CN109137727A - 一种基于早强uhpc的干湿组合节段预制拼装接缝系统及方法 - Google Patents
一种基于早强uhpc的干湿组合节段预制拼装接缝系统及方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于早强UHPC的干湿组合节段预制拼装接缝系统，其特征在于，所述第一预制桥梁段(1)和所述第二预制桥梁段(2)沿着桥梁段外表面设置一定厚度的同接缝长度的预制外壳结构(9)，所述预制外壳结构(9)使所述第一预制桥梁段(1)和第二预制桥梁段(2)对拼就位实现干接缝连接；在实现所述钢筋搭接的基础上，通过后浇筑的所述早强超高性能混凝土(7)，同时实现所述第一预制桥梁段(1)和所述第二预制桥梁段(2)的湿接缝连接。本发明还公开了一种基于早强UHPC的干湿组合节段预制拼装方法，干湿组合的拼装方式，弥补了两种接缝单独实施的不足，同时该拼装接缝工序简单且力学性能更好。
Description
技术领域
本发明属于桥梁工程技术领域，更具体地，涉及一种基于早强UHPC的干湿组合节段预制拼装接缝系统及方法。
背景技术
常规的混凝土梁节段预制拼装施工法有两种，一种是湿接缝，一种是干接缝。
湿接缝指预应力混凝土梁体分块预制，梁段之间设置约60cm宽缝钢筋搭接，悬臂拼装成大跨度连续梁，梁体间采用现浇混凝土把梁块连成整体的接缝。优点是钢筋连续，梁段制造精度要求低，但缺点是施工周期过长，需要等混凝土达到强度后(约7天)方可张拉预应力。湿接缝能弥补节段接合面的细小缺陷，密封性好，能有效防止水汽入侵。湿接缝可承受一定拉力。
干接缝是采用胶拼的方式，以环氧树脂胶作为拼接缝材料，干接缝比湿接缝安装要快，对拼、摸胶、施加临时预应力挤胶后30小时，可以张拉预应力。但该方法存在以下方面的缺点：1)施工过程中需要严格进行高精度的对拼、摸涂环氧胶、张拉临时预应力等施工过程，施工过程较复杂，临时预应力构造复杂。2)环氧树脂胶为有机物，存在易老化的缺点，有漏水的隐患，不能实现完全水密封性，降低了预应力索的防腐效果。3)梁段制造、安装精度要求高，现场的线形纠偏调整范围受限。4)需要设置密集的凹凸形剪力齿键，影响了预应力管道的布置。5)普通钢筋不连续，结构受力性能略差。
早强超高性能混凝土UHPC，浇筑24h后即可张拉永久预应力，强度能达到60MPa以上，施工速度快，比传统普通混凝土湿接缝施工时间节省80％。早强超高性能混凝土与预制混凝土构件接缝粘结强度好，接缝连接性能高于普通混凝土母材，且早强超高性能混凝土为无机材料，消除了环氧树脂胶老化导致的漏水隐患。
因此，基于早强超高性能混凝土的基础上开发一种干湿组合的节段预制拼装接缝既能解决干接缝因环氧树脂胶老化而水封密性差的问题以及钢筋不连续，结构受力性能差的问题，又能弥补湿接缝施工周期长等缺点极为重要。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种基于早强UHPC的干湿组合节段预制拼装接缝系统，采用干接缝与湿接缝组合的方式拼装，通过在预制桥梁段设置预制外壳结构，实现了预制桥梁之间的干接缝连接；将对接的预制桥梁段两端的钢筋搭接后，通过浇筑早强超高性能混凝土，同时实现对接桥梁段的湿接缝连接。干湿组合的方式相对于单独的干接缝和湿接缝方式，不仅避免了环氧树脂胶老化后存在的漏水的隐患，同时省去了严格对拼、清洁干燥处理拼接面等高要求的工序，减少了临时底板构造，且接缝工序简单且力学性能更好。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供一种基于早强UHPC的干湿组合节段预制拼装接缝系统，包括第一预制桥梁段和第二预制桥梁段；其中，
所述第一预制桥梁段和所述第二预制桥梁段沿着桥梁段外表面设置一定厚度的同接缝长度的预制外壳结构，所述预制外壳结构使所述第一预制桥梁段和第二预制桥梁段对拼就位实现干接缝连接；
