无伸缩缝桥梁
技术领域
本实用新型涉及桥梁技术领域，特别是涉及无伸缩缝桥梁。
背景技术
桥梁在温度变化时会发生伸缩变形，为了消除变形对结构影响，一般会在桥梁结构中设置伸缩缝，在伸缩缝上设置伸缩装置，但伸缩装置易损坏或失效，影响桥梁的正常使用。目前，多采用取消伸缩缝的无缝桥梁，由于取消了伸缩装置，桥梁上部结构的伸缩变形主要由桩基承担。为了满足桥体伸缩变形，提高抗震性能，一般采用柔性桩基，但桩基要承受上部结构竖向承载力及变形传递的水平力，受力情况较复杂且对结构不利。
实用新型内容
基于此，有必要针对桩基的竖向承载力及抗水平形变性能差的问题，提供一种无伸缩缝桥梁。
一种无伸缩缝桥梁，包括：
桥面板；
整体式桥台，包括第一连接柱、第二连接柱、连接组件及桩基，所述第一连接柱的第一端固定于所述桩基，所述第二连接柱的第一端用于连接并支撑所述桥面板，所述第一连接柱的第二端及所述第二连接柱的第二端通过所述连接组件连接且间隔设置，所述连接组件包含拱形部，所述拱形部设有弧形面，以使所述第二连接柱能够相对于所述第一连接柱沿所述弧形面摆动；以及
主梁，与所述第二连接柱及所述桥面板连接。
上述的无伸缩缝桥梁，设有整体式桥台，第一连接柱与第二连接柱的第二端通过连接组件连接，且第二连接柱能够相对于所述第一连接柱沿弧形面摆动，能够较好地吸收桥梁的水平形变，且提高桩基的竖向承载能力。
在其中一实施例中，所述连接组件包括拱形部及连接部，所述连接部凸设于所述拱形部，所述拱形部与所述第一连接柱连接，所述连接部与所述第二连接柱连接。
在其中一实施例中，包括如下中的至少一项：
所述第一连接柱包括第一柱体及第一填充层，所述第一柱体呈中空状，所述第一填充层填设于所述第一柱体内，且所述第一填充层的高度小于所述第一柱的高度体，以使所述第一柱体留存容腔以容纳所述拱形部；和/或，
所述第二连接柱包括第二柱体及第二填充层，所述第二柱体呈中空状，所述第二填充层填设于所述第二柱体内，所述第二填充层设有槽孔以容纳所述连接部。
在其中一实施例中，所述第二填充层填设于所述第二柱体后的填充表面呈平面或上凹弧面。
在其中一实施例中，还包括过渡件，所述第一连接柱的第二端及所述第二连接柱的第二端相对间隔设置，所述过渡件设于所述第一连接柱的第二端及所述第二连接柱的第二端的间隔处。
在其中一实施例中，所述第二连接柱设有配合口，所述主梁的至少部分结构穿设所述配合口且与所述第二连接柱连接为一体。
在其中一实施例中，所述主梁包括第一翼板、腹板及第二翼板，所述第一翼板及所述第二翼板相对设置且所述腹板垂直或接近垂直连接以使所述主梁呈工字型，所述第二连接柱包括第一节段、第二节段及第三节段，所述第一节段与所述第二节段相对设于所述腹板的两侧，且所述第一节段与所述第二节段夹设于所述第一翼板与所述第二翼板之间，所述第三节段连接于所述第二翼板的底部。
在其中一实施例中，还包括端梁，所述端梁与所述第一连接柱、所述第二连接柱及所述桥面板连接。
在其中一实施例中，所述端梁包括支架及支架填充层，所述第一连接柱及第二连接柱外周凸设有多个剪力钉，在所述支架浇筑支架填充层，以使所述支架填充层与所述剪力钉、所述支架固结，所述主梁上开设有圆孔，所述支架能够穿过所述圆孔。
在其中一实施例中，所述桩基与所述第一连接柱均呈圆柱状且同轴设置。
附图说明
图1为一实施例中无伸缩缝桥梁的侧视图(其中第一连接柱及第二连接柱未连接)；
图2为图1示出的无伸缩缝桥梁的第二连接柱的分解示意图；
图3为图1示出的无伸缩缝桥梁的第二连接柱与主梁的连接示意图；
图4为一实施例中无伸缩缝桥梁的局部主视图(其中第一连接柱及第二连接柱未连接)；
图5为图4的A-A面剖视图；
图6为一实施例中无伸缩缝桥梁的侧视图(其中第一连接柱及第二连接柱连接)；
图7为一实施例中无伸缩缝桥梁的局部主视图(其中第一连接柱及第二连接柱连接)；
图8为图7的B-B面剖视图；
图9为另一实施例中整体式桥台的局部主视图(其中第一连接柱及第二连接柱连接)；
图10为图9的C-C面剖视图；
图11为又一实施例中整体式桥台的局部主视图(其中第一连接柱及第二连接柱连接)；
图12为图11的D-D面剖视图；
图13为再一实施例中整体式桥台的局部主视图(其中第一连接柱及第二连接柱连接)；
