CN109555151A - 预制混凝土立柱与承台的钢混组合连接构造及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种预制混凝土立柱与承台的钢混组合连接构造及施工方法，其特征在于在预制混凝土立柱下部设立柱预埋钢连接器，在承台上部设承台预埋钢连接器，立柱预埋钢连接器与承台预埋钢连接器之间通过锚杆连接。在现场拼装阶段，桥墩立柱预埋钢连接器预留锚杆孔与承台预埋钢连接器外伸锚杆对齐，通过高强锚杆完成连接。本发明采用钢混组合结构的概念，在预制立柱与承台中预埋钢连接器，将混凝土结构连接转换为钢结构连接。现场拼装采用高强锚杆连接，对于现场连接施工的技术要求大幅度降低。如果远期桥梁需要改建或拆除，反向施工即可完成。

Description

预制混凝土立柱与承台的钢混组合连接构造及施工方法

技术领域

本发明属于桥梁工程领域，具体涉及一种预制混凝土立柱与承台的钢混组合连接构造及施工方法。

背景技术

随着我国经济水平的发展，城市桥梁的施工影响越来越受到市民、政府、业主、设计单位和施工单位的重视。在中心城区采用传统的以现场浇筑为主的施工方法，势必会以现有道路作为施工场地，长时间阻断交通，而且施工噪声无法有效控制，施工设备、辅助设施需要重复配置，造成资源能源消耗大，财力物力浪费多等问题。如何在保证工程质量和经济性的前提下，更加快速、高效、低能耗的建成桥梁，是一个必须解决的课题。

进入本世纪以来，国内的东海大桥、长江大桥、港珠澳大桥等跨海桥梁率先采用桥梁预制拼装技术，近几年来上海市为了适应绿色施工的要求，在嘉闵高架、北横通道、S7高架、军工路高架、中环国定路下匝道、南北高架中兴路下匝道等项目中推广使用桥梁预制拼装技术。近年来国家大力倡导绿色环保的建设方式，预制装配式技术是减少施工污染、提升工程质量的有效手段。

目前国内外城市桥梁下部结构预制拼装技术主要采用灌浆套筒连接技术和波纹管连接技术两种技术路线。灌浆套筒连接技术是一种现场钢筋连接技术，在套筒内灌注高强砂浆，通过砂浆握裹力把钢筋连接起来。波纹管连接技术是一种现场钢筋锚固技术，在波纹管内灌注高强砂浆，通过握裹力把钢筋锚固在混凝土构件中。这两种技术都需要在施工现场灌注高强砂浆（俗称湿法施工），对于现场施工的要求比较高，任何一个套筒或波纹管灌浆失败，都会导致该钢筋连接失效，施工风险较大。预制桥墩现场拼装施工中如果能有一种湿法施工以外的工艺，降低对施工的技术难度，将会推动桥梁预制拼装技术的普及。

发明内容

本发明的目的在于提供一种预制混凝土立柱与承台的钢混组合连接构造，变“湿法施工”为“干法施工”，克服传统连接方法在施工工艺和耐久性方面的不足，实现预制混凝土立柱与混凝土承台拼装施工便利，受力可靠，经济合理。

为达到上述目的，本发明的解决方案是：一种预制混凝土立柱与承台的钢混组合连接构造，其特征在于

在预制混凝土立柱下部设立柱预埋钢连接器，在承台上部设承台预埋钢连接器；

所述立柱预埋钢连接器由承压板、外包钢板、内加劲开孔板、外加劲板组成，外包钢板、内加劲开孔板、外加劲板焊接在承压板上，承压板预留锚杆孔，所述承压板设置于预制混凝土立柱底部，外包钢板设置在预制混凝土立柱下部外侧，内加劲开孔板位于外包钢板内侧，外加劲板位于外包钢板外侧，内加劲开孔板的孔中穿入立柱箍筋形成开孔板连接件，所述承压板上预留锚杆孔；

所述承台预埋钢连接器包括上锚板、下锚板，上锚板、下锚板上对应设置有若干个锚杆孔，高强锚杆的上端连接上锚板，所述高强锚杆的下端连接下锚板，所述高强锚杆的上端延伸至混凝土承台上方；

