CN105803925B - 一种预制钢管约束型钢混凝土墩柱与盖梁的快速连接方法 - Google Patents
一种预制钢管约束型钢混凝土墩柱与盖梁的快速连接方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种预制钢管约束型钢混凝土墩柱与盖梁的快速连接方法。本发明通过在预制钢筋混凝土盖梁时,在对应于墩柱的位置开连接两构件的预留孔;在钢管约束型钢混凝土墩柱与盖梁底交界面处,将型钢翼缘板通过预留孔延伸至盖梁顶部受力钢筋下方,墩柱外围钢管不延伸,但要在顶端立柱段预埋与盖梁连接的钢筋,其锚固长度及埋入盖梁深度应符合有关桥梁设计规范构造要求。通过在盖梁预留孔内的型钢翼板锚固孔穿越布置横向钢筋、并与盖梁预留孔周边钢筋一起,最后在预留孔中浇筑混凝土。本发明解决了施工占用场地大、工期长、部分连接作业工序麻烦、焊接困难等问题。确保了此类桥墩连接的可靠性及承载能力,增强了其抗力及抗冲击性能和刚度。
Description
技术领域
本发明涉及桥梁工程领域,具体涉及一种预制钢管约束型钢混凝土墩柱与盖梁的快速连接方法。
背景技术
在桥梁工程中,随着钢铁工业的发展及材料价格的下降,目前工程界除采用常规现浇的钢筋混凝土墩柱、基础外,还逐步提出和采用一些钢管混凝土、型钢混凝土桥墩及铝合金管约束型钢混凝土的桥墩墩柱等,尤其是钢管约束型钢混凝土结合了钢管混凝土与型钢混凝土的优点,具有刚度大、承载力高、抗震性能好、方便预制施工和装配的特点。但由于目前研究及工程设计相对滞后的限制,我国还没有针对城市与公路高架桥梁、通过合理设计预制墩柱及盖梁构件、而后在现场采用特定方式进行有效联接装配、分段快速施工的桥墩盖梁等具体规范。
发明内容
本发明的目的是为了解决传统现浇钢筋混凝土桩柱及盖梁施工占用场地大、施工工期长、部分连接作业工序麻烦、焊接困难、可靠性低、施工延误造价高等问题。
发明提供一种预制钢管约束型钢混凝土墩柱与盖梁的快速连接方法,本发明能够有效快速连接预制盖梁与墩,保证桥墩、盖梁的承载力、刚度、耐久性以及抗震性能,对交通繁忙或较长里程的城市与公路高架桥梁采用该项技术具有缩短工期、减少交通干扰、降低工程造价、节能环保等潜在的优势及社会效益等。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案包括如下步骤:
本发明实施连接过程中需要用到钢筋混凝土盖梁、外围钢管、内置型钢翼缘、内置型钢腹板、开孔榫、墩柱顶端预埋连接盖梁钢筋、纵向钢筋、横向钢筋和钢管约束混凝土;钢筋混凝土盖梁预留孔内的纵向架立构造钢筋及受力钢筋不能切断,横向钢筋则从内置型钢翼缘的锚固孔穿过;向外围钢管内浇筑钢管约束混凝土,拼装形成钢管约束型钢混凝土墩;依次吊装安装钢管约束型钢混凝土形成的墩柱与钢筋混凝土盖梁,精调墩柱与钢筋混凝土盖梁的相对位置,对墩柱顶端预埋连接盖梁钢筋和横向钢筋进行除锈处理;将墩柱顶端预埋连接盖梁钢筋与钢筋混凝土盖梁内的纵向钢筋进行搭接连接,将锚固孔中的钢筋与钢筋混凝土盖梁预留的横向钢筋进行搭接连接;在钢筋搭接完成后,在预留孔中浇筑混凝土;
