CN109457596B - 一种预制拼装桥墩连接构造与施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种预制拼装桥墩连接构造与施工方法，通过增长灌浆套筒一端的长度，使其深入到未安装有灌浆套筒的桥墩节段一侧，使得灌浆套筒能够贯穿接缝，从而借助套筒钢材提供的抗剪能力，增加了接缝整体的抗剪能力。同时，贯穿的套筒增加了接缝两侧附近桥墩的刚度，使得接缝附近抗弯能力增强，降低钢筋拉断和混凝土压溃的可能性。本发明与现有相比有以下显著优点：1、通过增强接头的承载力，使得桥墩在地震作用下的破坏不在发生于接头处，2、更好的应用于预制拼装桥墩的连接中，尤其适用于高烈度区。
Description
技术领域
本发明涉及一种采用灌浆套筒连接钢筋的预制拼装桥墩连接构造和施工方法，属于预制装配式结构工程施工技术领域，尤其是适用于高烈度区。
背景技术
预制节段拼装施工技术具有交通干扰小、施工质量高、施工周期短、噪声低、施工安全性高等优点，在桥梁建造中得到越来越广泛的应用，特别是在城市繁忙和海上有限施工平台以及恶劣自然施工,其相对传统的现浇施工技术具有明显的优越性。
预制拼装桥墩在欧美等国家已有大量工程应用，构件或节段之间的联接构造归结为采用后张预应力筋(钢绞线、精轧螺纹钢)联接、灌浆套筒联接、波纹管联接、插槽式接缝联接、承插式接缝联接、钢筋焊接或搭接并采用湿接缝联接，以及混合联接等.其中，采用灌浆套筒连接钢筋的预制桥墩连接技术得到了更广泛研究和应用，主要适用于预制桥墩与承台连接，预制桥墩节段连接以及预制桥墩与盖梁连接三种形式。如CN 106801488 A公布的一种钢筋连接用灌浆套筒，套筒本体一端设置有灌浆口，另一端设置有出浆口，其特征在于，所述套筒本体为无缝钢管制成。这种灌浆套筒在使用时将全部埋入预制结构的一端，接缝处只有钢筋贯通连接。接缝间的抗剪承载力只有钢筋和混凝土之间的摩擦力提供，当受到烈度较大的地震作用或桥墩剪切作用较大时，接缝间的抗剪承载能力无法达到要求。
对于预制拼装桥墩的抗震性能研究研究表明，灌浆套筒连接的接头性能能够满足桥墩的抗弯能力，而抗剪作用时，接头将出现承载能力不足的问题。具体表现为接缝附近钢筋拉断，混凝土压溃以及拼接缝剪切滑移的破坏现象。接头承载能力不足将直接导致桥墩的抗震性能降低，使得灌浆套筒连接钢筋的预制装配桥墩不适于在高烈度区应用。
发明内容
为增强装配式桥墩的抗震能力，克服现有节段间接头承载力不足的缺陷，本发明提供一种采用灌浆套筒连接钢筋的预制拼装桥墩连接构造和施工方法。通过增长灌浆套筒的长度，将其深入到未安装有灌浆套筒的桥墩节段一侧，使得灌浆套筒能够贯穿节段间拼接缝，从而借助套筒钢材提供的抗剪能力，增加了接缝整体的抗剪能力。另外，贯穿的套筒同时增加了拼接缝两侧附近桥墩的刚度，使得拼接缝附近抗弯能力增强，降低钢筋拉断和混凝土压溃的可能性。通过增加拼接缝的抗剪承载力和接缝附近的抗弯承载力，增强了节段间连接的整体承载力，使得桥墩在地震作用下的破坏不在发生于节段连接处，更好的应用于预制拼装桥墩的连接中，尤其适用于高烈度区。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种采用插入式灌浆套筒连接钢筋的预制拼装桥墩连接构造和施工方法，包括钢筋、加长型灌浆套筒、灌浆料、坐浆料、桥墩上节段、桥墩下节段、橡胶塞、套筒预留孔。
桥墩上节段在绑扎钢筋时，纵向钢筋一端插入加长型灌浆套筒中，并将灌浆套筒与钢筋笼整体绑扎后浇筑混凝土。桥墩下节段在绑扎钢筋时，纵向钢筋外伸出钢筋笼一部分，并套上橡胶塞作为模具，浇筑混凝土，养护成型后，拔出橡胶塞形成套筒预留孔。将桥墩上节段与桥墩下节段对接，具体为先在桥墩下节段上表面坐浆，桥墩上节段的加长型套筒套进下节段的纵向钢筋，同时插入套筒预留孔。在对接完成后，将灌浆料灌入加强型灌浆套筒中，完成纵向钢筋的连接。
