1.本实用新型涉及桥梁工程技术领域，具体涉及一种应用于曲线型刚构桥的多边形异厚度变截面空心桥墩。
背景技术：
2.由于空心截面桥墩结构特性如纵桥向抗推刚度小，建材耗量少，能很好地协调外部荷载如温度、汽车荷载、风荷载及地震荷载等对桥梁结构上的响应，因此空心桥墩在公路桥梁建设的应用越来越广泛。目前国内外主要的桥墩截面形式有圆形空心截面、圆端形空心截面、矩形空心截面、双肢矩形空心截面等。但是由于其截面形状，圆形和圆端形桥墩在施工时模板调整复杂，施工效率受到一定影响，且有研究指出其抗剪性能不足；而矩形空心截面在角点位置容易产生应力集中现象，出现局部破坏，且易受局部水流冲刷导致桥墩局部受损。此外，现有曲线型桥梁的桥墩截面多采用双轴对称截面，但并未考虑到主梁重心偏位特性，不能充分发挥材料性能且增加了成本。
3.中国专利cn202123024547.x一种铁路空心桥墩结构虽然能提高施工效率，其适用于直线桥的承托，对于曲线型钢构桥时，则无法避免其的偏心载荷，对桥墩的承托有一定的影响。
4.因此，如何提供一种具有施工方便高效、桥墩变形协调能力和承载性能好等特点的多边形异厚度变截面空心桥墩是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现要素：
5.有鉴于此，本实用新型提供了一种应用于曲线型连续刚构桥的多边形异厚度变截面空心桥墩结构，桥墩是承受和协调上部主梁结构传递的应力和变形的重要结构，其形状及构造对桥梁施工质量和安全运行有重要影响。因此合适的桥墩截面形状和三维构造可以合理地减少材料用量、改善桥墩受力特性等。本新型提出的桥墩结构可确保其的承载性能，减少混凝土用量，同时考虑曲线型刚构桥偏心受压特点，可改善桥墩受力特性，且施工便易。
6.为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种应用于曲线型刚构桥的多边形异厚度变截面空心桥墩，包括桥墩本体、承台及主梁，所述桥墩本体固定位于所述承台及主梁之间，所述桥墩本体为多边形空心柱状结构，所述桥墩本体包括相对布置的两横向直线段及相对布置的两纵向直线段，所述横向直线段平行于横桥向，所述纵向直线段平行于纵桥向；
7.所述纵向直线段的两侧端分别通过连接斜段与对应侧的横向直线段连接，所述横向直线段的长度尺寸对应墩底至墩顶方向渐变小设置，所述纵向直线段的长度尺寸对应墩底至墩顶方向先减后增设置，所述连接斜段的长度尺寸对应墩底至墩顶方向定值设置，靠近刚构桥弯曲内侧的内侧纵向直线段厚度尺寸大于外侧纵向直线段厚度尺寸。
8.本实用新型的有益效果是：通过对桥墩本体的结构设计使其具有更强的抗变形能
力，在较少用料和施工方便的前提下具有更强的极限承载能力，适用于曲线型刚构桥的承载，具体的，桥墩本体为多边形空心柱状结构，保证结构强度的前提下节省用料，多边形桥墩柱面能反射不同色调光线，更加安全，且美观，内侧纵向直线段的厚度大于外侧纵向直线段的厚度，可以更好地承受曲线型桥梁上部主梁结构的重心偏位特性所产生的偏心压力，对应桥梁弯曲内侧的桥墩柱壁有更大的承载能力，减少其的竖向位移，在弯矩和集中力共同作用下，多边形异厚度空心桥墩比矩形空心截面桥墩有更高的极限承载力，连接斜段的长度尺寸对应墩底至墩顶方向定值设置，无需改动连接斜段模板，便于提高施工效率和保证施工质量。
9.优选的，所述桥墩本体的内侧壁上沿其的高度方向间隔固定有多块横隔板，所述横隔板形成缓冲平台，所述桥墩本体的内侧壁上固定连接有带框扶梯，所述桥墩本体靠近扶梯的一侧壁上开设有便于安装扶梯的避位洞口。
