CN109555011B - 一种全预制桥墩和承台的组合构造及制造和装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种全预制桥墩和承台的组合构造及制造和装配方法，包括预制桥墩、预制承台、限位杆和限位钉；预制承台上表面设有凹槽；预制承台上沿横桥向和顺桥向均预留有贯穿的限位杆预埋孔道；预制承台上位于限位杆预埋孔道的两端处分别预留有限位钉预埋孔道，限位钉预埋孔道与相应的限位杆预埋孔道垂直且相连通；预制桥墩上预留有与预制承台上的限位杆预埋孔道位置相应的限位杆预埋孔道。预制承台上设置凹槽，预制桥墩与预制承台的凹槽精确对接；设置限位杆预埋孔道，预制桥墩置于预制承台的凹槽上后，将限位杆依次插入预制承台和预制桥墩的限位杆预埋孔道中，然后通过限位钉固定限位杆，使得结构的整体性得到了显著的提升。

Description

一种全预制桥墩和承台的组合构造及制造和装配方法

技术领域

本发明属于桥梁工程领域，具体涉及一种全预制桥墩和承台的组合构造及制造和装配方法。

背景技术

随着中国经济社会的快速发展，城市交通量日益繁重，采用传统的支架现浇等施工方式建造桥梁的方法由于混凝土龄期较长等原因，导致施工周期较长，严重影响了城市交通。预制装配式桥梁可最大限度的降低对现有交通的干扰、极大程度的增加施工安全性、减小对施工现场环境的污染、显著的加快施工进度且为后期桥梁构件的维修更换提供了极大的便利。国内桥梁上部结构及桥面系结构的预制拼装技术已趋于成熟，而桥梁下部结构特别是桥墩的预制装配技术较少，仅在一些城市高架桥中有所应用。

目前一些城市桥梁的墩身采用预制，并与施工现场浇筑的承台进行拼接施工，虽然在一定程度上加快了施工进度，减少了对城市环境的影响，但由于预制的桥墩与承台被人为地分割成了两个独立构件，使结构整体性降低，连接时由于混凝土龄期的差异使桥墩与承台连接处刚度不足，导致桥墩沿顺桥向抗倾覆性较差的突出缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全预制桥墩和承台的组合构造及制造和装配方法，增加结构的使用寿命，增强结构在使用期间的可靠性、提高结构的整体性，同时提高施工效率，缩短桥梁的建设周期，节约桥梁造价成本。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种全预制桥墩和承台的组合构造，包括预制桥墩、预制承台、限位杆和限位钉；

预制承台上表面设有凹槽，装配时，预制桥墩置于预制承台的凹槽中；

预制承台上沿横桥向和顺桥向均预留有贯穿的限位杆预埋孔道，横桥向的限位杆预埋孔道与顺桥向的限位杆预埋孔道不交汇；预制承台上位于限位杆预埋孔道的两端处分别预留有限位钉预埋孔道，限位钉预埋孔道与相应的限位杆预埋孔道垂直且相连通；装配时，限位杆插入限位杆预埋孔道中，限位杆在限位钉预埋孔道相对应的位置设有径向孔，限位钉插入限位钉预埋孔道和径向孔中；

预制桥墩上预留有与预制承台上的限位杆预埋孔道位置相应的限位杆预埋孔道，预制桥墩和预制承台上的限位杆预埋孔道均为圆形截面；装配时，限位杆依次插入预制承台和预制桥墩的限位杆预埋孔道中；

在预制承台上表面预埋有若干个承台预埋钢板，预制桥墩的侧面预埋有桥墩预埋钢板，桥墩预埋钢板的位置与承台预埋钢板位置相对应，装配时，桥墩预埋钢板与承台预埋钢板通过螺栓连接。

优选的，桥墩预埋钢板包括两个直角三角钢板与一个矩形钢板，两个直角三角钢板垂直连接在矩形钢板上，直角三角钢板两侧的矩形钢板上设置螺栓孔；承台预埋钢板为与桥墩预埋钢板中矩形钢板尺寸相同的矩形钢板。

