CN102493335A - 预制预应力钢管混凝土桥墩 - Google Patents

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石绍立
高玉彬
李欢
庞微
连延金
常洁
陈迅
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Abstract

一种预制预应力钢管混凝土桥墩。其包括底部桥墩段和多个上部桥墩预制段；底部桥墩段为现场浇筑钢管混凝土结构；多个上部桥墩预制段依次首尾相接而设置在底部桥墩段的上端，并且底部桥墩段上所有的预应力孔道和相应的上部桥墩预制段上的预应力孔道内均设置有一束预应力钢束。本发明的预制预应力钢管混凝土桥墩是将桥墩整体分成一定长度的桥墩预制段在工厂预制，并运输到现场吊装、组装，然后是利用预应力钢束施加预应力，以此来加强各桥墩预制段之间的连接，因此能够保证桥墩的整体性。另外，由于桥墩预制段不用现场养护，因此可以大大缩短工期；此外，本预制预应力钢管混凝土桥墩还具有结构简单、制作容易及成本低等优点，因此应用前景良好。

Description

预制预应力钢管混凝土桥墩
技术领域
本发明属于桥梁技术领域，特别是涉及一种预制预应力钢管混凝土桥墩。
背景技术
钢筋混凝土桥墩是由钢筋、混凝土共同组成的墩柱结构。在近几次的破坏性地震中，桥梁震害现象较为严重，其中由于桥墩抗剪能力不足而引起的弯剪和剪切破坏占有很大比重。从以往震害经验看，箍筋约束不足是造成桥墩在地震中发生脆性弯剪破坏和剪切破坏的重要原因。因而为了增大箍筋约束力，就必须增加箍筋等材料的用量，这样就会增加施工难度，并且工期长，施工成本高。
钢管混凝土是在钢管中充填混凝土而形成的构件。该构件能够通过钢管和混凝土在受力中的相互作用来弥补两种材料的不足，同时充分发挥各自的优势，从而具有承载力高、塑性和韧性好等诸多优点，因此在桥梁与民用建筑中已经得到越来越广泛的应用。与传统的钢筋混凝土相比，钢管混凝土具有承载力高、重量轻、体积小、塑性韧性好、耐疲劳、耐冲击、耐侵蚀、省工、省料、省时及不受季节限制等一系列优点。另外，由于钢管混凝土能够显著提高建筑物或构筑物的整体稳定性、抗折性能(特别是高强混凝土的脆性破坏)、抗压性能及结构变形性能，因此在国内外得到了较深入的研究及广泛的推广应用。
目前，在施工上无论是钢筋混凝土桥墩，还是钢管混凝土桥墩都是现场浇注，这样大大延长了施工工期，而且现场养护条件存在一定的局限性，会对桥墩的质量产生严重的影响，进而会影响整座桥的质量。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种能够减少施工工期、降低施工费用、保证桥墩及整座桥梁质量的预制预应力钢管混凝土桥墩。
为了达到上述目的，本发明提供的预制预应力钢管混凝土桥墩主要包括底部桥墩段和多个上部桥墩预制段；其中底部桥墩段为现场浇筑钢管混凝土结构，其上端中间部位向下凹陷形成有两个预应力孔道，上端边缘部位向下凹陷形成有多个抗剪力孔，同时中部外侧面上沿横向形成有两个分别与上述两个预应力孔道下端相连通的预应力钢束孔；多个上部桥墩预制段依次首尾相接而设置在底部桥墩段的上端，每个上部桥墩预制段的中间部位沿轴向贯通形成两个与底部桥墩段上预应力孔道相对应的预应力孔道，上端边缘部位向下凹陷形成有多个抗剪力孔，下端边缘部位向下突出形成有多个抗剪力筋，并且底部桥墩段上所有的预应力孔道和相应的上部桥墩预制段上的预应力孔道内均设置有一束预应力钢束。
所述的底部桥墩段和上部桥墩预制段上的抗剪力孔与上部桥墩预制段上的抗剪力筋位置相对应，并且抗剪力筋的直径小于抗剪力孔的直径。
