CN105970803A - 装配式桥墩的抗剪耗能装置及施工方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种装配式桥墩的抗剪耗能装置，承台节段包括承台本体，在承台本体内设置有预埋件，在承台本体内竖直设置有第一钢棒与第一钢管，第一钢棒与预埋件固定连接，第一钢棒与第一钢管均延伸至承台本体外；墩身节段包括墩身本体，在墩身本体内设置有第二钢棒、第二钢管与第三钢管，第二钢棒与所述第一钢棒固定连接，第二钢管套设在所述第一钢管上，第三钢管套设在第二钢管上；在承台本体与墩身本体之间设置有粘结层，在第一钢棒与第一钢管之间设置有灌浆料，在第二钢棒与第二钢管之间设置有灌浆料。本申请还提供一种装配式桥墩的抗剪耗能装置的施工方法。本发明提供的装配式桥墩的抗剪耗能装置，抗震能力强，且施工快速，环保。

Description

装配式桥墩的抗剪耗能装置及施工方法

技术领域

本发明属于建筑施工技术领域，特别涉及一种装配式桥墩的抗剪耗能装置，同时还涉及一种装配式桥墩的抗剪耗能装置及施工方法。

背景技术

桥梁是高速公路网与现代化城市立体交通网建设中的关键设施，目前桥梁的设计以满足安全性与耐久性为主，一般现场施工，施工对交通干扰、对环境破坏较大。

后来出现了预制节段拼装桥墩，其采用工厂预制节段、现场拼装的工艺，可以提高构件制作质量，缩短工期，减少施工作业面积，并能使后期维护与拆除更加便利经济，降低全生命周期成本。

但是，预制节段拼装桥墩由于接缝处作为计算时的边界条件，并且在大偏压状态下允许受拉侧接缝处张开，所以无法将已有的设计方法直接应用于装配式结构的设计。与此同时，由于受拉侧接缝允许张开，一方面使结构失去了由混凝土受拉开裂与钢筋变形伸长提供的能量耗散，另一方面也使受压侧接缝处产生更大的局部应力，导致墩底接缝附近更易发生破坏。

因此，一种装配式桥墩的抗剪耗能装置，既满足受力要求，施工速度快是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种装配式桥墩的抗剪耗能装置，抗震能力强，且施工快速，环保。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种装配式桥墩的抗剪耗能装置，包括，承台节段与一个以上的墩身节段，

所述承台节段包括设承台本体，在所述承台本体内设置有预埋件，在所述承台本体内竖直设置有第一钢棒与第一钢管，所述第一钢棒与所述预埋件固定连接，所述第一钢管套设在所述第一钢棒上，所述第一钢棒与所述第一钢管均延伸至所述承台本体外；

所述墩身节段包括墩身本体，在所述墩身本体内设置有第二钢棒、第二钢管与第三钢管，所述第二钢棒与所述第一钢棒固定连接，所述第二钢管套设在所述第一钢管上，所述第三钢管套设在所述第二钢管上；

在所述承台本体与所述墩身本体之间设置有粘结层，在所述第一钢棒与所述第一钢管之间设置有灌浆料，在所述第二钢棒与所述第二钢管之间设置有灌浆料。

优选地，所述预埋件包括上板与下板，所述上板与所述下板之间设置有连接孔，所述第一钢棒与所述第一钢管穿过所述连接孔与所述预埋件连接。

优选地，在所述上板与所述下板之间设置有加强筋，所述加强筋与所述上板固定连接，且所述加强筋与所述下板固定连接。

优选地，所述第一钢棒与所述第二钢棒之间通过连接套连接，相邻两所述墩身节段中的第二钢棒通过所述连接套连接。

优选地，在所述第一钢管的外表面设置有凸起。

优选地，在所述第一钢管与所述第三钢管之间设置有沙。

优选地，在所述第二钢管靠所述承台本体的一端的外表面设置有灌浆口，在所述灌浆口设置有导管，所述导管置于所述第二钢管与所述第三钢管之间。

优选地，在所述第一钢管的外表面设置有灌浆口，在所述灌浆口设置有导管，所述灌浆口与所述导管均设置在所述承台本体内，在所述承台本体在顶面设置有与所述导管连通的灌浆孔。

