CN109056507A - 基于键齿咬合连接的模块化预制空心桥墩节段及连接方法 - Google Patents

基于键齿咬合连接的模块化预制空心桥墩节段及连接方法 Download PDF

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贾俊峰
白天宁
韩强
杜修力
白玉磊
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    • E01D21/00—Methods or apparatus specially adapted for erecting or assembling bridges

Abstract

本发明公开了基于键齿咬合连接的模块化预制空心桥墩节段及连接方法，至少包括多层可叠加设置的预制空心桥墩节段，每一节所述预制空心桥墩节段又包括四个预制模块构件，彼此通过键齿和凹槽相互咬合；每一个预制模块沿长度方向分别设置有多个波纹管道；所述波纹管道的直径大于精轧螺纹钢束的直径；叠加设置的每一节所述预制空心桥墩节段的所述波纹管道一一对应设置；每一对应设置的所述波纹管道内分别贯穿设置有所述精轧螺纹钢束；在键齿位置上的所述精轧螺纹钢束同时提供了竖直方向和水平方向的连接和抗剪；本发明具有预制空心桥墩节段之间的结合强度好、施工进度较快的有益效果，增加空心桥墩抗震能力。

Description

基于键齿咬合连接的模块化预制空心桥墩节段及连接方法
技术领域
本发明涉及桥梁工程技术领域，尤其涉及一种预制模块式空心桥墩节段及其连接方法。
背景技术
我国高速公路建设逐渐向西部推进，条件艰难，山区地势陡峭，高差大，场地狭窄，所以高墩在如今的桥梁设计及施工中得到了广泛的应用。
公路及市政桥梁建设中常见的桥墩施工方法采用现场浇筑法或工厂整体预制、现场拼装施工的方法，尽管整体性良好，但极其依赖场地条件，且对于高度较大桥墩，吊装施工难度大，存在一定的安全隐患。
与现场浇筑桥墩节段或者整体桥墩相比，拼装式桥墩节段具有可规模化预制，运输和安装方便、施工工期短等优点，在桥梁建设领域得到比较广泛的应用。特别对于在山区施工且高度较高的高桥墩，采用将预制好的桥墩模块进行吊装拼装，由块到层，由层到墩，不仅可以适用于山区内多种地势，并且减少吊装难度，提高施工精确度。
但是，采用上述方法预制的空心桥墩，在未张拉钢束之前，桥墩的现场拼装存在稳定性问题，如何提高稳定性，是高墩施工的一大难点。因此，本领域技术人员函需研究一种质量稳定、性能可靠、生产成本低的预制空心高墩节段。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提出了一种结合强度好、施工成本较低、施工进度较快的预制装配式桥墩体系。
本发明的另一目的，是提供一种施工速度较快的预制装配式桥墩节段的连接方法。
本发明采用的技术方案为基于键齿咬合连接的模块化预制空心桥墩节段，该模块化预制空心桥墩节段包括预制桥墩拼装节段1、预制桥墩节段模块2和承台10；预制桥墩拼装节段1由多个预制桥墩节段模块2相互拼接组成，各预制桥墩节段模块2的尺寸相同。
各个预制桥墩节段模块2拼接键齿之间涂抹有环氧粘结胶9，精轧螺纹钢束7沿预制桥墩节段模块2的竖向布置，环氧粘结胶9与精轧螺纹钢束7一同进行抗剪，且精轧螺纹钢束7长度不足时需要利用连接器进行错层连接，避免出现薄弱面。
预制桥墩节段模块2的水平方向上设置有键齿，沿水平方向上的预制桥墩节段模块2利用键齿之间的榫卯结构进行咬合连接，并利用精轧螺纹钢束7在键齿位置进行上下贯穿，在连接水平构件的同时有效提供竖向抗剪，形成预制桥墩拼装节段1，预制桥墩拼装节段1为空心桥墩节段。
预制桥墩节段模块2上预埋有多个预埋波纹管道3，预埋波纹管道3直径大，便于灌入孔洞内的高强浆料8，确保桥墩节段的连接强度；管道的内壁分别设置有凹凸有致的规则纹路。所述预埋波纹管道3从桥墩顶到承台10保证垂直连通的。
埋管道采用预埋波纹管道3，分段下往上进行灌浆，精轧螺纹钢束7整体连接完成后，顶部锚固于盖梁内。
每一预制桥墩拼装节段1内含四个预制桥墩节段模块2。预制桥墩节段模块2左右两端设置有键齿及凹槽，彼此之间利用榫卯结构进行咬合连接，形成一个预制桥墩节段1整体(见图1)；多个预制桥墩拼装节段1上下叠放，再由精轧螺纹钢束7进行贯穿相连，最后灌入高强浆料8，以此形成独立桥墩(见图6、图7).
