一种桥墩变截面隔振桩基础论文和设计-罗锟

全文摘要

本实用新型公开了一种桥墩变截面隔振桩基础，包括钢桩以及从上至下依次围护设置在所述钢桩外围的上部节段、中部节段、下部节段，所述上部节段从内至外依次为三层隔振层、第一混凝土层、第一波纹钢、第一混凝土护壁，所述中部节段从内至外依次为一层隔振层、第二混凝土层、第二波纹钢、第二混凝土护壁，所述下部节段从内至外依次为第三混凝土层、第三波纹钢、第三混凝土护壁，所述下部节段的底部封闭。本实用新型的优点是：施工方便，降低了桥墩的造价；桥墩的单桩结构形式简单，传力路径清晰，桩顶的位移振动与由上到小逐渐缩小的弯矩特性相适应；隔振层将振动波向周围土体扩散时，消耗了部分振动能量。

主设计要求

1.一种桥墩变截面隔振桩基础，其特征在于，包括钢桩以及从上至下依次围护设置在所述钢桩外围的上部节段、中部节段、下部节段，所述上部节段从内至外依次为三层隔振层、第一混凝土层、第一波纹钢、第一混凝土护壁，所述中部节段从内至外依次为一层隔振层、第二混凝土层、第二波纹钢、第二混凝土护壁，所述下部节段从内至外依次为第三混凝土层、第三波纹钢、第三混凝土护壁，所述下部节段的底部封闭。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种桥墩变截面隔振桩基础，其特征在于，所述隔振层包括内侧的混凝土层和外侧的高阻尼橡胶层。

3.根据权利要求1所述的一种桥墩变截面隔振桩基础，其特征在于，所述中部节段外部设置有锚杆支护，所述锚杆支护包括多个水平设置的锚杆，所述锚杆的一端水平插入土体，另一端连接在所述第二混凝土护壁上。

4.根据权利要求3所述的一种桥墩变截面隔振桩基础，其特征在于，所述锚杆在不同的高度呈环状排布在所述第二混凝土护壁外围。

5.根据权利要求1所述的一种桥墩变截面隔振桩基础，其特征在于，所述上部节段、所述中部节段、所述下部节段均为环形结构。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于桥梁桩体施工技术领域，具体涉及一种桥墩变截面隔振桩基础。

背景技术

随着桥梁设施的发展，桥梁的结构和施工环境越来越复杂，因而，对桥梁桩体的稳定性提出了越来越严格的要求。现有的桥墩基础通常是由钢筋混凝土填充，上述结构底部的抗振性能较差，在桥梁上部结构晃动时，桥墩难以提供足够的减振力，从而导致桥梁稳定性降低。

发明内容

本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种桥墩变截面隔振桩基础，通过在钢桩底部设置三层变截面的支护结构，且在支护结构中加设隔振层，使得桩基础具备抗振性能。

本实用新型目的实现由以下技术方案完成：

一种桥墩变截面隔振桩基础，其特征在于，包括钢桩以及从上至下依次围护设置在所述钢桩外围的上部节段、中部节段、下部节段，所述上部节段从内至外依次为三层隔振层、第一混凝土层、第一波纹钢、第一混凝土护壁，所述中部节段从内至外依次为一层隔振层、第二混凝土层、第二波纹钢、第二混凝土护壁，所述下部节段从内至外依次为第三混凝土层、第三波纹钢、第三混凝土护壁，所述下部节段的底部封闭。

所述隔振层包括内侧的混凝土层和外侧的高阻尼橡胶层。

所述中部节段外部设置有锚杆支护，所述锚杆支护包括多个水平设置的锚杆，所述锚杆的一端水平插入土体，另一端连接在所述第二混凝土护壁上。

所述锚杆在不同的高度呈环状排布在所述第二混凝土护壁外围。

所述上部节段、所述中部节段、所述下部节段均为环形结构。

一种桥墩变截面隔振桩基础的施工方法，其特征在于，所述工作方法包括以下步骤：经量测后确定施工位置；根据所述施工位置挖掘桩孔，在上部节段对应深度的孔壁内植入第一波纹钢，在土体与所述第一波纹钢之间填筑第一混凝土护壁；在中部节段对应深度的孔壁内植入第二波纹钢，在所述土体与所述第二波纹钢之间填筑第二混凝土护壁；在下部节段对应深度的孔壁内植入第三波纹钢，在所述土体与所述第三波纹钢之间填筑第三混凝土护壁；在所述第一波纹钢内侧依次填筑第一混凝土层和三层隔振层，在所述第二波纹钢内侧依次填筑第二混凝土层和一层所述隔振层，在所述第三波纹钢内侧填筑第三混凝土层；放入钢桩并回填所述桩孔。

