CN108547217B - 装配式桥梁预制混凝土墩柱与盖梁承插结构及施工方法 - Google Patents

Abstract

装配式桥梁预制混凝土墩柱与盖梁承插结构及施工方法，其结构包括预制的盖梁和墩柱，墩柱包括顶面中心带有钢管孔的柱形墩柱基底，墩柱基底的钢管孔内粘接钢管下段，钢管内灌注钢管混凝土、上段伸出墩柱基底；盖梁底面对应钢管的形状向上设置预留插槽，预留插槽顶面设置灌注孔；钢管上段嵌入预留插槽中且留有槽顶空隙、侧壁与预留插槽侧壁之间留有承插间隙，盖梁底面与墩柱基底的顶面粘合，自灌注孔向槽顶空隙和承插间隙内注入灌注料粘结。施工方法的步骤依次为：预制墩柱、测量及清理、设置座浆料、装配、微调、浇筑。本发明可解决现有承插结构墩柱连接端移动空间小、灌浆密实度难以保证、刚度差、对盖梁削弱大、需增加盖梁高度的技术问题。

Description

装配式桥梁预制混凝土墩柱与盖梁承插结构及施工方法

技术领域

本发明涉及装配式桥梁技术领域，具体涉及装配式桥梁预制混凝土墩柱与盖梁承插结构及施工方法。

背景技术

目前桥梁预制墩柱和盖梁的连接主要有钢绞线连接、灌浆套筒钢筋连接、灌浆波纹管连接和承插式连接。其中钢绞线连接多用于墩柱分节预制情况，预应力将墩柱节段串连起来；灌浆套筒钢筋连接是采用灌浆套筒连接墩柱钢筋，连接套筒预制在混凝土盖梁内部，通过套筒灌浆形成连接；灌浆波纹管连接是在预制墩柱上预留钢筋，在预制盖梁上预留波纹管钢筋孔，施工时将预留钢筋插入预留钢筋孔并进行孔道灌浆，形成连接，其实质是墩柱钢筋锚固到预制盖梁中；承插式连接是在盖梁上预留插槽，预制墩柱安装到插槽中，预制墩柱和插槽之间的缝隙用混凝土现浇，形成连接。目前灌浆套筒连接和灌浆波纹管连接均在高烈度地震区受到应用限制，现有墩柱承插式连接在高烈度地震区的墩柱插入基础深度较深增加了基础工程量和工程造价。

而在这些现有的连接方式中，钢绞线连接主要用于桥墩分节预制的情况，这种连接方式需要现场穿钢束并张拉钢束，现场穿束有一定的难度。灌浆套筒钢筋连接应用较多，但目前在国内仅应用在低震区，在高震区的应用还有待验证。而灌浆波纹管连接目前国内应用很少，在高震区的应用也有待验证。不论灌浆套筒还是灌浆波纹管连接，施工时均需将墩柱全断面的钢筋插入预留孔道，并逐孔灌浆，施工难度大。已有的承插式连接是在盖梁上预留墩柱插槽，与墩柱拼装，但是这种连接在盖梁上预留的墩柱插槽较大，削弱了盖梁断面，所以需增加盖梁截面高度以防施工时盖梁破坏。

此外，公告号为JP2002146720A的专利申请公开了一种用于高速公路等桥梁墩柱和横梁的接合结构，其是在墩柱顶面开设插槽，在盖梁上设置插销，但是由于墩柱本身横截面积较盖梁小，因此插销在墩柱顶端插槽内的移动空间小，而空间小就不能确保浆液充满缝隙，导致灌浆密实度难以保证，且灌浆凝结后的连接刚度不够；注入孔需要设置在侧面，需要在不同高度开设注浆孔，还需要压浆，效率不高。

发明内容

为了克服上述技术的缺陷和不足，本发明提供一种装配式桥梁预制混凝土墩柱与盖梁承插结构，可解决上述专利申请中承插结构墩柱连接端移动空间小、灌浆密实度难以保证、刚度差的问题，同时解决现有承插式连接对盖梁削弱大、需增加盖梁高度的技术问题。

本发明采用以下技术方案：

装配式桥梁预制混凝土墩柱与盖梁承插结构，包括预制的盖梁和墩柱，所述墩柱包括顶面中心带有钢管孔的柱形墩柱基底，所述墩柱基底的钢管孔内套接钢管下段，所述钢管内灌注钢管混凝土，所述钢管下段侧壁与墩柱基底为现浇筑粘结，所述钢管上段伸出所述墩柱基底；