所述的内置型钢翼缘需进行冲压处理,冲压方向垂直于各板平面,相邻两个内置型钢翼缘冲压位置的冲压方向相反,使相邻开孔榫凸出方向相反;冲压所形成的锚固孔与钢筋混凝土盖梁预留横向钢筋位置对应;
所述的钢筋混凝土盖梁需提前预制,在预制时外围钢管与钢筋混凝土盖梁连接位置处预设预留孔,预留孔的直径介于墩外围钢管直径与型钢直径之间,制作预留孔时,可采用细长模板围成圆形预留孔,进行盖梁混凝土浇筑,保证钢筋混凝土盖梁预留孔内的纵向架立构造钢筋及受力钢筋不切断,或先预留纵向钢筋孔道,采用圆形模板,待混凝土浇筑成型后,再穿纵向钢筋,进行孔道注浆,从而也保证纵向钢筋不间断。另预留出预制钢筋混凝土盖梁与型钢将在预留孔进行连接的横向钢筋。
所述的型钢具体制造过程如下:内置型钢翼缘能够从墩柱与钢筋混凝土盖梁底交界面处延伸至盖梁顶部受力钢筋下方,而墩柱外围钢管不延伸;在钢管约束型钢混凝土墩与钢筋混凝土盖梁连接位置处,将内置型钢腹板在钢管约束型钢混凝土墩吊入拼装就位后切割去除内置型钢腹板的外露部分,而保留内置型钢翼缘;在墩柱顶端预埋连接盖梁钢筋,方便顶端墩柱段与钢筋混凝土盖梁连接,其锚固长度及埋入钢筋混凝土盖梁的深度符合有关桥梁设计规范构造要求。
本发明采用了以上技术方案,具有显著的技术效果:
1、钢管约束型钢混凝土墩柱可根据桥墩的高度及桥梁荷载合理设计墩柱直径、每一预制段的高度及每一桥墩柱数,方便吊装运输及接长等,同时具有较大承载力、刚度、耐久性、抗冲击以及抗震性能。
2、型钢延伸至预制钢筋混凝土盖梁预留孔内,加强了墩与盖梁间的刚性连接,无需现场浇筑盖梁的模板,同时通过在现场浇筑少量的混凝土即可实现墩柱与盖梁的有效连接,施工快速方便。
3、通过在盖梁预留孔内的型钢翼板锚固孔穿越布置横向钢筋、并与盖梁预留孔周边钢筋一起,共同连接受力,确保了此类桥墩连接的可靠性及承载能力,增强了其抗力及抗冲击性能和刚度。
4、开孔榫增大了型钢与混凝土的接触面积,进一步增加了盖梁与墩之间连接的刚度,同时使得介于锚固孔的钢筋与开孔榫间的混凝土不易被压碎,保证墩与盖梁间连接的可靠性。腹板上相邻两开孔榫的凸出方向相反,使得连接处受力更均匀,增加了连接节点处的整体性能。
本发明针对城市与公路高架桥梁的下部结构快速施工技术要求,提出了一种采用分段或分构件预制的钢管约束型钢混凝土柱式墩身及钢筋混凝土盖梁、而后进行联接的方法,它具有设计、预制、吊运及安装施工方便、联接快速、刚度大、受力性能好等优点。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步说明。
图1是墩与盖梁连接位置附近钢管约束型钢混凝土结构图。
图2是图1俯视图。
图3是墩与盖梁连接位置立面图。
图4是图3的I-I剖视图。
图中1.钢筋混凝土盖梁,2.外围钢管,3.内置型钢翼缘,4.内置型钢腹板,5.预留孔,6.锚固孔,7.开孔榫,8.墩柱顶端预埋连接盖梁钢筋,9.纵向钢筋,10.横向钢筋,11.钢管约束混凝土。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
