爪子筋及基于爪子筋结构的防纵筋屈曲的桥墩钢筋构造

1.本实用新型属于建筑施工技术领域，尤其是涉及一种爪子筋及基于爪子筋结构的防纵筋屈曲的桥墩钢筋构造。


背景技术：

2.截止目前，预制桥墩在我国的应用通常采用矩形截面形式。对于该截面类型桥墩结构，我国现行规范《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(jtg 3362-2018)第9.6.1条第5点对桥墩的构造明确表明：构件内纵向受力钢筋应设置于离角筋中心距离s不大于150mm或15倍箍筋直径(取较大者)范围内，如超出此范围设置纵向受力钢筋，应设复合箍筋、系筋。相邻箍筋的弯钩接头，在纵向应错开布置，如图1所示。在矩形截面桥墩中，往往采用带有90
°
或135
°
弯钩的绑扎箍筋，如图2所示。且基于规范构造要求，在外层箍筋内部往往需要再布置大量的内部复合箍筋与系筋。在实际应用中，装配式桥墩制作方式通常是在工厂布置钢筋笼胎架，在胎架中固定纵向箍筋的位置，然后绑扎外部箍筋及内部箍筋。按照规范中传统箍筋布置方法，箍筋每一层间距在100mm至200mm，每一层中包含多个闭合箍筋，总箍筋数量众多，导致立柱预制过程中，需要人工手动进行箍筋弯钩处的处理以及钢筋网的绑扎，导致绑扎和固定箍筋占据了大量时间，自动化、机械化程度低，影响了预制立柱的生产效率。


