CN103374881A - 一种节段预制拼装桥墩结构体系及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种节段预制拼装桥墩结构体系，包括承台，承台上设置有墩身，所述墩身与承台设有预应力钢筋，其特征在于该墩身由多个相互连接的预制钢筋混凝土节段组成，预制钢筋混凝土节段内预留预应力孔道，预应力钢筋穿设于预应力孔道内，预应力钢筋的一端与位于承台的锚固端连接，预应力钢筋的另一端与位于墩身顶部的锚固端连接。本发明能有效减小现场焊接及混凝土浇筑的工作量，有益于质量控制，同时加快了施工进度，降低了对施工现场周边环境的影响，符合环保节能低碳的经济增长方式主题，经济效益显著，社会效益好。
Description
技术领域
本发明涉及土建设计技术领域，具体地说是一种节段预制拼装式桥墩结构体系及其施工方法。
背景技术
目前，我国通常使用的城市桥梁下部结构均为现浇施工方法，缺点是施工周期长，对城市环境带来较多不利的影响。随着我国城市建设进程的不断地大规模推进,节能、环保、低碳逐渐成为我国经济发展的主题。
当前城市桥梁结构设计面临的主要挑战之一就是业主和居民除了要求桥梁结构安全和耐久以外，还要求通过快速施工来减少对周围交通的干扰、缩短交通阻塞时间、降低运输车辆和施工中产生的各种噪声等。这些要求的提出促进了节段预制拼装桥梁技术科研工作的开展，也促进了工业化的节段预制拼装施工技术在城市桥梁建造中的推广与应用。
由于节段拼装相关技术研究和应用在我国相对较少，已有的应用和研究主要集中在上部结构，部分城市桥梁预制节段拼装技术的运用也仅局限于体外预应力连续箱梁。
对于下部结构，国内外的研究工作近年来日渐增多，但国内尚无成功实施的工程先例。仅有的几项下部采用预制方式的工程均为大型跨海跨江桥梁，如东海大桥海上段桥墩墩身采用现浇湿接缝连接等，并非完全意义上的节段预制拼装方式桥墩。
发明内容
本发明的目的在于提供一种节段预制拼装桥墩结构体系，保证结构的安全性。
为实现这一目的，本发明的技术方案如下：一种节段预制拼装桥墩结构体系，包括承台，承台上设置有墩身，所述墩身与承台设有预应力钢筋，其特征在于该墩身由多个相互连接的预制钢筋混凝土节段组成，预制节段内预留预应力孔道，预应力钢筋穿设于预应力孔道内，预应力钢筋的一端与位于承台的锚固端连接，预应力钢筋的另一端与位于墩身顶部的锚固端连接。两个相邻预制节段间接缝设有剪力键。承台采用现浇方式浇筑，并预埋预应力孔道。预应力钢筋采用钢绞线或精轧螺纹钢；预应力孔道采用预应力钢绞线波纹管或预应力粗钢筋套管或抽拔管。
本发明的另一目的在于提供一种节段预制拼装桥墩结构体系的施工方法，能够保证节段预制拼装桥墩结构体系的安全性。
为实现这一目的，本发明的技术方案如下：一种节段预制拼装桥墩结构体系的施工方法，其特征在于该方法包括以下步骤：A、制作预制钢筋混凝土节段，所述预制节段内预留预应力孔道；B、在现场进行承台施工，承台内预留预应力孔道；C、将多段预制节段依次拼接到承台上，保持接缝密贴；D、在预制节段和承台中的预应力孔道内穿设预应力钢筋，然后张拉预应力钢筋，并往所述预应力管道内注浆封闭，封锚并浇筑支座垫石，完成桥墩的施工。
本发明中能用于节段预制拼装桥墩的结构体系是完全在预制场加工制作，现场采用胶接缝或干接缝形式连接，拼装完毕进行预应力张拉形成墩柱整体结构，最大程度减少了现场混凝土浇筑工作量，降低了对交通和周边环境的影响。本发明采用的预应力钢筋连接桥墩节段，可包括各种桥墩断面形式。
附图说明
图1为本发明的墩柱结构体系组成示意图（锚固端在承台外侧）。
图2为本发明的墩柱结构体系组成示意图（锚固端在承台内部）。
图3为本发明的预制钢筋混凝土节段接缝断面布置示意图。
具体实施方式
