本發(fā)明涉及存梁臺座，特指一種承插式鋼管混凝土存梁臺座及其施工方法。

背景技術(shù)：

存梁臺座是箱梁預制場必備的工裝設(shè)施，用于支撐存梁。根據(jù)箱梁預制技術(shù)條件，對存梁臺座的要求是非常嚴格的，存梁臺座必須具有足夠的強度和剛度，防止發(fā)生破壞和變形，存梁臺座的地基基礎(chǔ)應(yīng)具有足夠的承載力，以防止發(fā)生不均勻沉降。傳統(tǒng)的存梁臺座采用整體式的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，一個存梁臺座綁扎鋼筋到澆筑混凝土需要2個月的工期，工期太長，導致存梁臺座的工程費用增加，成本較高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種承插式鋼管混凝土存梁臺座及其施工方法，解決的傳統(tǒng)的整體式鋼筋混凝土存梁臺座存在的工期長、工程費用增加及成本高的問題。

實現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是：

本發(fā)明提供了一種承插式鋼管混凝土存梁臺座的施工方法，包括如下步驟：

根據(jù)存梁荷載計算存梁臺座所需的鋼管混凝土柱中的鋼管的壁厚，并依據(jù)所計算的鋼管的壁厚選取鋼管；

施工基礎(chǔ)平臺，并于所述基礎(chǔ)平臺上預留承插口，所述承插口的開口大小根據(jù)所計算的鋼管壁厚進行設(shè)計；

利用所選取的鋼管施工形成鋼管混凝土柱，將所述鋼管混凝土柱插設(shè)于所述承插口內(nèi)；以及

于所述承插口的內(nèi)壁和所述鋼管混凝土柱的外壁之間澆筑形成嵌固混凝土，通過所述嵌固混凝土錨固連接所述鋼管混凝土柱和所述基礎(chǔ)平臺，從而形成了滿足存梁支撐要求的存梁臺座。

本發(fā)明采用承插式鋼管混凝土柱和基礎(chǔ)平臺分開預制，再利用嵌固混凝土嵌成一體，節(jié)約了傳統(tǒng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋，節(jié)省了綁架綁扎時間，可節(jié)約一半的施工周期，所形成的存梁臺座的強度和剛度滿足設(shè)計要求，便于快速存梁。能夠解決傳統(tǒng)的鋼管混凝土柱結(jié)構(gòu)存在的工期長、工程費用增加以及成本高的問題。

本發(fā)明承插式鋼管混凝土存梁臺座的施工方法的進一步改進在于，根據(jù)存梁荷載計算存梁臺座所需的鋼管混凝土柱中的鋼管的壁厚，包括：

根據(jù)公式一計算存梁臺座的抗壓壓力值，

f≥nbg/nt(式一)

式一中，f為存梁臺座的抗壓壓力值，nb為存梁的片數(shù)，g為每片存梁的自重，nt為存梁臺座的個數(shù)；

根據(jù)鋼管混凝土柱承載力公式，

f＝ψacfc(1+θ+θ^0.5)

ψ＝1-0.115(h/d-4)^0.5(式二組)

θ＝ayfy/acfc＝4tfy/(dfc)

式二組中，f為鋼管混凝土柱承載力，該鋼管混凝土柱承載力等于式一中的存梁臺座的抗壓壓力值，ψ為軸壓穩(wěn)定系數(shù)，fc為鋼管混凝土柱中混凝土芯柱的抗壓強度，fy為鋼管混凝土柱中鋼管的抗壓強度，ac為鋼管混凝土柱中混凝土芯柱的面積，ac＝πd²/4，d為鋼管混凝土柱中混凝土芯柱的直徑，ay為鋼管混凝土柱中鋼管的面積，ay＝πdt，t為鋼管混凝土柱中的鋼管的壁厚，h為鋼管混凝土柱的高度，θ為參與系數(shù)；

由式二組和式一求解參與系數(shù)θ，得出：

θ＝[(16f/πψd²fc-3)^0.5/2-0.5]²(式三)