上述的套筒，一侧与第一钢筋相连，另一侧与第二钢筋相连。上述的套筒通过灌入灌浆料与上述钢筋相连。上述套筒为全灌浆套筒，包括灌浆孔、出浆孔以及套筒内腔，对灌浆孔方向的套筒筒身进行加长，加长长度为0.5倍的原套筒长度。灌浆套筒采用球墨铸铁进行铸造，或采用优质碳素结构钢、低合金高强度结构钢、合金结构钢或其它经过接头型式检验确定符合要求的钢材进行机械加工。
上述的桥墩上节段，第一钢筋和加长型灌浆套筒一起浇筑，第一钢筋伸入加长型灌浆套筒1/3长度范围内，套筒2/3倍的长度在桥墩上节段中，而1/3倍的长度在桥墩上节段外。
上述的桥墩下节段，将第二钢筋伸出桥墩下节段1/3倍的灌浆套筒长度，并在桥墩下节段第二钢筋周围预留1/3深度的套筒预留孔。套筒预留孔以橡胶塞为模具，在浇筑混凝土后将橡胶塞拔出。套筒预留孔的直径大于套筒直径2cm，以保证加长型套筒可以插入。
上述的套筒预留孔，用坐浆料填充后，立即将桥墩上节段与桥墩下节段对接，桥墩上节段的加长型套筒套进下节段的纵向钢筋，同时插入套筒预留孔。
上述的套筒在就位后，立即注入灌浆料，使得第一钢筋与第二钢筋连接通过套筒完成连接。
同时，本发明还公开了一种预制拼装桥墩连接的施工方法，所述的施工方法是采用加长型灌浆套筒连接钢筋，实现桥墩连接。连接方式分为如下步骤：
步骤一，在浇筑预制拼装桥墩下节段时，第二钢筋伸出桥墩1/3倍加长型套筒长度，并以橡胶塞作为模具，浇筑套筒预留孔。
步骤二，当混凝土达到标准强度后，拔出套筒预留孔的橡胶塞。
步骤三，铺设坐浆料，坐浆料填满套筒预留孔，并铺满桥墩整个截面。
步骤四，对接桥墩上节段，将预制好的桥墩上节段中的加长型灌浆套筒对准桥墩下节段中的钢筋和套筒预留孔，并对插到底，保证第二钢筋插入加长型灌浆套中，加长型灌浆套筒又插入套筒预留孔中，从而实现桥墩上节段与桥墩下节段的对接。
步骤五，从灌浆孔中注入灌浆料，从出浆孔中排出，实现桥墩纵向钢筋的连接。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1、通过增长灌浆套筒的长度，使得灌浆套筒能够贯穿接缝，借助套筒钢材的抗剪能力，较只有钢筋和混凝土摩擦力组成的抗剪能力来说，接缝上的抗剪能力得到较大提升。
2、贯穿的套筒同时增加了接缝两侧附近桥墩的刚度，使得接缝和接缝附近抗弯能力增强，降低钢筋拉断和混凝土压溃的可能性。
3、通过增强接头的承载力，使得桥墩在地震作用下的破坏不在发生于接头处，使其更好的应用于预制拼装桥墩的连接中，尤其适用于高烈度区。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为加长型的灌浆套筒侧视图；
图2为加长型的灌浆套筒俯视图；
图3为装配式桥墩连接侧剖面图；
图4为装配式桥墩连接拼接缝处俯视图；
图5为加长型灌浆套筒连接桥墩的施工步骤图；
图6为加长型灌浆套筒连接桥墩的施工步骤；
图7为本发明的立面图。
图中1.钢筋、2.加长型灌浆套筒、3.灌浆料、4.坐浆料、5.桥墩上节段、6.桥墩下节段、7.橡胶塞、8.套筒预留孔、9.灌浆孔、10.出浆孔。
具体实施方式
在以下的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本发明的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
本发明提供了一种采用灌浆套筒连接钢筋的预制拼装桥墩连接构造和施工方法。参照图5所示。
