一種端部增設剪力釘的SCS鋼管混凝土橋墩制造技術

本發明專利技術公開了一種端部增設剪力釘的SCS鋼管混凝土橋墩，包括外鋼管、套裝于外鋼管內部的內鋼管、布設于外鋼管頂端與內鋼管頂端之間的頂端抗剪結構、布設于外鋼管底端與內鋼管底端之間的底端抗剪結構和待所述頂端抗剪結構與所述底端抗剪結構均布設完成后由填充于外鋼管與內鋼管之間空腔內的混凝土澆筑成型的混凝土結構，內鋼管為圓形鋼管，外鋼管和內鋼管呈同軸布設；外鋼管為外鋼管一或外鋼管二，外鋼管一的橫截面形狀為圓形，且外鋼管二的橫截面形狀為長方形或正多邊形。本發明專利技術結構簡單、設計合理、施工方便且施工成本較低、力學性能優良、使用效果好，能有效解決現有鋼管混凝土橋墩存在的多種問題。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種鋼管混凝土橋墩，尤其是涉及一種端部增設剪力釘的SCS鋼管混凝土橋墩。
技術介紹
鋼管混凝土是指在鋼管中填充混凝土后形成的結構。鋼和混凝土兩種材料相互彌補彼此的弱點，充分發揮彼此的長處，使鋼管混凝土具有很高的承載力，有優良的力學性能。現如今，鋼管混凝土結構在海洋平臺與大跨、重載、輕型橋梁等結構中有著越來越廣泛的應用，且所采用的鋼管混凝土結構主要有圓形、方形和矩形三種截面形式。但是，目前所使用的鋼管混凝土結構普遍存在結構自重大的缺陷，因而在很大程度上限制了鋼管混凝土結構的發展應用。在鋼管內布設開孔加勁肋(簡稱PBL加勁肋)后，不僅提高了核心混凝土的抗壓強度，增強了鋼管管壁的穩定性；同時開孔加勁肋充當了剪力件的作用，使鋼管與混凝土連成整體，提高了鋼與混凝土的組合作用。但實際使用時，鋼管屈曲的早晚與PBL加勁肋的剛度有直接關系，因而不易控制，且所施工成型的鋼管混凝土橋墩自重很大。另外，由于常年經受動荷載作用，橋墩的頂部及底部所受影響最大，極易發生鋼管的局部屈曲，最終導致橋墩結構的破壞。而橋墩結構的中間部位穩定性較好，不易發生局部屈曲。綜上，需對現如今所采用鋼管混凝土橋墩的結構進行相應改進。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種端部增設剪力釘的SCS鋼管混凝土橋墩，其結構簡單、設計合理、施工方便且施工成本較低、力學性能優良、使用效果好，能有效解決現有鋼管混凝土橋墩存在的自重大、外側鋼管與其內部混凝土之間的連接性能差、外側鋼管對內部混凝土的套箍作用小、上下端部易發生曲彎等問題。為解決上述技術問題，本專利技術采用的技術方案是一種端部增設剪力釘的SCS鋼管混凝土橋墩，其特征在于包括外鋼管、套裝于外鋼管內部的內鋼管、布設于外鋼管頂端與內鋼管頂端之間的頂端抗剪結構、布設于外鋼管底端與內鋼管底端之間的底端抗剪結構和待所述頂端抗剪結構與所述底端抗剪結構均布設完成后由填充于外鋼管與內鋼管之間空腔內的混凝土澆筑成型的混凝土結構，所述內鋼管為圓形鋼管且其布設于外鋼管的內側中部；所述外鋼管和內鋼管呈同軸布設；所述外鋼管為外鋼管一或外鋼管二，所述外鋼管一的橫截面形狀為圓形，且所述外鋼管二的橫截面形狀為長方形或正多邊形；所述外鋼管一內側壁上所設置的頂端抗剪結構和底端抗剪結構分別為頂端抗剪結構一和底端抗剪結構一，且所述外鋼管二內側壁上所設置的頂端抗剪結構和底端抗剪結構分別為頂端抗剪結構二和底端抗剪結構二；所述頂端抗剪結構一包括多個沿圓周方向布設在所述外鋼管內側壁上的頂端剪力釘組一，且多個所述頂端剪力釘組一的布設方向均與外鋼管和內鋼管的中心軸線方向一致；所述底端抗剪結構一包括多個沿圓周方向布設在所述外鋼管內側壁上的底端剪力釘組一，且多個所述底端剪力釘組一的布設方向均與外鋼管和內鋼管的中心軸線方向一致；所述頂端抗剪結構二包括多個分別布設于外鋼管多個內