根據(jù)式三和式二組得出鋼管壁厚的計算公式：

t≥fcd[(16f/πψd²fc-3)^0.5/2-0.5]²/(4fy)(式四)

通過式四計算出鋼管壁厚的值從而選取對應(yīng)的鋼管。

本發(fā)明承插式鋼管混凝土存梁臺座的施工方法的進一步改進在于，所述承插口的開口大小根據(jù)所計算的鋼管壁厚進行設(shè)計，包括：

所述承插口為柱狀凹槽，所述柱狀凹槽的開口直徑d0滿足如下公式：

d0＝d+2t+2c(式五)

式五中，d0為承插口的開口直徑，d為鋼管混凝土柱中混凝土芯柱的直徑，t為鋼管混凝土柱中的鋼管的壁厚，c為嵌固混凝土的厚度；

所述柱狀凹槽的深度h0小于等于所述基礎(chǔ)平臺的厚度h的1/3。

本發(fā)明承插式鋼管混凝土存梁臺座的施工方法的進一步改進在于，施工基礎(chǔ)平臺包括：

于存梁臺座的設(shè)計位置開挖基坑；

于基坑內(nèi)支設(shè)模板，所述模板內(nèi)部圍合形成方體形的澆筑空間，且所述澆筑空間頂部處的模板上設(shè)有向下凸伸的柱狀凸臺，所述柱狀凸臺位于所述澆筑空間內(nèi)；

于所述澆筑空間內(nèi)澆筑混凝土，待澆筑的混凝土達到設(shè)計強度的70％時拆除模板從而形成所述基礎(chǔ)平臺。

本發(fā)明承插式鋼管混凝土存梁臺座的施工方法的進一步改進在于，澆筑形成嵌固混凝土的混凝土強度高于澆筑形成基礎(chǔ)平臺的混凝土強度，且所述嵌固混凝土的厚度大于等于15cm。

本發(fā)明還提供了一種承插式鋼管混凝土存梁臺座，包括：

基礎(chǔ)平臺，所述基礎(chǔ)平臺上預留有承插口，所述承插口的開口大小根據(jù)鋼管混凝土柱中鋼管的壁厚進行設(shè)計；

插設(shè)于所述承插口內(nèi)的鋼管混凝土柱，所述鋼管混凝土柱中鋼管的壁厚根據(jù)存梁荷載進行計算；

澆筑形成于所述承插口的內(nèi)壁和所述鋼管混凝土柱的外壁之間的嵌固混凝土，通過所述嵌固混凝土錨固連接所述鋼管混凝土柱和所述基礎(chǔ)平臺，從而形成了滿足存梁支撐要求的存梁臺座。

本發(fā)明承插式鋼管混凝土存梁臺座的進一步改進在于，根據(jù)公式一計算存梁臺座的抗壓壓力值，

f≥nbg/nt(式一)

式一中，f為存梁臺座的抗壓壓力值，nb為存梁的片數(shù)，g為每片存梁的自重，nt為存梁臺座的個數(shù)；

根據(jù)鋼管混凝土柱承載力公式，

f＝ψacfc(1+θ+θ^0.5)

ψ＝1-0.115(h/d-4)^0.5(式二組)

θ＝ayfy/acfc＝4tfy/(dfc)

式二組中，f為鋼管混凝土柱承載力，該鋼管混凝土柱承載力等于式一中的存梁臺座的抗壓壓力值，ψ為軸壓穩(wěn)定系數(shù)，fc為鋼管混凝土柱中混凝土芯柱的抗壓強度，fy為鋼管混凝土柱中鋼管的抗壓強度，ac為鋼管混凝土柱中混凝土芯柱的面積，ac＝πd²/4，d為鋼管混凝土柱中混凝土芯柱的直徑，ay為鋼管混凝土柱中鋼管的面積，ay＝πdt，t為鋼管混凝土柱中的鋼管的壁厚，h為鋼管混凝土柱的高度，θ為參與系數(shù)；

