一种空心薄壁墩结构的制作方法

本实用新型涉及高速公路墩柱领域，尤其涉及一种空心薄壁墩结构。

背景技术：

空心薄壁墩是目前高速公路桥梁墩台构造设计中广泛采用的一种形式。因其墩身可达到较高高度，且结构经济实用、施工简便而普遍受到欢迎。

然而，现有的空心薄壁墩抗剪、抗扭能力弱，地震下易发生剪切及扭转破坏，并且薄壁结构易发生局部及整体失稳破坏。

有鉴于此，有必要对现有技术中的空心薄壁墩予以改进，以解决墩身自身的抗剪抗弯能力弱的缺陷。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种空心薄壁墩结构，通过在下墩体和上墩体之间设置异形体，增大异形体的横截面积，从而提高墩身的抗剪抗弯能力。

实现本实用新型目的的技术方案如下：

一种空心薄壁墩结构，包括下墩体、上墩体、设置在下墩体和上墩体之间的异形体，所述异形体同时与上墩体和下墩体固定连接，所述下墩体、上墩体均为空心薄壁结构，所述下墩体、上墩体、异形体的外形相同、外部尺寸相等，所述异形体的内腔由第一棱台段、实心段、第二棱台段组成，所述第一棱台段的小端面与实心段的上端面拼接，所述第一棱台段的大端面与上墩体的内壁拼接；所述第二棱台段的小端面与实心段的下端面拼接，所述第二棱台段的大端面与下墩体的内壁拼接，所述第一棱台段和第二棱台段均为四棱台结构；

所述实心段的截面为方形，方形的中心处设有条状的检查孔，该检查孔为通孔，所述检查孔的长度小于方形长边的1/2，所述检查孔的宽度小于方形宽边的1/4，所述下墩体的薄壁上具有预埋锚锥。

作为本实用新型的进一步改进，所述检查孔由长方形、两个半圆形组成，所述半圆形的直径与检查孔的宽度相等，两个半圆形位于长方形沿长度方向的两侧，半圆形的圆心位于长方形宽度的中点处。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一棱台段、实心段、以及第二棱台段的高度均相等，所述第一棱台段与第二棱台段的尺寸相同；

所述第一棱台段和第二棱台段的倾斜角均为45°。

作为本实用新型的进一步改进，所述小端面上长度为大端面上长度的0.7~0.8倍，所述小端面上宽度为大端面上宽度的0.7~0.8倍。

作为本实用新型的进一步改进，所述下墩体上的两个相对内壁上分别预埋一个工字钢锚板，两个工字钢锚板位于同一水平面上，所述工字钢锚板从下墩体的内壁伸出，两个工字钢锚板的顶面用于固定异型段内模。

作为本实用新型的进一步改进，所述异型段内模包括：喇叭状下部过渡段、筒状中间段、上圆盘、下圆盘、喇叭状上部过渡段，所述上圆盘和下圆盘的中心处均设有中心通孔，所述上圆盘和下圆盘的尺寸相同；

所述上圆盘和下圆盘的内壁均与筒状中间段的周壁固定连接，所述上圆盘的上表面与筒状中间段的顶面平齐，所述下圆盘的下表面与筒状中间段的底面平齐；

所述喇叭状下部过渡段的小端与下圆盘的外周壁固定连接，所述喇叭状上部过渡段的小端与上圆盘的外周壁固定连接，所述喇叭状下部过渡段、下圆盘、筒状中间段、上圆盘、喇叭状上部过渡段的连接处光滑过度；

所述喇叭状下部过渡段的大端具有向下延伸的环形部，所述环形部与下墩体的内壁贴合，所述环形部的底部设有固定板，该固定板与工字钢锚板的顶面固定连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过在下墩体和上墩体之间设置异形体，异形体由第一棱台段、实心段、第二棱台段组成，通过增大异形体的横截面面积，提高墩身的抗剪抗弯能力。

附图说明

图1为空心薄壁墩结构的立面图；

图2为空心薄壁墩结构的侧面图；

图3为实心段的截面示意图；

图4为异形段模板的结构示意图。

图中，10、下墩体；20、上墩体；30、异形体；31、第一棱台段；32、实心段；32-1、检查孔；33、第二棱台段；40、工字钢锚板；50、固定板；100、异型段外模；200、异型段内模；300、拉杆。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本实用新型进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本实用新型的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本实用新型的保护范围之内。

在本实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、 “前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

实施例1：

为了克服现有墩身自身的抗剪抗弯能力弱的缺陷，本实施例提供了一种如图1和图2所示的空心薄壁墩结构，该空心薄壁墩结构包括下墩体10、上墩体20、设置在下墩体10和上墩体20之间的异形体30，异形体30同时与上墩体20和下墩体10固定连接，下墩体10、上墩体20均为空心薄壁结构，下墩体10、上墩体20、异形体30的外形相同、外部尺寸相等，异形体30的内腔由第一棱台段31、实心段32、第二棱台段33组成，第一棱台段31的小端面与实心段32的上端面拼接，第一棱台段31的大端面与上墩体20的内壁拼接；第二棱台段33的小端面与实心段32的下端面拼接，第二棱台段33的大端面与下墩体10的内壁拼接，第一棱台段31和第二棱台段33均为四棱台结构；

