一种混凝土桩支承的半刚接整体式桥台桥梁及施工方法.pdf

本发明涉及一种混凝土桩支承的半刚接整体式桥台桥梁及施工方法，包括桥梁端梁、桩帽和插入地表中作为支承桩的混凝土桩，所述混凝土桩桩体弱轴受弯，与端梁采用半刚性连接构造。所述的半刚性连接构造是指在桩帽和端梁接缝处填充氯丁橡胶，并由混凝土桩中主筋连接两者的连接构造。桩体与端梁之间的半刚性连接构造增强了桥梁的纵向变形能力，增加了该桥型容许桥长，避免了桩基础由于过大的拉应力而开裂，减轻了桥梁温度变形对桩体损伤，保证了该桩的竖向承载能力，延长桥梁使用寿命。

1.   一种混凝土桩支承的半刚接整体式桥台桥梁，包括桥梁端梁、桩帽和插入地表中作为支承桩的混凝土桩，其特征在于：所述桩帽与桥梁端梁之间设有一条填充有氯丁橡胶的接缝，所述的混凝土桩的主筋贯穿该接缝且其顶部位于桥梁端梁内。

2.  根据权利要求1所述的一种混凝土桩支承的半刚接整体式桥台桥梁，其特征在于：所述的混凝土桩中插入桥梁端梁的主筋顶部用六角螺母固定一片金属板。

3.  根据权利要求1所述的一种混凝土桩支承的半刚接整体式桥台桥梁，其特征在于：位于接缝处的主筋外周浇筑有长方体混凝土，所述长方体混凝土的长度和宽度都是两倍的主筋保护层厚度，高为接缝宽度。

4.  根据权利要求1所述的一种混凝土桩支承的半刚接整体式桥台桥梁，其特征在于：所述接缝处内除了主筋和长方体混凝土之外所有的空隙中填充氯丁橡胶。

5.  根据权利要求1所述的一种混凝土桩支承的半刚接整体式桥台桥梁，其特征在于：所述的混凝土桩中主筋为螺纹钢筋，且主筋有部分超出桩帽与端梁连接，超出主筋为混凝土桩中长轴或长边长方向的对称钢筋，超出桩帽长度在300~500mm范围内。

6.  根据权利要求1所述的一种混凝土桩支承的半刚接整体式桥台桥梁，其特征在于：所述的混凝土桩是扁形截面桩，或为椭圆形、矩形截面混凝土桩。

7.  根据权利要求1所述的一种混凝土桩支承的半刚接整体式桥台桥梁，其特征在于：所述的接缝在靠近台背一侧设置一条防水条并在其外侧设置一层纤维防水层。

8.  根据权利要求1所述的一种混凝土桩支承的半刚接整体式桥台桥梁，其特征在于：所述接缝宽为15~30mm。

9.  一种混凝土桩支承的半刚接整体式桥台桥梁的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）在台后填土沉降完全后，沿弱轴受弯的方向打入混凝土桩；
（2）浇筑桥台下半部分的桩帽，在混凝土桩主筋超出桩帽部分浇筑形状为长方体的混凝土，该长方体的长度和宽度都是两倍保护层厚度，高为桩帽和端梁接缝处宽度，并在主筋插入端梁部分套有螺母和金属板；
（3）在桩帽上设置砂垫层，并在其上放置聚苯乙烯板作为端梁的底模，然后浇筑端梁；
（4）在端梁浇筑完成并满足强度要求后，用水冲去砂垫层，取出聚乙烯板，在端梁和桩帽接缝处填充压缩性良好的氯丁橡胶；
（5）在接缝靠近台背一侧填设设置一条防水条并在其外侧设置一层纤维防水层。