由式二組和式一求解參與系數(shù)θ，得出：

θ＝[(16f/πψd²fc-3)^0.5/2-0.5]²(式三)

根據(jù)式三和式二組得出鋼管壁厚的計算公式：

t≥fcd[(16f/πψd²fc-3)^0.5/2-0.5]²/(4fy)(式四)

通過式四計算出鋼管壁厚的值從而選取對應(yīng)的鋼管。

本發(fā)明承插式鋼管混凝土存梁臺座的進一步改進在于，所述承插口為柱狀凹槽，所述柱狀凹槽的開口直徑d0滿足如下公式：

d0＝d+2t+2c(式五)

式五中，d0為承插口的開口直徑，d為鋼管混凝土柱中混凝土芯柱的直徑，t為鋼管混凝土柱中的鋼管的壁厚，c為嵌固混凝土的厚度；

所述柱狀凹槽的深度h0小于等于所述基礎(chǔ)平臺的厚度h的1/3。

本發(fā)明承插式鋼管混凝土存梁臺座的進一步改進在于，所述基礎(chǔ)平臺為混凝土結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明承插式鋼管混凝土存梁臺座的進一步改進在于，澆筑形成嵌固混凝土的混凝土強度高于澆筑形成基礎(chǔ)平臺的混凝土強度，且所述嵌固混凝土的厚度大于等于15cm。

附圖說明

圖1為本發(fā)明承插式鋼管混凝土存梁臺座的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明承插式鋼管混凝土存梁臺座中基礎(chǔ)平臺的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明承插式鋼管混凝土存梁臺座中鋼管混凝土柱的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。

參閱圖1，本發(fā)明提供了一種承插式鋼管混凝土存梁臺座及其施工方法，用于解決傳統(tǒng)的整體式鋼筋混凝土存梁臺座所需工期長，成本高的問題。本發(fā)明采用了承插式的存梁臺座，該存梁臺座中的基礎(chǔ)平臺和鋼管混凝土柱可分開預制，而后再通過嵌固混凝土濕接在一起，實現(xiàn)了基礎(chǔ)平臺和鋼管混凝土柱嵌固連接成一體的結(jié)構(gòu)，且基礎(chǔ)平臺和鋼管混凝土柱均采用混凝土澆筑，無鋼筋配置，節(jié)約鋼筋，節(jié)省鋼筋綁扎時間，且兩者可同時澆筑混凝土，節(jié)約一半的施工周期，便于快速存梁。該承插式鋼管混凝土存梁臺座及其施工方法適用于高鐵與公路、市政路箱梁、t梁的存梁。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明承插式鋼管混凝土存梁臺座及其施工方法進行說明。

如圖1所示，本發(fā)明的承插式鋼管混凝土存梁臺座20包括基礎(chǔ)平臺21、鋼管混凝土柱22以及嵌固混凝土23，結(jié)合圖2所示，其中的基礎(chǔ)平臺21上預留有承插口211，該承插口211的開口大小根據(jù)鋼管混凝土柱22中鋼管221的壁厚進行設(shè)計，承插口211的開口應(yīng)大于鋼管混凝土柱22的外周尺寸，確保該鋼管混凝土柱22能夠順利的插入到承插口211內(nèi)；結(jié)合圖3所示，鋼管混凝土柱22包括鋼管221和澆筑于鋼管221內(nèi)的混凝土芯柱222，該鋼管混凝土柱22插設(shè)于承插口211內(nèi)，鋼管混凝土柱22中鋼管221的壁厚根據(jù)存梁荷載進行計算，存梁荷載根據(jù)存梁片數(shù)及每片存梁的重量進行計算得出；將鋼管混凝土柱22插設(shè)至承插口211內(nèi)時，鋼管混凝土柱22的下表面置于承插口211的底部，嵌固混凝土23澆筑形成于承插口211的內(nèi)壁和鋼管混凝土柱22的外壁之間，通過嵌固混凝土23錨固連接鋼管混凝土柱22和基礎(chǔ)平臺21，從而形成了滿足存梁支撐要求的存梁臺座20。