所述第一预制桥梁段内含有第一预制桥梁段钢筋，所述第二预制桥梁段含有第二预制桥梁段钢筋，两者通过搭接固定实现钢筋连续；
所述预制外壳结构提供临时固定的支撑杆并作为后浇筑的早强超高性能混凝土的底模作用，在实现所述第一预制桥梁段钢筋和第二预制桥梁段钢筋搭接的基础上，通过预制外壳结构和内部模板之间浇筑的早强超高性能混凝土，同时实现所述第一预制桥梁段和所述第二预制桥梁段的湿接缝连接。
进一步地，所述预制外壳结构作为现浇的所述早强超高性能混凝土的底模，其对接的截面凿毛以与所述第一预制桥梁段形成干接缝结构。
进一步地，所述接缝内设置所述内部模板，与所述预制外壳结构与一起构成后浇筑的所述早强超高性能混凝土的模板。
进一步地，所述接缝长度为15～20cm。
进一步地，所述第一预制桥梁段钢筋和所述第二预制桥梁段钢筋均伸出桥面板两端一定距离并重叠一段长度，直接搭接实现钢筋连续。
进一步地，所述第一预制桥梁段钢筋和所述第二预制桥梁段钢筋为环形或者直条形。
进一步地，所述第一预制桥梁段钢筋和所述第二预制桥梁段钢筋为所述直条形时，其端部设有钢筋锚固头。
进一步地，所述第一预制桥梁段、第二预制桥梁段以及后浇的所述早强超高性能混凝土内设置预应力管道贯穿其中。
进一步地，所述预应力管道上部和下部均设置湿接缝插筋，所述湿接缝插筋穿过所述第一预制桥梁段钢筋和所述第二预制桥梁段钢筋交叉缝中，并且避开所述预应力管道。
按照本发明的另一方面，提供一种基于早强UHPC的干湿组合节段预制拼装方法，应用所述的基于早强UHPC的干湿组合节段预制接缝系统实现，具体包括如下步骤：
S1：所述第一预制桥梁段以及所述第二预制桥梁段等若干制桥梁段采用工厂或者现场预制，预制梁段接缝外表面设置一定厚度的同接缝长度的所述预制外壳结构充当现浇接缝混凝土的底模；
S2：将预制桥梁段运至桥位现场进行吊装，将相邻的两块预制桥梁段对拼就位，并进行临时锁定；
S3：将所述第一预制桥梁段钢筋与所述第二预制桥梁段钢筋进行绑扎，将每组对应的所述第一预制桥梁段钢筋和所述第二预制桥梁段钢筋绑扎完后，沿着两者交叉缝内壁绑扎所述湿接缝插筋，并与所述预应力管道错开；
S4：根据所述第一预制桥梁段和所述第二预制桥梁段内预留的预应力管道接头，嵌补接缝段所述预应力管道；
S5：钢筋绑扎完成后，安置所述内部模板，与所述预制外壳结构一起形成后浇所述早强超高性能混凝土的模板；
S6：采用专用配比现场拌制所述早强超高性能混凝土，并于模板拼装接缝内浇筑所述早强超高性能混凝土，其具备自流平特性，不需振捣或只需稍微人工振捣，待24小时后拆除所述内部模板并张拉纵向预应力；
S7：施工下一梁段或下一孔跨，如此循环。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
(1)本发明的基于早强UHPC的干湿组合节段预制拼装接缝系统，采用干接缝与湿接缝组合的方式拼装，通过在预制桥梁段设置预制外壳结构，实现了预制桥梁之间的干接缝连接；将对接的预制桥梁段两端的钢筋搭接后，通过浇筑早强超高性能混凝土，同时实现对接桥梁段的湿接缝连接。干湿组合的方式相对于单独的干接缝和湿接缝方式，不仅避免了环氧树脂胶老化后存在的漏水的隐患，同时省去了严格对拼、清洁干燥处理拼接面等高要求的工序，减少了临时底板构造，且接缝工序简单且力学性能更好。
(2)本发明的基于早强UHPC的干湿组合节段预制拼装接缝系统，预制梁段接缝处,外表面设置一定厚度的同接缝长度的预制外壳结构，通过预制外壳结构使两块预制桥梁段实现干接缝连接，并且接缝的预制外壳结构提供临时固定的支撑杆作用，充当现浇接缝混凝土的底模作用，且预制梁段对接处即预制外壳结构对接的截面仅需凿毛，不需要匹配精度高的剪力齿键，对预应力管道设置无影响。
(3)本发明的基于早强UHPC的干湿组合节段预制拼装接缝系统，接缝长度为15～20cm，而一般接缝长度为50～60cm，相对于一般接缝，本发明缩短接缝长度，使第一预制桥梁段钢筋和第二预制桥梁段钢筋实现重叠而直接搭接，不需要设置辅助钢筋，从而实现了钢筋的连续，提升结构受力性能，弥补了干接缝没有的性能。