所述的底部桥墩段的截面为圆形、椭圆形或矩形，上部桥墩预制段的截面也为相应的圆形、椭圆形或矩形，当桥墩截面为圆形或椭圆形时，多个抗剪力孔及抗剪力筋均沿其环向布置；若桥墩截面为矩形，多个抗剪力孔及抗剪力筋均沿周边布置。
所述的底部桥墩段上的预应力孔道与上部桥墩预制段上的预应力孔道的位置相对应且尺寸相同。
所述的底部桥墩段的长度为0.5～1.0m。
所述的上部桥墩预制段的长度为2±0.5m，其具体长度可根据桥墩的长度有所增减。
所述的预制预应力钢管混凝土桥墩还包括安装在位于最上端的上部桥墩预制段上的盖梁。
本发明提供的预制预应力钢管混凝土桥墩是将桥墩整体分成一定长度的桥墩预制段在工厂预制，并运输到现场吊装、组装，然后是利用预应力钢束施加预应力，以此来加强各桥墩预制段之间的连接，因此能够保证桥墩的整体性。另外，由于桥墩预制段不用现场养护，因此可以大大缩短工期；此外，本预制预应力钢管混凝土桥墩还具有结构简单、制作容易及成本低等优点，因此应用前景良好，并可应用于类似预制钢管混凝土构件的施工作业中。
附图说明
图1为现浇桩基、承台和本发明提供的预制预应力钢管混凝土桥墩中底部桥墩段结构示意图。
图2为本发明提供的预制预应力钢管混凝土桥墩中上部桥墩预制段结构示意图。
图3为图2示出的上部桥墩预制段截面为圆形时横向截面示意图。
图4为图2示出的上部桥墩预制段截面为矩形时横向截面示意图。
图5为无盖梁时本发明提供的预制预应力钢管混凝土桥墩示意图。
图6为有盖梁时本发明提供的预制预应力钢管混凝土桥墩示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明提供的预制预应力钢管混凝土桥墩进行详细说明。
如图1-图4所示，本发明提供的预制预应力钢管混凝土桥墩主要包括底部桥墩段1和多个上部桥墩预制段2；其中底部桥墩段1为现场浇筑钢管混凝土结构，其上端中间部位向下凹陷形成有两个预应力孔道3，上端边缘部位向下凹陷形成有多个抗剪力孔4，同时中部外侧面上沿横向形成有两个分别与上述两个预应力孔道3下端相连通的预应力钢束孔5；多个上部桥墩预制段2依次首尾相接而设置在底部桥墩段1的上端，每个上部桥墩预制段2的中间部位沿轴向贯通形成两个与底部桥墩段2上预应力孔道3相对应的预应力孔道6，上端边缘部位向下凹陷形成有多个抗剪力孔7，下端边缘部位向下突出形成有多个抗剪力筋8，并且底部桥墩段1上所有的预应力孔道3和相应的上部桥墩预制段2上的预应力孔道6内均设置有一束预应力钢束9。
所述的底部桥墩段1和上部桥墩预制段2上的抗剪力孔4，7与上部桥墩预制段2上的抗剪力筋8位置相对应，并且抗剪力筋8的直径小于抗剪力孔4，7的直径。
所述的底部桥墩段1的截面为圆形、椭圆形或矩形，上部桥墩预制段2的截面也为相应的圆形、椭圆形或矩形，当桥墩截面为圆形或椭圆形时，多个抗剪力孔4，7及抗剪力筋8均沿其环向布置；若桥墩截面为矩形，多个抗剪力孔4，7及抗剪力筋8均沿周边布置。
所述的底部桥墩段1上的预应力孔道4与上部桥墩预制段2上的预应力孔道6的位置相对应且尺寸相同。
所述的底部桥墩段1的长度为0.5～1.0m。
所述的上部桥墩预制段2的长度为2±0.5m，其具体长度可根据桥墩的长度有所增减。
所述的预制预应力钢管混凝土桥墩还包括安装在位于最上端的上部桥墩预制段2上的盖梁12。
现将本发明提供的预制预应力钢管混凝土桥墩安装过程进行说明：
1)首先在地基中现场浇筑好多根桩基10，然后将底部桥墩段1下端的钢管插入到承台11的钢筋笼上部一定长度，之后将承台11的主体与底部桥墩段1上钢管内部的混凝土一同浇筑；
