CN109811648B - 一种预应力分段连接预制拼装节段的铁路实心高墩 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种预应力分段连接预制拼装节段的铁路实心高墩，桥墩的纵向预应力筋分成三段，第一段预应力钢筋锚固在基础底部凹槽处，在节段的上表面张拉钢筋，然后将预应力钢筋锚固在第二个节段内。第二段预应力钢筋锚固在第二个节段底部凹槽处，并在第二个节段的表面张拉钢筋，然后将预应力钢筋锚固在第三个节段内。第三段预应力筋锚固在第三个节段底部凹槽处，在顶部节段的顶部后张拉钢筋，然后将预应力钢筋锚固在盖梁内。预埋金属波纹管内灌注超高性能混凝土UHPC，将预制桥墩节段连接为一体。本发明将预应力钢筋的长度控制在一个合适的范围，使预应力效果得到保障，提高构件的抗裂性、刚度及抗渗性，能够充分发挥材料的性能，减少预应力损失。

Description

一种预应力分段连接预制拼装节段的铁路实心高墩

技术领域

本发明涉及桥梁工程技术领域，具体涉及一种预应力分段连接预制拼装节段的技术，并将该技术用于铁路实心高墩中。

背景技术

随着我国道路交通事业的发展，对桥梁施工工期的要求越加严格，特别是铁路桥梁、高速公路跨线桥等项目中，桥梁施工会对地面交通造成影响，导致交通堵塞等问题，极大地减弱道路通行能力。而预制节段拼装技术有着施工安全性好、建造效率高、质量有保障、周期短、环境污染小等诸多优势，能够减少现场施工时间和对交通的影响，因此研究桥梁预制节段拼装技术具有很强的实际意义。

铁路桥梁是铁路跨越河流、湖泊、海峡、山谷或其他障碍物，以及为实现铁路线路与铁路线路或道路的立体交叉而修建的构筑物。其中，桥墩作为铁路桥梁结构系统中重要的支柱，对于桥梁质量和安全性有着至关重要的作用。但是由于铁路修建受到地形地势，运输成本，施工难度和吊装高度等客观因素的限制，在铁路桥墩的修建中应用预制节段拼装技术无疑是一种很好的选择。

在桥梁施工过程中，桥梁高墩施工是一种很常见的施工方式，它在桥梁稳定方面起着非常重要的作用。随着重大交通基础设施的不断开工，桥梁的桥墩高度越来越高，施工的难度越来越大。当桥墩高度过高时，桥墩中的纵向预应力筋若是在桥墩底部锚固，在桥墩顶部张拉，预应力钢筋的长度就过长，预应力效果得不到保障。因此，控制预应力筋的长度成为桥梁高墩施工的一个关键性问题，如果可以设计出一种能够适应工程需要的预应力技术，就可以大大提高高墩桥梁的效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种预应力分段连接预制拼装节段的技术，并将该技术用于铁路实心高墩中，以解决铁路桥墩高度过高时，纵向预应力钢筋的长度就过长，预应力效果得不到保障的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种预应力分段连接预制拼装节段的铁路实心高墩，包括：承台1、第一桥墩节段2、第二桥墩节段3、第三桥墩节段4和预制拼装桥墩上部节段7。

所述第二桥墩节段3由三个模块组成，每个模块的表面有剪力键，因此模块与模块之间用榫卯连接的方式紧紧咬合。所述第三桥墩节段4由四个模块组成，四个模块的表面有剪力键，模块与模块之间用榫卯连接的方式紧紧咬合。第二桥墩节段3和第三桥墩节段4的尺寸相同；第一桥墩节段2的高是第二桥墩节段3的高的三分之一，其余尺寸与第二桥墩节段3相同，这样能够保证第一桥墩节段2的质量和体积与第二桥墩节段3、第三桥墩节段4接近，为运输和吊装带来很大的便利。

所述预制拼装桥墩的节段纵向堆叠方式：按第一桥墩节段2、第二桥墩节段3、第三桥墩节段4的顺序从下至上排列，根据桥墩的高度按上述顺序继续从下至上堆叠。

预制拼装的第一桥墩节段2、第二桥墩节段3、第三桥墩节段4中留有预埋管道，预埋管道从承台2到上部节段7顶部保证是垂直贯通的。

从下至上的第一个循环堆叠第一桥墩节段2、第二桥墩节段3、第三桥墩节段4、第一桥墩节段2的四个角落的预埋管道中放置预应力钢筋8，其余的预埋管道放置普通钢筋9。从下至上的第二个循环堆叠第一桥墩节段2、第二桥墩节段3、第三桥墩节段4、第一桥墩节段2的次角落的四个预埋管道中放置预应力钢筋8，其余的预埋管道放置普通钢筋9。

所述预埋管道采用波纹管，波纹管的直径大于普通钢筋9和预应力筋8的直径，保证在普通钢筋9和预应力筋8穿过的情况下能够顺利进行波纹管的压力灌浆，从而确保桥墩节段的强度。

