一種城市軌道交通高架車站的型鋼混凝土柱及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工程領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用于橋建合一的橋梁結(jié)構(gòu)和房建結(jié)構(gòu)上的城市軌道交通高架車站的型鋼混凝土柱及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于建筑空間規(guī)劃需求和外形限制，型鋼混凝土組合柱結(jié)構(gòu)作為一種極具魅力的組合結(jié)構(gòu)形式，與同等截面的鋼筋混凝土柱結(jié)構(gòu)相比，其承載力和剛度有明顯的提高，并具備更好的延性，已經(jīng)日益廣泛地應(yīng)用于各類建筑結(jié)構(gòu)中，為順應(yīng)城市發(fā)展需求，確保結(jié)構(gòu)安全，產(chǎn)生了很大的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益。
[0003]現(xiàn)有的型鋼混凝土柱結(jié)構(gòu)在橋建合一的橋梁結(jié)構(gòu)和房建結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用并不多見，且在承壓性能、變形能力、耐疲勞以及抗沖擊性上仍有很多不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種城市軌道交通高架車站的型鋼混凝土柱及其制備方法，型鋼混凝土柱具有良好的承壓性能，變形能力強(qiáng)，耐疲勞，抗沖擊性能好；滿足結(jié)構(gòu)安全和工程經(jīng)濟(jì)，也涉及現(xiàn)場(chǎng)施工的可行性和工序安排。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種城市軌道交通高架車站的型鋼混凝土柱及其制備方法，包括以下步驟:準(zhǔn)備鋼材或鋼板用以制備第一型鋼部，第一型鋼部包括第一腹板和分別連接在第一腹板相對(duì)兩端部的第一翼緣板；在第一腹板上開設(shè)供貫通用的多個(gè)孔位；對(duì)第一腹板和第一翼緣板進(jìn)行定位焊，控制第一腹板拼接縫和第一翼緣板拼接縫之間的間距，以避免焊縫交叉和焊縫缺陷的集中，組立第一型鋼部；制備第二型鋼部以及第三型鋼部，第二型鋼部包括第二腹板和連接在第二腹板一端部的第二翼緣板，第三型鋼部包括第三腹板和連接在第三腹板一端部的第三翼緣板；組裝第二型鋼部以及第三型鋼部分別在第一型鋼部的第一翼緣板的相對(duì)兩側(cè)，形成十字形型鋼柱；在第一型鋼部、第二型鋼部以及第三型鋼部上分別焊接栓釘。
[0006]其中，第一型鋼部呈Η形，第二型鋼部以及第三型鋼部由相同的制備第一型鋼部的步驟得到的另一第一型鋼部經(jīng)切割而成。
[0007]其中，準(zhǔn)備鋼材或鋼板用以制備第一型鋼部的步驟包括:清理鋼材或鋼板上的鐵銹和油污、確認(rèn)鋼材的型號(hào)規(guī)格和質(zhì)量、對(duì)鋼板或鋼材進(jìn)行拼接以及對(duì)拼接后的鋼板或鋼材進(jìn)行切條的步驟。
[0008]其中，在第一腹板上開設(shè)供貫通用的多個(gè)孔位的步驟采用鉆模鉆孔的方式，其包括:鉆模由中碳鋼制成經(jīng)淬火處理鑲在模板上，將數(shù)塊鋼板重疊起來(lái)，點(diǎn)焊固定，并用夾具夾緊進(jìn)行同步鉆孔，用以提高鉆孔效率。
[0009]其中，對(duì)第一腹板和第一翼緣板進(jìn)行定位焊的步驟中，使用較大的熱輸入進(jìn)行定位焊，以防焊縫開裂；第一腹板拼接縫和第一翼緣板拼接縫之間的間距尺寸至少為200mm，并且焊接高度小于焊縫高度的2/3，用以使第一型鋼部在組立、焊接至運(yùn)送的過程中不超過規(guī)定的變形量。
[0010]其中，對(duì)第一腹板和第一翼緣板進(jìn)行定位焊的步驟中，還包括控制定位焊截面尺寸的步驟，用以使焊縫施焊后能夠全部重熔。
[0011]其中，制備第一型鋼部、第二型鋼部或第三型鋼部的步驟還包括對(duì)鋼材或鋼板進(jìn)行矯直、矯平以及坡口開制的步驟。
[0012]其中，組裝第二型鋼部以及第三型鋼部分別在第一型鋼部的第一翼緣板的相對(duì)兩偵牝形成十字形型鋼柱的步驟之前還包括:清除焊接區(qū)域內(nèi)的鐵銹、氧化皮、皮濺以及毛邊的步驟。
[0013]其中，組裝第二型鋼部以及第三型鋼部分別在第一型鋼部的第一翼緣板的相對(duì)兩偵牝形成十字形型鋼柱的步驟之后還包括以下步驟:檢查十字形型鋼柱是否產(chǎn)生變形，若發(fā)現(xiàn)變形，進(jìn)行機(jī)械矯正或采用火焰矯正；其中:火焰矯正時(shí)，加熱溫度控制在650°C。
[0014]其中，還包括:超聲波探傷檢測(cè)的步驟，其中:確定焊縫內(nèi)部存在超標(biāo)缺陷時(shí)，根據(jù)缺陷的位置和深度，使用砂輪打磨或碳弧氣刨清除缺陷，焊補(bǔ)時(shí)在坡口內(nèi)起弧，熄弧時(shí)填滿弧坑，焊縫長(zhǎng)度大于100mm。
[0015]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明還提供了另一種技術(shù)方案、一種城市軌道交通高架車站的型鋼混凝土柱，應(yīng)用于橋建合一的橋梁結(jié)構(gòu)和房建結(jié)構(gòu)上，包括:型鋼柱、排布在型鋼柱外周的構(gòu)造鋼筋和箍筋以及包覆在型鋼柱、構(gòu)造鋼筋和箍筋外部的混凝土包覆體；型鋼柱包括:第一型鋼部、第二型鋼部以及第三型鋼部，第一型鋼部包括第一腹板和分別連接在第一腹板相對(duì)兩端部的第一翼緣板，第二型鋼部包括第二腹板和連接在第二腹板一端部的第二翼緣板，第三型鋼部包括第三腹板和連接在第三腹板一端部的第三翼緣板，其中:第二型鋼部的第二腹板和第三型鋼部的第三腹板分別連接第一型鋼部第一翼緣板的相對(duì)兩側(cè)；在第一型鋼部第一翼緣板的外側(cè)、第二型鋼部第二翼緣板的外側(cè)以及第三型鋼部第三翼緣板的外側(cè)上分別焊接有多個(gè)栓釘。