优选的，限位钉为旋转下卡式构造，限位钉顶部设有凹槽。

优选的，预制承台沿顺桥向设置两个限位杆预埋孔道，以预制承台顺桥向中心线对称布置；沿横桥向设置三个限位杆预埋孔道，中间的限位杆预埋孔道位于预制承台横桥向中心线位置，另外两个限位杆预埋孔道关于预制承台横桥向中心线对称布置。

优选的，顺桥向的限位杆预埋孔道位于横桥向的限位杆预埋孔道的上方。

优选的，预制承台上的凹槽为矩形。

优选的，限位杆的长度比相应限位杆预埋孔道的长度短10-20厘米，装配后，限位杆两端相对于预制承台的端面分别向内缩进5-10厘米。

上述全预制桥墩和承台的组合构造的制造方法，预制桥墩与预制承台在立模浇筑时，预先架立限位杆预埋孔道钢套筒，钢套筒通过承台和桥墩中的定位钢筋定位，浇筑混凝土，在工厂预制好预制桥墩和预制承台。

上述全预制桥墩和承台的组合构造的装配方法，包括如下步骤：

步骤1，将预制桥墩吊装至预制承台上的凹槽处，使预制桥墩的限位杆预埋孔道与预制承台的相应限位杆预埋孔道相对接。

步骤2，将限位杆顶推至限位杆预埋孔道中，检查限位杆的径向孔与限位钉预埋孔道位置是否对应，若不对应则转动限位杆进行调节使其对应。

步骤3，将限位钉依次插入预制承台的限位钉预埋孔道和限位杆的径向孔中；

步骤4，通过螺栓将承台预埋钢板与桥墩预埋钢板进行连接。

优选的，还包括：步骤5，采用杯罩将裸漏的限位杆两端进行密封，将裸露的钢板及螺栓涂刷防水材料。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明预制承台上设置凹槽，预制桥墩与预制承台的凹槽精确对接，便于定位；同时，在预制桥墩和预制承台上均设置限位杆预埋孔道，预制桥墩置于预制承台的凹槽上后，将限位杆依次插入预制承台和预制桥墩的限位杆预埋孔道中，使预制承台和预制桥墩形成整体，然后通过限位钉固定限位杆，防止限位杆平动；再将桥墩预埋钢板与承台预埋钢板连接，增强其抗倾覆性，进一步提高预制承台和预制桥墩的整体性。相对于现有装配式预制桥墩与承台构造而言，由于采用了限位杆、限位钉及预埋钢板等构件，使得结构的整体性得到了显著的提升。通过在工厂内预制承台、桥墩及其它附属构件，实现了施工过程的标准化、工厂化、装配化以及大型化，大大缩减了施工建设的周期，提升了工程质量，减小了施工过程中对城市交通、环境的不利影响。该体系构造简单，不需要复杂的施工机械，易于安装，降低了装配化施工难度，便于普及。本发明实现了安全、高效、环保、耐久、经济和可持续发展的要求，适用于有快速建造需求的城市桥梁以及跨线桥梁等桥梁工程。