所述承压板的预留锚杆孔与上锚板及下锚板的锚杆孔相对应设置，承台预埋钢连接器内的高强锚杆的上端穿入承压板的预留锚杆孔后通过螺帽锁紧，即可完成预制混凝土立柱和承台的连接。

进一步地，所述外包钢板围成一方形结构，且垂直设置于承压板上，内加劲开孔板对应设置在方形结构的四条边的内侧，且与对应的边呈垂直方向设置，外加劲板设置于方形结构的外侧，不仅垂直设置于方形结构的四条边上，还设置于方形结构的四个圆角上，承压板上相邻两个外加劲板之间位置设预留锚杆孔。

进一步地，在立柱预埋钢连接器与承台预埋钢连接器连接处外覆混凝土，避免连接部位钢材受到外界环境的损害，提升连接耐久性。

进一步地，承台上部内凹形成凹陷部，所述承台预埋钢连接器设置于承台凹陷部，且在所述凹陷部内与立柱预埋钢连接器连接，在所述凹陷部内浇筑混凝土，使得在承台预埋钢连接器和立柱预埋钢连接器外覆混凝土保护钢构件，确保连接的耐久性。

本发明的目的在于提供一种预制混凝土立柱与承台的钢混组合连接构造的施工方法，变“湿法施工”为“干法施工”，克服传统连接方法在施工工艺和耐久性方面的不足，实现预制混凝土立柱与混凝土承台拼装施工便利，受力可靠，经济合理。

为达到上述目的，本发明的解决方案是：一种预制混凝土立柱与承台的钢混组合连接构造的施工方法，其特征在于所述施工方法包括以下步骤：

A、制备立柱预埋钢连接器、承台预埋钢连接器，其中立柱预埋钢连接器由承压板、外包钢板、内加劲开孔板、外加劲板组成，外包钢板、内加劲开孔板、外加劲板焊接在承压板上，承压板预留锚杆孔，所述承台预埋钢连接器包括上锚板、下锚板，上锚板、下锚板上对应设置有若干个锚杆孔，高强锚杆的上端连接上锚板，所述高强锚杆的下端连接下锚板，所述高强锚杆的上端延伸至混凝土承台上方；

B、混凝土立柱预制时以立柱预埋钢连接器为底模，绑扎钢筋，浇筑混凝土完成预制，其中为满足钢连接器在立柱中的锚固性能，预埋立柱预埋钢连接器内部加劲开孔板孔中穿入立柱箍筋形成开孔板连接件；

C、施工承台，在承台上部预埋承台预埋钢连接器；

D、吊装混凝土立柱，将立柱预埋钢连接器的承压板预留锚杆孔与承台预埋钢连接器的高强锚杆对齐，且使得高强锚杆穿入承压板预留锚杆孔内，并用螺母锁紧，完成混凝土立柱和承台的现场拼装。

该方法还包括步骤：

E、在立柱预埋钢连接器与承台预埋钢连接器连接处外覆混凝土。

在预制立柱中和承台中预埋钢连接器，将承台和桥墩之间的混凝土连接转化为钢连接器的连接。现场拼装采用高强锚杆连接，对于现场连接施工的技术要求大幅度降低。如果远期桥梁需要改建或拆除，反向施工即可完成。与灌浆套筒和灌浆波纹管连接技术相比，本发明充分发挥钢结构的现场施工优势，不受现场温度影响，避免了高要求的现场高强砂浆的灌浆施工，降低了对现场施工的技术难度，变“湿法施工”为“干法施工”，可大幅提升桥梁现场拼装效率和质量。

由于采用上述方案，本发明的有益效果是：

一、承台和桥墩之间的现场拼装采用高强锚杆连接，对于现场连接施工的技术要求大幅度降低。避免了灌浆套筒和灌浆波纹管技术现场施工所需要的灌浆和养护作业，大幅加快施工速度。