图14为图13的E-E面剖视图。
具体实施方式
为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参考图1及图6，一实施例的无伸缩缝桥梁包括桥面板100、整体式桥台200、主梁300及端梁400。
请参考图1，整体式桥台200包括桩基210、第一连接柱220、第二连接柱230及连接组件240，第一连接柱220的第一端221固定于桩基210，第二连接柱230的第一端231用于连接并支撑桥面板100，第一连接柱220的第二端222及第二连接柱230的第二端232通过连接组件240连接，请参考图4，连接组件240设有弧形面240a，弧形面240a朝向第二连接柱230上凸，以使第二连接柱230能够相对于第一连接柱220沿弧形面240a摆动。
具体地，请参考图1，桩基210包括桩体211及桩柱212，桩柱212插设于桩体211内且部分露出，部分露出的桩柱212与第一连接柱220的第一端221连接。
在一些实施例中，桩柱212与第一连接柱220的第一端221通过焊接的方式连接。在其他实施例中，桩柱212与第一连接柱220的第一端221还可以通过铆接方式连接。
在一些实施例中，桩体211为混凝土，桩柱212为空心钢管，由于桩基210与第一连接柱220连接处受力较大且易损坏，若将第一连接柱220直接插设于桩基210内，第一连接柱220损坏后较难修整，从而影响桥梁使用，桩体211上预设桩柱212能够减小第一连接柱220的承受的弯矩，延长第一连接柱220的使用寿命，且通过混凝土及空心钢管的配合，能够较好地吸收桥梁的水平及纵向形变，同时提高桩基210的竖向承载能力。在其他实施例中，桩体211为混凝土，桩柱212为混凝土柱，且桩柱212与桩体211连接成一体。
在一些实施例中，桩柱212为单层空心钢管。在其他实施例中，桩柱212还可以为双层单层空心钢管，即两层钢管同轴套设，且在两层钢管之间的空腔内浇筑混凝土，以提高桩基210的竖向承载能力及抗水平形变能力。
在一些实施例中，桩体211、桩柱212及第一连接柱220均呈圆柱状且同轴设置，利于桩基210受力均衡，提高结构稳定性。在其他实施例中，桩体211、桩柱212及第一连接柱220还可以呈方柱状、棱柱状或其它不规则形状。
请参考图4，连接组件240包括拱形部241及连接部242，弧形面240a设于拱形部241，连接部242凸设于拱形部241，拱形部241与第一连接柱220连接，连接部242与第二连接柱230连接。
具体地，请结合参考图1，第一连接柱220包括第一柱体223及第一填充层224，第一柱体223呈中空状，第一填充层224填设于第一柱体223内，且第一填充层224的高度小于第一柱体223，以使第一柱体223上端能够留存容腔(未在图中标示)以容纳拱形部241。
在一些实施例中，第一柱体223为空心钢管，第一填充层224为混凝土。在其他实施例中，第一柱体223还可以为混凝土柱。
在一些实施例中，拱形部241及连接部242的总高度为50-300mm，第一填充层224与第一柱体223高度差为50-200mm，以使拱形部241能够较好地位于第一柱体223内且连接部242部分露在第一柱体223外，部分露在第一柱体223外的连接部242与第二连接柱230连接。在其他实施例中，拱形部241及连接部242的总高度还可以小于50mm或大于300mm，第一填充层224与第一柱体223高度差也可以小于50mm或大于200mm。
在一些实施例中，弧形面240a设于拱形部241，弧形面240a朝向第二连接柱230上凸，拱形部241与第一连接柱220连接，连接部242与第二连接柱230连接。在其他实施例中，弧形面240a朝向第二连接柱230上凸，连接部242与第一连接柱220连接，拱形部241与第二连接柱230连接。
请参考图1，第二连接柱230包括第二柱体233及第二填充层234，第二柱体233呈中空状，第二填充层234填设于第二柱体233内，第二填充层234中部设有槽孔235以容纳连接部242。
在一些实施例中，第二柱体233为空心钢管，第二填充层234为混凝土。在其他实施例中，第二柱体233还可以为混凝土柱。
