本發(fā)明涉及樁基礎(chǔ)和橋墩的結(jié)構(gòu)，特別是涉及一種用于懸掛式空軌中的樁墩結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

懸掛式空軌是一種空中軌道列車的軌道形式，其包括若干倒l型橋墩，以及安裝于倒l型橋墩頂部橫梁下方的鋼橋梁，列車懸掛于軌道下方，沿軌道運(yùn)行。其橋墩頂部為懸臂結(jié)構(gòu)，列車位于懸臂下方，受橋墩的自重、列車的自重，以及列車運(yùn)行的載荷，以及風(fēng)載作用下，橋墩需要承受到較大的偏載，其橋墩與樁基結(jié)合結(jié)構(gòu)需要具備承受偏載的能力。

現(xiàn)有的建筑物基礎(chǔ)結(jié)構(gòu),其樁基與橋墩的結(jié)合結(jié)構(gòu),多為樁基伸出地面,先澆筑地底部分,地面部分預(yù)留鋼筋籠,待墩底插入后澆筑地面部分形成承臺(tái)結(jié)構(gòu)。此種樁墩結(jié)構(gòu)承壓性能好，能很好的滿足垂直載荷建筑物的需要，但其抗拔、抗彎、抗偏載性能差，無法滿足上述懸掛式空軌的承載要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在提供一種具有良好抗拔和抗折能力，能夠很好承受偏載能力的懸掛式空軌的樁墩結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)懸掛式空軌的需要。

本發(fā)明所述的懸掛式空軌的樁墩結(jié)構(gòu)，包括鉆孔樁基礎(chǔ)和l形橋墩，橋墩包括橫截面為矩形且豎直設(shè)置的立柱，和從立柱頂部延伸而出且橫向設(shè)置的橫梁；鉆孔樁基礎(chǔ)的頂部高于地面，而鉆孔樁基礎(chǔ)的舀樁界線低于地面一定距離，基礎(chǔ)樁的鋼筋籠由底部延伸至頂端；立柱的底部埋于基鉆孔礎(chǔ)樁內(nèi)，立柱底部位于地面下的部分的側(cè)壁表面遍布橫向伸出的栓釘，在栓釘外固定圍繞立柱底部有加強(qiáng)筋籠；鉆孔樁基礎(chǔ)的鋼筋籠的四周布置有多根預(yù)應(yīng)力鋼絞線，各預(yù)應(yīng)力鋼絞線的兩端分別拉緊固定于鋼筋籠頂部和底部。

本發(fā)明所述的懸掛式空軌的樁墩結(jié)構(gòu)，舀樁界線位于地面以下，而樁頂又位于地面之上，橋墩底部伸入地面以下位于鉆孔樁基礎(chǔ)內(nèi)，并且在橋墩側(cè)壁設(shè)置栓釘和加強(qiáng)筋籠，在澆筑后，其樁基通過鋼筋籠頂段，橋墩通過栓釘和加強(qiáng)筋籠與澆筑段緊密結(jié)合，從而使樁基與橋墩形成了一個(gè)整體式的結(jié)構(gòu)，其連接的強(qiáng)度得到了大幅的提升，使橋墩具有了良好的抗拔和抗折能力；且鋼筋籠上布置了預(yù)應(yīng)力鋼絞線，在樁墩澆筑完畢后，可以張拉預(yù)應(yīng)力鋼絞線，使其產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力。由于所述懸掛式空軌其橋墩為偏心結(jié)構(gòu)，其在面向線路側(cè)的受壓，在背向線路側(cè)的受拉；通過在兩側(cè)設(shè)置不同數(shù)量的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，在鋼橋墩背向線路側(cè)增加了預(yù)應(yīng)力，這使樁墩結(jié)構(gòu)在樁墩連接處能夠很好的實(shí)現(xiàn)應(yīng)力抵消，從而進(jìn)一步的增強(qiáng)橋墩的抗拔和抗彎性能。且預(yù)應(yīng)力鋼絞線提供的一定程度的預(yù)應(yīng)力，還使整個(gè)墩樁系統(tǒng)能夠在一定范圍能適應(yīng)載荷的變化，空載、滿載，以及存在風(fēng)載時(shí)，均夠自適應(yīng)載荷的變化，維持整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定，提高整個(gè)列車運(yùn)行的穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1是懸掛式空軌的樁墩結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1所示懸掛式空軌的樁墩結(jié)構(gòu)的局部放大圖。