优选地，相邻两所述墩身节段的第二钢管连接处设置均设置有连接耳，所述连接耳通过螺钉或插销连接。

优选地，所述预制节段拼装桥墩上设置有预应力锚固装置，所述预应力锚固装置设置在所述第一钢棒靠所述承台节段底部的一端，在所述第二钢棒靠所述预制节段拼装桥墩顶部的一端也设置有所述预应力锚固装置。

一种装配式桥墩的抗剪耗能装置的施工方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1）承台节段预制，将第一钢棒竖直固定在预埋件内，然后将第一钢管套设在第一钢棒上，浇注承台节段使得所述第一钢棒与所述第一钢管延伸至承台节段顶部预设距离；

2）墩身节段预制，将第三钢管竖直设置，然后浇注墩身节段；

3）桥墩拼装，将所述墩身节段的所述第二钢棒与所述承台节段的所述第一钢棒竖直连接，在所述墩身节段底部设置粘结剂，将所述墩身节段的第三钢管套设在所述第一钢管上，并将第二钢管套设在所述第一钢管上，向所述第二钢棒与所述第二钢管间浇注灌浆料，然后对所述第一钢棒与所述第二钢棒施加预应力。

优选地，在步骤3）中，所述第一钢棒与所述第二钢棒通过连接套连接。

优选地，在步骤3）中，在所述第三钢管套设在所述第一钢管上后，在所述第三钢管与所述第一钢管之间注沙。

优选地，在步骤3）中，在向所述第二钢棒与所述第二钢管间浇注灌浆料时，通过设置在所述第二钢管靠所述承台本体的一端的外表面的灌浆口进行浇注。

优选地，在步骤3）中，在向所述第二钢棒与所述第二钢管间浇注灌浆料时，通过设置在所述承台本体顶面的与所述灌浆口连通的灌浆孔进行浇注。

优选地，在步骤3）中，相邻两所述墩身节段的第二钢管通过设置在所述两相邻第二钢管连接处的连接耳，采用螺钉或插销连接。

本发明提供一种装配式桥墩的抗剪耗能装置，由于在承台节段设置有预埋件，第一钢棒固定在预埋件上，第一钢管套设在第一钢棒上，墩身节段设置有第二钢棒，第二钢管与第三钢管，第二钢棒与第一钢棒固定连接，第二钢管套设在第一钢管上，第三钢管套设在第二钢管上，且在承台本体与墩身本体之间设置有粘结层，在第一钢棒与第一钢管之间设置有灌浆料，在第二钢棒与第二钢管之间设置有灌浆料。第一钢管、第二钢管与第三钢管的设置可提高抗剪性能，并且可替代耗能钢筋作为耗能构造增强桥墩的抗震性能，无需额外开孔布置耗能钢筋，贯穿桥墩整体的预应力筋为桥墩提供自复位能力，因此，其抗震能力强，且由于桥墩采用预制拼装完成，所以，且施工快速，对环境干扰小，环保。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1 为本发明实施例一提供的装配式桥墩的抗剪耗能装置的示意图；

图2 为本发明实施例一中承台节段内部示意图；

图3 为本发明实施例一中承台节段与墩身节段连接示意图；

图4 为本发明实施例一中墩身节段与墩身节段连接示意图；

图5 为本发明实施例二中承台节段内部示意图；

图6 为本发明实施例三中相邻墩身节段的第二钢管连接示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

实施例一

请如图1至图4所示，本实施例提供一种装配式桥墩的抗剪耗能装置，包括承台节段1与一个以上的墩身节段2，

其中，承台节段1包括承台本体11，在承台本体11内设置有预埋件，在承台本体11内竖直设置有第一钢棒41与第一钢管31，第一钢棒41与预埋件固定连接，第一钢管31套设在第一钢棒41上，第一钢棒41与第一钢管31均延伸至承台本体11外；