进一步的，桥墩预埋钢板与承台预埋钢板采用单面摩擦的方式进行栓接，使连接更加牢固可靠。

进一步的，限位钉用来约束限位杆平动，限位钉采用旋转下卡式构造，在其插入限位杆上的限位孔道后旋转90°使其固定。以防止其从限位杆的孔道滑脱。

本发明的预制桥墩与预制承台在整个装配施工过程没有再进行混凝土二次浇筑，提高了预制结构的整体性。

附图说明

图1为本发明具体实施方式的装配式全预制桥墩和承台的组合构造的结构轴测图；

图2为本发明具体实施方式的装配式全预制桥墩和承台的组合构造的横桥向剖面图；

图3为本发明具体实施方式的装配式全预制桥墩和承台的组合构造的顺桥向剖面图；

图4为本发明具体实施方式的装配式全预制桥墩和承台的组合构造的顺桥向限位杆预埋孔道与限位钉预埋孔道位置关系正视图；

图5为本发明具体实施方式的装配式全预制桥墩和承台的组合构造的顺桥向限位杆预埋孔道与限位钉预埋孔道位置关系左视图；

图6为本发明具体实施方式的装配式全预制桥墩和承台的组合构造的限位钉大样图；

图中：1—预制桥墩；2—预制承台；3—第一限位杆；4—第二限位杆；5—第三限位杆；6—第四限位杆；7—第五限位杆；8—第一限位钉；9—第二限位钉；10—第三限位钉；11—第四限位钉；12—第五限位钉；13—承台预埋钢板；14—桥墩预埋钢板；15—螺栓；16—螺栓孔；17—第一限位杆预埋孔道；18—第二限位杆预埋孔道；19—第一限位钉预埋孔道；20—第二限位钉预埋孔道；21—第三限位杆预埋孔道；22—第四限位杆预埋孔道；23—第五限位杆预埋孔道；24—第三限位钉预埋孔道；25—第四限位钉预埋孔道；26—第五限位钉预埋孔道。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

如图1所示，本发明所述的全预制桥墩和承台的组合构造，主要包括预制桥墩1、预制承台2、限位杆和限位钉。

所述预制承台2上表面设有开口向上的凹槽，装配时，所述预制桥墩1置于预制承台2的凹槽中，预制桥墩1下表面和预制承台2凹槽的水平底面齐平。本实施例中，预制承台2横截面为矩形，预制承台2上的凹槽为矩形。

所述预制承台2沿横桥向和顺桥向均预留有贯穿的限位杆预埋孔道，顺桥向的限位杆预埋孔道位于横桥向的限位杆预埋孔道的上方，以防止孔道交汇。如图2、图3、图4和图5所示，预制承台2上位于限位杆预埋孔道的两端分别预留一个限位钉预埋孔道，限位钉预埋孔道与相应的限位杆预埋孔道垂直且相连通。现场装配时，将限位杆插入限位杆预埋孔道中，限位杆在限位钉预埋孔道相对应的位置设有径向孔，将限位钉插入限位钉预埋孔道和径向孔中。

限位杆预埋孔道的设置通过钢套筒预埋进桥墩和承台实现。

限位杆均采用高强钢材制成，有顺桥向和横桥向两种，其长度分别比相应限位杆预埋孔道的长度短10-20厘米。装配后，限位杆两端相对于预制承台的端面均向内缩进5-10厘米。

限位钉用来约束限位杆平动。限位钉采用特殊构造，以防止其从限位杆预埋孔道滑脱。限位钉采用旋转下卡式构造，上部为圆柱体，下部为不规则形体。如图6所示，本实施例中，限位钉上部为圆柱体，下部为长方体，长方体的长度与圆柱体的直径相同，圆柱体和长方体之间设有缝隙，限位钉顶部设有凹槽。限位钉预埋孔道上部为圆柱孔，下部为能够容纳限位钉下部长方体的腔体，圆柱孔和腔体之间通过一矩形孔连通。限位钉插入限位钉预埋孔时，限位钉下部长方体通过矩形孔进入腔体，通过限位钉顶部凹槽将限位钉旋转90°使其固定。

本实施例中，预制承台2沿顺桥向的限位杆预埋孔道包括第一限位杆预埋孔道18和第二限位杆预埋孔道17，第一限位杆预埋孔道18和第二限位杆预埋孔道17以预制承台2顺桥向中心线对称布置；沿横桥向预留的限位杆预埋孔道包括第三限位杆预埋孔道21、第四限位杆预埋孔道22和第五限位杆预埋孔道23，中间限位杆预埋孔道位于预制承台2横桥向中心线位置，另外两个限位杆预埋孔道关于预制承台2横桥向中心线对称布置。

顺桥向的限位钉预埋孔道包括第一限位钉预埋孔道19和第二限位钉预埋孔道20，横桥向的限位钉预埋孔道包括第三限位钉预埋孔道24、第四限位钉预埋孔道25和第五限位钉预埋孔道26。限位杆包括第一限位杆3、第二限位杆4、第三限位杆5、第四限位杆6和第五限位杆7，限位钉包括第一限位钉8、第二限位钉9、第三限位钉10、第三限位钉11和第五限位钉12。