(4)本发明的基于早强UHPC的干湿组合节段预制拼装接缝系统，预制外壳结构和内部模板内灌注早强超高性能混凝土，该早强超高性能混凝土，24h后即可张拉永久预应力，强度能达到60MPa以上，施工速度快，比传统普通混凝土湿接缝施工时间节省80％。早强超高性能混凝土与预制混凝土构件接缝粘结强度好，接缝连接性能高于普通混凝土母材，且早强超高性能混凝土为无机材料，消除了环氧树脂胶老化导致的漏水隐患。
(5)本发明的基于早强UHPC的干湿组合节段预制拼装接缝的施工方法，将预制桥梁段至桥位现场进行吊装，并且将相邻的两块预制桥梁段对拼就位后搭接，在安置的内部模板和预制外壳结构内浇筑早强超高性能混凝土，不需振捣或稍微人工振捣即可，待24小时后张拉纵向预应力后再施工下一梁段，该方法施工过程简单，且施工方案不会导致对预应力管道的设置产生影响，干湿接缝的结合实现了优劣势的互补，安全可靠，有较大的行业竞争力。
附图说明
图1为本发明实施例涉及的干湿组合接缝构造图一；
图2为本发明为图1中沿B-B的接缝处钢筋连接示意图；
图3为本发明实施例涉及的干湿组合接缝构造图二；
图4为本发明为图3中沿B-B的接缝处钢筋连接示意图；
图5为本发明实施例涉及的干湿组合拼装接缝主视图；
图6为本发明实施例涉及的干湿组合拼装接缝侧视图。
在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1-第一预制桥梁段、2-第二预制桥梁段、3-第一预制桥梁段钢筋、4-第二预制桥梁段钢筋、5-钢筋锚固头、6-湿接缝插筋、7-早强超高性能混凝土、8-预应力管道、9-预制外壳结构、10-内部模板。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
图1为本发明实施例涉及的干湿组合接缝构造图一，如图1所示，第一预制桥梁段1和第二预制桥梁段2为工厂预制，每块预制桥梁段一侧均预制同接缝长度的较薄的预制外壳结构9作为早强超高性能混凝土7的支撑。第一预制桥梁段1内含有环形的第一预制桥梁段钢筋3，第二预制桥梁段2含有环形的第二预制桥梁段钢筋4，第一预制桥梁段钢筋3和第二预制桥梁段钢筋4均伸出桥面板两端一定距离且两者相互重叠一段长度。图2为本发明为图1中沿B-B的接缝处钢筋连接示意图，结合图2，第一预制桥梁段钢筋3和第二预制桥梁段钢筋4错开设置并通过搭接实现钢筋连续，一般接缝长度为50～60cm，而本发明的基于早强UHPC的干湿组合节段预制拼装接缝系统长度为15～20cm，相对于一般接缝，本发明缩短接缝长度，使第一预制桥梁段钢筋3和第二预制桥梁段钢筋4实现重叠而直接搭接，不需要设置辅助钢筋。并且从图2中可以看出，多组第一预制桥梁段1和第二预制桥梁段2相对应搭接，实现了钢筋的连续，提升结构受力性能，弥补了干接缝没有的性能。从图1中还可以看出，预应力管道8贯穿于第一预制桥梁段1、第二预制桥梁段2以及后浇的早强超高性能混凝土7内，预应力管道8用于预应力钢筋的穿过。湿接缝中预应力管道8上部和下部均设置湿接缝插筋6，且位于第一预制桥梁段钢筋3和第二预制桥梁段钢筋4的交叉缝中。本发明的基于早强UHPC的干湿组合节段预制拼装接缝系统，采用干接缝与湿接缝组合的方式拼装，通过在预制桥梁段设置预制外壳结构9，实现了预制桥梁之间的干接缝连接；将对接的预制桥梁段两端的钢筋绑扎后，通过浇筑早强超高性能混凝土7，同时实现对接桥梁段的湿接缝连接。干湿组合的方式相对于干接缝，不仅避免了环氧树脂胶老化后存在的漏水的隐患，同时省去了严格对拼、清洁干燥处理拼接面等高要求的工序；相对于湿接缝，减少了临时底板构造。该拼装接缝工序简单且外力学性能更好。