側壁上的頂端抗剪單元，每一個所述頂端抗剪單元均包括一個頂端剪力釘組二或多個呈平行布設的頂端剪力釘組二，所述頂端剪力釘組二的布設方向與外鋼管和內鋼管的中心軸線方向一致，所述外鋼管各內側壁上所設置頂端抗剪單元的數量不大于I個，且所述頂端抗剪單元的總數量不大于外鋼管的側壁數量；所述底端抗剪結構二包括多個分別布設于外鋼管各內側壁上的底端抗剪單元，每一個所述底端抗剪單元均包括一個底端剪力釘組二或多個呈平行布設的底端剪力釘組二，所述底端剪力釘組二的布設方向與外鋼管和內鋼管的中心軸線方向一致，所述外鋼管各內側壁上所設置底端抗剪單元的數量不大于I個，且所述底端抗剪單元的總數量不大于外鋼管的側壁數量；每一個所述頂端抗剪單元和每一個所述底端抗剪單元均布設在所述外鋼管的各內側壁中部；每一個所述頂端剪力釘組一、每一個所述底端剪力釘組一、每一個所述頂端剪力釘組二和每一個所述底端剪力釘組二均包括沿外鋼管的中心軸線由上至下布設的多個剪力釘，每一個所述剪力釘均與外鋼管的中心軸線呈垂直布設，且每一個所述剪力釘均與其所布設位置處外鋼管的內側壁呈垂直布設；所述頂端抗剪結構一、所述底端抗剪結構一、所述頂端抗剪結構二和所述底端抗剪結構二均與混凝土結構緊固連接為一體；所述外鋼管和內鋼管的縱向長度均相同，且二者的頂底端均相平齊。上述一種端部增設剪力釘的SCS鋼管混凝土橋墩，其特征是每一個所述剪力釘的長度均小于其所布設位置處外鋼管和內鋼管之間的間距。上述一種端部增設剪力釘的SCS鋼管混凝土橋墩，其特征是所述內鋼管的外徑為O 102mm O2000mm,所述外鋼管和內鋼管的壁厚均為4mm 66mm,且Al : A2=l :(0. 6 0. 8)，其中Al=al+bl，al為外鋼管的橫截面積且bl為外鋼管內側中空部的橫截面積，A2=ji *r2且r為內鋼管的外徑。上述一種端部增設剪力釘的SCS鋼管混凝土橋墩，其特征是多個所述頂端剪力釘組一和多個所述底端剪力釘組一中所包括剪力釘的數量以及各剪力釘的結構和尺寸均相同，多個所述頂端剪力釘組二和多個所述底端剪力釘組二中所包括剪力釘的數量以及各剪力釘一的結構和尺寸均相同。上述一種端部增設剪力釘的SCS鋼管混凝土橋墩，其特征是多個所述頂端剪力釘組一和多個所述底端剪力釘組一均沿內鋼管的圓周方向進行布設；所述頂端抗剪結構一中所包括所述頂端剪力釘組一的數量與所述底端抗剪結構一中所包括所述底端剪力釘組一的數量相同，且多個所述底端剪力釘組一分別布設在多個所述頂端剪力釘組一的正下方；所述頂端抗剪結構二中所包括所述頂端剪力釘組二的數量與所述底端抗剪結構二中所包括所述底端剪力釘組二的數量相同，且多個所述底端剪力釘組二分別布設在多個所述頂端剪力釘組二的正下方。上述一種端部增設剪力釘的SCS鋼管混凝土橋墩，其特征是多個所述剪力釘由上至下呈均勻布設。上述一種端部增設剪力釘的SCS鋼管混凝土橋墩，其特征是每一個所述剪力釘的長度，均為其所布設位置處外鋼管和內鋼管之間間距的(！ ~I)。4 2上述一種端部增設剪力釘的SCS鋼管混凝土橋墩，其特征是所述頂端抗剪結構一、所述底端抗剪結構一、所述頂端抗剪結構二和所述底端抗剪結構二的縱向長度均為Im 1. 5m。上述一種端部增設剪力釘的SCS鋼管混凝土橋墩，其特征是所述頂端抗剪結構一中所包括頂端剪力釘組一的數量和所述底端抗剪結構一中所包括底端剪力釘組一的數量均為4個 12個，每一個所述頂端抗剪單元中所包括頂端剪力釘組二的數量和每一個所述底端抗剪單元中所包括底端剪力釘組二的數量均為I個 4個。 上述一種端部增設剪力釘的SCS鋼管混凝土橋墩，其特征是所述混凝土結構為碳纖維混凝土結構。本專利技術與現有技術相比具有以下優點1、結構簡單、設計合理且施工成本較低。2、結構輕盈且抗震與抗扭性能良好。