本發(fā)明屬于城市立交橋、公路橋梁、箱涵結(jié)構(gòu)物等施工領(lǐng)域，具體涉及一種便于快速安裝、輕型運(yùn)輸、結(jié)構(gòu)美觀、跨徑較大的新型的全拼裝化的組合橋墩。

背景技術(shù)：

國(guó)內(nèi)橋梁工程中橋墩多采用鋼筋混凝土橋墩，為滿足橋面寬度要求，采用多柱式鋼筋混凝土橋墩。鋼筋混凝土橋墩存在混凝土污染大、下部結(jié)構(gòu)自重大、截面尺寸大、施工效率低、建設(shè)周期長(zhǎng)、抗震性能差、混凝土開(kāi)裂、結(jié)構(gòu)形式單一、跨越能力小、擠壓橋下空間等問(wèn)題。

因此需要設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)輕盈、美觀、便于運(yùn)輸、跨越能力大且可以拆卸的波紋鋼組合橋墩。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種拼裝式鋼制組合橋墩，通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)，各部件能夠在工廠預(yù)制，運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)后安裝，大大提高了施工效率，輕盈美觀、抗震性能好。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種拼裝式鋼制組合橋墩，包括鋼制墩柱及固定在鋼制墩柱頂端的蓋梁，關(guān)鍵在于：所述鋼制墩柱的結(jié)構(gòu)中包括兩個(gè)鋼主墩及位于兩個(gè)鋼主墩間的鋼拱肋，所述鋼拱肋的兩端分別固定于兩個(gè)鋼主墩的上部，所述鋼拱肋是h型鋼并加工成向上彎曲的拱形。

本發(fā)明的有益技術(shù)效果是：1、結(jié)構(gòu)合理，承載能力強(qiáng)，可有效解決鋼筋混凝土橋墩結(jié)構(gòu)自重大、抗震能力差、跨越能力小、承載能力低等問(wèn)題；2、整個(gè)橋墩采用拼裝式結(jié)構(gòu)，其各部件在工廠預(yù)制、現(xiàn)場(chǎng)快速拼裝且安裝簡(jiǎn)易，有效加快現(xiàn)場(chǎng)橋墩的施工速度，同時(shí)采用鋼結(jié)構(gòu)避免了傳統(tǒng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)混凝土生產(chǎn)、施工產(chǎn)生的噪音或粉塵污染、無(wú)需制作橋墩模板和進(jìn)行鋼筋工程施工等，對(duì)于環(huán)境保護(hù)作用顯著，跨越能力的增大，可減少主墩數(shù)量，橋下空間也可得到高效利用；3、雙鋼主墩組合結(jié)構(gòu)滿足較寬橋面的下部構(gòu)造要求，節(jié)省出的空間可做小型車道，最大程度利用橋下空間，輔助解決城市擁堵問(wèn)題；4、通過(guò)設(shè)計(jì)連接裝置將拱腳拉筋與承壓鋼拱腳相連，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，連接可靠，可重復(fù)使用。

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明拼裝式鋼制組合橋墩的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中蓋梁的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明拼裝式鋼制組合橋墩中連接裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是圖3的安裝示意圖；

圖5是圖3中鎖緊螺母的結(jié)構(gòu)示意圖。

在附圖中：1是抗震擋塊，2是蓋梁，2-1是上翼緣板，2-2是下翼緣板，2-3是波折板，3是分配立柱，4是鋼拱肋，5是拱腳拉筋，6是鋼主墩，7是承壓鋼拱腳；

11是錐形管接頭，11-1是錐形連接端，11-2是螺旋連接凹槽，11-3是外螺紋連接部，12是鎖緊螺母，12-1是內(nèi)螺紋連接部，12-2是錐形壓緊部，12-3是螺旋自鎖凹槽，13是鎖緊錐套，13-1是螺旋鎖緊凹槽。

具體實(shí)施方式

參見(jiàn)附圖1，發(fā)明提供了一種拼裝式鋼制組合橋墩，包括鋼制墩柱及固定在鋼制墩柱頂端的蓋梁2，關(guān)鍵在于：上述鋼制墩柱的結(jié)構(gòu)中包括兩個(gè)鋼主墩6及位于兩個(gè)鋼主墩6間的鋼拱肋4，上述鋼拱肋4的兩端分別固定于兩個(gè)鋼主墩6的上部，上述鋼拱肋4是h型鋼并加工成向上彎曲的拱形。