实心段32的截面为方形，方形的中心处设有条状的检查孔32-1，该检查孔32-1为通孔，下墩体10的薄壁上具有预埋锚锥。

本实施例通过在下墩体10和上墩体20之间设置异形体30，异形体30由第一棱台段31、实心段32、第二棱台段33组成，通过增大异形体30的横截面面积，提高墩身的抗剪抗弯能力。

为了最大限度的增加空心薄壁墩的抗剪抗弯性能，本实施例检查孔32-1的长度小于方形长边的1/2，检查孔32-1的宽度小于方形宽边的1/4，实心段32的高度通常为50cm-200cm，第一棱台段31和第二棱台段33的高度通常为100cm-200cm。

如图3所示，检查孔32-1由长方形、两个半圆形组成，半圆形的直径与检查孔32-1的宽度相等，两个半圆形位于长方形沿长度方向的两侧，半圆形的圆心位于长方形宽度的中点处。

在本实施方式中，第一棱台段31、实心段32、以及第二棱台段33的高度均相等，第一棱台段31与第二棱台段33的尺寸相同；第一棱台段31和第二棱台段33的倾斜角均为45°。45°的设置是为了便于支模板。

小端面上长度为大端面上长度的0.7~0.8倍，小端面上宽度为大端面上宽度的0.7~0.8倍。这样设置的目的是为了更好的抗弯。

考虑到异形体30内模板的固定，本实施例在下墩体10上的两个相对内壁上分别预埋一个工字钢锚板40，两个工字钢锚板40位于同一水平面上，工字钢锚板40从下墩体10的内壁伸出，两个工字钢锚板40的顶面用于固定异型段内模。

实施例2：

与实施例1的不同之处在于，本实施例提供了生产异形体30的模具。

本实施例中模具的结构如图4所示，本实施例中异形体30的外模与常规的外模相同，异形段的内模结构不同。

需要说明的是，本实施例的异形段内模可以采用如图4所示的内模结构，这种内模无法一次性完成实心段32的浇筑，当第一棱台段31、过渡段、第二棱台段33浇筑完成后，重新安装筒状内膜浇筑剩余的实心段32。这种操作工艺存在程序复杂、施工周期长的缺陷。

本实施例的异型段内模优选包括：喇叭状下部过渡段、筒状中间段、上圆盘、下圆盘、喇叭状上部过渡段，上圆盘和下圆盘的中心处均设有中心通孔，上圆盘和下圆盘的尺寸相同；上圆盘和下圆盘的内壁均与筒状中间段的周壁固定连接，上圆盘的上表面与筒状中间段的顶面平齐，下圆盘的下表面与筒状中间段的底面平齐；喇叭状下部过渡段的小端与下圆盘的外周壁固定连接，喇叭状上部过渡段的小端与上圆盘的外周壁固定连接，喇叭状下部过渡段、下圆盘、筒状中间段、上圆盘、喇叭状上部过渡段的连接处光滑过度；喇叭状下部过渡段的大端具有向下延伸的环形部，环形部与下墩体10的内壁贴合，环形部的底部设有固定板50，该固定板50与工字钢锚板40的顶面固定连接。通过此异型段内模可以一次性完成第一棱台段31、实心段32、第二棱台段33的浇筑。

实施例3：

为了增加墩身自身的抗剪抗弯能力，本实施例的空心薄壁墩采用两箱设计，两个箱室之间为异形段， 异性段分为50cm过渡段、50cm实心段32（中间有检查孔32-1）、50cm过渡段。整个异形段外模与正常段相同，内模分为两个过渡段和一个实心段32。异性段施工的主要难点是下部过渡段模板的支撑。正常段顶端施工钢筋安装完成后，在墩身正常段顶端下50cm位置预埋工字钢锚板40作为异性段内模支撑，工字钢间距为1m。在预埋工字钢支撑上铺设纵横向槽钢分配梁，通过斜向支撑及横向拉杆固定内模。异形段模板的结构示意图如图4所示。

此时实心段32施工时，在下过渡段混凝土强度达到10MPA以上时方可进行。在过渡段的墩身施工中，在墩身中预埋I16工字钢延桥梁方向管贯穿墩身（内模设穿透孔，用小块木模进行封堵多余空洞），作为下横梁，此节墩身浇筑完成后，在I16上铺设10×10木方，上面铺设竹夹板作为实心段32底模。底模尺寸为1.7m×4.3m×0.01米，型钢间距在4.3m范围内以0.75米均布共5根，单端锚固长度为0.4米，木方间距为0.1米满铺。异形段施工完成后继续按普通节循环施工。

需要说明的是，由于墩身较高，对垂直度有严格要求，偏差不大于2cm，因此必须在施工过程中将竖直度偏差消除，除检测混凝土成品垂直度偏差外，控制模板垂直十分关键。垂直度控制采用四点定位垂球法，即用全站仪采用坐标法在己施工完的墩身混凝土面上放出前、后、左、右四个标准点，测出墩壁在四个方位的角点，在模板安装过程中，随时用该四点检校模板的安装偏移情况。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。