优选地，图3为本发明实施例涉及的干湿组合接缝构造图二，如图3所示，第一预制桥梁段1内含有直条的第一预制桥梁段钢筋3，第二预制桥梁段2含有直条的第二预制桥梁段钢筋4，第一预制桥梁段钢筋3和第二预制桥梁段钢筋4均伸出桥面板两端一定距离，相互重叠一段长度且两者端部均设有钢筋锚固头5。图4为本发明为图3中沿B-B的接缝处钢筋连接示意图，结合图4，直条的第一预制桥梁段钢筋3和直条的第二预制桥梁段钢筋4错开设置并通过钢筋锚固头5实现钢筋连续，并且从图4中可以看出，多组第一预制桥梁段1和第二预制桥梁段2相对应锚固，实现了钢筋的连续，提升结构受力性能，弥补了干接缝没有的性能。如图3，预制桥梁段钢筋锚固段与预应力管道8的缝隙中同样设施多根湿接缝插筋6。
图5为本发明实施例涉及的干湿组合拼装接缝主视图。结合图1，预制外壳结构9为每段预制桥梁段沿着外表面设置的同接缝长度的预制模板作为后浇筑的早强超高性能混凝土7的支撑，内部模板10为设置的与预制桥面板相对应的模板。预制外壳结构9和内部模板10内灌注早强超高性能混凝土7。接缝混凝土采用早强超高性能混凝土UHPC，待混凝土预制节段对拼，且安装内部模板10后，即可浇筑早强超高性能混凝土UHPC，该早强超高性能混凝土在24小时内，强度能达到60MPa以上，故混凝土浇筑24h后即可张拉永久预应力，施工速度快，比传统普通混凝土湿接缝施工时间节省80％。早强超高性能混凝土与预制混凝土构件接缝粘结强度好，接缝连接性能高于普通混凝土母材，且早强超高性能混凝土为无机材料，消除了环氧树脂胶老化导致的漏水隐患。
图6为本发明实施例涉及的干湿组合拼装接缝侧视图。结合图1和图5，可以看出，第二预制桥梁段2设置的预制外壳结构9与第一预制桥梁段1之间形成干接缝结构，预制外壳结构9与内部模板10之间现浇的早强超高性能混凝土7使第一预制桥梁段1和第二预制桥梁段2形成湿接缝结构。
一种基于早强UHPC的干湿组合节段预制拼装接缝系统，其拼装方法按照如下步骤：
S1：第一预制桥梁段1以及第二预制桥梁段2等若干截梁段采用工厂或者现场预制，预制梁段接缝处,外表面设置一定厚度的同接缝长度的预制外壳结构9，接缝的预制外壳结构提供临时固定的支撑杆作用，并充当现浇接缝混凝土的底模作用，将制桥梁段存放2～3个月以上存放待拼装；
S2：将预制桥梁段运至桥位现场进行吊装，并且将相邻的两块预制桥梁段对拼就位，预制梁段对接处即预制外壳结构9对接的截面仅需凿毛，不需要匹配精度高的剪力齿键，对预应力管道8设置无影响。通过预制外壳结构9使两块预制桥梁段实现干接缝连接，并进行临时锁定；
S3：将第一预制桥梁段钢筋3与第二预制桥梁段钢筋4进行绑扎，将每组对应的第一预制桥梁段钢筋3和第二预制桥梁段钢筋4绑扎完后，沿着两者交叉缝内壁绑扎湿接缝插筋6，并与预应力管道8错开；
S4：根据第一预制桥梁段1和第二预制桥梁段2内预留的预应力管道接头，嵌补接缝段预应力管道8；
S5：钢筋绑扎完成后，即可安置内部模板10，与预制外壳结构9一起形成后浇早强超高性能混凝土7的模板；
S6：采用专用配比现场拌制早强超高性能混凝土7，于模板拼装接缝内浇筑早强超高性能混凝土7，其具备自流平特性，不需振捣或稍微人工振捣即可，待24小时后拆除内部模板10并张拉纵向预应力；
S7：施工下一梁段或下一孔跨，如此循环。
该方法施工过程简单，且施工方案不会导致对预应力管道的设置产生影响，干湿接缝的结合实现了优劣势的互补，安全可靠，有较大的行业竞争力。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于早强UHPC的干湿组合节段预制拼装接缝系统，包括第一预制桥梁段(1)和第二预制桥梁段(2)，其特征在于，
所述第一预制桥梁段(1)和所述第二预制桥梁段(2)沿着桥梁段外表面设置一定厚度的同接缝长度的预制外壳结构(9)，所述预制外壳结构(9)使所述第一预制桥梁段(1)和第二预制桥梁段(2)对拼就位实现干接缝连接；
所述第一预制桥梁段(1)内含有第一预制桥梁段钢筋(3)，所述第二预制桥梁段(2)含有第二预制桥梁段钢筋(4)，两者通过搭接固定实现钢筋连续；