在一些实施例中，请参考图5，连接部242呈长方柱状，槽孔235呈长方形以与连接部242匹配，以较好地对第二连接柱230定位，若连接部242呈圆柱形，则第二连接柱230极易相对于第一连接柱220以连接部242为轴转动，增加第一连接柱220的扭矩，从而影响整体式桥台200结构的稳定性。在其他实施例中，连接部242还可以呈棱柱状或其他不规则形状，槽孔235呈棱形或其他不规则形状。
在一些实施例中，拱形部241及连接部242为分体式结构，拱形部241设有容置空间，连接部242直接插设于容置空间内，组装方便。在其他实施例中，拱形部241及连接部242还可以为一体式结构，整体性好且强度高。
在一些实施例中，连接部242的数量为一且位于拱形部241中心，以使连接装置受力均衡。在其他实施例中，连接部242的数量还可以至少为二且间隔并排设于拱形部241。
在一些实施例中，整体式桥台200的数量为多个且并排间隔设置，以使桥梁结构稳定。在其他实施例中，多个整体式桥台200还可以呈圆形阵列或其他不规则排列方式排布。
请参考图1及图4，需要先将主梁300连接于第二连接柱230，再将第二连接柱230与第一连接柱220通过连接组件240连接，再浇筑桥面板100。由于主梁300位于第二连接柱230的一侧且有重量，会压置第二连接柱230，使第二连接柱230能够相对于第一连接柱220沿弧形面240a左右摆动，用于消除施工时由于主梁300自重引起的弯矩，增大第一连接柱220及第二连接柱230连接处的抗弯能力，延长结构的使用寿命。
在一些实施例中，请参考图4及图5，第二填充层234填设于第二柱体233内后的填充表面234a呈平面，拱形部241呈半圆柱型且底面截面为矩形，以使第二连接柱230相对于第一连接柱220沿拱形部241的弧形面240a摆动。
在另一些实施例中，请参考图9及图10，第二填充层234填设于第二柱体233内后的填充表面234a呈上凸弧面，且填充表面234a的曲线半径大于拱形部241的弧形面240a的曲线半径，以避免拱形部241干涉第二连接柱230摆动，拱形部241呈半圆柱型且底面截面为矩形。
在又一些实施例中，请参考图11及图12，第二填充层234填设于第二柱体233内后的填充表面234a呈平面，拱形部241呈半球型且底面截面为圆形。
在其他实施例中，请参考图13及图14，第二填充层234填设于第二柱体233内后的填充表面234a呈上凸弧面，且填充表面234a的曲线半径大于拱形部241的弧形面240a的曲线半径，以避免拱形部241干涉第二连接柱230摆动，拱形部241呈半球型且底面截面为圆形。
进一步地，请参考图1，为了方便第二连接柱230相对于第一连接柱220摆动，第一连接柱220的第二端222及第二连接柱230的第二端232相对间隔设置，以消除施工时由于主梁300自重引起的弯矩，上述整体式桥台200还包括过渡件201，过渡件201设于第一连接柱220的第二端222及第二连接柱230的第二端232间隔处。
优选地，在一些实施例中，第一连接柱220的第二端222及第二连接柱230的第二端232间隔处的间距为100-300mm。在其他实施例中，第一连接柱220的第二端222及第二连接柱230的第二端232间隔处的间距可以小于100mm或大于300mm。
在一些实施例中，第一连接柱220及第二连接柱230均呈中空圆柱状且同轴设置。在其他实施例中，第一连接柱220及第二连接柱230还可以呈中空方柱状或其它不规则形状。
在一些实施例中，过渡件201呈整体条形结构且围设于第一连接柱220及第二连接柱230的间隔处，过渡件201与第一连接柱220、第二连接柱230通过焊接方式连接，过渡件201材质为钢。在其他实施例中，过渡件201还可以为拼接式结构。
请参考图1，主梁300与第二连接柱230、桥面板100连接。具体地，第二连接柱230设有配合口，主梁300的至少部分结构穿设配合口且与第二连接柱230连接为一体，以使主梁300与第二连接柱230固定连接，避免主梁300与第二连接柱230之间连接不稳固而滑移，从而使结构不稳定。
在一些实施例中，主梁300通过焊接方式与第二连接柱230连接。在其他实施例中，主梁200还可以通过铆接方式与第二连接柱230连接。