一种节段预制拼装桥墩结构体系，包括承台2，承台2上设置有墩身，所述墩身与承台2设有预应力钢筋3，其特征在于该墩身由多个相互连接的预制节段1组成，预制节段1内预留预应力管道6。两个相邻预制节段1间接缝4之间采用凹凸面契合的剪力键5，承台与其相邻的预制节段1间也采用剪力键5。承台采用现浇方式浇筑，并预留预应力孔道。相邻预制钢筋混凝土节段之间采用胶接缝或干接缝，通过预应力钢筋连接成整体。根据本发明的具体实施例，预制桥墩节段1采用普通钢筋混凝土，预留预应力孔道6，墩柱外形包括矩形、正方形、圆形、哑铃形等多种形状。最上面一个节段的顶部设置预应力锚固端7；下部的锚固端8可在承台外侧，也可在承台内部。预应力钢筋材料可以是钢绞线，也可以是精轧螺纹钢；预应力筋可以是整根穿设，也可以是分段用连接器连接；在预应力钢筋张拉完毕后压浆，封闭预留的预应力道。
以墩高10m左右的单柱墩为例，竖向将节段预制拼装墩身分为2～3个节段，共计1～2个接缝，节段高度与施工安装的机械设备能力有关。预应力孔道的内径一般为5cm～15cm，剪力键采用梯形（倾角30°～60°）或圆角梯形截面，剪力键大小为桥墩截面面积的20%～45%。
图1为本发明的实施案例墩柱结构体系示意图。图1a为立面图，图1b为图1a的侧视图。预制节段墩身1和承台2内部预留预应力孔道6，孔道在空间位置上相互错开；承台2上设有预制节段墩身1；节段间接缝采用胶接缝或干接缝；为了接缝4的抗剪性能，接缝上采用凹凸面契合的剪力键。
图2为本发明另一实施案例的墩柱结构体系示意图。图2a为立面图，图2b为图1a的侧视图。在该实施案例中，由于锚固端在承台内部，因此在现浇承台时，预埋预应力孔道及钢筋。
墩身节段在预制厂制作，预留预应力孔道。现场浇注承台。待承台混凝土达到加载龄期以后，吊运安装预制墩身节段，节段间采用胶接缝或干接缝连接。拼装完成后通过张拉预应力筋形成桥墩整体。预应力孔道可采用波纹管或圆套管或抽拔管等形成。
一种节段预制拼装桥墩结构体系的施工方法，其特征在于该方法包括以下步骤：A、制作预制钢筋混凝土节段，所述预制节段内预留预应力孔道；B、在现场进行承台施工，承台内预留预应力孔道；C、将多段预制节段依次拼接到承台上，保持接缝密贴；D、在预制节段和承台中预应力孔道内穿设预应力钢筋，然后张拉预应力钢筋，并往所述预应力管道内注浆封闭，封锚并浇筑支座垫石，完成桥墩的施工。
本发明有以下技术特点：有效减小现场焊接及混凝土浇筑的工作量，有益于质量控制，同时加快了施工进度，降低了对施工现场周边环境的影响，符合环保节能低碳的经济增长方式主题，经济效益显著，社会效益好，且接缝采用凹凸面契合的剪力键，增强了接缝的抗剪性能，施工方便。
Claims (7)
1.一种节段预制拼装桥墩结构体系，包括承台，承台上设置有墩身，所述墩身与承台设有预应力钢筋，其特征在于该墩身由多个相互连接的预制钢筋混凝土节段组成，预制钢筋混凝土节段内预留预应力孔道，预应力钢筋穿设于预应力孔道内，预应力钢筋的一端与位于承台的锚固端连接，预应力钢筋的另一端与位于墩身顶部的锚固端连接。
2.按权利要求1所述的一种节段预制拼装桥墩结构体系，其特征在于：相邻预制钢筋混凝土节段之间采用胶接缝或干接缝，通过预应力钢筋连接成整体。
3.按权利要求1所述的一种节段预制拼装桥墩结构体系，其特征在于：两个相邻预制钢筋混凝土节段间接缝之间设置剪力键。
4.按权利要求1所述的一种节段预制拼装桥墩结构体系，其特征在于：承台采用现浇方式浇筑，并预留预应力孔道。
5.按权利要求1所述的一种节段预制拼装桥墩结构体系，其特征在于：预应力钢筋采用钢绞线或精轧螺纹钢；预应力孔道采用预应力钢绞线波纹管或预应力粗钢筋套管或抽拔管。
6.一种节段预制拼装桥墩结构体系的施工方法，其特征在于该方法包括以下步骤：A、制作预制钢筋混凝土节段，所述预制节段内预留预应力孔道；B、在现场进行承台施工，承台内预留预应力孔道；C、将多段预制节段依次拼接到承台上，保持接缝密贴；D、在预制节段和承台内预应力管道内张拉预应力钢筋，并往所述预应力管道内注浆封闭，封锚并浇筑支座垫石，完成桥墩的施工。
7.按权利要求6所述的一种节段预制拼装桥墩结构体系的施工方法，其特征在于：预应力锚固端一端设在墩身顶部，另一端设在承台外侧或承台内部，预应力钢筋的两端与锚固端连接，预应力钢筋材料为钢绞线或精轧螺纹钢；预应力孔道采用预应力钢绞线波纹管或预应力粗钢筋套管或抽拔管形成孔道。
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