预制桥墩1上预留有与预制承台2上的限位杆预埋孔道位置相应的限位杆预埋孔道。限位杆依次插入预制承台2和预制桥墩1的限位杆预埋孔道中，将预制桥墩1和预制承台2装配连接在一起。

预制桥墩1和预制承台2上的限位杆预埋孔道均为圆形截面。

同时，为增强预制桥墩1顺桥向的抗倾覆性，在预制承台2上表面预埋若干承台预埋钢板13，分布在预制桥墩1的两侧。本实施例中，在预设预制桥墩1的两侧分别预埋四块承台预埋钢板13。承台预埋钢板13上设有若干螺栓孔16。

在预制桥墩1顺桥向两侧预埋有桥墩预埋钢板14，桥墩预埋钢板14的位置与承台预埋钢板13位置相对应。桥墩预埋钢板14为直角三角钢板与矩形钢板组合式钢板，一个矩形钢板上垂直连接两个直角三角钢板，两个直角三角钢板与一个矩形钢板采用双面焊接的方式连接，并在直角三角钢板两侧的矩形钢板上为螺栓预留螺栓孔16；承台预埋钢板13为与桥墩预埋钢板中矩形钢板尺寸相同的矩形钢板。每块矩形钢板上都预留12个螺栓孔16。装配时，桥墩预埋钢板14与承台预埋钢板13采用单面摩擦的方式通过螺栓15连接。

本发明所述预制桥墩1、预制承台2、限位杆以及限位钉分别采用工厂化的预制拼装构件来进行建造。先在预制承台2四周和预制桥墩1四周预留限位杆预埋孔道，当预制承台1和预制桥墩2拼装就位后将限位杆分别插入预留的限位杆预埋孔道，使预制桥墩1和预制承台2连成一个整体，最后再通过限位钉固定限位杆的位置。

本发明所述的装配式全预制桥墩与承台制造方法为：

预制桥墩1与预制承台2在立模浇筑时，预先架立限位钉预埋孔道钢套筒，钢套筒通过承台和桥墩中的定位钢筋定位，浇筑混凝土，在工厂预制好预制桥墩1和预制承台2。

本发明所述的装配式全预制桥墩与承台的连接方法步骤如下：

步骤1，采用吊机将预制桥墩1准确吊装至预制承台2上的指定位置，使其限位杆预埋孔道与预制承台2的限位杆预埋孔道实现准确对接。

步骤2，用液压千斤顶将限位杆顶推至限位杆预埋孔道中，检查限位杆的径向孔与限位钉预埋孔道位置是否对应，若不对应再转动限位杆进行调节使其对应。

步骤3，将限位钉依次插入预制承台2的限位钉预埋孔道和限位杆的径向孔中。

步骤4，通过螺栓15将承台预埋钢板13与桥墩预埋钢板14进行连接。

步骤5，最后采用杯罩将裸漏的限位杆两端进行密封，将裸露的钢板及螺栓涂刷防水材料。

本发明的主要好处在于：通过在工厂内预制承台、桥墩及其它附属构件，实现了施工过程的标准化、工厂化、装配化以及大型化。大大缩减了施工建设的周期，提升了工程质量，减小了施工过程中对城市交通、环境的不利影响。相对于现有装配式预制桥墩与承台构造与施工方法而言，由于采用了限位杆、限位钉及预埋钢板等构件，使得结构的整体性得到了显著的提升。该体系构造简单，不需要复杂的施工机械，易于安装，降低了装配化施工难度，便于普及。桥墩预埋钢板与承台预埋钢板采用单面摩擦的方式进行栓接，使连接更加牢固可靠。实现了安全、高效、环保、耐久、经济和可持续发展的要求。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种全预制桥墩和承台的组合构造，其特征在于，包括预制桥墩(1)、预制承台(2)、限位杆和限位钉；