一种采用插入式灌浆套筒连接钢筋的预制拼装桥墩连接构造和施工方法，包括钢筋(1)、加长型灌浆套筒(2)、灌浆料(3)、坐浆料(4)、桥墩上节段(5)、桥墩下节段(6)、橡胶塞(7)和套筒预留孔(8)。
使用全灌浆套筒进行纵向钢筋的连接，加长型灌浆套筒(2)包括灌浆孔(9)、出浆孔(10)以及套筒内腔，对套筒内腔进行加长，加长长度为0.5倍的原套筒内腔长度，改进成为加长型灌浆套筒(2)。加长型灌浆套筒(2)的侧面上设有灌浆孔(9)、出浆孔(10)，灌浆孔(9)、出浆孔(10)均与套筒内腔相连通。
钢筋(1)包括第一钢筋和第二钢筋；桥墩上节段(5)浇筑时，第一钢筋和加长型灌浆套筒(2)一起绑扎，一起浇筑，第一钢筋伸入加长型灌浆套筒(2)1/3长度范围内，加长型灌浆套筒(2)2/3倍的长度在桥墩上节段(5)中，而1/3倍的长度在桥墩上节段(5)外。
在浇筑预制拼装桥墩下节段(6)时，第二钢筋伸出桥墩1/3倍加长型灌浆套筒(2)的长度，并以橡胶塞(7)作为模具，浇筑套筒预留孔(8)，其深度为加长型灌浆套筒(2)1/3长度，直径比加长型灌浆套筒(2)的直径大2cm，便于加长型灌浆套筒(2)的插入；当混凝土达到标准强度后，拔出橡胶塞(7)。
在各个预留孔(8)中灌注坐浆料(4)，并铺满整个桥墩截面。
将预制好的桥墩上节段(5)中的加长型灌浆套筒(2)对准桥墩下节段(6)中的钢筋和套筒预留孔(8)，并对插到底，保证第二钢筋插入加长型灌浆套(2)中，加长型灌浆套筒(2)又插入套筒预留孔(8)中，实现桥墩上节段(5)与桥墩下节段(6)的对接。
从灌浆孔(9)中注入灌浆料(3)，从出浆孔(10)中排出，实现桥墩纵向钢筋的连接。
为了有效保障对插套筒和钢筋的精度，预制构件需要统一模板，统一浇筑，以保证施工精度，这是实施本发明的最好方式。
一种采用插入式灌浆套筒连接钢筋的预制拼装桥墩连接构造和施工方法，施工方法为如下步骤：
步骤一，在浇筑预制拼装桥墩下节段时，第二钢筋伸出桥墩1/3倍加长型套筒长度，并以橡胶塞作为模具，浇筑套筒预留孔。
步骤二，当混凝土达到标准强度后，拔出套筒预留孔的橡胶塞。
步骤三，铺设坐浆料，坐浆料填满套筒预留孔，并铺满桥墩整个截面。
步骤四，对接桥墩上节段，将预制好的桥墩上节段中的加长型灌浆套筒对准桥墩下节段中的钢筋和套筒预留孔，并对插到底，保证第二钢筋插入加长型灌浆套中，加长型灌浆套筒又插入套筒预留孔中，从而实现桥墩上节段与桥墩下节段的对接。
步骤五，从灌浆孔中注入灌浆料，从出浆孔中排出，实现桥墩纵向钢筋的连接。
在本发明一可选的实施例中，加长型灌浆套筒(2)外伸长度为0.5-1倍的原有套筒长度。
在本发明一可选的实施例中，加长型灌浆套筒(2)为半灌浆套筒，即在桥墩上节段一端，加长型灌浆套筒(2)为螺丝孔，与套丝后的第一钢筋通过螺纹连接。
在本发明一可选的实施例中，预留孔(8)直径比加长型灌浆套筒(2)直径大1-2cm，以控制保护层厚度，深度为上述加长型灌浆套筒(2)外伸的长度。
在本发明一可选的实施例中，坐浆料(4)的流动性要好，使加长型灌浆套筒(2)可以插入预留孔(8)内，并使坐浆料(4)可以流入到加长型灌浆套筒(2)中一部分。
在本发明一可选的实施例中，加长型灌浆套筒(2)的外壁设置为带肋形式，以增加加长型灌浆套筒(2)和混凝土的粘结能力。
在本发明一可选的实施例中，橡胶塞(7)采用钢丝贯穿，外壁摸脱模剂，以便拔出。
在本发明一可选的实施例中，坐浆料(4)仅灌满预留孔(8)。
在本发明一可选的实施例中，坐浆料(4)不仅灌满预留孔(8)，同时一并将桥墩截面全部覆盖，厚度为1-2cm。
以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