在植入所述第二波纹钢前，在所述中部节段深度架设锚杆支护，并在填筑所述第二混凝土护壁时，将所述锚杆支护的锚杆端部固定在所述第二混凝土护壁中。

本实用新型的优点是：（1）施工方便，施工速度快，大幅节省钢筋和混凝土材料，降低了桥墩的造价；（2）桥墩的单桩结构形式简单，传力路径清晰，桩顶的位移振动与由上到小逐渐缩小的弯矩特性相适应；（3）隔振层将振动波向周围土体扩散时，消耗了部分振动能量。

附图说明

图1为本实用新型实施例中桥墩变截面隔振桩基础的剖面结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本实用新型的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1所示，图中各标记分别为：钢桩1、上部节段2、中部节段3、下部节段4、第一混凝土层5、第一波纹钢6、第一混凝土护壁7、第二混凝土层8、第二波纹钢9、第二混凝土护壁10、第三混凝土层11、第三波纹钢12、第三混凝土护壁13、混凝土层14、高阻尼橡胶层15、锚杆16。

实施例：如图1所示，本实施例具体涉及一种桥墩变截面隔振桩基础及其施工方法，通过在钢桩1底部设置三层变截面的支护结构，且在支护结构中加设隔振层，使得桩基础具备抗振性能。

如图1所示，本实施例中的桥墩变截面隔振桩基础，包括钢桩1以及从上至下依次围护设置在钢桩1外围的上部节段2、中部节段3、下部节段4，上部节段2从内至外依次为三层隔振层、第一混凝土层5、第一波纹钢6、第一混凝土护壁7，中部节段3从内至外依次为一层隔振层、第二混凝土层8、第二波纹钢9、第二混凝土护壁10，下部节段4从内至外依次为第三混凝土层11、第三波纹钢12、第三混凝土护壁13，下部节段4的底部封闭。上部节段2、中部节段3、下部节段4均为环形结构。上部节段2至下部节段4横截面积逐步减小，形成由上到小逐渐缩小的弯矩特性。由于桩基础的最大位移发生在桩顶，而桩顶固定时最大弯矩也发生在桩顶，上述变截面的桩基础结构也适应了桩顶到桩底的弯矩特性。由于桥梁振动由上向下传递，通过上部节段2设置三层隔振层以及中部节段3的一层隔振层，使得振动波向周围土体扩散时，有两部分的能量消耗。

如图1所示，本实施例中，每层隔振层包括内侧的混凝土层14和外侧的高阻尼橡胶层15。桥梁振动带来的振动波在隔振层的不同介质表面的折反射衰减，在高阻尼橡胶中也存在阻尼耗能的效果。上部节段2从内至外依次为混凝土层14、高阻尼橡胶层15、混凝土层14、高阻尼橡胶层15、混凝土层14、高阻尼橡胶层15、混凝土层14、波纹钢、混凝土护壁；中部节段3从内至外依次为混凝土层14、高阻尼橡胶层15、混凝土层14、波纹钢、混凝土护壁；下部节段4从内至外依次为混凝土层14、波纹钢、混凝土护壁。

如图1所示，本实施例中，中部节段3外部设置有锚杆支护，锚杆支护包括多个水平设置的锚杆16，锚杆16的一端水平插入土体，另一端连接在第二混凝土护壁10上。锚杆16在不同的高度呈环状排布在第二混凝土护壁10外围。锚杆支护能够加强中部节段3的稳定性，能够有效避免上部节段2和中部节段3尺寸突减带来的不稳定性。

如图1所示，本实施例中的桥墩变截面隔振桩基础的施工方法，包括以下步骤：经量测后确定施工位置，施工位置由桩轴线和开挖断面的边缘线构成。根据施工位置挖掘桩孔，挖掘采用钻爆法，由上至下分节段进行变截面开挖，依次挖掘上部节段2、中部节段3、下部节段4。在上部节段2对应深度的孔壁内植入第一波纹钢6，在土体与第一波纹钢6之间填筑第一混凝土护壁7；在中部节段3对应深度的孔壁内植入第二波纹钢9，在土体与第二波纹钢9之间填筑第二混凝土护壁10；在第一波纹钢6内侧依次填筑第一混凝土层5和三层隔振层，在第二波纹钢9内侧依次填筑第二混凝土层8和一层隔振层，在第三波纹钢12内侧填筑第三混凝土层11；放入钢桩1并回填桩孔。在植入第二波纹钢9前，在中部节段3深度架设锚杆支护，并在填筑第二混凝土护壁10时，将锚杆支护的锚杆端部固定在第二混凝土护壁中。

本实施例具有如下优点：施工方便，施工速度快，大幅节省钢筋和混凝土材料，降低了桥墩的造价；桥墩的单桩结构形式简单，传力路径清晰，桩顶的位移振动与由上到小逐渐缩小的弯矩特性相适应；隔振层将振动波向周围土体扩散时，消耗了部分振动能量。

设计图

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