上述鋼拱肋4中h型鋼的腹板采用波形。上述鋼拱肋4中h型鋼的腹板位于豎直面內(nèi)。鋼拱肋4為微彎曲的拱形，拱軸線可采用拋物線或大半徑圓曲線。

在鋼拱肋4的兩端焊接固定有承壓鋼拱腳7，上述鋼拱肋4借助承壓鋼拱腳7與鋼主墩6固定。

當(dāng)跨徑過(guò)大時(shí)，橋梁上部結(jié)構(gòu)自重荷載和車輛荷載作用下鋼拱肋4配套的承壓鋼拱腳7處向外產(chǎn)生水平推力不利于鋼主墩6受力，為此設(shè)計(jì)了拱腳拉筋5，拱腳拉筋5的兩端分別固定于兩個(gè)承壓鋼拱腳7上。拱腳拉筋5采用抗拉性能優(yōu)越的frp材料，可以是線材或型材。

在蓋梁2的頂部?jī)蓚?cè)分別固定有抗震擋塊1?？拐饟鯄K1是由鋼板彎折而成或者組焊而成，其截面呈梯形。鋼抗震擋塊1與蓋梁2焊接固定。

參見(jiàn)附圖2，上述蓋梁2的結(jié)構(gòu)中包括上翼緣板2-1、與鋼主墩6相連的下翼緣板2-2以及設(shè)置在上翼緣板2-1和下翼緣板2-2之間的一個(gè)或多個(gè)波折板2-3。其橫向可采用單梁h型鋼蓋梁，也可采用雙梁形成箱型截面鋼蓋梁。

在蓋梁2與鋼拱肋4間設(shè)置有分配立柱3。分配立柱3根據(jù)設(shè)計(jì)需要在蓋梁2與鋼拱肋4間設(shè)置有多個(gè)。鋼拱肋4與分配立柱3連接處設(shè)加強(qiáng)肋，以增加連接強(qiáng)度。分配立柱3采用鋼管或方形、槽型、工字型等型鋼結(jié)構(gòu)傳遞上部結(jié)構(gòu)荷載至鋼拱肋4，以分配豎向壓力，增加鋼蓋梁2的剛度，提高其跨越能力，減小截面高度等。

鋼主墩6可以采用鋼管、型鋼、桁架等結(jié)構(gòu)，主要承擔(dān)軸向壓力。

本發(fā)明的設(shè)計(jì)原理如下：采用拱（鋼拱肋4）梁（鋼蓋梁2）柱（鋼主墩6）相結(jié)合的形式可以使下部結(jié)構(gòu)以更加輕盈的結(jié)構(gòu)、更大的承載能力和跨越能力，滿足寬跨橋梁的要求。鋼拱肋4具有較大的跨越能力，其通過(guò)分配立柱3提高了鋼蓋梁2剛度，可有效降低鋼蓋梁2的梁高，節(jié)省材料，降低自重，且結(jié)構(gòu)輕盈美觀，抗震性能好。鋼蓋梁2上布置支座墊塊，直接承受上部結(jié)構(gòu)恒載及車輪活載傳遞過(guò)來(lái)的壓力，而后壓力分兩部分傳遞給鋼主墩6，其中一部分壓力通過(guò)分配立柱3傳遞給鋼拱肋4，在傳遞壓力給鋼拱肋4時(shí)，拱腳處產(chǎn)生豎向分力和水平分力，水平分力由拱腳拉筋5抵抗，豎向分力傳遞給鋼主墩6；另一部分壓力直接傳遞給鋼主墩6，此時(shí)鋼主墩6再將豎向壓力傳遞給樁基礎(chǔ)。

本發(fā)明的橋墩在具體實(shí)施時(shí)步驟如下：

（1）、根據(jù)需求設(shè)計(jì)并在工廠預(yù)制抗震擋塊1、波紋鋼蓋梁2、分配立柱3、鋼拱肋4、拱腳拉筋5、鋼主墩6及承壓鋼拱腳7；如涉及寬大、超長(zhǎng)等構(gòu)件可分節(jié)段制作，其中抗震擋塊1在工廠制作過(guò)程中焊接在鋼蓋梁2上，分配立柱3與鋼拱肋4節(jié)段焊接成型，在承壓鋼拱腳7制作時(shí)設(shè)置拱腳拉筋5連接裝置。

（2）、將預(yù)制好的各部件運(yùn)輸至安裝現(xiàn)場(chǎng)。

（3）、現(xiàn)場(chǎng)將橋墩組裝成型，各部件之間通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)焊接或螺栓連接成型。

上述步驟中，分配立柱3、鋼主墩6與鋼蓋梁2連接處優(yōu)先采用預(yù)留拼接板實(shí)現(xiàn)螺栓連接，以此加工減小現(xiàn)場(chǎng)焊接作業(yè)量，確保鋼制組合墩的安裝質(zhì)量和施工效率。

當(dāng)拱腳拉筋5是frp管材時(shí)，參見(jiàn)附圖3-5，上述的連接裝置包括與承壓鋼拱腳7固定并與frp管材的擴(kuò)口端匹配的錐形管接頭11及與錐形管接頭11螺紋連接的鎖緊螺母12。錐形管接頭11通過(guò)螺栓連接或焊接與承壓鋼拱腳7相連。