如图1-图3所示,一种预制钢管约束型钢混凝土墩柱与盖梁的快速连接方法在实施过程中需要用到钢筋混凝土盖梁1、外围钢管2、内置型钢翼缘3、内置型钢腹板4、开孔榫7、墩柱顶端预埋连接盖梁钢筋8、纵向钢筋9、横向钢筋10和钢管约束混凝土11。钢筋混凝土盖梁1预留孔内的纵向架立构造钢筋及受力钢筋不能切断,横向钢筋10则根据型钢翼缘宽度作适当避让、弯折或从内置型钢翼缘3的锚固孔6穿过。
在预制钢筋混凝土盖梁1对应于墩的位置上所预留孔5,其预留孔5的直径介于墩钢管直径和型钢之间,预留孔5的深度贯穿整个钢筋混凝土盖梁1,可采用细长模板围成圆形预留孔5,保证钢筋混凝土盖梁1预留孔内的纵向架立构造钢筋及纵向钢筋9不能切断,或先预留纵向钢筋9孔道,采用圆形模板,待混凝土浇筑成型后,再穿纵向钢筋9,进行孔道注浆,从而也保证纵向钢筋9不间断。考虑到钢筋混凝土盖梁1的吊运安全,必要时应增加钢筋混凝土盖梁1两侧及底部的纵向架立或纵向钢筋9面积。预制型钢时,在其与盖梁连接部分的内置型钢翼缘3进行冲压形成锚固孔6与开孔榫7,冲压方向垂直于各板平面。内置型钢翼缘3从墩与盖梁底交界面处一般要延伸至钢筋混凝土盖梁1顶部受力钢筋下方,而墩柱外围钢管2不延伸,但要在顶端墩柱段预埋与盖梁连接的竖向钢筋,其锚固长度及埋入盖梁深度应符合有关桥梁设计规范构造要求。
为防止预制钢筋混凝土盖梁的纵向架立构造钢筋及纵向钢筋9在穿越内置型钢时不切断,确保其施工吊装时的受力及构件安全,其内置型钢腹板4在钢管约束型钢混凝土墩柱吊入拼装就位后应切割去除其外露部分,而保留内置型钢翼缘3,待调入钢筋混凝土盖梁1使其纵向钢筋9从型钢翼缘两侧穿过;另部分盖梁横向钢筋10则根据型钢翼缘宽度作适当避让或弯折;同时将横向钢筋10从内置型钢翼缘3开的锚固孔6中穿过,并将墩柱顶端预埋连接盖梁钢筋8与盖梁钢筋连接,在预留孔5内浇筑高一级盖梁混凝土标号的快速硬化连接混凝土,进行养生,使其到达设计强度,再进入下一道施工工序。
如图1所示,在制造型钢时,保证内置型钢翼缘3可从墩与钢筋混凝土盖梁1底交界面处延伸至盖梁顶部受力钢筋下方,而墩柱外围钢管2不延伸。在钢管约束型钢混凝土墩与钢筋混凝土盖梁1连接位置处,将内置型钢腹板4在钢管约束型钢混凝土墩柱吊入拼装就位后应切割去除其外露部分,而保留内置型钢翼缘3。在墩柱顶端预埋连接盖梁钢筋8,方便顶端墩柱段预埋与钢筋混凝土盖梁1连接,其锚固长度及埋入盖梁深度应符合有关桥梁设计规范构造要求。
如图2所示,对内置型钢翼缘3进行冲压处理,冲压方向垂直于各板平面,相邻两个内置型钢翼缘3冲压位置的冲压方向相反,使相邻开孔榫7凸出方向相反。冲压所形成的锚固孔6应与钢筋混凝土盖梁1预留横向钢筋位置对应。
如图3所示,在预制钢筋混凝土盖梁1时,在外围钢管2与钢筋混凝土盖梁1连接位置处预设预留孔5,预留孔5的直径介于墩外围钢管直径与型钢直径之间,预留出预制钢筋混凝土盖梁1与型钢将在预留孔5进行连接的横向钢筋10。
如图3所示,向外围钢管2内浇筑钢管约束混凝土11,拼装形成钢管约束型钢混凝土墩。依据施工图纸,依次吊装安装钢管约束型钢混凝土墩与预制钢筋混凝土盖梁1,精调墩与钢筋混凝土盖梁1相对位置,满足设计要求后,对盖梁预留的墩柱顶端预埋连接盖梁钢筋8和横向钢筋10进行除锈处理。将墩柱顶端预埋连接盖梁钢筋8与钢筋混凝土盖梁1内的纵向钢筋9进行搭接连接,将锚固孔6中的钢筋与预制钢筋混凝土盖梁1预留的横向钢筋10进行搭接连接。