预制承台(2)上表面设有凹槽，装配时，预制桥墩(1)置于预制承台(2)的凹槽中；

预制承台(2)上沿横桥向和顺桥向均预留有贯穿的限位杆预埋孔道，横桥向的限位杆预埋孔道与顺桥向的限位杆预埋孔道不交汇；预制承台(2)上位于限位杆预埋孔道的两端处分别预留有限位钉预埋孔道，限位钉预埋孔道与相应的限位杆预埋孔道垂直且相连通；限位钉采用旋转下卡式构造，限位钉上部为圆柱体，限位钉下部为长方体，长方体的长度与圆柱体的直径相同，圆柱体和长方体之间设有缝隙，限位钉顶部设有凹槽；限位钉预埋孔道上部为圆柱孔，下部为能够容纳限位钉下部长方体的腔体，圆柱孔和腔体之间通过一矩形孔连通；装配时，限位杆插入限位杆预埋孔道中，限位杆在限位钉预埋孔道相对应的位置设有径向孔，限位钉插入限位钉预埋孔道和径向孔中，限位钉下部长方体通过矩形孔进入腔体，通过限位钉顶部的凹槽将限位钉旋转90°使限位钉固定；

预制桥墩(1)上预留有与预制承台(2)上的限位杆预埋孔道位置相应的限位杆预埋孔道，预制桥墩(1)和预制承台(2)上的限位杆预埋孔道均为圆形截面；装配时，限位杆依次插入预制承台(2)和预制桥墩(1)的限位杆预埋孔道中；

在预制承台(2)上表面预埋有若干个承台预埋钢板(13)，预制桥墩(1)的侧面预埋有桥墩预埋钢板(14)，桥墩预埋钢板(14)的位置与承台预埋钢板(13)位置相对应，装配时，桥墩预埋钢板(14)与承台预埋钢板(13)通过螺栓(15)连接。

2.根据权利要求1所述的全预制桥墩和承台的组合构造，其特征在于，桥墩预埋钢板(14)包括两个直角三角钢板与一个矩形钢板，两个直角三角钢板垂直连接在矩形钢板上，直角三角钢板两侧的矩形钢板上设置螺栓孔(16)；承台预埋钢板(13)为与桥墩预埋钢板中矩形钢板尺寸相同的矩形钢板。

3.根据权利要求1所述的全预制桥墩和承台的组合构造，其特征在于，预制承台(2)沿顺桥向设置两个限位杆预埋孔道，以预制承台(2)顺桥向中心线对称布置；沿横桥向设置三个限位杆预埋孔道，中间的限位杆预埋孔道位于预制承台(2)横桥向中心线位置，另外两个限位杆预埋孔道关于预制承台(2)横桥向中心线对称布置。

4.根据权利要求1所述的全预制桥墩和承台的组合构造，其特征在于，顺桥向的限位杆预埋孔道位于横桥向的限位杆预埋孔道的上方。

5.根据权利要求1所述的全预制桥墩和承台的组合构造，其特征在于，预制承台(2)上的凹槽为矩形。

6.根据权利要求1所述的全预制桥墩和承台的组合构造，其特征在于，限位杆的长度比相应限位杆预埋孔道的长度短10-20厘米，装配后，限位杆两端相对于预制承台的端面均向内缩进5-10厘米。

7.权利要求1所述的全预制桥墩和承台的组合构造的装配方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，预制桥墩(1)与预制承台(2)在立模浇筑时，预先架立限位杆预埋孔道钢套筒，钢套筒通过承台和桥墩中的定位钢筋定位，浇筑混凝土，在工厂预制好预制桥墩(1)和预制承台(2)；将预制桥墩(1)吊装至预制承台(2)上的凹槽处，使预制桥墩(1)的限位杆预埋孔道与预制承台(2)的相应限位杆预埋孔道相对接；

步骤2，将限位杆顶推至限位杆预埋孔道中，检查限位杆的径向孔与限位钉预埋孔道位置是否对应，若不对应则转动限位杆进行调节使其对应；

步骤3，将限位钉依次插入预制承台(2)的限位钉预埋孔道和限位杆的径向孔中；

步骤4，通过螺栓(15)将承台预埋钢板(13)与桥墩预埋钢板(14)进行连接。

8.根据权利要求7所述的全预制桥墩和承台的组合构造的装配方法，其特征在于，还包括：步骤5，采用杯罩将裸漏的限位杆两端进行密封，将裸露的钢板及螺栓涂刷防水材料。