所述预制外壳结构(9)提供临时固定的支撑杆并作为后浇筑的早强超高性能混凝土(7)的底模作用，在实现所述第一预制桥梁段钢筋(3)和第二预制桥梁段钢筋(4)搭接的基础上，通过预制外壳结构(9)和内部模板(10)之间浇筑的早强超高性能混凝土(7)，同时实现所述第一预制桥梁段(1)和所述第二预制桥梁段(2)的湿接缝连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于早强UHPC的干湿组合节段预制拼装接缝系统，其特征在于，所述预制外壳结构(9)作为现浇的所述早强超高性能混凝土(7)的底模，其对接的截面凿毛以与所述第一预制桥梁段(1)形成干接缝结构。
3.根据权利要求1所述的一种基于早强UHPC的干湿组合节段预制拼装接缝系统，其特征在于，所述接缝内设置所述内部模板(10)，与所述预制外壳结构(9)与一起构成后浇筑的所述早强超高性能混凝土(7)的模板。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种基于早强UHPC的干湿组合节段预制拼装接缝系统，其特征在于，所述接缝长度为15～20cm。
5.根据权利要求1所述的一种基于早强UHPC的干湿组合节段预制拼装接缝系统，其特征在于，所述第一预制桥梁段钢筋(3)和所述第二预制桥梁段钢筋(4)均伸出桥面板两端一定距离并重叠一段长度，直接搭接实现钢筋连续。
6.根据权利要求1或5所述的一种基于早强UHPC的干湿组合节段预制拼装接缝系统，其特征在于，所述第一预制桥梁段钢筋(3)和所述第二预制桥梁段钢筋(4)为环形或者直条形。
7.根据权利要求6所述的一种基于早强UHPC的干湿组合节段预制拼装接缝系统，其特征在于，所述第一预制桥梁段钢筋(3)和所述第二预制桥梁段钢筋(4)为所述直条形时，其端部设有钢筋锚固头(5)。
8.根据权利要求1所述的一种基于早强UHPC的干湿组合节段预制拼装接缝系统，其特征在于，所述第一预制桥梁段(1)、第二预制桥梁段(2)以及后浇的所述早强超高性能混凝土(7)内设置预应力管道(8)贯穿其中。
9.根据权利要求8所述的一种基于早强UHPC的干湿组合节段预制拼装接缝系统，其特征在于，所述预应力管道(8)上部和下部均设置湿接缝插筋(6)，所述湿接缝插筋(6)穿过所述第一预制桥梁段钢筋(3)和所述第二预制桥梁段钢筋(4)交叉缝中，并且避开所述预应力管道(8)。
10.一种基于早强UHPC的干湿组合节段预制拼装方法，其特征在于，应用如权利要求1-9中任一项所述的基于早强UHPC的干湿组合节段预制接缝系统实现，具体包括如下步骤：
S1：所述第一预制桥梁段(1)以及所述第二预制桥梁段(2)等若干制桥梁段采用工厂或者现场预制，预制梁段接缝外表面设置一定厚度的同接缝长度的所述预制外壳结构(9)充当现浇接缝混凝土的底模；
S2：将预制桥梁段运至桥位现场进行吊装，将相邻的两块预制桥梁段对拼就位，并进行临时锁定；
S3：将所述第一预制桥梁段钢筋(3)与所述第二预制桥梁段钢筋(4)进行绑扎，将每组对应的所述第一预制桥梁段钢筋(3)和所述第二预制桥梁段钢筋(4)绑扎完后，沿着两者交叉缝内壁绑扎所述湿接缝插筋(6)，并与所述预应力管道(8)错开；
S4：根据所述第一预制桥梁段(1)和所述第二预制桥梁段(2)内预留的预应力管道接头，嵌补接缝段所述预应力管道(8)；
S5：钢筋绑扎完成后，安置所述内部模板(10)，与所述预制外壳结构(9)一起形成后浇所述早强超高性能混凝土(7)的模板；
S6：采用专用配比现场拌制所述早强超高性能混凝土(7)，并于模板拼装接缝内浇筑所述早强超高性能混凝土(7)，其具备自流平特性，不需振捣或只需稍微人工振捣，待24小时后拆除所述内部模板(10)并张拉纵向预应力；
S7：施工下一梁段或下一孔跨，如此循环。
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