墩身节段2包括墩身本体21，在墩身本体21内设置有第二钢棒42、第二钢管32与第三钢管33，第二钢棒42与第一钢棒41固定连接，第二钢管32套设在第一钢管41上，第三钢管33套设在第二钢管32上；

在承台本体11与墩身本体21之间设置有粘结层，在第一钢棒41与第一钢管31之间设置有灌浆料9，在第二钢棒42与第二钢管32之间设置有灌浆料9。

本发明实施例提供一种装配式桥墩的抗剪耗能装置，由于在承台节段1设置有预埋件，第一钢棒41固定在预埋件上，第一钢管31套设在第一钢棒41上，墩身节段2设置有第二钢棒42，第二钢管32与第三钢管33，第二钢棒42与第一钢棒41固定连接，第二钢管32套设在第一钢管31上，第三钢管33套设在第二钢管32上，且在承台本体11与墩身本体21之间设置有粘结层，在第一钢棒41与第一钢管31之间设置有灌浆料9，在第二钢棒42与第二钢管32之间设置有灌浆料9。第一钢管31、第二钢管32与第三钢管33的设置可提高抗剪性能，并且可替代耗能钢筋作为耗能构造增强桥墩的抗震性能，无需额外开孔布置耗能钢筋，贯穿桥墩整体的预应力筋为桥墩提供自复位能力，因此，其抗震能力强，且由于桥墩采用预制拼装完成，所以，且施工快速，对环境干扰小，环保。

本发明实施例中的预埋件包括上板52与下板51，上板52与下板51之间设置有连接孔8，第一钢棒41与第一钢管31穿过连接孔8与所述预埋件连接。上板52与下板51以及连接孔8的设置，能够保证第一钢棒41、第一钢管31与承台本体11的连接更加牢固可靠，能够更加紧密地形成一个整体。

其中，为了增强预埋件与承台本体11之间的连接性能，上板52与下板51之间存在一定的距离，且在上板52与下板51之间设置有加强筋53，加强筋53与上板52固定连接，且加强筋53与下板51固定连接。

本发明实施例中，第一钢棒41与第二钢棒42之间通过连接套43连接，相邻两墩身节段2中的第二钢棒42通过所述连接套43连接。通过连接套43来实现第一钢棒41与第二钢棒42之间的连接，来实现相邻两墩身节段2中的第二钢棒42的连接，操作间单，方便。

本发明实施例中，为了增强灌浆料9与第一钢管31之间的握裹力，在第一钢管31的外表面设置有凸起311。

本发明实施例中，在第一钢管31与第三钢管33之间设置有沙10。

本发明实施例中，在第二钢管32靠承台本体11的一端的外表面设置有灌浆口71，在灌浆口71设置有导管72，导管72置于第二钢管32与第三钢管33之间。

本发明施例中的第一钢管31与第二钢管32均采用软钢制作，第三钢管33采用波纹管制作。

本发明实施例提供的装配式桥墩的抗剪耗能装置上设置有预应力锚固装置6，预应力锚固装置6设置在第一钢棒41靠所述承台节段1底部的一端，在第二钢棒42靠预制节段拼装桥墩顶部的一端也设置有预应力锚固装置6。

本发明实施例还提供一种装配式桥墩的抗剪耗能装置的施工方法，该方法包括以下步骤：

1）承台节段1预制，将第一钢棒41竖直固定在预埋件内，然后将第一钢管31套设在第一钢棒41上，浇注承台节段1使得第一钢棒41与第一钢管31延伸至承台节段1顶部预设距离；

