一種帶狗骨型連接構(gòu)造的新型整體式橋臺(tái)橋梁及施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種帶狗骨型連接構(gòu)造的新型整體式橋臺(tái)橋梁及施工方法，屬于橋梁領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]整體橋取消了伸縮裝置與支座，橋臺(tái)與主梁做成整體結(jié)構(gòu)，是無縫橋一大類別。整體橋上部結(jié)構(gòu)的脹縮，必然受到橋臺(tái)的約束。而橋臺(tái)臺(tái)身一般為剛性結(jié)構(gòu)，以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為主，其適應(yīng)橋梁上部結(jié)構(gòu)溫度變形的能力主要由基礎(chǔ)提供。而基礎(chǔ)可以是單排粧和雙排粧，其中以單排粧應(yīng)用最多，并且其剛度越大，粧基本身所受水平力和彎矩也越大。因此整體橋橋臺(tái)粧基礎(chǔ)一般要采用柔性鋼粧，大部分為H型鋼粧。
[0003]然而，該粧基礎(chǔ)不僅要承受橋梁上部結(jié)構(gòu)傳遞的豎向荷載和水平荷載，還要承受臺(tái)后土壓力作用，受力情況不僅復(fù)雜(粧-土相互作用是一個(gè)非線性問題)，而且很不利。更重要的是，整體橋端梁與粧帽一般為剛接，導(dǎo)致該連接部位轉(zhuǎn)動(dòng)能力差且承受集中應(yīng)力，從而產(chǎn)生塑性鉸，疲勞損傷甚至破壞，影響了該橋型壽命，增加了維修成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決現(xiàn)有的技術(shù)不足，本發(fā)明提供一種帶狗骨型連接構(gòu)造的新型整體式橋臺(tái)橋梁及施工方法，該結(jié)構(gòu)就是降低了端梁與粧帽連接處剛度，增大了該連接處轉(zhuǎn)動(dòng)能力，提高了橋梁的縱向變形能力，增加了該橋型容許橋長，避免了粧基礎(chǔ)發(fā)生過大的側(cè)移，保證了該粧的豎向承載能力，減小了粧身內(nèi)力，減輕了橋梁溫度變形對粧體疲勞損傷，延長了橋梁使用壽命。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案在于:
一種帶狗骨型連接構(gòu)造的新型整體式橋臺(tái)橋梁，包括橋梁端梁、粧帽和插入地表中作為支承粧的H型鋼粧，其特征在于:所述粧帽與橋梁端梁之間有一條接縫，所述的H型鋼粧貫穿該接縫且頂部超出粧帽并與橋梁端梁連接，所述的H型鋼粧頂部翼緣寬度逐漸向接縫處減小。
[0006]其中，所述接縫處澆筑有包裹住接縫處H型鋼粧粧體的長方體混凝土。
[0007]所述接縫處內(nèi)除了 H型鋼粧和長方體混凝土之外所有的空隙中填充可壓縮性橡膠材料，所述可壓縮性橡膠材料為泡沫橡膠。
[0008]所述的接縫在靠近橋臺(tái)背一側(cè)填有一層可壓縮的泡沫類材料。
[0009]所述H型鋼粧粧體與粧帽接觸面設(shè)置剪力釘。
[0010]所述的H型鋼粧在粧帽底部以下2m范圍內(nèi)包有50mm厚的可壓縮性泡沫材料。
[0011]所述的H型鋼粧頂部超出粧帽部分的長度在300~500mm范圍內(nèi)。
[0012]所述接縫寬為15~30mm。
[0013]所述的長方體混凝土的長度和寬度都超出H型鋼粧粧體長度和寬度的10mm，高度等于接縫寬度。
[0014]本發(fā)明的另一技術(shù)特征在于:
一種帶狗骨型連接構(gòu)造的新型整體式橋臺(tái)橋梁的施工方法，其特征在于，包括以下步驟:
(1)在臺(tái)后填土沉降完全后，沿弱軸受彎的方向打入H型鋼粧，并在粧頂包裹長2m，厚50mm的可壓縮性泡沫材料；
(2)澆筑位于橋臺(tái)下半部分的粧帽，在H型鋼粧超出粧帽部分即翼緣最窄處澆筑混凝土，形狀為長方體，長度和寬度都超出H型鋼粧粧體長度和寬度的10mm，高度等于接縫寬度；
(3)在粧帽上放置聚苯乙烯板，然后在板上澆筑端梁；
(4)澆筑完成待定型后，取出聚乙烯板，在端梁和粧帽接縫處填充可壓縮性橡膠材料，最后在接縫靠近臺(tái)背一側(cè)填設(shè)一層可壓縮的泡沫材料。
[0015]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:本發(fā)明H型鋼粧作為無縫橋梁支承粧方便了施工，可以利用其表面摩擦甚至端部來承受豎向荷載，還可很好地利用其側(cè)向剛度低的特點(diǎn)來允許水平溫度變形。更重要的是，H型鋼粧粧粧帽與端梁之間的狗骨型連接構(gòu)造降低了該連接處剛度，增大了該連接處轉(zhuǎn)動(dòng)能力，提高了橋梁的縱向變形能力，增加了該橋型容許橋長，避免了粧基礎(chǔ)發(fā)生過大的側(cè)移，保證了該粧的豎向承載能力，減小了粧身內(nèi)力，減輕了橋梁溫度變形對粧體疲勞損傷，延長了橋梁使用壽命。
