本發(fā)明屬于橋梁工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種復(fù)合截面組合塔墩。

背景技術(shù)：

橋梁的塔墩通常都采用鋼筋混凝土或鋼材制作，鋼筋混凝土塔墩造價較低，結(jié)構(gòu)剛度大，但其截面尺寸較大，因此自重大，而且抗震性能較鋼材低，耐久性也不易保證。鋼塔墩自重小，強度高，抗震性能好，但剛度較小，板件較薄，容易發(fā)生整體與局部失穩(wěn)，高度較高時還易發(fā)生渦激振動和馳振。在鋼塔墩和混凝土塔墩的基礎(chǔ)上，形成鋼-混凝土組合塔墩，將鋼材與混凝土兩種材料相結(jié)合，既兼顧了兩者的優(yōu)點，同時又彌補了兩者的不足。

金屬發(fā)泡鋼材料具有輕量化、高剛性、耐久性、高比表面積與特殊的吸音、吸震、防火性能，發(fā)泡金屬可以看成是金屬與空氣的復(fù)合材料。閉孔型發(fā)泡材料，其內(nèi)部為封閉孔洞，具有如同蜂巢組織般的吸能效果，且具有優(yōu)越的絕熱與防火能力。在鋼塔墩內(nèi)部填充發(fā)泡鋼，可以利用內(nèi)填發(fā)泡鋼增強鋼管壁的局部穩(wěn)定性，同時又能充分發(fā)揮發(fā)泡鋼的優(yōu)勢。

但若簡單將鋼管內(nèi)部直接填充混凝土或發(fā)泡鋼，鋼板與填充材料間不設(shè)置聯(lián)接構(gòu)造，鋼板與填充材料間的相互作用有限，并且鋼板一旦發(fā)生局部失穩(wěn)，其自身的承載力就會逐漸喪失，對填充材料的約束作用也會消失，塔墩的承載力就無法繼續(xù)提高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服上述鋼筋混凝土塔墩和鋼塔墩的缺點，提供一種承載力強、整體和局部穩(wěn)定性好、自重輕、剛度大、抗風(fēng)、抗震性能強、塑性和延性性能好的復(fù)合截面組合塔墩。

解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：在鋼管的內(nèi)壁軸向設(shè)置有至少列與該內(nèi)表面垂直的連接件，鋼管內(nèi)澆筑混凝土或發(fā)泡鋼。

本發(fā)明的連接件為：設(shè)置在鋼管內(nèi)壁上沿軸向排列的開孔板剪力鍵、縱向加勁肋、栓釘中的任意一種或兩種或三種的組合，開孔板剪力鍵的每個孔內(nèi)設(shè)置或不設(shè)置鋼筋。

本發(fā)明的鋼管內(nèi)壁上設(shè)置的開孔板剪力鍵和縱向加勁肋的高度與鋼管的高度相同。

本發(fā)明的鋼管是橫截面為十字形的鋼管或橫截面至少為四邊形的多邊形鋼管。

本發(fā)明采用在鋼管與填充材料間設(shè)置連接件，加強了鋼管與填充材料間的相互作用，提高了塔墩的承載力。連接件作為加勁，增強了鋼管自身抵抗局部失穩(wěn)的能力，同時，填充材料與連接件之間的摩擦力和粘結(jié)力，也可以防止鋼管發(fā)生向外的局部屈曲，塔墩內(nèi)的填充材料限制了鋼管發(fā)生向內(nèi)的局部屈曲，從而鋼管對填充材料的約束作用得到了保證。其中，十字形截面鋼管相對于等長等寬的矩形截面鋼管，減小了鋼管板件的寬厚比，使鋼管抵抗局部失穩(wěn)的能力得到進(jìn)一步加強。本發(fā)明具有承載力高、抗震性能好、塑性和延性好、施工速度快等優(yōu)點，可在公路、鐵路、城市橋梁建設(shè)中推廣使用。

附圖說明

圖1是實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1的a-a剖面圖。

圖3是實施例3的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是圖3的b-b剖面圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