以上结构连接关系及构造皆设置在承台10之上，精轧螺纹钢束7由承台10至盖梁要保持整体，以供水平抗剪以及节段、模块相互连接。
与现有桥墩施工技术相比，本发明的优点可体现在以下几个方面：
(1)预制桥墩节段可规模化预制，运输方便，且预制桥墩节段体积较小，进行现场拼装时可以免除使用大型吊装设备；
(2)预制模块在键齿位置上下贯穿钢筋，既提供了段之间水平的抗剪和模块构件之间的竖直抗剪，又代替了模块构件之间的水平连接，直接利用竖向钢筋进行串联，形成上述空心桥墩节段；
(3)预制桥墩节段间的连接采用键尺咬合连接和与受力钢筋连接相结合的方式，定位准确、受力可靠、缩短了施工周期，节省了工程造价；
(4)预制桥墩节段在工厂预制，较方便地解决预制节段间吊装施工准确定位的问题，确保了预制墩柱的垂直。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1为本发明所述包括四个预制模块构件的预制桥墩节段结构拼接示意图；
图2为本发明所述包括四个预制模块构件的预制桥墩节段结构分离示意图；
图3为本发明剖面配筋示意图
图4为本发明a-a截面配筋示意图
图5为本发明b-b截面配筋示意图
图6为本发明正视面局部连接结构示意图
图7为本发明侧视面局部连接结构示意图
图8为本发明正视面整体结构示意图
图9为本发明侧视面整体结构示意图
图10为预制制装配式空心桥墩拼装流程图
图中：1—预制桥墩拼装节段；2—预制桥墩节段模块；3—预埋波纹管道；4—纵筋；5—箍筋；6—加强钢筋；7—精轧螺纹钢束；8—高强浆料；9—环氧粘结胶；10-承台；11—钢筋连接器；12—进浆口；13—出浆口；14—临时固定装置。
具体实施方式
本发明提供了一种预制装配式桥墩节段，在如图1至图10所示，该桥墩节段包括可拼接的预制模块2各两个。
每节预制桥墩节段的沿其长度方向分别设置有若干个预埋波纹管道3，为了便于灌入孔洞内的高强浆料8可以顺利到达桥墩节段的底部，确保桥墩节段的强度，预埋波纹管道3的直径设置为大于精轧螺纹钢束7的直径。
如图2所示，由于桥墩是由预制桥墩节段模块2拼接形成的，且整体桥墩由多个预制桥墩拼装节段1叠加形成的，为了增强预制桥墩拼装节段1的耐久性，在预制桥墩节段模块2左右位置的榫卯部位及其接触面之间设置有环氧粘结胶9。
预制桥墩节段模块2拼接形成，多个预制桥墩拼装节段1叠加放置时，应保证其上的预埋波纹管道3一一对应设置，以便于精轧螺纹钢束7的贯穿连接。
具体为：
第一步，在预制场地批量预制桥墩节段模块2，然后将其运输到施工场地；如图2所示，预制桥墩节段模块2水平两端预制凸台及凹槽作为键齿，预埋波纹管道3且留出进浆口12和出浆口13；
第二步，搭设施工平台，承台及预制预埋件；
第三步，清洗模块两侧的榫卯键齿及表面，涂覆环氧粘结胶9，拼装预制模块2(见图1)；并将首层预制桥墩节段2固定于基础承台10的预定位置；
第四步，将预制桥墩节段1按照顺时针依次拼接完成在所述首层预制桥墩节段1的上端面上，并使所述预制桥墩节段1上的预埋波纹管道3与所述首层预制桥墩节段1上的预埋波纹管道3相对应；上下两层利用临时固定装置14进行临时固定；
第五步，一定高度中将精轧螺纹钢束7由上贯穿于预埋波纹管道3内(见图6、图7)，直至插入承台内预埋的预埋波纹管道3内；
第六步，一定高度中，从进浆口12自承台从下往各个预埋波纹管道3内灌设高强浆料8。高度内剩余进浆口12和出浆口13用混凝土堵死，从而将多节预制桥墩节段1连接为一体；高强浆料8凝固后与预埋波纹管道3内壁以及精轧螺纹钢束7通过摩擦力连接(见图8、图9)；
第七步，重复上述步奏，节段性施工直至规定桥墩高度，并将精轧螺纹钢束7锚固于盖梁内，各段精轧螺纹钢束7利用钢筋连接器11进行错层连接以传递应力。
施工拼装流程见图10。
本发明克服了目前桥墩结构施工技术存在的不足，能够实现规模化预制和快速拼装。上述预制桥墩拼装结构既具备传统现浇桥墩结构受力可靠的优点，又能够在施工时实现准确定位和快速连接，节省了施工机具，缩短了施工周期，降低了施工成本。
另一方面，由于在各节预制桥墩节段之间设置有环氧粘结胶，环氧粘结胶的设置提高了各节预制桥墩节段之间的密封性，同时也提高了桥墩节段的耐久性，延长了桥墩节段的使用寿命。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (7)

