CN209602942U - 一种v型桥墩复合抗震加固结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种V型桥墩复合抗震加固结构，设置于主梁与承台之间，至少包括V型片墩，在V型片墩的内侧设置有墩内钢板，在V型片墩的外侧设置有墩外斜钢板和直筒钢板；V型片墩与墩内钢板之间设置有墩内填充混凝土，V型片墩与墩外斜钢板以及直筒钢板之间设置有墩外填充混凝土；墩外斜钢板包裹V型片墩的两肢,直筒钢板焊接在外包斜钢板的下方，直筒钢板与法兰钢板焊接相连，法兰钢板设置在承台上。本实用新型通过改变塑性铰区截面由大到小的变化，使桥墩刚度由大到小过度，防止结构出现刚度突变；通过对拉预应力筋的方法，降低墩底弯矩，增强结构的整体性；通过承台底部、主梁顶部植筋的办法，增强桥墩薄弱截面的抗剪承载力。

Description

一种V型桥墩复合抗震加固结构

技术领域

本实用新型涉及桥梁中V型桥墩的加固技术领域，尤其涉及一种V型桥墩复合抗震加固结构。

背景技术

V墩连续刚构具有连续梁和斜腿刚架的受力特性。这种桥型与相同跨径的连续梁桥相比，缩短了计算跨径、降低了梁高；与墩梁固结连续梁相比，减少了跨中和支点部位的弯矩，同时结构轻巧美观，是较好的城市道路桥型之一。近二十多年来，国内外出现了一些预应力混凝土型支撑桥梁，包括型支撑连续梁和连续刚构。

最早的V墩连续刚构桥建成至今己有三十余年，这三十多年正是中国交通事业快速发展的时期，随着交通量增加，重型车增多，一些桥梁出现了开裂、锈蚀等病害，需要进行加固或者修复。并且，按照当时的抗震规范设计的桥梁，很多不能够满足现有抗震设计标准。在桥梁抗震设计中，桥墩是很重要的抗震构件，其需要满足地震作用下的抗弯承载能力设计和能力保护构件的抗剪承载能力验算，而采用V型墩作为下部结构的连续梁桥或刚构桥，V型墩片往往较轻薄，有必要通过系统的加固设计方法来使其满足现有抗震设计的标准，以及应对高烈度区城市桥梁的需要。

V型墩构造是由拉板将左右两伸臂拉住的一种构造形式。从V型墩构造可以看出，伸臂根部内外侧，拉板根部上缘跨中截面均为易开裂部位，而且拉板对伸臂根部受力很关键。常用的加固技术有粘贴钢板、体外预应力、粘贴碳纤维复合材料以及扩大截面的方法，其中扩大截面的方法包括扩大V墩两肢和墩身根部截面等，这些加固方法均在不改变桥梁结构体系的情况下提出的。

对于V型墩这种刚构桥桥墩，采用局部加固的方法，仅能改善局部的变形能力，而结构承载能力的提高还需要整体加固。由于刚构桥是多次超静定结构，整体加固将使桥墩刚度增加，变形能力降低，有可能起到相反的效果。因此，当进行整体加固时，需要针对桥墩的受力状态进行合理的设计。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，解决现有技术中存在的上述不足之处。

为实现上述目的，本实用新型提供一种V型桥墩复合抗震加固结构，设置于主梁与承台之间，至少包括V型片墩，在V型片墩的内侧设置有墩内钢板，在V型片墩的外侧设置有墩外斜钢板和直筒钢板；V型片墩与墩内钢板之间设置有墩内填充混凝土，V型片墩与墩外斜钢板以及直筒钢板之间设置有墩外填充混凝土；墩外斜钢板包裹V型片墩的两肢,直筒钢板焊接在外包斜钢板的下方，直筒钢板与法兰钢板焊接相连，法兰钢板设置在承台上。