圖3是圖1所示懸掛式空軌的樁墩結(jié)構(gòu)的橋墩與栓釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)示意圖。

圖4-6分別是三種橋墩尺寸下的栓釘布局示意圖。

圖7-10分別是三種橋墩尺寸下的加強(qiáng)筋籠布局示意圖。

圖11是圖1所示懸掛式空軌的樁墩結(jié)構(gòu)的端部固定組件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖12是圖1所示懸掛式空軌的樁墩結(jié)構(gòu)的中部固定組件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖13是圖1所示懸掛式空軌的樁墩結(jié)構(gòu)的鋼絞線分布位置示意圖。

圖14是圖1所示懸掛式空軌的樁墩結(jié)構(gòu)的鋼絞線長(zhǎng)度示意圖。

具體實(shí)施方式

一種懸掛式空軌的樁墩結(jié)構(gòu)，包括鉆孔樁基礎(chǔ)1和l形橋墩，橋墩包括橫截面為矩形且豎直設(shè)置的立柱21，和從立柱頂部延伸而出且橫向設(shè)置的橫梁22；鉆孔樁基礎(chǔ)的頂部高于地面，而鉆孔樁基礎(chǔ)的舀樁界線低于地面一定距離，基礎(chǔ)樁的鋼筋籠由底部延伸至頂端；立柱的底部埋于基鉆孔礎(chǔ)樁內(nèi)，立柱底部位于地面下的部分的側(cè)壁表面遍布橫向伸出的栓釘4，在栓釘外固定圍繞立柱底部有加強(qiáng)筋籠3；鉆孔樁基礎(chǔ)的鋼筋籠的四周布置有多根預(yù)應(yīng)力鋼絞線5，各預(yù)應(yīng)力鋼絞線的兩端分別拉緊固定于鋼筋籠頂部和底部。鉆孔樁基礎(chǔ)1的外圍可設(shè)置有鋼護(hù)筒10，鋼護(hù)筒的頂部凸出高于地面。

如圖1所示，圖中水平線m為地面線，水平線n為舀樁界線，加強(qiáng)筋籠設(shè)置于這兩條水平線之間，既安裝于基樁內(nèi)，又與橋墩底部連接作用，從而可提高樁墩的結(jié)合強(qiáng)度，提高橋墩的抗拔、抗折能力。

所述的懸掛式空軌的樁墩結(jié)構(gòu)，栓釘?shù)牟贾酶鶕?jù)橋墩立柱截面的不同、橋墩墩高的不同可采取不同的布置方案，例如：橋墩立柱21埋于地下深度為1.2m；若橋墩立柱截面尺寸為900x900mm，橋墩墩高為9～17m，立柱底部四側(cè)各均勻設(shè)有九排八列栓釘4，頂排栓釘距離地面、底排栓釘距離墩底的距離分別為320mm和80mm，左、右兩列栓釘距離立柱側(cè)邊均為100mm；或者在立柱底部四側(cè)各均勻設(shè)有九排六列栓釘4，頂排栓釘距離地面、底排栓釘距離墩底的距離分別為320mm和80mm，左、右兩列栓釘距離立柱側(cè)邊均為125mm。如圖4中(a)、(b)所示。

如圖5中(a)、(b)所示，若橋墩立柱截面尺寸為800x900mm，橋墩墩高為8.5～10m，立柱底部四側(cè)各均勻設(shè)有七排三列栓釘4，頂排栓釘距離地面、底排栓釘距離墩底的距離分別為340mm和80mm，左、右兩列栓釘距離立柱側(cè)邊均為100mm；或者在立柱底部四側(cè)各均勻設(shè)有七排六列栓釘4，頂排栓釘距離地面、底排栓釘距離墩底的距離分別為340mm和80mm，左、右兩列栓釘距離立柱側(cè)邊均為75mm。