所述盖梁底面对应所述钢管的形状向上设置预留插槽，所述预留插槽顶面向上穿透盖梁设置上下通透的灌注孔；

所述钢管上段嵌入预留插槽中且顶面与预留插槽顶面间留有槽顶空隙、侧壁与预留插槽侧壁之间留有承插间隙，所述盖梁底面与墩柱基底的顶面粘合，自所述灌注孔向槽顶空隙和承插间隙内注入灌注料粘结。

所述钢管上段侧壁外水平钉有多个剪力钉，所述剪力钉插入承插间隙内与注入的灌注料粘结。

所述预留插槽内侧壁设置为波纹形。

所述灌注孔为4～6个，在所述预留插槽上方均匀设置。

所述槽顶空隙为2～3cm，所述承插间隙为8～15cm。

所述盖梁底面与墩柱基底的顶面之间设置一层座浆料粘合，所述座浆料的厚度为2～3cm。

装配式桥梁预制混凝土墩柱与盖梁承插结构的施工方法，包括以下步骤：1)预制所述墩柱：在钢管上部侧壁钉入剪力钉，将所述钢管下段嵌入待浇的墩柱基底顶部钢筋框架的钢管孔位置后临时固定，浇注所述墩柱基底、灌注钢管内的钢管混凝土、凝结后将墩柱安装在工作位置；2)测量及清理：测量所述预制盖梁的安装位置，清理所述墩柱基底的顶面；3)所述墩柱基底顶面设置座浆料；4)装配：吊装所述盖梁至墩柱上方并下放，使所述盖梁底面坐在墩柱基底顶面的所述座浆料上；5)微调：采用辅助措施微调所述盖梁位置；6)浇筑：所述座浆料凝结后通过灌注孔灌注连接材料，待其凝结成型。

本发明有以下积极有益效果：

1)将插槽设置在盖梁上，由于盖梁面积大，所以插槽尺寸相对大，操作余地大，可见性好；

2)不同于传统承插结构将墩柱插入插槽，本专利是在墩柱顶面中心设置钢管，将钢管插入插槽，由此实现采用较小的插槽以减少预制盖梁的削弱，且此种连接可在墩柱与盖梁拼接后形成半刚性连接，提高了结构抗震性能；

3)从盖梁顶面的灌注孔灌注，灌注物密实度更好，且不需要侧面打孔，施工难度小，可加快施工进度。

附图说明

图1是本发明预制盖梁的预留插槽处的截面图；

图2是预制墩柱的截面图；

图3是预制盖梁仰视图；

图4是预制墩柱和预制盖梁拼装的截面图。

附图编号：1-墩柱；101-墩柱基底；2-钢管混凝土；3-钢管；4-剪力钉；5-盖梁；6-预留插槽；601-槽顶空隙；602-承插间隙；7-灌注孔；9-座浆料；10-灌注料。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。

以下实施例仅是为清楚说明本发明所作的举例，而并非对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在下述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动，而这些属于本发明精神所引出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

请参见图1，装配式桥梁预制混凝土墩柱与盖梁承插结构，包括预制的盖梁5和墩柱1，所述墩柱1包括顶面中心带有钢管孔的柱形墩柱基底101，所述墩柱基底101的钢管孔内套接钢管3下段，所述钢管3内灌注钢管混凝土2，所述钢管3下段侧壁与墩柱基底101为现浇筑粘结，所述钢管3上段伸出所述墩柱基底101；

所述盖梁5底面对应所述钢管3的形状向上设置预留插槽6，所述预留插槽6顶面向上穿透盖梁5设置上下通透的灌注孔7；

参见图4，所述钢管3上段嵌入预留插槽6中且顶面与预留插槽6顶面间留有槽顶空隙601、侧壁与预留插槽6侧壁之间留有承插间隙602，所述盖梁5底面与墩柱基底101的顶面粘合，自所述灌注孔7向槽顶空隙601和承插间隙602内注入灌注料10粘结。