一种混凝土桩支承的半刚接整体式桥台桥梁及施工方法
技术领域
本发明涉及一种混凝土桩支承的半刚接整体式桥台桥梁及施工方法，属于桥梁领域。
背景技术
整体式桥台桥梁上部结构的温度、汽车制动等产生水平纵向位移必须由下部结构吸纳，并不适用于刚性扩大基础的桥台。国外的应用以H型钢桩承台的桥梁为主。而在我国出于经济性的考虑，桥台基础以刚性扩大基础或混凝土桩为主，钢桩应用极少。但混凝土桩的水平变形能力明显低于钢桩，且极易开裂而导致钢筋的腐蚀。
为了增加混凝土桩的侧向柔度，有些地区采用预钻扩大（Predrilled Oversized）孔法，即在桩位顶处一定深度内预先钻孔（直径大于桩身），待桩就位后，再将预钻孔部位的多余空隙内填以松散砂子。这样做的目的是减少土对桩的水平运动的阻力，也即增加入土桩的水平柔度。同未设预钻孔的情况相比，预钻孔中的桩有更大的柔度和更小的应力，但由于需要较长的桩长，增加了工程造价，且只能适用于基岩埋置较深的情况。
由此可见，整体式桥台中采用混凝土桩，存在性能上与经济性上的问题，其水平刚度较大从而导致该桥型纵向变形能力不足的问题至今仍没有得到很好的解决。
发明内容
为了解决现有的技术不足，本发明提供一种混凝土桩支承的半刚接整体式桥台桥梁及施工方法，该结构增强了桥梁的纵向变形能力，增加了该桥型容许桥长，避免了桩基础由于过大的拉应力而开裂，减轻了桥梁温度变形对桩体损伤，保证了该桩的竖向承载能力，延长桥梁使用寿命。
本发明的技术方案在于：
一种混凝土桩支承的半刚接整体式桥台桥梁，包括桥梁端梁、桩帽和插入地表中作为支承桩的混凝土桩，其特征在于：所述桩帽与桥梁端梁之间设有一条填充有氯丁橡胶的接缝，所述的混凝土桩的主筋贯穿该接缝且其顶部位于桥梁端梁内。
其中，所述的混凝土桩中插入桥梁端梁的主筋顶部用六角螺母固定一片金属板。
位于接缝处的主筋外周浇筑有长方体混凝土，所述长方体混凝土的长度和宽度都是两倍的主筋保护层厚度，高为接缝宽度。
所述接缝处内除了主筋和长方体混凝土之外所有的空隙中填充氯丁橡胶。
所述的混凝土桩中主筋为螺纹钢筋，且主筋有部分超出桩帽与端梁连接，超出主筋为混凝土桩中长轴或长边长方向的对称钢筋，超出桩帽长度在300~500mm范围内。
所述的混凝土桩是扁形截面桩，或为椭圆形、矩形截面混凝土桩。
所述的接缝在靠近台背一侧设置一条防水条并在其外侧设置一层纤维防水层。
所述接缝宽为15~30mm。
本发明的另一技术特征在于：
一种混凝土桩支承的半刚接整体式桥台桥梁的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）在台后填土沉降完全后，沿弱轴受弯的方向打入混凝土桩；
（2）浇筑桥台下半部分的桩帽，在混凝土桩主筋超出桩帽部分浇筑形如长方体的混凝土，该长方体的长度和宽度都是两倍保护层厚度，高为桩帽和端梁接缝处宽度，并在主筋插入端梁部分套有螺母和金属板；
（3）在桩帽上设置砂垫层，并在其上放置聚苯乙烯板作为端梁的底模，然后浇筑端梁；
（4）在端梁浇筑完成并满足强度要求后，用水冲去砂垫层，取出聚乙烯板，在端梁和桩帽接缝处填充压缩性良好的氯丁橡胶；
（5）在接缝靠近台背一侧填设设置一条防水条并在其外侧设置一层纤维防水层。
本发明的优点在于：本发明增强了桥梁的纵向变形能力，增加了该桥型容许桥长，避免了桩基础产生过大的拉应力而开裂，减轻了桥梁温度变形对桩体损伤，保证了该桩的竖向承载能力，延长桥梁使用寿命。