錐形管接頭11的結(jié)構(gòu)中包括與frp管材的擴(kuò)口端相配合的錐形連接端11-1、與鎖緊螺母12配合的外螺紋連接部11-3及設(shè)在錐形連接端11-1外表面的螺旋連接凹槽11-2，在鎖緊螺母12將管材壓緊在錐形管接頭11后，管材的內(nèi)壁變形進(jìn)入上述螺旋連接凹槽11-2內(nèi)，從而起到連接和防止松動(dòng)的作用。錐形連接端11-1的錐角為3-7°，較小的錐角方便了管材端頭的擴(kuò)張，也方便安裝。

鎖緊螺母12的結(jié)構(gòu)中包括內(nèi)壁設(shè)有與錐形管接頭11的外螺紋連接部11-3相配合的內(nèi)螺紋連接部12-1以及與錐形管接頭11的錐形連接端11-1配合形成喇叭狀空腔的錐形壓緊部12-2。錐形壓緊部12-2的內(nèi)錐角小于等于錐形連接端11-1的外錐角，以適應(yīng)管材端口處擴(kuò)口后的變形（越靠近端口處管的厚度越?。┦构懿牡膲壕o面較大，亦使螺旋連接凹槽11-2處的管材受到最大壓緊力。

在錐形壓緊部12-2的內(nèi)壁設(shè)有螺旋自鎖凹槽12-3，螺旋自鎖凹槽12-3的螺旋方向與內(nèi)螺紋連接部12-1螺紋的螺旋方向相同、與螺旋連接凹槽11-2的螺旋方向相反。管材的內(nèi)壁變形進(jìn)入上述螺旋自鎖凹槽12-3內(nèi)，螺旋自鎖凹槽12-3與螺旋連接凹槽11-2配合形成管材的雙錐形自鎖結(jié)構(gòu)，防止管材與錐形管接頭11松開(kāi)、脫離。更具體地，上述螺旋自鎖凹槽12-3的螺距與內(nèi)螺紋連接部12-1螺紋的螺距一致，以防止破壞管材的外表面。

為防止鎖緊螺母12松動(dòng)，在錐形壓緊部12-2的末端螺紋連接有鎖緊錐套13，在鎖緊錐套13的錐形內(nèi)壁設(shè)有螺旋鎖緊凹槽13-1，螺旋鎖緊凹槽13-1的螺旋方向、鎖緊錐套13與錐形壓緊部12-2螺紋處螺紋的螺旋方向及螺旋連接凹槽11-2的螺旋方向一致，管材的內(nèi)壁變形進(jìn)入螺旋鎖緊凹槽13-1內(nèi)使得螺旋鎖緊凹槽13-1與螺旋自鎖凹槽12-3配合形成鎖緊螺母的自鎖結(jié)構(gòu)。螺旋鎖緊凹槽13-1與螺旋自鎖凹槽12-3配合形成鎖緊螺母12的自鎖結(jié)構(gòu)，防止鎖緊螺母12長(zhǎng)時(shí)間使用后有可能發(fā)生的松動(dòng)。螺旋鎖緊凹槽13-1的螺距與鎖緊錐套13與錐形壓緊部12-2外螺紋處的螺距一致，以防止破壞管材的外表面。

當(dāng)鎖緊螺母12與錐形管接頭11安裝好后，再將鎖緊錐套13與鎖緊螺母12安裝。在鎖緊錐套13和鎖緊螺母12的螺紋連接部分應(yīng)添加螺紋緊固劑。鎖緊螺母12和鎖緊錐套13安裝好后，管材的外壁變形進(jìn)入鎖緊錐套13和鎖緊螺母12凹槽內(nèi)，兩個(gè)凹槽的螺旋方向相反，起到防止鎖緊螺母12松動(dòng)的目的。本發(fā)明的連接裝置通過(guò)管材內(nèi)外壁在不同螺旋方向的螺旋凹槽處的變形防止管材和鎖緊螺母的松動(dòng)，使得裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、連接可靠，可多次重復(fù)作用，并且長(zhǎng)時(shí)間使用后管材也不會(huì)發(fā)生松動(dòng)。

本發(fā)明的拼裝式鋼制組合橋墩，采用鋼結(jié)構(gòu)，避免了混凝土結(jié)構(gòu)施工所需要的模板制作，混凝土拌合、運(yùn)輸、澆筑、振搗等工序，降低了噪音污染和生產(chǎn)混凝土所需要的石料、沙等帶來(lái)的環(huán)境污染，采用鋼結(jié)構(gòu)拆裝便利、可循環(huán)利用價(jià)值高、二氧化碳排放量低，壽命長(zhǎng)、承載高、抗震好等，是一種優(yōu)越的橋墩結(jié)構(gòu)。

最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是：以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制；盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：依然可以對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行修改或者對(duì)部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)方案范圍當(dāng)中。