优选地，V型片墩与主梁之间通过梁底植筋连接。

优选地，墩内填充混凝土与V型片墩之间设置有片墩植筋。

优选地，墩外填充混凝土与V型片墩之间设置有片墩植筋。

优选地，墩外填充混凝土与承台之间设置有墩底植筋。

优选地，墩内填充混凝土内设置有预应力筋。

优选地，直筒钢板与法兰钢板焊接相连，具体包括：直筒钢板与法兰钢板通过钢肋焊接连接。

优选地，法兰钢板与承台通过高强螺栓连接。

优选地，预应力筋单排设置3-5束，竖向设置2-3排。

优选地，直筒钢板的高度为1/5-1/3的墩柱高度。

本实用新型的有益效果：(1)通过改变塑性铰区截面由大到小的变化，使桥墩刚度由大到小过度，防止结构出现刚度突变。(2)通过对拉预应力筋的方法，降低墩底弯矩，增强结构的整体性。(3)通过承台底部、主梁顶部植筋的办法，增强桥墩薄弱截面的抗剪承载力。(4)通过以上方式的组合设计，优化了桥墩的受力状态，提升了桥墩的承载力和抗震能力。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种V型桥墩复合抗震加固结构的纵向剖面图；

图2为本实用新型实施例提供的一种V型桥墩复合抗震加固结构的横向侧面图；

图3为本实用新型实施例提供的一种V型桥墩复合抗震加固结构的结墩底剖面图；

图4为本实用新型实施例提供的一种V型桥墩复合抗震加固结构的墩身剖面图；

附图标记说明：

1-承台,2-主梁,3-V型片墩,4-墩外斜钢板,5-墩内钢板,6-片墩植筋,7-墩底纵筋,8-箍筋,9-承台植筋,10-梁底植筋,11-预应力筋,12-墩内填充混凝土,13-墩外填充混凝土,14-钢肋,15-锚栓,16直筒钢板,17法兰钢板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

如图1-4，本实用新型实施例提供一种V型桥墩复合抗震加固结构，设置于主梁2与承台1之间，包括V型片墩3，在V型片墩3的内侧设置有墩内钢板5，在V型片墩3的外侧设置有墩外斜钢板4和直筒钢板16；V型片墩3与墩内钢板5之间设置有墩内填充混凝土12，V型片墩3与墩外斜钢板4以及直筒钢板16之间设置有墩外填充混凝土13；墩外斜钢板4包裹V型片墩3的两肢,直筒钢板16焊接在外包斜钢板4的下方，直筒钢板16与法兰钢板17焊接相连，法兰钢板17设置在承台1上。

在一个示例中，V型片墩3与主梁2之间通过梁底植筋10连接。

在一个示例中，墩内填充混凝土12与V型片墩3之间设置有片墩植筋6。

在一个示例中，墩外填充混凝土13与V型片墩3之间设置有片墩植筋6。

在一个示例中，墩外填充混凝土13与承台1之间设置有墩底植筋9。

在一个示例中，墩内填充混凝土12内设置有预应力筋11。

在一个示例中，直筒钢板16与法兰钢板17通过钢肋14焊接连接。

在一个示例中，法兰钢板17与承台1通过高强螺栓15连接。

在一个示例中，预应力筋11单排设置3-5束，竖向设置2-3排。

在一个示例中，直筒钢板16的高度为1/5-1/3的墩柱高度，图1中，墩柱高度为h。

在一个示例中，墩内钢板5，厚度为1-2cm，为倒梯形，深度与V型墩的宽度一致。倒梯形两侧边与V型墩平行，倒梯形各边的长度保证墩内填充混凝土厚度为5-10cm。钢板内表面梅花形布设钢筋栓钉。

在一个示例中，直筒钢板16和墩外斜钢板4将V型墩整体外包，厚度为1-2cm，长度需保证墩外填充混凝土厚度为5-10cm，钢板内表面梅花形布设钢筋栓钉。

在一个示例中，钢肋14的厚度为2cm，上述的锚栓选用M20以上的高强螺栓。

在一个示例中，植入的钢筋，植筋直径为10-16mm，深度为10d，外露5-10d并设置弯钩，使用植筋胶粘结，这里的钢筋包括片墩植筋6、梁底植筋10、承台植筋9。植筋规格和数量根据抗剪能力计算确定。

