本發(fā)明涉及一種波紋鋼管-混凝土組合橋墩柱構(gòu)件，屬于結(jié)構(gòu)工程。

背景技術(shù)：

0、技術(shù)背景

1、目前，鋼-混凝土組合柱能充分發(fā)揮混凝土在受壓和鋼材在受力方面的力學(xué)性能優(yōu)勢(shì)，因而具有良好的構(gòu)件性能和經(jīng)濟(jì)效益，廣泛應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)、橋梁工程結(jié)構(gòu)中。然而，現(xiàn)有的各種組合柱構(gòu)件在工程應(yīng)用中仍然存在一些亟待解決的問(wèn)題，具體包括：一、以傳統(tǒng)的鋼管混凝土柱為例，外圍的鋼管對(duì)內(nèi)部混凝土的套箍效應(yīng)作用有限，增加鋼板厚度提高套箍效應(yīng)的做法不經(jīng)濟(jì)；二、傳統(tǒng)的鋼管混凝土柱鋼管裸露在外，容易受到腐蝕，影響結(jié)構(gòu)的耐久性；三、傳統(tǒng)的鋼骨組合柱結(jié)構(gòu)中采用栓釘作為抗剪連接件，施工過(guò)程復(fù)雜且人力成本較高；四、若在組合柱中采用普通圓形套管，由于其面外剛度小，易發(fā)生局部屈曲，結(jié)構(gòu)延性較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于上述問(wèn)題，有必要設(shè)計(jì)一種波紋鋼管-混凝土組合橋墩柱構(gòu)件。通過(guò)對(duì)平鋼板進(jìn)行冷軋?zhí)幚沓蔀椴ㄐ武摪澹摬ㄐ武摪逶谀骋环较蛏闲纬刹ㄕ鄣男螤?，顯著增大了鋼板的平面外剛度。該組合柱將所述波形鋼板彎折成管，內(nèi)部澆筑普通混凝土。并在波形鋼管外圍澆筑混凝土對(duì)波紋鋼管進(jìn)行包裹。這將使結(jié)構(gòu)具有優(yōu)秀的延性，同時(shí)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的耐久性，進(jìn)而保護(hù)內(nèi)部波紋鋼管免受腐蝕。

2、本發(fā)明的目的提出一種波紋鋼管-混凝土組合橋墩柱構(gòu)件，該構(gòu)件適用于城市及涉海橋梁結(jié)構(gòu)，可以有效保證結(jié)構(gòu)的延性并提供了良好的耐久性。

3、所述波紋鋼管-混凝土組合橋墩柱構(gòu)件，包括：

4、波形鋼板冷軋彎折形成波紋鋼管柱；

5、波紋鋼管內(nèi)部填充的混凝土；

6、鋼筋籠；

7、波紋鋼管外部澆筑的混凝土；

8、進(jìn)一步地，所述波紋鋼管-混凝土組合橋墩柱構(gòu)件，包括：

9、波紋鋼管；

10、澆筑在所述波紋鋼管內(nèi)的內(nèi)部混凝土；

11、設(shè)置在所述波紋鋼管外的鋼筋籠；

12、澆筑在所述鋼筋籠上的外圍混凝土。

13、所述的波紋鋼管，由波形鋼板通過(guò)裁切與冷軋彎折形成，可以采用波紋橫向布置的波形鋼板并在工廠對(duì)其冷軋彎折形成橫紋波紋鋼管。或則，對(duì)波紋橫向布置的波形鋼板進(jìn)行斜向裁切并在工廠對(duì)其冷軋彎折形成螺旋形波紋鋼管。所述波紋鋼管彎折部分可為鋼與混凝土的粘結(jié)滑移截面提供剪力傳遞。所述內(nèi)部填充或外圍混凝土均可根據(jù)承載力及延性的需求選用普通混凝土、高強(qiáng)混凝土、輕骨料混凝土或自密實(shí)混凝土。所述的鋼筋籠有縱向鋼筋和箍筋構(gòu)成。本發(fā)明提出的波紋鋼管-混凝土組合橋墩柱構(gòu)件，具有耐久性能好、抗震能力強(qiáng)、工程質(zhì)量?jī)?yōu)、經(jīng)濟(jì)效益高等特點(diǎn)。

14、所述內(nèi)部波紋鋼管可采用第一種形式：所述波紋鋼管由波紋橫向放置的波形鋼板進(jìn)行彎折，形成波紋為橫向的波紋鋼管。即所述波紋鋼管由波紋橫向放置的波形鋼板進(jìn)行彎折，形成波紋為橫向的波紋鋼管。

15、所述內(nèi)部波紋鋼管可采用第二種形式：所述波紋鋼管由波紋斜向放置的波形鋼板進(jìn)行彎折，所述斜向放置的波形鋼板由對(duì)波形鋼板進(jìn)行切割加工而成，彎折后形成波紋為斜向的波紋鋼管。即所述波紋鋼管由波紋斜向放置的波形鋼板進(jìn)行彎折，彎折后進(jìn)行切割加工而成，形成波紋為斜向的波紋鋼管。

16、所述內(nèi)部混凝土可根據(jù)承載力及延性的需求選用普通混凝土、高強(qiáng)混凝土、輕骨料混凝土或自密實(shí)混凝土。

17、所述外圍混凝土可根據(jù)承載力及延性的需求選用普通混凝土、高強(qiáng)混凝土、輕骨料混凝土或自密實(shí)混凝土。

18、所述的鋼筋籠包括：縱筋，以及與所述縱筋固定的箍筋。所述箍筋的安裝位置與所述波紋鋼管外的波紋凹槽相對(duì)應(yīng)。所述的縱筋沿所述波紋鋼管的軸向固定。