本發(fā)明的存梁臺座20中的基礎(chǔ)平臺21和鋼管混凝土柱22的結(jié)構(gòu)強度和剛度根據(jù)所需要承載的存梁荷載進行設(shè)計，使得其能夠滿足支撐存梁的要求?；A(chǔ)平臺和鋼管混凝土柱為無鋼筋的混凝土結(jié)構(gòu)，節(jié)約鋼筋，節(jié)省鋼筋綁扎時間，能夠縮短施工工期，還能夠節(jié)約成本?；A(chǔ)平臺和鋼管混凝土柱可分開預制而后再通過嵌固混凝土濕接在一起，相比于傳統(tǒng)的整體式現(xiàn)澆鋼筋混凝土，能夠極大的縮短施工工期，便于快速存梁。

作為本發(fā)明的一較佳實施方式，如圖1至圖3所示，鋼管混凝土柱22中鋼管221的壁厚根據(jù)存梁荷載進行計算包括：

根據(jù)公式一計算存梁臺座20的抗壓壓力值，

f≥nbg/nt(式一)

式一中，f為存梁臺座的抗壓壓力值，nb為存梁的片數(shù)，g為每片存梁的自重(重量)，nt為存梁臺座的個數(shù)；該存梁臺座20的抗壓力值即為存梁荷載；

通過《鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工規(guī)程》中的鋼管混凝土柱承載力公式，可知：

f＝ψacfc(1+θ+θ^0.5)

ψ＝1-0.115(h/d-4)^0.5(式二組)

θ＝ayfy/acfc＝4tfy/(dfc)

式二組中，f為鋼管混凝土柱承載力，該鋼管混凝土柱承載力等于式一中的存梁臺座的抗壓壓力值，ψ為軸壓穩(wěn)定系數(shù)，fc為鋼管混凝土柱中混凝土芯柱的抗壓強度，fy為鋼管混凝土柱中鋼管的抗壓強度，ac為鋼管混凝土柱中混凝土芯柱的面積，ac＝πd²/4，d為鋼管混凝土柱中混凝土芯柱的直徑，ay為鋼管混凝土柱中鋼管的面積，ay＝πdt，t為鋼管混凝土柱中的鋼管的壁厚，h為鋼管混凝土柱的高度，θ為參與系數(shù)；

由式二組和式一求解參與系數(shù)θ，得出：

θ＝[(16f/πψd²fc-3)^0.5/2-0.5]²(式三)

求解參與系數(shù)θ時，根據(jù)一元二次方程的韋達定理，令θ^0.5＝k，k＞0，則解方程：

k2+k+1-4f/πψd²fc＝0(方程一)

方程一中的兩個根中淘汰一個負數(shù)根，保留一個正根，則有：

k＝(16f/πψd²fc-3)^0.5/2-0.5(方程二)

從而根據(jù)方程二取平方得出參與系數(shù)θ，即式三；

根據(jù)式三和式二組得出鋼管221的壁厚的計算公式：

t≥fcd[(16f/πψd²fc-3)^0.5/2-0.5]²/(4fy)(式四)

通過式四計算出鋼管221的壁厚的值t從而選取對應(yīng)的鋼管221。

作為本發(fā)明的另一較佳實施方式，承插口211為柱狀凹槽，柱狀凹槽的開口直徑d0滿足如下公式：

d0＝d+2t+2c(式五)

式五中，d0為承插口的開口直徑，d為鋼管混凝土柱中混凝土芯柱的直徑，t為鋼管混凝土柱中的鋼管的壁厚，c為嵌固混凝土的厚度；

柱狀凹槽的深度h0小于等于基礎(chǔ)平臺的厚度h的1/3。基礎(chǔ)平臺21的結(jié)構(gòu)長度l，寬度b，厚度h，將承插口211的深度h0設(shè)計為小于等于基礎(chǔ)平臺的厚度h的1/3，以確保存梁放置于存梁臺座20上后，存梁荷載的重量傳遞后，鋼管混凝土柱22不會刺穿基礎(chǔ)平臺21。