【附圖說明】
[0016]圖1為帶狗骨型連接構(gòu)造的新型整體式橋臺(tái)橋梁結(jié)構(gòu)示意圖，
圖2為帶狗骨型連接構(gòu)造的新型整體式橋臺(tái)橋梁端梁和粧帽連接構(gòu)造示意圖，
圖3為帶狗骨型連接構(gòu)造的新型整體式橋臺(tái)橋梁端梁和粧帽連接處A-A截面示意圖。
[0017]圖中:1-H型鋼粧、2-粧帽、3-端梁、4-混凝土、5-可壓縮性橡膠材料、6-可壓縮的泡沫類材料、7-剪力釘。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下。
[0019]如圖1所示，一種帶狗骨型連接構(gòu)造的新型整體式橋臺(tái)橋梁，包括橋梁端梁3、粧帽2和插入地表中作為支承粧的H型鋼粧1，所述H型鋼粧I粧體弱軸受彎，所述粧帽2與端梁3采用狗骨型連接構(gòu)造連接。H型鋼粧I不僅可以利用其表面摩擦甚至端部來承受豎向荷載，還可很好地利用其側(cè)向剛度低的特點(diǎn)來允許水平溫度變形，更重要的是，粧帽2與端梁3之間的狗骨型連接構(gòu)造降低了該連接處剛度，增大了該連接處轉(zhuǎn)動(dòng)能力，提高了橋梁的縱向變形能力，增加了該橋型容許橋長，避免了粧基礎(chǔ)發(fā)生過大的側(cè)移，保證了該粧的豎向承載能力，減小了粧身內(nèi)力，減輕了橋梁溫度變形對粧體疲勞損傷，延長了橋梁使用壽命O
[0020]如圖2~3所示，為帶狗骨型連接構(gòu)造的新型整體式橋臺(tái)橋梁端梁3和粧帽2連接處細(xì)部構(gòu)造示意圖。
[0021]在本實(shí)施例中，所述的H型鋼粧I可根據(jù)臺(tái)后填土類型、粧體受力特點(diǎn)和溫差大小選擇合適的截面尺寸、埋設(shè)數(shù)量和具體位置，同時(shí)考慮一定腐蝕裕量，以保證其豎向支承能力、水平變形能力和耐腐蝕能力，并且H型鋼粧I頂部翼緣寬度有一定變化，類似兩個(gè)半橢圓形，形如“狗骨”。“狗骨”最窄處寬度為腹板厚度，以使端梁3和粧帽2不易分離，利于荷載傳遞。
[0022]在本實(shí)施例中，所述的H型鋼粧I頂部超出粧帽2，與端梁3連接，超出部分長度在300-50Omm范圍內(nèi)。
[0023]在本實(shí)施例中，所述的H型鋼粧I粧帽2與端梁3之間有一條接縫，接縫寬為15~30mm,并且在該接縫處H型鋼粧I翼緣寬度最小(“狗骨”最窄處)，以使端梁轉(zhuǎn)動(dòng)能力最佳。
[0024]在本實(shí)施例中，所述的接縫處澆筑有混凝土 4。該混凝土 4包裹住接縫處H型鋼粧I粧體，形狀為長方體(長度和寬度都超出該超出該粧體部分長度和寬度10mm，高為接縫寬度)，避免了 H型鋼粧I的腐蝕并使端梁3以轉(zhuǎn)動(dòng)為主(避免端梁3的平動(dòng)引起H型鋼粧I過大的側(cè)向位移)。
[0025]所述的可壓縮性橡膠材料5可為泡沫橡膠，該泡沫橡膠填充了該接縫處除了 H型鋼粧I和混凝土 4之外所有空隙，以使上下結(jié)構(gòu)分離并保證該連接部位的轉(zhuǎn)動(dòng)能力。
[0026]所述H型鋼粧I粧體與混凝土粧帽I接觸面設(shè)置剪力釘7，以增大H型鋼粧I與粧帽2的接觸，利于荷載的傳遞。
[0027]所述的H型鋼粧I在粧帽2底部以下2m處包有50mm厚的可壓縮性泡沫材料6，以減少粧身內(nèi)力，減輕粧身損傷。
[0028]本發(fā)明還涉及一種帶狗骨型連接構(gòu)造的新型整體式橋臺(tái)橋梁下的施工方法，包括以下步驟:(I)在臺(tái)后填土沉降完全后，沿弱軸受彎的方向打入一定截面尺寸、類型和數(shù)量的H型鋼粧1，并在粧頂包裹長2m，厚50mm的可壓縮性泡沫材料6 ; (2)澆筑粧帽2 (橋臺(tái)下半部分)，在H型鋼粧I超出粧帽2部分(翼緣最窄處)澆筑混凝土 4，形狀為長方體(長度和寬度都超出該部分長度和寬度10mm，高為粧帽2和端梁3接縫處寬度)；(3)在粧帽2上放置聚苯乙烯板，然后在板上澆筑端梁3 ; (4)澆筑完成后一段時(shí)間，取出聚乙烯板，在端梁和粧帽接縫處填充可壓縮性橡膠材料5，最后在接縫靠近臺(tái)背一側(cè)填設(shè)一層可壓縮的泡沫材料6。