[0016]本發(fā)明所提供的城市軌道交通高架車站的型鋼混凝土柱及其制備方法，具有如下有益效果:
[0017]第一、通過第一型鋼部、第二型鋼部以及第三型鋼部組裝形成十字形型鋼柱，周邊配制鋼筋和箍筋的框架柱構(gòu)件，具有良好的承壓性能，變形能力強(qiáng)，耐疲勞，抗沖擊性能好。
[0018]第二、在型鋼混凝土組合柱和框架橫梁相連接的梁柱節(jié)點(diǎn)位置設(shè)置連接套筒，以供框架橫梁的橫向主筋和縱向主筋穿過并能進(jìn)行緊固，一方面能夠保證梁柱節(jié)點(diǎn)施工安全，降低施工風(fēng)險(xiǎn)，另一方面能夠提升施工效率，節(jié)省工期。
[0019]第三、型鋼混凝土組合柱和承臺(tái)通過柱腳結(jié)構(gòu)相連接，可以保證型鋼混凝土組合柱的準(zhǔn)確定位，能有效的承受城市軌道交通高架車站上部結(jié)構(gòu)的自重和列車運(yùn)動(dòng)荷載，在抗震方面也有著良好性能。
[0020]第四、制備及施工方法合理，既能滿足結(jié)構(gòu)安全和工程經(jīng)濟(jì)，也涉及現(xiàn)場(chǎng)施工的可行性和工序安排。
【附圖說明】
[0021]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0022]圖1是本發(fā)明實(shí)施例城市軌道交通高架車站的型鋼混凝土柱的立面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2是本發(fā)明實(shí)施例城市軌道交通高架車站的型鋼混凝土柱的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖3是本發(fā)明實(shí)施例城市軌道交通高架車站的型鋼混凝土柱的型鋼柱的放大結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖4是本發(fā)明實(shí)施例城市軌道交通高架車站的型鋼混凝土柱的配筋的斷面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖5是本發(fā)明實(shí)施例城市軌道交通高架車站的型鋼混凝土柱的梁柱節(jié)點(diǎn)的配筋構(gòu)造示意圖。
[0027]圖6是本發(fā)明實(shí)施例城市軌道交通高架車站的型鋼混凝土柱如圖5所示A-A的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖7是本發(fā)明實(shí)施例城市軌道交通高架車站的型鋼混凝土柱如圖5所示B-B的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖8是本發(fā)明實(shí)施例城市軌道交通高架車站的型鋼混凝土柱的柱腳結(jié)構(gòu)的放大結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖9是本發(fā)明實(shí)施例城市軌道交通高架車站的型鋼混凝土柱如圖8所示C-C的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖10是本發(fā)明實(shí)施例城市軌道交通高架車站的型鋼混凝土柱如圖8所示D-D的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖11是本發(fā)明實(shí)施例城市軌道交通高架車站的型鋼混凝土柱如圖8所示E-E的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0034]本發(fā)明公開了一種城市軌道交通高架車站的型鋼混凝土柱的制備方法，用以制備應(yīng)用于橋建合一結(jié)構(gòu)上的型鋼混凝土柱，包括以下步驟:
[0035]步驟S10，準(zhǔn)備鋼材或鋼板用以制備第一型鋼部，第一型鋼部包括第一腹板和分別連接在第一腹板相對(duì)兩端部的第一翼緣板；
[0036]本實(shí)施例中，第一型鋼部呈Η形，準(zhǔn)備鋼材或鋼板用以制備第一型鋼部的步驟包括:清理鋼材或鋼板上的鐵銹和油污、確認(rèn)鋼材的型號(hào)規(guī)格和質(zhì)量、對(duì)鋼板或鋼材進(jìn)行拼接以及對(duì)拼接后的鋼板或鋼材進(jìn)行切條的步驟。此外，對(duì)設(shè)計(jì)長(zhǎng)度超出實(shí)際進(jìn)料長(zhǎng)度，須在下料前進(jìn)行焊接的板材，一般不允許單條拼接，拼接鋼板必須整張鋼板按拼接長(zhǎng)度拼接之后再切條。為了避免焊縫交叉和焊縫缺陷的集中，第一型鋼部的第一翼緣板拼接縫和第一腹板拼接縫的間距不應(yīng)小于200mm。
[0037]步驟S20，在第一腹板上開設(shè)供貫通用的多個(gè)孔位；
[0038]本實(shí)施例中，型鋼混凝土組合柱和框架橫梁相連接的梁柱節(jié)點(diǎn)位置及型鋼混凝土組合柱和承臺(tái)相連接的柱腳結(jié)構(gòu)部分的主筋和第一型鋼部的第一腹板位置沖突，需在第一腹板上開設(shè)孔徑以滿足鋼筋的貫通要求。由于設(shè)計(jì)要求第一型鋼部上孔徑較大，孔位較多，精度要