實施例1

在圖1、2中，本實施例的復(fù)合截面組合塔墩由鋼管1、發(fā)泡鋼7、開孔板剪力鍵3、鋼筋4、縱向加勁肋5、栓釘6聯(lián)接構(gòu)成。

本實施例鋼管1的橫截面為十字形鋼管。在鋼管1內(nèi)左右較窄的兩內(nèi)壁軸向焊接聯(lián)接有1列與該內(nèi)表面垂直的開孔板剪力鍵3，開孔板剪力鍵3的具體數(shù)量應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的受力及鋼管1壁板的寬厚比來確定。每個內(nèi)壁上開孔板剪力鍵3的列數(shù)可以相同，也可以不相同。開孔板剪力鍵3的高度與鋼管1的高度相同，開孔板剪力鍵3的軸向至下而上加工有一排開孔，每個孔內(nèi)設(shè)置有1根鋼筋4，也可不設(shè)置鋼筋4，鋼筋4定位在孔中心位置。在鋼管1內(nèi)前后較寬的兩內(nèi)壁軸向焊接聯(lián)接有3列連接件，均與該內(nèi)表面垂直，其中，中間1列為縱向加勁肋5，左右2列為栓釘6，開孔板剪力鍵3、鋼筋4、縱向加勁肋5、栓釘6構(gòu)成本實施例的連接件，縱向加勁肋5與栓釘6的具體數(shù)量應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的受力及鋼管1的壁板的寬厚比來確定，縱向加勁肋5的高度與鋼管1的高度相同。安裝塔墩時，鋼管1的下端固定在已建好的基礎(chǔ)上，鋼管1內(nèi)填充有發(fā)泡鋼7。

實施例2

本實施例中，鋼管1內(nèi)左后較窄的兩內(nèi)壁軸向上焊接有2列開孔板剪力鍵3，前后較寬的兩內(nèi)壁軸向上焊接有3列開孔板剪力鍵3，在每列開孔板剪力鍵3的軸向至下而上加工有1排開孔，每個孔中心設(shè)置有1根鋼筋4，鋼筋4定位在孔中心位置。其他零部件以及零部件的聯(lián)接關(guān)系與實施例1相同。

實施例3

在圖3、4中，本實施例的復(fù)合截面組合塔墩由鋼管1、混凝土2、開孔板剪力鍵3、栓釘6聯(lián)接構(gòu)成。

本實施例的鋼管1截面為六邊形。在鋼管1的每個內(nèi)壁軸向焊接聯(lián)接有3列與該內(nèi)表面垂直的連接件，中間1列為開孔板剪力鍵3，左右2列均為栓釘6，開孔板剪力鍵3、栓釘6構(gòu)成本實施例的連接件，開孔板剪力鍵3和栓釘6的具體數(shù)量應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的受力及鋼管1壁板的寬厚比來確定。每個內(nèi)壁上連接件的列數(shù)可以相同，也可以不同。開孔板剪力鍵3的高度與鋼管1的高度相同，開孔板剪力鍵3的軸向至下而上加工有1排開孔。鋼管1內(nèi)填充混凝土2。其他零部件以及零部件的聯(lián)接關(guān)系與實施例1相同。

實施例4

本實施例的鋼管1截面為正方形。在鋼管1的每個內(nèi)壁軸向焊接聯(lián)接有5列與該內(nèi)表面垂直的連接件，中間1列為開孔板剪力鍵3，開孔板剪力鍵3的左右2列均為縱向加勁肋5，開孔板剪力鍵3的左右最外兩列均為栓釘6，開孔板剪力鍵3、縱向加勁肋5、栓釘6構(gòu)成本實施例的連接件。開孔板剪力鍵3的高度與鋼管1的高度相同，開孔板剪力鍵3的軸向至下而上加工有一排開孔。其他零部件以及零部件的聯(lián)接關(guān)系與實施例1相同。

實施例5

在以上的實施例1～4中，在鋼管1的每個內(nèi)壁軸向焊接聯(lián)接有與該內(nèi)表面垂直的連接件，連接件采用開孔板剪力鍵3，也可采用縱向加勁肋5，還可采用栓釘6，開孔板剪力鍵3、縱向加勁肋5、栓釘6的具體列數(shù)按照十字形截面鋼管或多邊形鋼管的受力及鋼管1壁板的寬厚比來確定。其他零部件以及零部件的聯(lián)接關(guān)系與相應(yīng)的實施例相同。

根據(jù)上述原理還可設(shè)計出另外一種具體結(jié)構(gòu)的復(fù)合截面組合塔墩，但均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
一種復(fù)合截面組合塔墩，在鋼管的內(nèi)壁軸向設(shè)置有至少1列與該內(nèi)表面垂直的連接件，鋼管內(nèi)填充混凝土或發(fā)泡鋼。由于本發(fā)明采用在鋼管與填充材料間設(shè)置連接件，連接件采用開孔板剪力鍵、縱向加勁肋、栓釘中的任意一種或兩種或三種的組合，加強了鋼管與混凝土間的相互作用，提高了塔墩的承載力。鋼管是橫截面為十字形的鋼管或橫截面至少為四邊形的多邊形鋼管。本發(fā)明具有承載力高、抗震性能好、塑性和延性好、施工速度快等優(yōu)點，可在公路、鐵路、城市橋梁建設(shè)中推廣使用。

技術(shù)研發(fā)人員：王茜;王春生;段蘭;任更鋒;王雨竹;王欣欣;崔志強;楊少博;張靜雯
受保護(hù)的技術(shù)使用者：長安大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.07.27
技術(shù)公布日：2017.09.29