在一些实施例中，请参考图2，第二连接柱230开设配合口以形成第一节段236、第二节段237及第三节段238，请参考图3，主梁300包括第一翼板310、腹板320及第二翼板330，第一翼板310及第二翼板330相对设置且均与腹板320垂直或接近垂直连接以使主梁300呈工字型，第一节段236与第二节段237分别设于腹板320的相对两侧，且第一节段236与第二节段237夹设于第一翼板310及第二翼板330之间，第三节段238连接于第二翼板330的底部。在其他实施例中，主梁300还可以呈王字型、L型、W型或或其他不规则形状，第二连接柱230包含的节段数量可以大于三且呈不同拼接方式，只要主梁300的部分结构能够嵌设于第二连接柱230，保证结构连接的稳定性即可。
在一些实施例中，第一节段236及第二节段237呈半圆弧片状，第三节段238呈中空圆柱状，第一节段236与第二节段237所形成的空腔与所述第三节段内腔呈同轴设置。在其他实施例中，第一节段236及第二节段237可以呈U型片状，第三节段238呈中空方柱状，第一节段236与第二节段237所形成的空腔与所述第三节段内腔呈同轴设置。
进一步地，上述的无伸缩缝桥梁还包括中间梁(未在图中示出)，在一些实施例中，由于主梁300的数量至少为二且多个主梁300并排间隔设置，主梁300沿横向延伸，中间梁垂直设于两相邻的主梁300之间且沿纵向延伸，以连接多个主梁300而保证结构稳定。
请参考图6及图7，端梁400与第一连接柱220、第二连接柱230及桥面板100连接，且与中间梁并排间隔设置，以加固连接多个整体式桥台200。
具体地，端梁400包括支架及支架填充层(未在图中示出)，请参考图7，第一连接柱220及第二连接柱230的外周凸设有多个剪力钉225，在支架浇筑支架填充层，以使支架填充层与剪力钉225、支架固结，从而使端梁400与第一连接柱220、第二连接柱230及桥面板100固定连接。支架为钢筋，支架填充层为混凝土。
进一步地，支架与主梁300的腹板320相交时，请参考图3，在主梁300的腹板320开设圆孔301，在一些实施例中，圆孔301直径大于或等于钢筋直径的2.5倍，以使钢筋能够顺利穿设圆孔301处。在其他实施例中，圆孔301直径可以小于钢筋直径的2.5倍，只要钢筋能从圆孔301处穿出即可。
请参考图7，上述的无伸缩缝桥梁还包括搭板500，端梁400与桥面板100连接处形成台阶面110，搭板500连接于台阶面110且与桥面板100连接成一体，用于防止上述无伸缩缝桥梁的端部沉降。具体地，搭板500为钢筋混凝土结构。
上述的无伸缩缝桥梁，设有整体式桥台200，整体式桥台200包括桩基210、第一连接柱220、第二连接柱230及连接组件240，第一连接柱220与第二连接柱230的第二端通过连接组件240连接，且第二连接柱230能够相对于所述第一连接柱220沿弧形面240a摆动，能够较好地吸收桥梁的水平形变，且提高桩基210的竖向承载能力；主梁300的部分结构嵌设于第二连接柱230且与第二连接柱230连接为一体，能够提高结构连接的稳定性；中间梁垂直设于两相邻的主梁300之间，以连接多个主梁300而保证结构稳定；设置端梁400及搭板500，能够防止桥梁端部沉降。
一实施例的无伸缩缝桥梁的施工方法包括：
将第一连接柱220固定于桩基210；
具体地，请参考图1，桩基210包括桩体211及桩柱212，将桩柱212插设于桩体211并通过浇筑混凝土的方式固定，第一连接柱220包括第一柱体223及第一填充层224，将第一柱体223的第一端221通过焊接方式与桩柱212连接，并将第一填充层224填设于第一柱体223，第一填充层224的高度小于第一柱体223的高度，以使第一柱体223留存容腔以容纳连接组件240。
进一步地，为了便于后续端梁400的组装，将第一柱体223第一端221通过焊接方式与桩柱212连接前，可以在第一柱体223的第二端外周焊接多个剪力钉225，且剪力钉225凸设于第一柱体223后，再将第一柱体223连接于桩柱212并填设第一填充层224于第一柱体223内。