作為本發(fā)明的又一較佳實施方式，基礎(chǔ)平臺21為混凝土結(jié)構(gòu)，由混凝土澆筑而成，混凝土內(nèi)不配置鋼筋，且結(jié)構(gòu)的強度和剛度能夠完全滿足存梁荷載的要求。

作為本發(fā)明的再一較佳實施方式，澆筑形成嵌固混凝土23的混凝土強度高于澆筑形成基礎(chǔ)平臺21的混凝土強度，且嵌固混凝土23的厚度大于等于15cm。通過將嵌固混凝土23的混凝土強度設(shè)計為高于基礎(chǔ)平臺21的混凝土強度，來保證鋼管混凝土柱22和基礎(chǔ)平臺21的良好的固定效果。

下面對本發(fā)明提供的承插式鋼管混凝土存梁臺座的施工方法進行說明。

本發(fā)明提供一種承插式鋼管混凝土存梁臺座的施工方法，包括如下步驟：

如圖1所示，根據(jù)存梁荷載計算存梁臺座20所需的鋼管混凝土柱22中的鋼管221的壁厚，并依據(jù)所計算的鋼管221的壁厚選取鋼管；

結(jié)合圖2所示，施工基礎(chǔ)平臺21，并于基礎(chǔ)平臺21上預留承插口211，承插口的開口大小根據(jù)所計算的鋼管21的壁厚進行設(shè)計；

結(jié)合圖3所示，利用所選取的鋼管施工形成鋼管混凝土柱22，將鋼管混凝土柱22插設(shè)于承插口211內(nèi)；該鋼管混凝土柱22包括鋼管221和澆筑于鋼管221內(nèi)的混凝土芯柱222；

于承插口211的內(nèi)壁和鋼管混凝土柱22的外壁之間澆筑形成嵌固混凝土23，通過嵌固混凝土23錨固連接鋼管混凝土柱22和基礎(chǔ)平臺21，從而形成了滿足存梁支撐要求的存梁臺座20。

本發(fā)明采用承插式鋼管混凝土柱和基礎(chǔ)平臺分開預制，再利用嵌固混凝土嵌成一體，節(jié)約了傳統(tǒng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋，節(jié)省了綁架綁扎時間，可節(jié)約一半的施工周期，所形成的存梁臺座的強度和剛度滿足設(shè)計要求，便于快速存梁。能夠解決傳統(tǒng)的鋼管混凝土柱結(jié)構(gòu)存在的工期長、工程費用增加以及成本高的問題。

作為本發(fā)明的一較佳實施方式，根據(jù)存梁荷載計算存梁臺座20所需的鋼管混凝土柱22中的鋼管221的壁厚，包括：

根據(jù)公式一計算存梁臺座20的抗壓壓力值，

f≥nbg/nt(式一)

式一中，f為存梁臺座的抗壓壓力值，nb為存梁的片數(shù)，g為每片存梁的自重(即重量)，nt為存梁臺座20的個數(shù)；

通過《鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工規(guī)程》中的鋼管混凝土柱承載力公式，可知：

f＝ψacfc(1+θ+θ^0.5)

ψ＝1-0.115(h/d-4)^0.5(式二組)

θ＝ayfy/acfc＝4tfy/(dfc)

式二組中，f為鋼管混凝土柱承載力，該鋼管混凝土柱承載力等于式一中的存梁臺座的抗壓壓力值，ψ為軸壓穩(wěn)定系數(shù)，fc為鋼管混凝土柱中混凝土芯柱的抗壓強度，fy為鋼管混凝土柱中鋼管的抗壓強度，ac為鋼管混凝土柱中混凝土芯柱的面積，ac＝πd²/4，d為鋼管混凝土柱中混凝土芯柱的直徑，ay為鋼管混凝土柱中鋼管的面積，ay＝πdt，t為鋼管混凝土柱中的鋼管的壁厚，h為鋼管混凝土柱的高度，θ為參與系數(shù)；