2)在底部桥墩段1上预应力钢束孔5的上端预埋预应力锚垫板，并在锚垫板上部的预应力孔道4内设置螺旋状预应力钢束9，以增加锚垫板下混凝土的承载能力，然后将上述预应力钢束9从下向上穿过将要设置在底部桥墩段1上的第一节上部桥墩预制段2上相应的预应力孔道6内，以将底部桥墩段1和第一节上部桥墩预制段2之间用预应力钢束9连成整体，上部桥墩预制段2是在工厂预制加工而制成；
3)在底部桥墩段1上端的多个抗剪力孔4内灌注混凝土砂浆或工程中常用的化学胶，然后将第一节上部桥墩预制段2下端的抗剪力筋8分别插入到上述多个抗剪力孔4内，以抵抗水平方向的剪力，并增加预制钢管混凝土桥墩的整体性；然后再按照上述方法设置第二节上部桥墩预制段2，如此反复，直至达到桥墩设计高度；
4)将底部桥墩段1上的预应力钢束孔5用混凝土封死，如图4所示，若桥墩的顶部没有盖梁12，直接在最上端的上部桥墩预制段2顶部张拉预应力钢束9；如图5所示，若桥墩顶部设有盖梁12，先吊装预制好的盖梁12，并在盖梁12顶端张拉预应力钢束9；
5)焊接底部桥墩段1与上部桥墩预制段2及相邻上部桥墩预制段2之间拼接处的接缝；
6)在预应力孔道3，6内压浆，由此即可完成整个预制预应力钢管混凝土桥墩安装过程。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种预制预应力钢管混凝土桥墩，其特征在于：所述的预制预应力钢管混凝土桥墩主要包括底部桥墩段(1)和多个上部桥墩预制段(2)；其中底部桥墩段(1)为现场浇筑钢管混凝土结构，其上端中间部位向下凹陷形成有两个预应力孔道(3)，上端边缘部位向下凹陷形成有多个抗剪力孔(4)，同时中部外侧面上沿横向形成有两个分别与上述两个预应力孔道(3)下端相连通的预应力钢束孔(5)；多个上部桥墩预制段(2)依次首尾相接而设置在底部桥墩段(1)的上端，每个上部桥墩预制段(2)的中间部位沿轴向贯通形成两个与底部桥墩段(2)上预应力孔道(3)相对应的预应力孔道(6)，上端边缘部位向下凹陷形成有多个抗剪力孔(7)，下端边缘部位向下突出形成有多个抗剪力筋(8)，并且底部桥墩段(1)上所有的预应力孔道(3)和相应的上部桥墩预制段(2)上的预应力孔道(6)内均设置有一束预应力钢束(9)。
2.根据权利要求1所述的预制预应力钢管混凝土桥墩，其特征在于：所述的底部桥墩段(1)和上部桥墩预制段(2)上的抗剪力孔(4，7)与上部桥墩预制段(2)上的抗剪力筋(8)位置相对应，并且抗剪力筋(8)的直径小于抗剪力孔(4，7)的直径。
3.根据权利要求1所述的预制预应力钢管混凝土桥墩，其特征在于：所述的底部桥墩段(1)的截面为圆形、椭圆形或矩形，上部桥墩预制段(2)的截面也为相应的圆形、椭圆形或矩形，当桥墩截面为圆形或椭圆形时，多个抗剪力孔(4，7)及抗剪力筋(8)均沿其环向布置；若桥墩截面为矩形，多个抗剪力孔(4，7)及抗剪力筋(8)均沿周边布置。
4.根据权利要求1所述的预制预应力钢管混凝土桥墩，其特征在于：所述的底部桥墩段(1)上的预应力孔道(4)与上部桥墩预制段(2)上的预应力孔道(6)的位置相对应且尺寸相同。
5.根据权利要求1所述的预制预应力钢管混凝土桥墩，其特征在于：所述的底部桥墩段(1)的长度为0.5～1.0m。
6.根据权利要求1所述的预制预应力钢管混凝土桥墩，其特征在于：所述的上部桥墩预制段(2)的长度为2±0.5m。
7.根据权利要求1所述的预制预应力钢管混凝土桥墩，其特征在于：所述的预制预应力钢管混凝土桥墩还包括安装在位于最上端的上部桥墩预制段(2)上的盖梁(12)。
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