19、本發(fā)明提出的波紋鋼管-混凝土組合橋墩柱構(gòu)件，通過(guò)波形鋼板冷軋形成波紋鋼管，并在外圍和內(nèi)部分別澆筑混凝土，具備以下優(yōu)點(diǎn)：

20、(1)耐久性能好。波紋鋼管外澆筑混凝土，能夠保證結(jié)構(gòu)具有良好的耐腐蝕性、耐磨性和抗?jié)B性，可以有效防止水分子對(duì)內(nèi)部波紋鋼管的侵蝕。

21、(2)抗震性能好。鋼管混凝土柱本就具有較好的延性，加上在外圍澆筑混凝土也提供了優(yōu)秀的延性。同時(shí)波紋鋼管提供的套箍作用要優(yōu)于圓鋼管，面外剛度大，不易發(fā)生局部屈曲，保證了結(jié)構(gòu)在地震作用下的承載能力與疲勞性能優(yōu)于普通圓鋼管組合柱。

22、(3)加工便捷。所述波紋鋼管-混凝土組合橋墩柱構(gòu)件通過(guò)波形的彎折提供了混凝土與鋼管之間的錨固，所用波形鋼管可在工廠中由現(xiàn)代化設(shè)備生產(chǎn)冷軋加工，同時(shí)減少箍筋、栓釘?shù)氖┕げ襟E，質(zhì)量穩(wěn)定，工作量小，施工誤差小。

23、(3)經(jīng)濟(jì)效益高。所述的波紋鋼管-混凝土組合橋墩柱構(gòu)件無(wú)需抗剪連接件且鋼管的套箍效應(yīng)優(yōu)秀，故有效節(jié)約了結(jié)構(gòu)的用鋼量；所述波紋鋼管-混凝土組合橋墩柱構(gòu)件耐久性?xún)?yōu)秀，外部混凝土有效保護(hù)鋼管免受腐蝕，對(duì)后期的修補(bǔ)及維護(hù)需求低，提供了一定的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。

技術(shù)特征：

1.一種波紋鋼管-混凝土組合橋墩柱構(gòu)件，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波紋鋼管-混凝土組合橋墩柱構(gòu)件，其特征在于，所述波紋鋼管采用第一種形式：所述波紋鋼管由波紋橫向放置的波形鋼板進(jìn)行彎折，形成波紋為橫向的波紋鋼管。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波紋鋼管-混凝土組合橋墩柱構(gòu)件，其特征在于，所述波紋鋼管采用第二種形式：所述波紋鋼管由波紋斜向放置的波形鋼板進(jìn)行彎折，彎折后進(jìn)行切割加工而成，形成波紋為斜向的波紋鋼管。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波紋鋼管-混凝土組合橋墩柱構(gòu)件，其特征在于，所述內(nèi)部混凝土為普通混凝土、高強(qiáng)混凝土、輕骨料混凝土或自密實(shí)混凝土。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波紋鋼管-混凝土組合橋墩柱構(gòu)件，其特征在于，所述的鋼筋籠包括：縱筋，以及與所述縱筋固定的箍筋。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波紋鋼管-混凝土組合橋墩柱構(gòu)件，其特征在于，所述箍筋的安裝位置與所述波紋鋼管外的波紋凹槽相對(duì)應(yīng)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波紋鋼管-混凝土組合橋墩柱構(gòu)件，其特征在于，所述的縱筋沿所述波紋鋼管的軸向固定。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波紋鋼管-混凝土組合橋墩柱構(gòu)件，其特征在于，所述外圍混凝土為普通混凝土、高強(qiáng)混凝土、輕骨料混凝土或自密實(shí)混凝土。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種波紋鋼管?混凝土組合橋墩柱構(gòu)件，由波紋鋼管、鋼管內(nèi)部填充的混凝土、鋼筋籠與外部澆筑的混凝土構(gòu)成；所述的波紋鋼管，由波形鋼板通過(guò)裁切與冷軋彎折形成，可以采用波紋橫向布置的波形鋼板并在工廠對(duì)其冷軋彎折形成橫紋波紋鋼管?；騽t，對(duì)波紋橫向布置的波形鋼板進(jìn)行斜向裁切并在工廠對(duì)其冷軋彎折形成螺旋形波紋鋼管。所述波紋鋼管彎折部分可為鋼與混凝土的粘結(jié)滑移截面提供剪力傳遞。所述內(nèi)部填充或外圍混凝土均選用普通混凝土、高強(qiáng)混凝土、輕骨料混凝土或自密實(shí)混凝土。所述的鋼筋籠有縱向鋼筋和箍筋構(gòu)成。本發(fā)明提出的波紋鋼管?混凝土組合橋墩柱構(gòu)件，具有耐久性能好、抗震能力強(qiáng)、工程質(zhì)量?jī)?yōu)、經(jīng)濟(jì)效益高等特點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：刁明全,降雪壯,梁軒,童精中,陳云龍,張麟,閆鵬鵬,謝建森,王磊,顧舟斌,張超群,駱鑫楠,蒲振興,徐暢,姜志飛,陳華,黃明
受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江交工集團(tuán)股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/6/26