由式二組和式一求解參與系數(shù)θ，得出：

θ＝[(16f/πψd²fc-3)^0.5/2-0.5]²(式三)

求解參與系數(shù)θ時，根據(jù)一元二次方程的韋達定理，令θ^0.5＝k，k＞0，則解方程：

k2+k+1-4f/πψd²fc＝0(方程一)

方程一中的兩個根中淘汰一個負數(shù)根，保留一個正根，則有：

k＝(16f/πψd²fc-3)^0.5/2-0.5(方程二)

從而根據(jù)方程二取平方得出參與系數(shù)θ，即式三；

根據(jù)式三和式二組得出鋼管壁厚的計算公式：

t≥fcd[(16f/πψd²fc-3)^0.5/2-0.5]²/(4fy)(式四)

通過式四計算出鋼管221的壁厚的值t從而選取對應(yīng)的鋼管。

作為本發(fā)明的另一較佳實施方式，承插口211的開口大小根據(jù)所計算的鋼管221的壁厚t進行設(shè)計，包括：

承插口221為柱狀凹槽，柱狀凹槽的開口直徑d0滿足如下公式：

d0＝d+2t+2c(式五)

式五中，d0為承插口的開口直徑，d為鋼管混凝土柱中混凝土芯柱的直徑，t為鋼管混凝土柱中的鋼管的壁厚，c為嵌固混凝土的厚度；

柱狀凹槽的深度h0小于等于基礎(chǔ)平臺的厚度h的1/3。基礎(chǔ)平臺21的結(jié)構(gòu)長度l，寬度b，厚度h，將承插口211的深度h0設(shè)計為小于等于基礎(chǔ)平臺的厚度h的1/3，以確保存梁放置于存梁臺座20上后，存梁荷載的重量傳遞后，鋼管混凝土柱22不會刺穿基礎(chǔ)平臺21。

作為本發(fā)明的又一較佳實施方式，施工基礎(chǔ)平臺21包括：

于存梁臺座20的設(shè)計位置開挖基坑；

于基坑內(nèi)支設(shè)模板，模板內(nèi)部圍合形成方體形的澆筑空間，且澆筑空間頂部處的模板上設(shè)有向下凸伸的柱狀凸臺，柱狀凸臺位于澆筑空間內(nèi)；

于澆筑空間內(nèi)澆筑混凝土，待澆筑的混凝土達到設(shè)計強度的70％時拆除模板從而形成基礎(chǔ)平臺?；A(chǔ)平臺21為混凝土結(jié)構(gòu)，由混凝土澆筑而成，混凝土內(nèi)不配置鋼筋，且結(jié)構(gòu)的強度和剛度能夠完全滿足存梁荷載的要求。在利用所選取的鋼管施工形成鋼管混凝土柱22時，將鋼管221下料封底，向鋼管221內(nèi)澆筑混凝土，形成混凝土芯柱222，養(yǎng)護至75％強度后，即可將該鋼管混凝土柱22吊裝至基礎(chǔ)平臺21的承插口211內(nèi)，而后澆筑嵌固混凝土23進行嵌固連接。

作為本發(fā)明的再一較佳實施方式，澆筑形成嵌固混凝土23的混凝土強度高于澆筑形成基礎(chǔ)平臺21的混凝土強度，且嵌固混凝土23的厚度大于等于15cm。通過將嵌固混凝土23的混凝土強度設(shè)計為高于基礎(chǔ)平臺21的混凝土強度，來保證鋼管混凝土柱22和基礎(chǔ)平臺21的良好的固定效果。

以上結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域中普通技術(shù)人員可根據(jù)上述說明對本發(fā)明做出種種變化例。因而，實施例中的某些細節(jié)不應(yīng)構(gòu)成對本發(fā)明的限定，本發(fā)明將以所附權(quán)利要求書界定的范圍作為本發(fā)明的保護范圍。