技术实现要素：

3.为了解决现有技术中装配式桥墩制作中绑扎和固定箍筋耗时耗力的现状，本实用新型提供一种爪子筋及基于爪子筋结构的防纵筋屈曲的桥墩钢筋构造。
4.基于本实用新型提供的爪子筋及基于爪子筋结构的防纵筋屈曲的桥墩钢筋构造，可以省去内部构造要求所需的繁杂闭合箍筋，将大大提高预制桥墩的工厂预制化的生产效率。
5.本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
6.本实用新型首先提供一种爪子筋，用于焊接于纵筋上，所述纵筋为用于组成桥墩钢筋构造的纵筋，爪子筋为纵筋提供侧向约束，防止纵筋发生局部屈曲，
7.所述爪子筋包括焊接区、受拉区及锚固区，所述焊接区用于焊接在纵筋上，所述锚固区用于锚固于混凝土中，所述受拉区连接焊接区与锚固区。
8.在本实用新型的一个实施方式中，所述焊接区为第一钢筋段，所述受拉区包括第二钢筋段和第三钢筋段，所述锚固区包括第四钢筋段和第五钢筋段，所述第四钢筋段和第五钢筋段位于同一直线上，且所述第四钢筋段和第五钢筋段相隔开，所述第四钢筋段和第五钢筋段均与第一钢筋段平行设置，
9.所述第四钢筋段、第二钢筋段、第一钢筋段、第三钢筋段、第五钢筋段顺序相连，同时，所述第二钢筋段和第三钢筋段相交。
10.在本实用新型的一个实施方式中，所述爪子筋为一体成型的钢筋结构。
11.形成爪子筋的焊接区、受拉区及锚固区的钢筋还可以选择弧形结构、曲线结构或直线结构。
12.在本实用新型的一个实施方式中，所述第二钢筋段的第一端与第一钢筋段的第一端相连接，所述第二钢筋段的第二端与第四钢筋段的第一端相连接，所述第三钢筋段的第一端与第一钢筋段的第二端相连接，所述第三钢筋段的第二端与第五钢筋段的第一端相连接。
13.本实用新型还提供一种基于爪子筋结构的防纵筋屈曲的桥墩钢筋构造，包括纵筋与爪子筋，所述纵筋设置多个，均平行设置，所述爪子筋焊接在纵筋上，且在每个纵筋上，所述爪子筋按照一定间距沿纵筋纵向间隔布置，所有爪子筋的方向均位于待成型的桥墩的内部。
14.在本实用新型的一个实施方式中，所述爪子筋焊接在纵筋上的方式为：所述第四钢筋段和第五钢筋均为竖向设置。
15.在本实用新型的一个实施方式中，所述爪子筋沿纵筋间隔100mm至200mm布置。
16.在本实用新型的一个实施方式中，所述基于爪子筋结构的防纵筋屈曲的桥墩钢筋构造还包括截面环箍，所述截面环箍连接在所有纵筋的外侧，请将所有纵筋包围在内。此时，截面环箍与墩柱纵筋组合形成网格抗剪钢筋，分别承担压弯剪受力工况条件下产生的水平分力和竖向分力，起到抗剪作用。
17.在本实用新型的一个实施方式中，所述截面环箍沿纵筋间隔布置。
18.在本实用新型的一个实施方式中，所述截面环箍沿纵筋间隔100mm至200mm布置。
19.与现有技术相比，本实用新型具有以下优点及有益效果：
20.为简化施工、提高钢筋绑扎自动化程度，本实用新型基于矩形截面形式桥墩，提出爪子筋以及基于爪子筋结构的防纵筋屈曲的桥墩钢筋构造，将爪子筋按照一定间距沿纵筋纵向布置，该布筋型式在规范布筋型式基础上，利用爪子筋代替复合箍筋。在结构受力过程中，爪子筋为纵筋提供侧向约束，防止纵筋发生局部屈曲。
21.本实用新型采用爪子筋作为防纵筋屈曲的新型构造，可以省去纵筋内部构造要求所需的繁杂闭合箍筋，将大大提高预制桥墩的工厂预制化的生产效率。该配箍体系受力目标明确，构造简单，易于施工生产，对工人的操作要求少、适用面广，预制施工的方法也体现了其环保、经济等诸多优势。
22.同时，基于本实用新型的技术方案，可以结合数字化、信息化生产方式，借助智能自动化技术实现标准化高效生产。该方案能够积极响应国家信息化、工业化、智能化及绿色建造的政策，减少现场施工对路面交通的干扰，降低施工对环境的不利影响，提高资源的利用效率和建设质量，体现“集中预制”的优势。研究成果具有普遍适用性，将对混凝土预制桥墩产生一定的推广和辐射作用。
23.进一步地，本实用新型中，截面环箍与墩柱纵筋组合形成网格抗剪钢筋，分别承担压弯剪受力工况条件下产生的水平分力和竖向分力，起到抗剪作用。
附图说明
24.图1为现有技术中柱内复合箍筋和系筋布置图；
25.图2为传统矩形截面桥墩箍筋布置形式；
26.图3为本实用新型实施例1中爪子筋结构示意图；
27.图4为本实用新型实施例1中爪子筋焊接在纵筋上的结构示意图；
28.图5为本实用新型实施例1中爪子筋焊接在纵筋上时纵向布置结构示意图；
29.图6为本实用新型实施例1中基于爪子筋结构的防纵筋屈曲的桥墩钢筋构造结构示意图；
30.图7为本实用新型实施例2中基于爪子筋结构的防纵筋屈曲的桥墩钢筋构造结构示意图。
具体实施方式
31.下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。
32.需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
33.另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
34.在本实用新型中，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
35.实施例1
