墩实体120连续装配而构筑桥墩。
在所述装配结构中，所述第一钢材钢管111在桥墩基础110和桥 墩实体120结合部横跨两侧，因此发挥剪切栓的功能，发挥相对于在 所述结合部产生的剪切力的阻力。
另外，所述第二钢材钢管121在桥墩实体120和桥墩实体120的 结合部横跨两侧而发挥剪切栓的功能，从而发挥相对于在所述结合部 产生的剪切力的阻力。
另一方面，所述第一钢材钢管111和第二钢材钢管121不仅起剪 切栓的作用，而且还发挥用于配置引入张紧力的PS钢材(未图示)的 设置孔的作用，如上所述地装配桥墩基础110和桥墩实体120后，在 所述第一钢材钢管111和第二钢材钢管121内部配置PS钢材，从而可 以在桥墩引入张紧力。
另外，在本发明的桥墩基础110上多层叠放桥墩实体120而使其 一体化，从而可以在桥墩基础110和桥墩实体120及桥墩实体120和 相邻的桥墩实体之间形成用于调整间隔的浆材部。
艮P，在桥墩基础110上表面的中央部(与桥墩实体的底面对应的 部分)，设置密封材料130，其高度相当于所进行的调整需要的高度， 并且在叠放桥墩实体120后，在由所述密封材料130形成的空间部注 入无收縮砂浆等浆材，形成用于调整间隔的浆材部，从而可以调整桥 墩基础110和桥墩实体120及桥墩实体120和相邻的桥墩实体之间的 间隔，或调整水平状态。这种用于调整间隔的浆材部，优选在配置张 紧材料并使其张紧之前形成。
另一方面，也可以在第一钢材钢管111和第二钢材钢管121的外 侧设置环形的密封材料130。这种间隔调整用的浆材部，优选在使张紧 材料张紧之后形成。
本发明可进行多种变形，可取多种方式，在上述发明的具体说明 中只是对特别的实施例进行了描述。但是，本发明并不限于在具体说 明中提到的特别的方式，相反，包含由技术方案定义的本发明精神和 范围内的所有变形物和等同物及替代物。
工业利用的可能性
根据如上所述的具有钢管的桥墩基础及使用该桥墩基础的桥墩的 装配结构，可适用于使用混凝土构筑物的土木工程领域、建筑设计领 域等。
权利要求
1. 一种具有钢管的桥墩基础，与桥墩实体进行结合，其特征在于，在内部引入用于导入张紧力的PS钢材，并且在内部至少配置一个以上形成为中空状的“”字形态的钢材钢管，以使在所述桥墩实体和所述桥墩基础的结合部发挥榫钉功能，并且所述钢材钢管的上端部向上表面突出，以执行剪切栓的功能。
2. 根据权利要求l所述的具有钢管的桥墩基础，其特征在于，所 述钢材钢管中，向所述桥墩基础的上表面突出的上端部形成为直径縮 小的縮管部。
3. —种使用具有钢管的桥墩基础的桥墩的装配结构，其特征在于，包括桥墩基础，在内部引入用于导入张紧力的PS钢材，并且在 内部至少配置一个以上形成为中空状的"卜"字形态的第一钢材钢管， 以使在所述桥墩实体和所述桥墩基础的结合部发挥榫钉功能，并且所述第一钢材钢管的上端部向上表面突出发挥榫钉；和桥墩实体，形成为预制混凝土块的形态，在内部配置形成为圆筒 形态的第二钢材钢管，以使向内部引入用于导入张紧力的PS钢材，且所述第二钢材钢管的上端部向上表面突出；所述桥墩基础的第一钢材钢管的上端部与所述桥墩实体的第二钢 材钢管的下端部相互结合，所述桥墩实体的第二钢材钢管的上端部与 相邻桥墩实体的第二钢材钢管的下端部相互结合，装配为多段层叠。
4. 根据权利要求3所述的使用具有钢管的桥墩基础的桥墩的装配 结构，其特征在于，所述桥墩基础中，所述第一钢材钢管的上端部向 上表面突出，以执行剪切栓的功能，并形成为直径縮小的第一缩管部。
5. 根据权利要求3所述的使用具有钢管的桥墩基础的桥墩的装配 结构，其特征在于，所述桥墩实体中，所述第二钢材钢管的上端部向 上表面突出，以执行剪切栓的功能，并形成为直径縮小的第二縮管部， 且所述第二钢材钢管的下端部形成为直径扩大的扩管部，以使所述桥 墩基础的所述第一钢材钢管的上端部或相邻的桥墩实体的第二钢材钢 管的突出的上端部插入其中。
6.根据权利要求3所述的使用具有钢管的桥墩基础的桥墩的装配 结构，其特征在于，在所述桥墩基础的上表面中央部及所述桥墩实体 的上表面周边设置密封材料，以使在层叠相邻桥墩实体时形成能够在 结合部之间注入浆材的空间部。
全文摘要
本发明涉及一种具有钢管的桥墩基础及使用该桥墩基础的桥墩的装配结构，尤其是在与桥墩实体结合的桥墩基础中，其特征在于在内部引入用于导入张紧力的PS钢材，并且在内部至少配置一个以上形成为中空状的“├”字形态的钢材钢管，以使在所述桥墩实体和所述桥墩基础的结合部发挥榫钉功能，并且所述钢材钢管的上端部向上表面突出，以执行剪切栓的功能发挥榫钉。根据上述本发明，通过在桥墩基础内部插入钢材钢管，可以防止产生由上部钢筋或剪切钢筋的不足引起的龟裂，提高桩的能力和基础的能力，此外，在桥墩基础和桥墩实体内部分别插入钢材钢管，通过钢管相互装配，桥墩基础和桥墩实体的结合部机械性地配合，可以发挥由此带来的足够的剪切阻力。
文档编号E02D27/00GK101381993SQ20071018186
公开日2009年3月11日 申请日期2007年10月19日 优先权日2007年9月7日
发明者金性云, 金泰勋, 金荣晋, 陈炳武 申请人:株式会社大宇