二、变混凝土与混凝土的连接为钢与钢的连接，本发明充分发挥钢结构的现场施工优势，不受现场温度影响，大幅提高现场施工的精度和便利性。

三、如果远期桥梁需要改建或拆除，反向施工即可完成。

四、构件预制拼装率高。预埋立柱钢连接件、预制立柱浇筑工作均可在工厂完成,构件的加工质量可以得到保证,现场只需进行干式拼装、连接即形成预制桥墩与承台的可靠连接，符合我国桥梁工业化、拼装化的发展方向。

附图说明

图1为本发明实例预制桥墩与立柱钢混组合连接构造主视图。

图2为本发明实例立柱预埋钢连接器主视图。

图3为本发明实例立柱预埋钢连接器俯视图。

图4为本发明实例承台预埋钢连接器主视图。

图5为本发明实例承台预埋钢连接器俯视图。

附图标记：1、预制混凝土立柱；2、承台；3、立柱预埋钢连接器；4、承台预埋钢连接器；5、高强锚杆；6、外覆混凝土；31、承压板；32、外包钢板；33、内加劲开孔板；34、外加劲板；35、预留锚杆孔；41、上锚板；42、下锚板。

具体实施方式

以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。

针对当前常用的预制拼装桥墩与承台的连接方式在施工工艺和耐久性方面的不足，本发明提出一种能够提高现场施工速度和便利性，改善连接受力及耐久性的预制桥墩与承台钢混组合式拼装构造及施工方法，图1所示为预制桥墩与立柱钢混组合连接构造主视图，图2为本发明实例立柱预埋钢连接器主视图。图3为本发明实例立柱预埋钢连接器俯视图。图4为本发明实例承台预埋钢连接器主视图。图5为本发明实例承台预埋钢连接器俯视图。

本发明一种预制混凝土桥墩立柱与承台的钢混组合连接构造主要由预制立柱、承台、立柱预埋钢连接器、承台预埋钢连接器、高强锚杆、外覆混凝土组成。

如图1所示，一种预制混凝土桥墩立柱与承台的钢混组合式连接构造，其特征在于在预制混凝土立柱下部设立柱预埋钢连接器，在承台上部设凹陷部，且在所述凹陷部内设承台预埋钢连接器，制混凝土立柱下部插入承台凹陷部，立柱预埋钢连接器与承台预埋钢连接器之间通过锚杆连接。在凹陷部内浇筑外覆混凝土，外覆混凝土能够有效的避免连接部位钢材受到外界环境的损害，提升连接耐久性。

结合图2、图3所示，立柱预埋钢连接件所述预埋钢连接器由承压板、外包钢板、内加劲开孔板、外加劲板组成，外包钢板、内加劲开孔板、外加劲板焊接在承压板上，承压板预留锚杆孔。

立柱预制时以立柱预埋钢连接器为底模，绑扎钢筋，浇筑混凝土完成预制，其中为满足钢连接器在立柱中的锚固性能，预埋立柱预埋钢连接器内部加劲开孔板孔中穿入立柱箍筋形成开孔板连接件。

结合图4、图5所示，承台预埋钢连接器中的高强锚杆的上端连接上锚板,所述高强锚杆的下端连接下锚板，所述高强锚杆的上端延伸至混凝土承台上方。上锚板和下锚板既保证了高强锚杆的预埋精度，又提升了承台预埋钢连接件的锚固性能。上锚板和下锚板均中间挖洞，降低钢材用量，提升连接经济性。锚杆外伸长度由构造确定。高强锚杆的上端与上锚板连接处以及高锚杆下端与下锚板连接处设置螺旋钢筋，防止该部位混凝土局部破坏。制作承台时上下锚板、螺旋钢筋和高强锚杆都预埋在承台里。

本发明采用钢混组合结构的概念，在预制立柱与承台中预埋钢连接器，将预制拼装现场施工中的混凝土结构连接转换为钢结构连接。承台和桥墩之间的现场拼装采用高强锚杆连接，对于现场连接施工的技术要求大幅度降低。如果远期桥梁需要改建或拆除，反向施工即可完成。与灌浆套筒和灌浆波纹管连接技术相比，本发明充分发挥钢结构的现场施工优势，不受现场温度影响，避免了高要求的现场高强砂浆的灌浆施工，降低了对现场施工的技术难度，变“湿法施工”为“干法施工”，可大幅提升桥梁现场拼装效率和质量。