36.参考图3、图4，本实施例首先提供一种爪子筋1，用于焊接于纵筋2上，所述纵筋2为用于组成桥墩钢筋构造的纵筋，爪子筋1为纵筋2提供侧向约束，防止纵筋2发生局部屈曲，所述爪子筋1采用蝶形构造形式，包括焊接区11、受拉区12及锚固区13，所述焊接区11用于焊接在纵筋2上，所述锚固区13用于锚固于混凝土中，所述受拉区12连接焊接区11与锚固区13，图4中，a处表示焊接结构。
37.参考图3、图4，所述焊接区11为第一钢筋段，所述受拉区12包括第二钢筋段和第三钢筋段，所述锚固区13包括第四钢筋段和第五钢筋段，所述第四钢筋段和第五钢筋段位于同一直线上，且所述第四钢筋段和第五钢筋段相隔开，所述第四钢筋段和第五钢筋段均与第一钢筋段平行设置，所述第四钢筋段、第二钢筋段、第一钢筋段、第三钢筋段、第五钢筋段顺序相连，同时，所述第二钢筋段和第三钢筋段相交。具体而言，所述第二钢筋段的第一端与第一钢筋段的第一端相连接，所述第二钢筋段的第二端与第四钢筋段的第一端相连接，所述第三钢筋段的第一端与第一钢筋段的第二端相连接，所述第三钢筋段的第二端与第五钢筋段的第一端相连接。所述爪子筋1为一体成型的钢筋结构。
38.参考图5、图6，本实施例还提供一种基于爪子筋结构的防纵筋屈曲的桥墩钢筋构造，包括纵筋2与爪子筋1，所述纵筋2设置多个，均平行设置，所述爪子筋1焊接在纵筋2上，且在每个纵筋2上，所述爪子筋1按照一定间距沿纵筋2纵向间隔布置，所有爪子筋1的方向均位于待成型的桥墩的内部。
39.其中，所述爪子筋1焊接在纵筋2上的方式为：所述第四钢筋段和第五钢筋均为竖
向设置。
40.本实施例中，所述爪子筋1沿纵筋2间隔100mm至200mm布置。
41.本实施例中，还提供基于爪子筋结构的防纵筋屈曲的桥墩钢筋构造的构建方法，包括以下步骤：
42.步骤s1：制造爪子筋1，所述爪子筋1采用蝶形构造形式，包括焊接区11、受拉区12及锚固区13，所述焊接区11用于焊接在纵筋2上，所述锚固区13用于锚固于混凝土中，所述受拉区12连接焊接区11与锚固区13；
43.步骤s2：将爪子筋1焊接于纵筋2上，所述爪子筋1按照一定间距沿纵筋2纵向间隔布置，所述纵筋2为用于组成桥墩钢筋构造的纵筋，爪子筋1为纵筋2提供侧向约束，防止纵筋2发生局部屈曲；
44.步骤s3：将焊接有爪子筋1的纵筋2平行设置，围成桥墩的网格钢筋结构，所有爪子筋1的方向均位于待成型的桥墩的内部。
45.在步骤s3完成后，即可以进行混凝土浇筑作业，混凝土会将爪子筋1的锚固区进行锚固，能够防止纵筋2屈曲。
46.实施例2
47.参考图7，在实施例1的基础上，本实施例中，所述基于抗剪及防纵筋屈曲的桥墩钢筋构造还包括截面环箍3，所述截面环箍3连接在所有纵筋2的外侧，请将所有纵筋2包围在内。所述截面环箍3沿纵筋2间隔100mm至200mm布置。
48.本实施例中，还提供基于爪子筋结构的防纵筋屈曲的桥墩钢筋构造的构建方法，包括以下步骤：
49.步骤s1：制造爪子筋1，所述爪子筋1采用蝶形构造形式，包括焊接区11、受拉区12及锚固区13，所述焊接区11用于焊接在纵筋2上，所述锚固区13用于锚固于混凝土中，所述受拉区12连接焊接区11与锚固区13；
50.步骤s2：将爪子筋1焊接于纵筋2上，所述爪子筋1按照一定间距沿纵筋2纵向间隔布置，所述纵筋2为用于组成桥墩钢筋构造的纵筋，爪子筋1为纵筋2提供侧向约束，防止纵筋2发生局部屈曲；
51.步骤s3：将焊接有爪子筋1的纵筋2平行设置，围成桥墩的网格钢筋结构，所有爪子筋1的方向均位于待成型的桥墩的内部；
52.步骤s4：将截面环箍3连接在所有纵筋2的外侧，请将所有纵筋2包围在内。
53.在步骤s4完成后，即可以进行混凝土浇筑作业，混凝土会将爪子筋1的锚固区进行锚固，能够防止纵筋2屈曲。而截面环箍与墩柱纵筋组合形成网格抗剪钢筋，分别承担压弯剪受力工况条件下产生的水平分力和竖向分力，起到抗剪作用。
54.为简化施工、提高钢筋绑扎自动化程度，本实用新型实施例1基于矩形截面形式桥墩，提出爪子筋以及基于爪子筋结构的防纵筋屈曲的桥墩钢筋构造，将爪子筋按照一定间距沿纵筋纵向布置，该布筋型式在规范布筋型式基础上，利用爪子筋代替复合箍筋。在结构受力过程中，爪子筋为纵筋提供侧向约束，防止纵筋发生局部屈曲。
55.本实用新型实施例1中，采用爪子筋作为防纵筋屈曲的新型构造，可以省去纵筋内部构造要求所需的繁杂闭合箍筋，将大大提高预制桥墩的工厂预制化的生产效率。该配箍体系受力目标明确，构造简单，易于施工生产，对工人的操作要求少、适用面广，预制施工的
方法也体现了其环保、经济等诸多优势。
56.同时，基于本实用新型实施例1的技术方案，可以结合数字化、信息化生产方式，借助智能自动化技术实现标准化高效生产。该方案能够积极响应国家信息化、工业化、智能化及绿色建造的政策，减少现场施工对路面交通的干扰，降低施工对环境的不利影响，提高资源的利用效率和建设质量，体现“集中预制”的优势。研究成果具有普遍适用性，将对混凝土预制桥墩产生一定的推广和辐射作用。
57.进一步地，本实用新型实施例2中，截面环箍与墩柱纵筋组合形成网格抗剪钢筋，分别承担压弯剪受力工况条件下产生的水平分力和竖向分力，起到抗剪作用。
58.上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。