1.基于键齿咬合连接的模块化预制空心桥墩节段，其特征在于，包括多层预制空心桥墩节段(1)、预制桥墩节段模块(2)、预埋波纹管道(3)、精轧螺纹钢束(7)、高强浆料(8)；单层内预制桥墩节段模块(2)拼接键齿之间与多层预制空心桥墩节段(1)接触端上涂覆环氧粘结胶(9)，预制桥墩节段模块(2)预埋有多个预埋波纹管道(3)，精轧螺纹钢束(7)在一定高度处利用钢筋连接器(11)连接，最后通过进浆口(12)灌入高强浆料(8)封锚。
2.根据权利要求1所述的基于键齿咬合连接的模块化预制空心桥墩节段，其特征在于，多层预制空心桥墩节段(1)，各节段之间涂环氧粘结胶(9)，与精轧螺纹钢束(7)一同进行抗剪。
3.根据权利要求1所述的基于键齿咬合连接的模块化预制空心桥墩节段，其特征在于，多层预制空心桥墩节段(1)，钢筋长度不足时需要利用钢筋连接器(11)进行错层连接。
4.根据权利要求1所述的基于键齿咬合连接的模块化预制空心桥墩节段，其特征在于，预制桥墩节段模块(2)左右两端设置键齿与凹槽，利用榫卯结构彼此咬合连接，并利用精轧螺纹钢束(7)在键齿位置进行上下贯穿，在连接水平构件的同时有效提供竖向抗剪，以形成上述预制空心桥墩节段(1)。
5.根据权利要求1所述的基于键齿咬合连接的模块化预制空心桥墩节段，其特征在于，预制模块构件(2)，四个预制模块构件(2)之间的四个键齿位置需要进行精轧螺纹钢束(7)连接的同时，水平方向设置多个预埋波纹管道(3)，供精轧螺纹钢束(7)贯穿连接；增强单层预制节段的整体性的同时，提供节段彼此之间的水平抗剪作用。
6.根据权利要求1所述的基于键齿咬合连接的模块化预制空心桥墩节段，其特征在于，预埋波纹管道(3)直径大，便于灌入孔洞内的高强浆料(8)，确保桥墩节段的连接强度，孔洞的内壁设置有凹凸有致的规则纹路。
7.利用权利要求1所述预制空心桥墩节段进行的基于键齿咬合连接的模块化预制空心桥墩节段连接方法，其特征在于，
第一步，在预制场地批量预制桥墩节段模块(2)，然后将其运输到施工场地；预制桥墩节段模块(2)水平两端预制凸台及凹槽作为键齿，预埋波纹管道(3)且留出进浆口(12)和出浆口(13)；
第二步，搭设施工平台，承台及预制预埋件；
第三步，清洗模块两侧的榫卯键齿及表面，涂覆环氧粘结胶(9)，拼装预制模块(2)；并将首层预制桥墩节段(2)固定于基础承台(10)的预定位置；
第四步，将预制桥墩节段(1)按照顺时针依次拼接完成在所述首层预制桥墩节段(1)的上端面上，并使所述预制桥墩节段(1)上的预埋波纹管道(3)与所述首层预制桥墩节段(1)上的预埋波纹管道(3)相对应；上下两层利用临时固定装置(14)进行临时固定；
第五步，一定高度中将精轧螺纹钢束(7)由上贯穿于预埋波纹管道(3)内，直至插入承台内预埋的预埋波纹管道(3)内；
第六步，从进浆口(12)自承台从下往各个预埋波纹管道(3)内灌设高强浆料(8)；高度内剩余进浆口(12)和出浆口(13)用混凝土堵死，从而将多节预制桥墩节段(1)连接为一体；高强浆料(8)凝固后与预埋波纹管道(3)内壁以及精轧螺纹钢束(7)通过摩擦力连接；
第七步，重复上述步奏，节段性施工直至规定桥墩高度，并将精轧螺纹钢束(7)锚固于盖梁内，各段精轧螺纹钢束(7)利用钢筋连接器(11)进行错层连接以传递应力。
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