[0029]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種帶狗骨型連接構(gòu)造的新型整體式橋臺(tái)橋梁，包括橋梁端梁、粧帽和插入地表中作為支承粧的H型鋼粧，其特征在于:所述粧帽與橋梁端梁之間有一條接縫，所述的H型鋼粧貫穿該接縫且頂部超出粧帽并與橋梁端梁連接，所述的H型鋼粧頂部翼緣寬度逐漸向接縫處減小。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶狗骨型連接構(gòu)造的新型整體式橋臺(tái)橋梁，其特征在于:所述接縫處澆筑有包裹住接縫處H型鋼粧粧體的長方體混凝土。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶狗骨型連接構(gòu)造的新型整體式橋臺(tái)橋梁，其特征在于:所述接縫處內(nèi)除了 H型鋼粧和長方體混凝土之外所有的空隙中填充可壓縮性橡膠材料，所述可壓縮性橡膠材料為泡沫橡膠。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶狗骨型連接構(gòu)造的新型整體式橋臺(tái)橋梁，其特征在于:所述的接縫在靠近橋臺(tái)背一側(cè)填有一層可壓縮的泡沫類材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶狗骨型連接構(gòu)造的新型整體式橋臺(tái)橋梁，其特征在于:所述H型鋼粧粧體與粧帽接觸面設(shè)置剪力釘。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶狗骨型連接構(gòu)造的新型整體式橋臺(tái)橋梁，其特征在于:所述的H型鋼粧在粧帽底部以下2m范圍內(nèi)包有50mm厚的可壓縮性泡沫材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶狗骨型連接構(gòu)造的新型整體式橋臺(tái)橋梁，其特征在于:所述的H型鋼粧頂部超出粧帽部分的長度在300~500_范圍內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶狗骨型連接構(gòu)造的新型整體式橋臺(tái)橋梁，其特征在于:所述接縫寬為15~30mmo
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶狗骨型連接構(gòu)造的新型整體式橋臺(tái)橋梁，其特征在于:所述的長方體混凝土的長度和寬度都超出H型鋼粧粧體長度和寬度的10mm，高度等于接縫寬度。
10.一種帶狗骨型連接構(gòu)造的新型整體式橋臺(tái)橋梁的施工方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)在臺(tái)后填土沉降完全后，沿弱軸受彎的方向打入H型鋼粧，并在粧頂包裹長2m，厚50mm的可壓縮性泡沫材料； (2)澆筑位于橋臺(tái)下半部分的粧帽，在H型鋼粧超出粧帽部分即翼緣最窄處澆筑混凝土，形狀為長方體，長度和寬度都超出H型鋼粧粧體長度和寬度的10mm，高度等于接縫寬度； (3)在粧帽上放置聚苯乙烯板，然后在板上澆筑端梁； (4)澆筑完成待定型后，取出聚乙烯板，在端梁和粧帽接縫處填充可壓縮性橡膠材料，最后在接縫靠近臺(tái)背一側(cè)填設(shè)一層可壓縮的泡沫材料。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種帶狗骨型連接構(gòu)造的新型整體式橋臺(tái)橋梁及施工方法，包括橋梁端梁、樁帽和H型支承鋼樁。所述H型鋼樁樁體弱軸受彎，所述樁帽與端梁采用狗骨型連接構(gòu)造連接。所述的狗骨型連接構(gòu)造是指在樁帽和端梁接縫處填充可壓縮性橡膠材料，并由H型鋼樁連接兩者的連接構(gòu)造。本發(fā)明的H型鋼樁，不僅可以利用其表面摩擦甚至端部來承受豎向荷載，還可很好地利用其弱軸側(cè)向剛度低的特點(diǎn)；樁帽與端梁之間的狗骨型連接構(gòu)造降低了該連接處剛度，增大了該連接處轉(zhuǎn)動(dòng)能力，提高了橋梁的縱向變形能力，增加了該橋型容許橋長，避免了樁基礎(chǔ)發(fā)生過大的側(cè)移，保證了該樁的豎向承載能力，減小了樁身內(nèi)力，減輕了橋梁溫度變形對樁體疲勞損傷，延長了橋梁使用壽命。
【IPC分類】E01D19-02, E01D19-00, E01D21-00
【公開號】CN104562921
【申請?zhí)枴緾N201510022523
【發(fā)明人】莊一舟, 王勝智, 韓裕添, 付毳, 錢海敏
【申請人】福州大學(xué)
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年1月17日