Claims (9)
1.一种预制拼装桥墩连接构造，其特征在于：包括钢筋(1)、加长型灌浆套筒(2)、灌浆料(3)、坐浆料(4)、桥墩上节段(5)、桥墩下节段(6)、橡胶塞(7)和套筒预留孔(8)；
使用全灌浆套筒进行纵向钢筋的连接，加长型灌浆套筒(2)包括灌浆孔(9)、出浆孔(10)以及套筒内腔，对套筒内腔进行加长，加长长度为0.5倍的原套筒内腔长度，改进成为加长型灌浆套筒(2)；加长型灌浆套筒(2)的侧面上设有灌浆孔(9)、出浆孔(10)，灌浆孔(9)、出浆孔(10)均与套筒内腔相连通；
钢筋(1)包括第一钢筋和第二钢筋；桥墩上节段(5)浇筑时，第一钢筋和加长型灌浆套筒(2)一起绑扎，一起浇筑，第一钢筋伸入加长型灌浆套筒(2)1/3长度范围内，加长型灌浆套筒(2)2/3倍的长度在桥墩上节段(5)中，而1/3倍的长度在桥墩上节段(5)外；
在浇筑预制拼装桥墩下节段(6)时，第二钢筋伸出桥墩1/3倍加长型灌浆套筒(2)的长度，并以橡胶塞(7)作为模具，浇筑套筒预留孔(8)，其深度为加长型灌浆套筒(2)1/3长度，直径比加长型灌浆套筒(2)的直径大2cm，便于加长型灌浆套筒(2)的插入；当混凝土达到标准强度后，拔出橡胶塞(7)；
在各个预留孔(8)中灌注坐浆料(4)，并铺满整个桥墩截面；
将预制好的桥墩上节段(5)中的加长型灌浆套筒(2)对准桥墩下节段(6)中的钢筋和套筒预留孔(8)，并对插到底，保证第二钢筋插入加长型灌浆套(2)中，加长型灌浆套筒(2)又插入套筒预留孔(8)中，实现桥墩上节段(5)与桥墩下节段(6)的对接；
从灌浆孔(9)中注入灌浆料(3)，从出浆孔(10)中排出，实现桥墩纵向钢筋的连接。
2.利用权利要求1所述构造进行的施工方法，其特征在于：施工方法为如下步骤：
步骤一，在浇筑预制拼装桥墩下节段时，第二钢筋伸出桥墩1/3倍加长型套筒长度，并以橡胶塞作为模具，浇筑套筒预留孔；
步骤二，当混凝土达到标准强度后，拔出套筒预留孔的橡胶塞；
步骤三，铺设坐浆料，坐浆料填满套筒预留孔，并铺满桥墩整个截面；
步骤四，对接桥墩上节段，将预制好的桥墩上节段中的加长型灌浆套筒对准桥墩下节段中的钢筋和套筒预留孔，并对插到底，保证第二钢筋插入加长型灌浆套中，加长型灌浆套筒又插入套筒预留孔中，从而实现桥墩上节段与桥墩下节段的对接；
步骤五，从灌浆孔中注入灌浆料，从出浆孔中排出，实现桥墩纵向钢筋的连接。
3.根据权利要求1所述的一种预制拼装桥墩连接构造，其特征在于：加长型灌浆套筒(2)为螺丝孔，与套丝后的第一钢筋通过螺纹连接。
4.根据权利要求1所述的一种预制拼装桥墩连接构造，其特征在于：预留孔(8)直径比加长型灌浆套筒(2)直径大2cm，以控制保护层厚度，深度为上述加长型灌浆套筒(2)外伸的长度。
5.根据权利要求1所述的一种预制拼装桥墩连接构造，其特征在于：坐浆料(4)的流动性要好，使加长型灌浆套筒(2)插入预留孔(8)内，并使坐浆料(4)流入到加长型灌浆套筒(2)中一部分。
6.根据权利要求1所述的一种预制拼装桥墩连接构造，其特征在于：加长型灌浆套筒(2)的外壁设置为带肋形式，以增加加长型灌浆套筒(2)和混凝土的粘结能力。
7.根据权利要求1所述的一种预制拼装桥墩连接构造，其特征在于：橡胶塞(7)采用钢丝贯穿，外壁涂脱模剂，以便拔出。
8.根据权利要求1所述的一种预制拼装桥墩连接构造，其特征在于：坐浆料(4)仅灌满预留孔(8)。
9.根据权利要求1所述的一种预制拼装桥墩连接构造，其特征在于：坐浆料(4)不仅灌满预留孔(8)，同时一并将桥墩截面全部覆盖，厚度为1-2cm。
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