3、施工方便且使用效果好，所施工成型的SCS鋼管混凝柱形結構件的力學性能好且結構輕盈，內外兩層鋼管之間通過所澆注的混凝土連接成為一個整體。實際使用時，本專利技術能充分改善鋼管混凝土結構自重大等缺陷，其利用外鋼管較大的截面積來提供較大的截面抗扭與抗彎慣性矩，利用內鋼管有效減小混凝土體積來減輕自重，并且夾層混凝土處于三向受壓狀態并將內外鋼管連成整體。因而，本專利技術能充分發揮鋼管混凝土節點所具有的形式簡單、易于施工等優點，截面的相對慣性矩較大，抗震、抗扭性能好，能有效克本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種端部增設剪力釘的SCS鋼管混凝土橋墩，其特征在于：包括外鋼管（1）、套裝于外鋼管（1）內部的內鋼管（2）、布設于外鋼管（1）頂端與內鋼管（2）頂端之間的頂端抗剪結構、布設于外鋼管（1）底端與內鋼管（2）底端之間的底端抗剪結構和待所述頂端抗剪結構與所述底端抗剪結構均布設完成后由填充于外鋼管（1）與內鋼管（2）之間空腔內的混凝土澆筑成型的混凝土結構（4），所述內鋼管（2）為圓形鋼管且其布設于外鋼管（1）的內側中部；所述外鋼管（1）和內鋼管（2）呈同軸布設；所述外鋼管（1）為外鋼管一或外鋼管二，所述外鋼管一的橫截面形狀為圓形，且所述外鋼管二的橫截面形狀為長方形或正多邊形；所述外鋼管一內側壁上所設置的頂端抗剪結構和底端抗剪結構分別為頂端抗剪結構一和底端抗剪結構一，且所述外鋼管二內側壁上所設置的頂端抗剪結構和底端抗剪結構分別為頂端抗剪結構二和底端抗剪結構二；所述頂端抗剪結構一包括多個沿圓周方向布設在所述外鋼管（1）內側壁上的頂端剪力釘組一，且多個所述頂端剪力釘組一的布設方向均與外鋼管（1）和內鋼管（2）的中心軸線方向一致；所述底端抗剪結構一包括多個沿圓周方向布設在所述外鋼管（1）內側壁上的底端剪力釘組一，且多個所述底端剪力釘組一的布設方向均與外鋼管（1）和內鋼管（2）的中心軸線方向一致；所述頂端抗剪結構二包括多個分別布設于外鋼管（1）多個內側壁上的頂端抗剪單元，每一個所述頂端抗剪單元均包括一個頂端剪力釘組二或多個呈平行布設的頂端剪力釘組二，所述頂端剪力釘組二的布設方向與外鋼管（1）和內鋼管（2）的中心軸線方向一致，所述外鋼管（1）各內側壁上所設置頂端抗剪單元的數量不大于1個，且所述頂端抗剪單元的總數量不大于外鋼管（1）的側壁數量；所述底端抗剪結構二包括多個分別布設于外鋼管（1）各內側壁上的底端抗剪單元，每一個所述底端抗剪單元均包括一個底端剪力釘組二或多個呈平行布設的底端剪力釘組二，所述底 端剪力釘組二的布設方向與外鋼管（1）和內鋼管（2）的中心軸線方向一致，所述外鋼管（1）各內側壁上所設置底端抗剪單元的數量不大于1個，且所述底端抗剪單元的總數量不大于外鋼管（1）的側壁數量；每一個所述頂端抗剪單元和每一個所述底端抗剪單元均布設在所述外鋼管（1）的各內側壁中部；每一個所述頂端剪力釘組一、每一個所述底端剪力釘組一、每一個所述頂端剪力釘組二和每一個所述底端剪力釘組二均包括沿外鋼管（1）的中心軸線由上至下布設的多個剪力釘（3），每一個所述剪力釘（3）均與外鋼管（1）的中心軸線呈垂直布設，且每一個所述剪力釘（3）均與其所布設位置處外鋼管（1）的內側壁呈垂直布設；所述頂端抗剪結構一、所述底端抗剪結構一、所述頂端抗剪結構二和所述底端抗剪結構二均與混凝土結構（4）緊固連接為一體；所述外鋼管（1）和內鋼管（2）的縱向長度均相同，且二者的頂底端均相平齊。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊光輝，王旭，高小育，劉永健，樊小林，李志立，黃嘉瑞，韓小宇，李波，
申請(專利權)人：長安大學，
類型：發明
國別省市：