上述实施例描述是为了便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种预制混凝土立柱与承台的钢混组合连接构造，其特征在于

在预制混凝土立柱下部设立柱预埋钢连接器，在承台上部设承台预埋钢连接器；

所述立柱预埋钢连接器由承压板、外包钢板、内加劲开孔板、外加劲板组成，外包钢板、内加劲开孔板、外加劲板焊接在承压板上，承压板预留锚杆孔，所述承压板设置于预制混凝土立柱底部，外包钢板设置在预制混凝土立柱下部外侧，内加劲开孔板位于外包钢板内侧，外加劲板位于外包钢板外侧，内加劲开孔板的孔中穿入立柱箍筋形成开孔板连接件，所述承压板上预留锚杆孔；

所述承台预埋钢连接器包括上锚板、下锚板，上锚板、下锚板上对应设置有若干个锚杆孔，高强锚杆的上端连接上锚板，所述高强锚杆的下端连接下锚板，所述高强锚杆的上端延伸至混凝土承台上方；

所述承压板的预留锚杆孔与上锚板及下锚板的锚杆孔相对应设置，承台预埋钢连接器内的高强锚杆的上端穿入承压板的预留锚杆孔后通过螺帽锁紧，即可完成预制混凝土立柱和承台的连接。

2.如权利要求1所述的预制混凝土立柱与承台的钢混组合连接构造，其特征在于所述外包钢板围成一方形结构，且垂直设置于承压板上，内加劲开孔板对应设置在方形结构的四条边的内侧，且与对应的边呈垂直方向设置，外加劲板设置于方形结构的外侧，不仅垂直设置于方形结构的四条边上，还设置于方形结构的四个圆角上，承压板上相邻两个外加劲板之间位置设预留锚杆孔。

3.如权利要求1所述的预制混凝土立柱与承台的钢混组合连接构造，其特征在于：在立柱预埋钢连接器与承台预埋钢连接器连接处外覆混凝土。

4.如权利要求3所述的预制混凝土立柱与承台的钢混组合连接构造，其特征在于：承台上部内凹形成凹陷部，所述承台预埋钢连接器设置于承台凹陷部，且在所述凹陷部内与立柱预埋钢连接器连接，在所述凹陷部内浇筑混凝土。

5.一种预制混凝土立柱与承台的钢混组合连接构造的施工方法，其特征在于所述施工方法包括以下步骤：

A、制备立柱预埋钢连接器、承台预埋钢连接器，其中立柱预埋钢连接器由承压板、外包钢板、内加劲开孔板、外加劲板组成，外包钢板、内加劲开孔板、外加劲板焊接在承压板上，承压板预留锚杆孔，所述承台预埋钢连接器包括上锚板、下锚板，上锚板、下锚板上对应设置有若干个锚杆孔，高强锚杆的上端连接上锚板，所述高强锚杆的下端连接下锚板，所述高强锚杆的上端延伸至混凝土承台上方；

B、混凝土立柱预制时以立柱预埋钢连接器为底模，绑扎钢筋，浇筑混凝土完成预制，其中为满足钢连接器在立柱中的锚固性能，预埋立柱预埋钢连接器内部加劲开孔板孔中穿入立柱箍筋形成开孔板连接件；

C、施工承台，在承台上部预埋承台预埋钢连接器；

D、吊装混凝土立柱，将立柱预埋钢连接器的承压板预留锚杆孔与承台预埋钢连接器的高强锚杆对齐，且使得高强锚杆穿入承压板预留锚杆孔内，并用螺母锁紧，完成混凝土立柱和承台的现场拼装。

6.如权利要求5所述的预制混凝土立柱与承台的钢混组合连接构造的施工方法，其特征在于：所述方法还包括步骤：

E、在立柱预埋钢连接器与承台预埋钢连接器连接处外覆混凝土。