将主梁300固定于第二连接柱230，将第二连接柱230通过连接组件240与第一连接柱220连接，第一连接柱220及第二连接柱230留有间隙，连接组件240设有弧形面240a，且连接组件240的弧形面240a朝向第二连接柱230上凸，以使第二连接柱230能够相对于第一连接柱220沿弧形面240a摆动，以用于消除由于主梁300自重引起的弯矩。
具体地，请参考图1至图3，第二连接柱230包括第二柱体233及第二填充层234，将主梁300的至少部分结构嵌设于第二柱体233并通过焊接或铆接等形式与第二柱体233连接为一体；将连接组件240的拱形部241放置于第一柱体223内，并将连接部242插设于拱形部241；将第二填充层234填设于第二柱体233内，固定有主梁300的第二柱体233通过吊装架设于第一连接柱220上方，且连接组件240的连接部242插设于第二填充层234的槽孔235内，以使连接组件240的弧形面240a朝向第二连接柱230上凸，第二连接柱230能够相对于第一连接柱220沿弧形面240a摆动。
在一些实施例中，将主梁300连接于第二柱体233前，还可以在第二柱体233外周及主梁300上焊接多个剪力钉225，以便于后续组装。在其他实施例中，剪力钉225还可以通过铆接方式连接于主梁300。
进一步地，为了便于第二连接柱230摆动，将第一柱体223的第二端222及第二柱体233的第二端232间隔设置，并通过在间隙处焊接过渡件201，以使第一柱体223的第二端222及第二柱体233的第二端223封闭。
更进一步地，将中间梁垂设于两相邻的主梁300之间，以使多个主梁300连接且保持结构稳定。
浇筑桥面板100，以使桥面板100固定于主梁300。
具体地，在一些实施例中，当桥面板100为现浇时，以主梁300为支撑，架设模板并通过混凝土浇筑桥面板100，待混凝土达设到计强度后拆除模板。在其他实施例中，当桥面板100为预制拼装时，先安装预制桥面板100节段，再通过混凝土浇筑桥面板100节段间隙，以形成整体桥面板100结构。
在一些实施例中，浇筑桥面板100后，封闭固结第一连接柱220、连接组件240及第二连接柱230的间隔处以形成整体式桥台200。具体地，测量第一连接柱220的第二端222及第二连接柱230的第二端232间隔处的尺寸，将过渡件201焊接至间隔处，请参考图7及图8，并在第一连接柱220和/或第二连接柱230上开设注浆孔及出浆孔250，通过注浆孔及出浆孔250向包围连接组件240的空腔内填充灌浆料或水泥砂浆600，并进行灌浆料或水泥砂浆600养护，待灌浆料或水泥砂浆600封闭固结后，第一连接柱220及第二连接柱230自下而上连成一体，以形成整体式桥台200。在其他实施例中，第一连接柱220、连接组件240及第二连接柱230的间隔处若无间隙，浇筑桥面板100后，无需封闭固结第一连接柱220、连接组件240及第二连接柱230。
进一步地，浇筑端梁400。具体地，安装端梁400及底模板，绑扎端梁400钢筋，安装侧模板并浇筑混凝土，待混凝土达设计强度后拆除底模板及侧模板，以使端梁400与第二连接柱230、第一连接柱220及桥面板100固定连接。
在一些实施例中，浇筑桥面板100后，封闭固结第一连接柱220、连接组件240及第二连接柱230的间隔处以形成整体式桥台200。在其他实施例中，还可以浇筑桥面板100及端梁400后，再封闭固结第一连接柱220、连接组件240及第二连接柱230的间隙处以形成整体式桥台200，能够更好地消除主梁300、桥面板100等组件由于自重产生的弯矩，能够较好地吸收桥梁的水平形变。
更进一步地，完成台后填土及浇筑搭板500，最后完善桥面的铺设，以使桥梁结构稳定，防止桥梁端部沉降。
上述的无伸缩缝桥梁施工方法，将主梁300连接于第二连接柱230，第二连接柱230与第一连接柱220通过连接组件240连接，且第二连接柱230能够相对于所述第一连接柱220沿弧形面240a摆动，消除施工时由于主梁300自重引起的弯矩，增大第一连接柱220及第二连接柱230连接处的抗弯能力；浇筑桥面板100并封闭固结所述第一连接柱220、连接组件240及第二连接柱230，以形成整体式桥台200，能够较好地吸收上述无伸缩缝桥梁的水平形变，且提高桩基210的竖向承载能力。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