本实用新型提供了一种V型桥墩抗震加固组合设计和施工方法：

首先，制作墩内钢板5，墩外斜钢板4和直筒钢板16，钢板内表面焊接梅花形布置的钢筋栓钉，以增强钢板与混凝土的粘结能力。墩内钢板5，厚度为1-2cm，为倒梯形，深度与V型墩的宽度一致。倒梯形两侧边与V型墩平行，倒梯形各边的长度保证墩内填充混凝土厚度为5-10cm。墩外斜钢板4外包V型墩的两肢，直筒钢板16在外包斜钢板下方，墩外斜钢板4与直筒钢板16焊接，二者将整个V型墩外包，厚度为1-2cm，长度需保证墩外填充混凝土厚度为5-10cm。直筒钢板16的高度为1/5-1/3的墩柱高度。墩内钢板5和墩外斜钢板4需在预应力筋11的对应位置留孔以及浇筑混凝土用的施工窗口。

然后，对墩身混凝土凿毛，植筋片墩植筋6、梁底植筋10、承台植筋9。在混凝土表面钻孔后采用植筋锚固胶锚固钢筋，植筋水平间距20-30cm，竖向间距40-60cm，植筋直径为10-16mm，深度为10d，外露5-10d并设置弯钩。

接着，架设墩内钢板5，通过垫块或与植筋焊接固定。并在桥墩顶部打孔，安放锚具和预应力管道，穿插预应力筋11，在V墩两侧支设木模板，浇筑墩内填充混凝土12。在混凝土强度达到75％以后张拉预应力筋11。混凝土强度为C40以上自密实无收缩混凝土。拆除木模板。

最后，绑扎墩底纵筋7和箍筋8，焊接外墩外斜钢板4与直筒钢板16。直筒钢板16与法兰钢板17通过钢肋14焊接连接，法兰钢板17与承台1通过高强螺栓15连接。浇筑墩外填充混凝土12，养护成型。混凝土强度为C40以上自密实无收缩混凝土。

在一个示例中，梁底植筋10可植入V型墩的横向拉板中。

在一个示例中，墩内钢板5底端和直筒钢板16顶端之间的高差为1/10-1/5倍墩柱高度，保证截面的线性变化。

以上的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种V型桥墩复合抗震加固结构，设置于主梁(2)与承台(1)之间，其特征在于，至少包括V型片墩(3)，在所述V型片墩(3)的内侧设置有墩内钢板(5)，在所述V型片墩(3)的外侧设置有墩外斜钢板(4)和直筒钢板(16)；

所述V型片墩(3)与所述墩内钢板(5)之间设置有墩内填充混凝土(12)，所述V型片墩(3)与所述墩外斜钢板(4)以及所述直筒钢板(16)之间设置有墩外填充混凝土(13)；

所述墩外斜钢板(4)包裹所述V型片墩(3)的两肢,所述直筒钢板(16)焊接在所述墩外斜钢板(4)的下方，所述直筒钢板(16)与法兰钢板(17)焊接相连，所述法兰钢板(17)设置在所述承台(1)上。

2.根据权利要求1所述的V型桥墩复合抗震加固结构，其特征在于，所述V型片墩(3)与所述主梁(2)之间通过梁底植筋(10)连接。

3.根据权利要求1所述的V型桥墩复合抗震加固结构，其特征在于，所述墩内填充混凝土(12)与所述V型片墩(3)之间设置有片墩植筋(6)。

4.根据权利要求1所述的V型桥墩复合抗震加固结构，其特征在于，所述墩外填充混凝土(13)与所述V型片墩(3)之间设置有片墩植筋(6)。

5.根据权利要求1所述的V型桥墩复合抗震加固结构，其特征在于，所述墩外填充混凝土(13)与所述承台(1)之间设置有墩底植筋(9)。

6.根据权利要求1所述的V型桥墩复合抗震加固结构，其特征在于，所述墩内填充混凝土(12)内设置有预应力筋(11)。

7.根据权利要求1所述的V型桥墩复合抗震加固结构，其特征在于，所述直筒钢板(16)与法兰钢板(17)焊接相连，具体包括：

所述直筒钢板(16)与法兰钢板(17)通过钢肋(14)焊接连接。

8.根据权利要求1所述的V型桥墩复合抗震加固结构，其特征在于，所述法兰钢板(17)与承台(1)通过高强螺栓(15)连接。

9.根据权利要求6所述的V型桥墩复合抗震加固结构，其特征在于，所述预应力筋(11)单排设置3-5束，竖向设置2-3排。

10.根据权利要求1所述的V型桥墩复合抗震加固结构，其特征在于，所述直筒钢板(16)的高度为1/5-1/3的墩柱高度。