2）墩身节段2预制，将第三钢管33竖直设置，然后浇注墩身节段2；

3）桥墩拼装，将墩身节段2的第二钢棒42与承台节段1的第一钢棒41竖直连接，在墩身节段2底部设置粘结剂，将墩身节段2的第三钢管33套设在第一钢管31上，并将第二钢管32套设在第一钢管31上，向第二钢棒42与第二钢管32间浇注灌浆料9，然后对第一钢棒41与第二钢棒42施加预应力。

其中，浇注承台节段1使得第一钢棒41与第一钢管31延伸至承台节段1顶部预设距离，是指，第一钢管31能够伸入第二钢管32内至少20cm的距离，以保征第一钢管31与第二钢管32的连接性能。

在步骤3）中，第一钢棒41与第二钢棒42通过连接套43连接，连接方便。在相邻墩身节段2进行拼装时，第二钢棒42要延伸至墩身节段2的顶面至少20cm。

在步骤3）中，在第三钢管33套设在第一钢管31上后，在第三钢管33与第一钢管31之间注沙，其注沙的厚度为至少10cm。

在步骤3）中，在向第二钢棒42与第二钢管32间浇注灌浆料9时，通过设置在第二钢管32靠承台本体11的一端的外表面的灌浆口71进行浇注。以便将灌浆料9从第一钢管31压入第一钢管31与第三钢管33之间的空隙。

本发明实施例中，粘结剂优选采用环氧树脂胶结剂。

实施例二

请如图5所示，本发明实施例所提供的装配式桥墩的抗剪耗能装置，与实施例一的区别在于，灌浆口71的位置不同。

本发明实施例提供的装配式桥墩的抗剪耗能装置，在第一钢管31的外表面设置有灌浆口71，在灌浆口71设置有导管72，灌浆口71与导管72均设置在承台本体11内，在承台本体11在顶面设置有与导管72连通的灌浆孔73。灌浆料9从预埋的第一钢管31压入第二钢管32与第三钢管33之间的空隙。

本发明实施例还提供一种装配式桥墩的抗剪耗能装置的施工方法，其与实施例一的不同之处在于，本发明实施例提供的预制节段拼装桥墩的制作方法，在向第二钢棒42与第二钢管32间浇注灌浆料时，通过设置在承台本体11顶面的与灌浆口71连通的灌浆孔73进行浇注。

实施例三

请如图6所示，本发明实施例所提供的装配式桥墩的抗剪耗能装置，与实施例一的区别在于，两相邻墩身节段2中的第二钢管32的连接方式不同。

本发明实施例提供的装配式桥墩的抗剪耗能装置，相邻两墩身节段2的第二钢管32连接处设置均设置有连接耳321，连接耳321通过螺钉322或插销连接。

本发明实施例还提供一种装配式桥墩的抗剪耗能装置的施工方法，其与实施例一的不同之处在于，在实施例一提供的装配式桥墩的抗剪耗能装置的施工方法的步骤3）中，相邻两墩身节段2的第二钢管32通过设置在两相邻第二钢管32连接处的连接耳321，采用螺钉322或插销连接。

当两相邻墩身节段2中的第二钢管32进行连接时，先通过连接套43将第二钢棒42接长，接长长度要求在墩身节段2拼装完成后露出节段顶面至少20cm，第二钢棒42接长工作全部完成后，在已拼装墩身节段2顶面涂抹环氧树脂胶结剂，涂抹完成后在墩身节段2顶面设置垫木，以便两个墩身节段2接缝处有15cm可供手工操作的空间，吊装时将第二钢棒42一一对准插入第三钢管33，准确拼装完成后，将一段第二钢管32与前一段第二钢管32连接，连接完成后再次略微吊起墩身节段2，撤出垫木，放下，完成一个墩身节段2的拼装，依次类推完成所有墩身节段2的安装。

本发明实施例提供的装配式桥墩的抗剪耗能装置，其抗震能力极强，适用于高地震烈度区使用。

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发明。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发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明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。

Claims (10)