附图说明
图1为混凝土桩的截面示意图，
图2为混凝土桩支承的半刚接整体式桥台桥梁结构示意图，
图3为混凝土桩支承的半刚接整体式桥台桥梁端梁和桩帽连接构造示意图，
图4为混凝土桩支承的半刚接整体式桥台桥梁端梁和桩帽连接处A-A截面示意图。
图中：1-混凝土桩、1-1矩形截面混凝土桩、1-2椭圆形截面混凝土桩、2-桩帽、3-端梁、4-混凝土、5-氯丁橡胶、6-主筋、7-六角螺母、8-金属板、9-止水条、10-纤维防水层。
具体实施方式
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。
如图2所示，一种混凝土桩支承的半刚接整体式桥台桥梁，包括桥梁端梁3、桩帽2和插入地表中作为支承桩的混凝土桩1，所述混凝土桩1桩体弱轴受弯，与端梁3采用半刚性连接构造。所述的半刚性连接构造是指在桩帽2和端梁3接缝处填充氯丁橡胶5，并由混凝土桩1中主筋6连接两者的连接构造。桩体2与端梁3之间的半刚性连接构造增加了桥梁的纵向变形能力，增加了该桥型容许桥长，避免了桩基础由于过大的拉应力而开裂，减轻了桥梁温度变形对桩体损伤，保证了该桩的竖向承载能力，延长桥梁使用寿命。
如图1所示，为混凝土桩1的截面示意图。
如图3所示，为混凝土桩1支承的半刚接整体式桥台桥梁端梁3和桩帽2连接处细部构造示意图。
如图4所示，为混凝土桩1支承的半刚接整体式桥台桥梁桩帽2处截面示意图
在本实施例中，所述的混凝土桩1是扁形截面桩，可为椭圆形截面混凝土桩1-2和矩形截面混凝土桩1-1，可根据台后填土类型、桩体受力特点和温差大小选择混凝土桩合适的截面尺寸、埋设数量和具体位置，以保证其竖向支承能力和水平变形能力。
在本实施例中， 所述的混凝土桩1中主筋6为螺纹钢筋，以增加与混凝土的粘结，更好的传递荷载。
在本实施例中，所述的混凝土桩1中插入端梁3的主筋6顶部用六角螺母7固定一片金属板8，以增加对端梁3连接，使桩帽2和端梁3不易分离，并传递一部分荷载。
所述的混凝土桩1桩帽2与端梁3之间有一条接缝，接缝宽为15~30mm，其中浇筑有混凝土4。该混凝土4包裹住接缝处钢筋，形状为长方体（长度和宽度都是两倍保护层厚度，高为接缝宽度），避免了钢筋的腐蚀。
所述的氯丁橡胶5填充了桩帽2和端梁3接缝处除了主筋6和混凝土4之外所有空隙，以使两者分离并保证该接缝处的转动能力。
所述的接缝在靠近台背一侧设置一条防水条9并在其外侧设置一层纤维防水层10，起了一定的防水作用。
本发明还涉及一种混凝土桩支承的半刚接整体式桥台桥梁下的施工方法，包括以下步骤：（1）在台后填土沉降完全后，沿弱轴受弯的方向打入一定截面尺寸、类型和数量的混凝土桩1；（2）浇筑桩帽2（桥台下半部分），在混凝土桩主筋超出桩帽2部分浇筑混凝土，形状为长方体（长度和宽度都是两倍保护层厚度，高为桩帽和端梁接缝处宽度），并在主筋6插入端梁部分套有六角螺母7和金属板8；（3）在桩帽2上设置砂垫层，并在其上放置聚苯乙烯板作为端梁3的底模，然后浇筑端梁3；（4）在端梁3浇筑完成形成一定强度后，用水冲去砂垫层，取出聚乙烯板，在端梁3和桩帽2接缝处填充压缩性良好的氯丁橡胶5；（5）在接缝靠近台背一侧填设设置一条防水条9并在其外侧设置一层纤维防水层10。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。