10.由此产生的技术效果是：设置的横隔板形成了多个缓冲平台，设置的带框扶梯方便施工人员施工，也提高工作人员施工过程中的安全性。
11.优选的，所述桥墩本体的顶部与主梁之间固定连接有混凝土顶板，所述桥墩本体的顶部布置有多根竖向钢筋，所述竖向钢筋的顶部穿过混凝土顶板且延伸至主梁中。
12.由此产生的技术效果是：通过混凝土顶板及竖向钢筋提高了主梁与桥墩本体顶部的连接稳定性，提高整个桥梁结构的抗变形协调能力。
13.优选的，所述桥墩本体的底部竖向布置有多根稳固钢筋，所述稳固钢筋的底端延伸至所述承台中。
14.由此产生的技术效果是：利用稳固钢筋实现桥墩本体与基础承台的固连，加强桥墩本体与承台的连接稳定性。
附图说明
15.图1为本实用新型一种应用于曲线型连续刚构桥的多边形异厚度变截面空心桥墩结构的桥梁横向截面示意图；
16.图2为本实用新型一种应用于曲线型连续刚构桥的多边形异厚度变截面空心桥墩结构的桥梁纵向截面示意图；
17.图3为本实用新型一种应用于曲线型连续刚构桥的多边形异厚度变截面空心桥墩结构的桥墩本体截面示意图；
18.图4为本实用新型一种应用于曲线型连续刚构桥的多边形异厚度变截面空心桥墩结构的混凝土顶板连接示意图；
19.图5为本实用新型一种应用于曲线型连续刚构桥的多边形异厚度变截面空心桥墩结构的承台连接示意图；
20.图6为本实用新型一种应用于曲线型连续刚构桥的多边形异厚度变截面空心桥墩结构的桥墩本体结构图。
21.1承台、2桥墩本体、21横向直线段、22内侧纵向直线段、23外侧纵向直线段、24连接斜段、3主梁、4混凝土顶板、5横隔板、6带框扶梯、7避位洞口、8竖向钢筋、9稳固钢筋。
具体实施方式
22.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
23.参阅本实用新型附图1至6，根据本实用新型实施例一种应用于曲线型刚构桥的多边形异厚度变截面空心桥墩，包括桥墩本体2、承台1及主梁3，桥墩本体2固定位于承台1及主梁3之间，桥墩本体2为八边形空心柱状结构，具体包括两横向直线段21、两纵向直线段(内侧纵向直线段22、外侧纵向直线段23)及四个连接斜段24，横向直线段21是平行于横桥向，纵向直线段是平行于纵桥向的；
24.纵向直线段的两侧端分别通过连接斜段24与对应侧的横向直线段21连接，横向直线段21的长度尺寸对应墩底至墩顶方向渐变小设置，纵向直线段的长度尺寸对应墩底至墩顶方向先减后增设置，连接斜段24的长度尺寸对应墩底至墩顶方向定值不变，方便模板施工，靠近刚构桥弯曲内侧的内侧纵向直线段22厚度尺寸t2大于外侧纵向直线段23厚度t1尺寸，考虑偏心载荷作用，提高桥墩内侧柱壁的极限承载能力，避免产生较大不均匀竖向位移。
25.该类桥墩横截面并非沿着纵向对称，纵向直线段的尺寸存在差异。由于曲线连续刚构桥上部主梁的重心偏位特性，其存在的偏位弯矩会使得桥墩向曲线内侧弯曲，产生不均匀竖向位移。再加上可变载荷(汽车荷载、风荷载)作用，会在桥墩的内侧(对应曲线桥的弯曲内侧)产生较大的压应力。因此将平行于纵桥向的内侧柱壁设计厚度大于外侧柱壁厚度，如图3所示(t2》t1)，t1、t2的具体尺寸根据工程规模和设计要求选取。内侧柱壁加厚措施可以使得该桥墩更好承担施工阶段、成桥阶段和运营阶段由主梁传递到桥墩的应力，减小在桥墩角点位置出现的应力集中现象。