1.一种装配式桥墩的抗剪耗能装置，其特征在于，包括，承台节段与一个以上的墩身节段，

所述承台节段包括承台本体，在所述承台本体内设置有预埋件，在所述承台本体内竖直设置有第一钢棒与第一钢管，所述第一钢棒与所述预埋件固定连接，所述第一钢管套设在所述第一钢棒上，所述第一钢棒与所述第一钢管均延伸至所述承台本体外；

所述墩身节段包括墩身本体，在所述墩身本体内设置有第二钢棒、第二钢管与第三钢管，所述第二钢棒与所述第一钢棒固定连接，所述第二钢管套设在所述第一钢管上，所述第三钢管套设在所述第二钢管上；

在所述承台本体与所述墩身本体之间设置有粘结层，在所述第一钢棒与所述第一钢管之间设置有灌浆料，在所述第二钢棒与所述第二钢管之间设置有灌浆料。

2.根据权利要求1所述的装配式桥墩的抗剪耗能装置，其特征在于，所述预埋件包括上板与下板，所述上板与所述下板之间设置有连接孔，所述第一钢棒与所述第一钢管穿过所述连接孔与所述预埋件连接。

3.根据权利要求1所述的装配式桥墩的抗剪耗能装置，其特征在于，所述第一钢棒与所述第二钢棒之间通过连接套连接，相邻两所述墩身节段中的第二钢棒通过所述连接套连接。

4.根据权利要求1所述的装配式桥墩的抗剪耗能装置，其特征在于，在所述第二钢管靠所述承台本体的一端的外表面设置有灌浆口，在所述灌浆口设置有导管，所述导管置于所述第二钢管与所述第三钢管之间。

5.根据权利要求1所述的装配式桥墩的抗剪耗能装置，其特征在于，在所述第一钢管的外表面设置有灌浆口，在所述灌浆口设置有导管，所述灌浆口与所述导管均设置在所述承台本体内，在所述承台本体在顶面设置有与所述导管连通的灌浆孔。

6.根据权利要求1所述的装配式桥墩的抗剪耗能装置，其特征在于，所述预制节段拼装桥墩上设置有预应力锚固装置，所述预应力锚固装置设置在所述第一钢棒靠所述承台节段底部的一端，在所述第二钢棒靠所述预制节段拼装桥墩顶部的一端也设置有所述预应力锚固装置。

7.一种装配式桥墩的抗剪耗能装置的施工方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1）承台节段预制，将第一钢棒竖直固定在预埋件内，然后将第一钢管套设在第一钢棒上，浇注承台节段使得所述第一钢棒与所述第一钢管延伸至承台节段顶部预设距离；

2）墩身节段预制，将第三钢管竖直设置，然后浇注墩身节段；

3）桥墩拼装，将所述墩身节段的所述第二钢棒与所述承台节段的所述第一钢棒竖直连接，在所述墩身节段底部设置粘结剂，将所述墩身节段的第三钢管套设在所述第一钢管上，并将第二钢管套设在所述第一钢管上，向所述第二钢棒与所述第二钢管间浇注灌浆料，然后对所述第一钢棒与所述第二钢棒施加预应力。

8.根据权利要求7所述的装配式桥墩的抗剪耗能装置的施工方法，其特征在于，在步骤3）中，在向所述第二钢棒与所述第二钢管间浇注灌浆料时，通过设置在所述第二钢管靠所述承台本体的一端的外表面的灌浆口进行浇注。

9.根据权利要求7所述的装配式桥墩的抗剪耗能装置的施工方法，其特征在于，在步骤3）中，在向所述第二钢棒与所述第二钢管间浇注灌浆料时，通过设置在所述承台本体顶面的与所述灌浆口连通的灌浆孔进行浇注。

10.根据权利要求7所述的装配式桥墩的抗剪耗能装置的施工方法，其特征在于，在步骤3）中，相邻两所述墩身节段的第二钢管通过设置在所述两相邻第二钢管连接处的连接耳，采用螺钉或插销连接。