如圖6中(a)、(b)所示，若橋墩立柱截面尺寸為800x900mm，橋墩墩高為11～17m，立柱底部四側(cè)各設(shè)有九排四列栓釘4，各排均勻分布，且頂排栓釘距離地面、底排栓釘距離墩底的距離分別為340mm和80mm，外側(cè)兩列栓釘距離立柱側(cè)邊均為100mm，內(nèi)側(cè)兩列栓釘距離外側(cè)栓釘為200mm；或者在立柱底部四側(cè)各均勻設(shè)有九排六列栓釘4，頂排栓釘距離地面、底排栓釘距離墩底的距離分別為340mm和80mm，左、右兩列栓釘距離立柱側(cè)邊均為75mm。

上述各種尺寸布置，可以視實(shí)際情況而定，以滿足不同地質(zhì)結(jié)構(gòu)、不同規(guī)格立柱或不同型號(hào)列車的使用需要。

所述的懸掛式空軌的樁墩結(jié)構(gòu)，樁墩連接處的布置根據(jù)橋墩立柱截面的不同、橋墩墩高的不同及栓釘布置的不同可采取不同加強(qiáng)筋籠的布置方案。其橫向箍筋除頂部三層箍筋采用φ16螺紋鋼、按80mm間距布置外，其余橫向箍筋均采用φ12螺紋鋼、按100mm間距布置；縱向主筋布置可以采用以下四種：若橋墩立柱截面尺寸為900x900mm，墩高為9m的樁墩連接處，縱向主筋按圖6方式布置。若橋墩立柱截面尺寸為900x900mm，墩高為17m的樁墩連接處，縱向主筋按圖7方式布置。若橋墩立柱截面尺寸為800x900mm，墩高為8.5~10m的樁墩連接處，縱向主筋按圖8方式布置。若橋墩立柱截面尺寸為800x900mm，墩高為11~17m的樁墩連接處，縱向主筋按圖9方式布置。

所述的懸掛式空軌的樁墩結(jié)構(gòu)，預(yù)應(yīng)力鋼絞線為緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線，包括設(shè)置于鉆孔樁基礎(chǔ)1的鋼筋籠11上、下兩端的錨墊板6，和沿豎直方向間隔地安裝于鋼筋籠中部的若干個(gè)u形卡扣7；錨墊板的中部開有過線孔，過線孔的孔徑略大于預(yù)應(yīng)力鋼絞線5的外徑，u形卡扣的兩端水平地固定安裝于鋼筋籠上，且其內(nèi)徑大小與包裹塑料皮套后的預(yù)應(yīng)力鋼絞線的外徑相適應(yīng)，鋼筋籠上、下兩端的錨墊板的過線孔的中心與所有u形卡扣的內(nèi)孔中心均處于同一豎直線上；預(yù)應(yīng)力鋼絞線的中部同時(shí)穿過所有u形卡扣，預(yù)應(yīng)力鋼絞線的兩端穿過過線孔并通過錨具固定于錨墊板上。該種預(yù)應(yīng)力鋼絞線由裸線、緩凝粘合劑和外包的塑料皮套組成，其在施工階段中伸縮變形自由、不與周圍緩凝粘合劑產(chǎn)生粘結(jié)，而在施工完成后的預(yù)定時(shí)期內(nèi)，預(yù)應(yīng)力筋通過固化的緩凝粘合劑與周圍混凝土產(chǎn)生粘結(jié)作用。緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線的兩端通過錨具錨固在鋼筋籠上、下兩端的錨墊板上，而中部則通過u形卡扣進(jìn)行限位，并通過錨墊板和u形卡扣使預(yù)應(yīng)力鋼絞線保持于豎直方向的狀態(tài)，該方向與其受力方向一致，既可以最大程度上地利用預(yù)應(yīng)力鋼絞線的作用，又可以避免預(yù)應(yīng)力鋼絞線因偏心力的作用而磨損塑料皮套，最終導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力鋼絞線磨損甚至斷裂；同時(shí)，錨墊板上的過線孔略大于預(yù)應(yīng)力鋼絞線的外徑，u形卡扣的內(nèi)徑則與預(yù)應(yīng)力鋼絞線的外徑相適應(yīng)，由此保證預(yù)應(yīng)力鋼絞線工作的順暢性；另外，因預(yù)應(yīng)力鋼絞線的外層包裹有塑料皮套，通過保證預(yù)應(yīng)力鋼絞線的直線度要求后，可以給預(yù)應(yīng)力鋼絞線的張拉提供足夠的空間，從而保證預(yù)應(yīng)力鋼絞線的張拉性能，使其能夠順利的為樁基提供預(yù)應(yīng)力。