如图4所示,在钢筋搭接完成后,在预留孔5中浇筑混凝土,要求混凝土等级高于原盖梁混凝土一个等级。待混凝土养护达到设计强度后,整个组合桥墩可投入使用。
Claims (3)
1.一种预制钢管约束型钢混凝土墩柱与盖梁的快速连接方法,其特征在于实施连接过程中需要用到钢筋混凝土盖梁(1)、外围钢管(2)、内置型钢翼缘(3)、内置型钢腹板(4)、开孔榫(7)、墩柱顶端预埋连接盖梁钢筋(8)、纵向钢筋(9)、横向钢筋(10)和钢管约束混凝土(11);钢筋混凝土盖梁(1)预留孔内的纵向架立构造钢筋及受力钢筋不能切断,横向钢筋(10)则从内置型钢翼缘(3)的锚固孔(6)穿过;向外围钢管(2)内浇筑钢管约束混凝土(11),拼装形成钢管约束型钢混凝土墩;依次吊装安装钢管约束型钢混凝土形成的墩柱与钢筋混凝土盖梁(1),精调墩柱与钢筋混凝土盖梁(1)的相对位置,对墩柱顶端预埋连接盖梁钢筋(8)和横向钢筋(10)进行除锈处理;将墩柱顶端预埋连接盖梁钢筋(8)与钢筋混凝土盖梁(1)内的纵向钢筋(9)进行搭接连接,将锚固孔(6)中的钢筋与钢筋混凝土盖梁(1)预留的横向钢筋(10)进行搭接连接;在钢筋搭接完成后,在预留孔(5)中浇筑混凝土;
所述的内置型钢翼缘(3)需进行冲压处理,冲压方向垂直于各板平面,相邻两个内置型钢翼缘(3)冲压位置的冲压方向相反,使相邻开孔榫(7)凸出方向相反;冲压所形成的锚固孔(6)与钢筋混凝土盖梁(1)预留横向钢筋位置对应;
所述的钢筋混凝土盖梁(1)需提前预制,在预制时外围钢管(2)与钢筋混凝土盖梁(1)连接位置处预设预留孔(5),预留孔(5)的直径介于墩外围钢管直径与型钢直径之间;制作预留孔时,采用细长模板围成圆形预留孔,进行盖梁混凝土浇筑,保证钢筋混凝土盖梁预留孔内的纵向架立构造钢筋及受力钢筋不切断;或先预留纵向钢筋孔道,采用圆形模板,待混凝土浇筑成型后,再穿纵向钢筋,进行孔道注浆,从而也保证纵向钢筋不间断;预留出预制钢筋混凝土盖梁(1)与型钢将在预留孔(5)进行连接的横向钢筋(10)。
2.根据权利要求1所述的一种预制钢管约束型钢混凝土墩柱与盖梁的快速连接方法,其特征在于所述的型钢具体制造过程如下:内置型钢翼缘(3)能够从墩柱与钢筋混凝土盖梁(1)底交界面处延伸至盖梁顶部受力钢筋下方,而墩柱外围钢管(2)不延伸;在钢管约束型钢混凝土墩与钢筋混凝土盖梁(1)连接位置处,将内置型钢腹板(4)在钢管约束型钢混凝土墩吊入拼装就位后切割去除内置型钢腹板(4)的外露部分,而保留内置型钢翼缘(3);在墩柱顶端预埋连接盖梁钢筋(8),方便顶端墩柱段与钢筋混凝土盖梁(1)连接,其锚固长度及埋入钢筋混凝土盖梁(1)的深度符合有关桥梁设计规范构造要求。
3.根据权利要求1所述的一种预制钢管约束型钢混凝土墩柱与盖梁的快速连接方法,其特征在于在所述预留孔内浇筑高一级盖梁混凝土标号的快速硬化连接混凝土。
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