参见图2，所述钢管3上段侧壁外水平钉有多个剪力钉4，所述剪力钉4插入承插间隙602内与注入的灌注料10粘结。

参见图3，所述预留插槽6内侧壁设置为波纹形。

所述灌注孔7为4～6个，在所述预留插槽6上方均匀设置。

所述槽顶空隙601为2～3cm，所述承插间隙602为8～15cm。

所述盖梁5底面与墩柱基底101的顶面之间设置一层座浆料9粘合，所述座浆料9的厚度为2～3cm。

装配式桥梁预制混凝土墩柱与盖梁承插结构的施工方法，包括以下步骤：1)预制所述墩柱1：在钢管3上部侧壁钉入剪力钉4，将所述钢管3下段嵌入待浇的墩柱基底101顶部钢筋框架的钢管孔位置后临时固定，浇注所述墩柱基底101、灌注钢管3内的钢管混凝土2、凝结后将墩柱1安装在工作位置；2)测量及清理：测量所述预制盖梁5的安装位置，清理所述墩柱基底101的顶面；3)所述墩柱基底101顶面设置座浆料9；4)装配：吊装所述盖梁5至墩柱1上方并下放，使所述盖梁5底面坐在墩柱基底101顶面的所述座浆料9上；5)微调：采用辅助措施微调所述盖梁5位置；6)浇筑：所述座浆料9凝结后通过灌注孔7灌注连接材料，待其凝结成型。

实施例

预制钢筋混凝土墩柱与预制盖梁采用承插半刚性连接，在预制墩柱1顶部设置外露的钢管混凝土短柱，钢管3直径小于墩柱1截面，钢管3内灌注高强度材料，如UHPC超高性能混凝土或高强钢纤维自密实混凝土，钢管3上部外壁设置剪力钉4。在预制盖梁1底部设置预留插槽602，预留插槽602内壁设置为波纹形增加连接强度，预留插槽602与钢管混凝土2之间留有承插间隙602。墩柱1顶部钢管3插入盖梁5预留插槽6后，利用预留灌注孔7对墩柱1和预留插槽6之间的承插间隙602灌注连接材料，使墩柱1和盖梁5形成半刚性连接。

钢管3直径为0.8～1.2m、壁厚1.0～2.0cm，剪力钉4长度为4～6cm，，预留插槽6直径为1.0～1.4m；灌注孔7直径为0.1～0.15m、设置4～6个，其中两个作为溢出孔，其余的为灌入孔。

Claims (2)

1.装配式桥梁预制混凝土墩柱与盖梁承插结构，包括预制的盖梁（5）和墩柱（1），其特征在于，所述墩柱（1）包括顶面中心带有钢管孔的柱形墩柱基底（101），所述墩柱基底（101）的钢管孔内套接钢管（3）下段，所述钢管（3）内灌注钢管混凝土（2），所述钢管（3）下段侧壁与墩柱基底（101）为现浇筑粘结，所述钢管（3）上段伸出所述墩柱基底（101）；

所述盖梁（5）底面对应所述钢管（3）的形状向上设置预留插槽（6），所述预留插槽（6）顶面向上穿透盖梁（5）设置上下通透的灌注孔（7）；

所述钢管（3）上段嵌入预留插槽（6）中且顶面与预留插槽（6）顶面间留有槽顶空隙（601）、侧壁与预留插槽（6）侧壁之间留有承插间隙（602），所述盖梁（5）底面与墩柱基底（101）的顶面粘合，自所述灌注孔（7）向槽顶空隙（601）和承插间隙（602）内注入灌注料（10）粘结；

所述钢管（3）上段侧壁外水平钉有多个剪力钉（4），所述剪力钉（4）插入承插间隙（602）内与注入的灌注料（10）粘结；

所述预留插槽（6）内侧壁设置为波纹形；

所述盖梁（5）底面与墩柱基底（101）的顶面之间设置一层座浆料（9）粘合，所述座浆料（9）的厚度为2～3cm；

所述灌注孔（7）为4~6个，在所述预留插槽（6）上方均匀设置、其中两个作为溢出孔，其余的为灌入孔；

所述槽顶空隙（601）为2~3cm，所述承插间隙（602）为8～15cm。

2.一种权利要求1所述的装配式桥梁预制混凝土墩柱与盖梁承插结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：1）预制所述墩柱（1）：在所述钢管（3）上部侧壁钉入剪力钉（4），将所述钢管（3）下段嵌入待浇的墩柱基底（101）顶部钢筋框架的钢管孔位置后临时固定，浇注所述墩柱基底（101）、灌注所述钢管（3）内的钢管混凝土（2）、凝结后将墩柱（1）安装在工作位置；2）测量及清理：测量所述预制盖梁（5）的安装位置，清理所述墩柱基底（101）的顶面；3）所述墩柱基底（101）顶面设置座浆料（9）；4）装配：吊装所述盖梁（5）至墩柱（1）上方并下放，使所述盖梁（5）底面坐在墩柱基底（101）顶面的所述座浆料（9）上；5）微调：采用辅助措施微调所述盖梁（5）位置；6）浇筑：所述座浆料（9）凝结后通过灌注孔（7）灌注连接材料，待其凝结成型。