如圖11、12所示，錨墊板6朝向鋼筋籠11中部的一側(cè)裝有螺旋筋61，預(yù)應(yīng)力鋼絞線的端部穿過螺旋筋和過線孔并固定于錨墊板上。在張拉預(yù)應(yīng)力鋼絞線時(shí)，當(dāng)預(yù)應(yīng)力未傳遞到整個(gè)結(jié)構(gòu)中，錨墊板下方承受的預(yù)應(yīng)力較大，為了更好地保護(hù)鋼絞線，在該處設(shè)置螺旋筋可以增加該部位混凝土的強(qiáng)度，防止因局部受力太大而導(dǎo)致該部位混凝土崩裂，從而增加整個(gè)預(yù)應(yīng)力體系的穩(wěn)定性。鋼筋籠11上裝有提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的加強(qiáng)筋，u形卡扣7的兩端固定安裝于加強(qiáng)筋上，從而提高u形卡扣的安裝強(qiáng)度，和提高預(yù)應(yīng)力鋼絞線的使用安全性。錨墊板6的過線孔的內(nèi)徑大于預(yù)應(yīng)力鋼絞線5的直徑0-2mm；若干個(gè)u形卡扣7相互間隔2m地安裝于鋼筋籠11上。該尺寸下的結(jié)構(gòu)一方面可以保證預(yù)應(yīng)力鋼絞線的使用要求，又可以更好地對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼絞線進(jìn)行保護(hù)。

如圖13、14所示，預(yù)應(yīng)力鋼絞線5的下料長(zhǎng)度等于工作長(zhǎng)度加上700mm；工作長(zhǎng)度為兩端錨具之間的預(yù)應(yīng)力筋長(zhǎng)度。鉆孔樁基礎(chǔ)1的橫截面為圓形，某一直徑方向上的兩側(cè)分別安裝有數(shù)量不等的預(yù)應(yīng)力鋼絞線5；在背向空軌的一側(cè)設(shè)置較多數(shù)量的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，而在靠近空軌的一側(cè)設(shè)置較少數(shù)量，利用不同數(shù)量預(yù)應(yīng)力鋼絞線的設(shè)置，使得墩樁兩個(gè)側(cè)面間的抗拔和抗折性能不同，在滿足偏心式受力建筑的使用需要的同時(shí)，減小所需的預(yù)應(yīng)力鋼絞線數(shù)量。而通過實(shí)踐試驗(yàn)，為更好地提高其性能并減少浪費(fèi)，可以在鉆孔樁基礎(chǔ)1上設(shè)兩條相互垂直的直徑，其中一條直徑的一端裝有預(yù)應(yīng)力鋼絞線5，該預(yù)應(yīng)力鋼絞線所在半徑的兩側(cè)還分別設(shè)有五條預(yù)應(yīng)力鋼絞線和一條預(yù)應(yīng)力鋼絞線，同側(cè)的五條預(yù)應(yīng)力鋼絞線與圓心間的連線和該直徑間的夾角分別為21°、36°、51°、66°、81°，另一側(cè)預(yù)應(yīng)力鋼絞線與該直徑間的夾角為51°，同時(shí)另有七條預(yù)應(yīng)力鋼絞線與上述七條預(yù)應(yīng)力鋼絞線以另一條直徑相對(duì)稱地安裝于鉆孔樁基礎(chǔ)內(nèi)。上述14條預(yù)應(yīng)力鋼絞線位置如圖4中兩組n1～n7所示，另外，所有預(yù)應(yīng)力鋼絞線的一端均安裝于鉆孔樁基礎(chǔ)的頂部，直徑上的兩條預(yù)應(yīng)力鋼絞線與直徑間夾角為51°的四條預(yù)應(yīng)力鋼絞線具有同一長(zhǎng)度并長(zhǎng)于其余預(yù)應(yīng)力鋼絞線的長(zhǎng)度。這可以在滿足需要的情況下，進(jìn)一步減少所需預(yù)應(yīng)力鋼絞線的用量。