26.横截面中纵向直线段长度从墩底到墩顶先减小再增加(如图2所示)，而横向直线段长度从墩底到墩顶逐渐减小(如图1所示)。而4条斜向直线段的长度和角度在纵向上是不变的。在爬模施工过程中模板只需通过移动纵向和横向直线段的模板以满足相应高度的棱边长度，实现桥墩双向放坡设计，而4条斜向直线段的模板无需改动，便于提高施工效率和保证施工质量。
27.在另一些实施例中，桥墩本体2的内侧壁上沿其的高度方向间隔固定有多块横隔板5，横隔板固定在纵向直线段柱壁上且嵌入柱壁一定深度，横隔板5形成缓冲平台，方便施工人员施工，桥墩本体2的内侧壁上固定连接有带框扶梯6，具体的带框扶梯固定在与横隔板同一侧的纵向直线段柱壁上，桥墩本体2靠近扶梯的一侧壁上开设有便于安装扶梯的避位洞口7。
28.本新型结构是多边形异厚度变截面空心混凝土桥墩，在高度方向采用双向放坡设计，且放坡系数随高度变化，表现为截面尺寸从墩底往墩顶由大变小再变大。桥墩本体2底部与承台1连接，桥墩本体2顶部与混凝土顶板4连接。在桥墩内侧，每隔一定高度布置有横隔板5形成的钢平台，并在桥墩内壁布置有带框扶梯6，从墩底延伸到墩顶处。缓冲平台和带框扶梯保证维修或施工人员的安全。
29.在另一些具体实施例中，桥墩本体2的顶部与主梁3之间固定连接有混凝土顶板4，
桥墩本体2的顶部布置有多根竖向钢筋8，竖向钢筋8的顶部穿过混凝土顶板4且延伸至主梁3中，增强整体结构稳定性。
30.在其他一些实施例中，桥墩本体2的底部竖向布置有多根稳固钢筋9，稳固钢筋9的底端延伸至承台1中，增强承台与桥墩本体的连接。
31.八边形异厚度变截面空心桥墩设置在基础承台1和曲线型桥梁主梁3之间，对曲线型桥梁主梁起到支撑上部结构自重和协调应力变形的作用。本实用新型所公开的多边形异厚度变截面空心桥墩的桥墩本体2内部布置有钢筋笼，以满足桥墩设计的抗压、抗剪等性能要求，然后现场分段填浇筑混凝土形成桥墩。另外，对内侧纵桥向直线段22的墩壁厚度进行加厚设计，可以提高多边形异厚度变截面空心桥墩在协调曲线型上部主梁结构传递荷载的能力。为满足桥墩在全生命周期中所承受的弯矩包络状态，将桥墩本体2在竖向进行双向放坡设计，在纵桥向的竖向截面尺寸变化为从墩底至墩顶逐渐减小；而在横桥向的竖向截面尺寸变化为从墩底至墩顶由大变小再变大。这种特殊的截面构造可以提高桥墩的整体强度，使材料性能得到充分发挥。每隔一定高度，在墩柱内部设有横隔板作为钢平台，提高空心薄壁高墩限制横向变形和局部稳定性的能力。在桥墩内部设置有带安全框架的梯子，以便于保证维修或施工人员的施工作业及安全。本实用新型桥墩主体采用爬模施工方式，通过设置连接斜段的尺寸沿纵向高度保持不变，减少爬模模板在施工时的调整，能够提高施工效率和提高施工质量。
32.如图4所示，在桥墩顶部，为加强墩顶和主梁结构之间荷载传递和变形协调的能力，设置混凝土顶板4连接墩顶和主梁结构，并将墩顶处的均布φ32竖向钢筋8延长布置到混凝土顶板4和主梁3中，加强墩顶和主梁3的连接，便于桥墩适应和协调主梁结构在各种工况下所承受的荷载。如图5所示，本实用新型中为使空心薄壁高桥墩与地基连接稳定，设计了三层混凝土基础承台1，并将桥墩内部的均布竖向φ32稳固钢筋9延长布置到基础承台1中。
33.对于实施例公开的装置和使用方法而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
34.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。