第一桥墩节段2的预应力钢筋8在承台底部锚固，并从承台顶面穿过从下至上第一桥墩节段2的预埋管道，在从下至上第一个第三桥墩节段4的上表面张拉，然后将预应力钢筋锚固在从下至上第一个第三桥墩节段4的顶部，然后进行第一段波纹管的压力灌浆。第二段预应力钢筋8锚固在从下至上第二个第一桥墩节段2底部，并在从下至上第二个第三桥墩节段4的表面张拉钢筋，然后将预应力钢筋锚固在从下至上第二个第三桥墩节段4顶部，然后进行第二段波纹管的压力灌浆。第三段预应力筋8锚固在从下至上第三个第一桥墩节段2底部，穿过第三个第一桥墩节段2的预埋管道，并在上部节段7的顶部后张拉钢筋，然后将预应力钢筋锚固在上部节段7顶部，然后进行第三段波纹管的压力灌浆。

锚具外的预留的预应力钢筋外露长度与第一桥墩节段2的高度相等，用钢筋连接器连接锚具外的预应力钢筋8和普通钢筋9。

所述的第二桥墩节段3和第三桥墩节段4的上下分布的普通钢筋长度大约60(该普通钢筋长度能够根据工程的实际情况做出相应的变化)公分，将预制的第二桥墩节段3和第三桥墩节段4连接为一体。

为了保证桥墩整体性和耐久性，在节段与节段接触面之间和模块的榫卯部位涂抹环氧粘结剂5。

所述的预留管道与钢筋的空隙间灌设超高性能混凝土UHPC6，将所有节段连接为一体。

本发明的有益效果为：

1)这种预制拼装节段的铁路实心高墩的每一个节段都由几个模块组成，模块具有规模化，标准化的特点，在工厂预制时方便快捷。这种模块化方法给运输和吊装也带来很大的便利。

2)这种预应力钢筋分段张拉的方式，可以将预应力钢筋的长度控制在一个合适的范围，使预应力效果得到保障，提高构件的抗裂性、刚度及抗渗性，能够充分发挥材料的性能，减少预应力损失。

附图说明

图1预应力分段连接预制拼装节段的铁路实心高墩整体示意图。

图2第一桥墩节段的A-A和J-J截面连接钢筋布置示意图。

图3第二桥墩节段的B-B和H-H截面连接钢筋布置示意图。

图4第三桥墩节段的C-C和I-I截面连接钢筋布置示意图。

图5第一桥墩节段的D-D和G-G截面连接钢筋布置示意图。

图6第二桥墩节段的E-E截面连接钢筋布置示意图。

图7第三桥墩节段的F-F截面连接钢筋布置示意图。

图中：1—承台；2-第一桥墩节段；3—第二桥墩节段；4—第三桥墩节段4；5—环氧粘结胶；6-超高性能混凝土UHPC；7-预制节段拼装桥墩上部节段；8-普通钢筋；9-预应力钢筋；10-钢筋连接器；11-桩基础。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行说明。

上述基于分段张拉预应力的概念连接预制节段实心高墩的制作方法，包括以下步骤：

1)在预制工厂完成墩身各节段、承台等构造的预制工作。完成预制工作后，将所有的预制构件运输至现场。

2)清洗模块上剪力键的凹槽和凸台以及模块的上表面，在节段接触面和模块的榫卯部位涂抹环氧粘结剂5。

3)将模块按照如图3-4的拼装方式拼装成第二桥墩节段3和第三桥墩节段4。再按照图1所示的纵向堆叠方式，将第一桥墩节段2、第二桥墩节段3和第三桥墩节段4按顺序循环堆叠，并且保持节段与节段间的预留的孔道位置一一对应，以便于预应力筋和普通钢筋能够贯穿连通。

4)第一段预应力钢筋8在承台底部锚固，并从承台顶面穿过从下至上第一个第一桥墩节段2的预埋管道，在从下至上第一个第一桥墩节段4的上表面张拉预应力筋，然后将预应力筋锚固在从下至上第一个第一桥墩节段4顶部，接着进行第一段波纹管的压力灌浆。锚具外的预留的预应力钢筋外露长度与第一桥墩节段2的高度相等，在第一桥墩节段2的预埋管道内用钢筋连接器连接锚具外的预应力钢筋8和普通钢筋9。

5)第二段预应力筋8锚固在从下至上第二个节段2底部，并在从下至上第二个第一桥墩节段4的表面张拉钢筋，然后将预应力钢筋锚固在从下至上第二个第一桥墩节段4顶部，接着进行第二段波纹管的压力灌浆。在从下至上第二个第一桥墩节段2的预埋管道内用钢筋连接器连接锚具外的预应力钢筋8和普通钢筋9。

6)第三段预应力筋8锚固在第三个第一桥墩节段2底部，穿过第三个第一桥墩节段2的四个角落的预埋管道，并在上部节段7的顶部后张拉钢筋，然后将预应力钢筋锚固在上部节段7顶部，然后进行第三段波纹管的压力灌浆。

波纹管压力灌浆结束后及时封锚。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种预应力分段连接预制拼装节段的铁路实心高墩，其特征在于，包括承台(1)、第一桥墩节段(2)、第二桥墩节段(3)、第三桥墩节段(4)和预制拼装桥墩上部节段(7)；

所述第二桥墩节段(3)由三个模块组成，每个模块的表面有剪力键，因此模块与模块之间用榫卯连接的方式紧紧咬合；所述第三桥墩节段(4)由四个模块组成，四个模块的表面有剪力键，模块与模块之间用榫卯连接的方式紧紧咬合；第二桥墩节段(3)和第三桥墩节段(4)的尺寸相同；第一桥墩节段(2)的高是第二桥墩节段(3)的高的三分之一，其余尺寸与第二桥墩节段(3)相同，这样能够保证第一桥墩节段(2)的质量和体积与第二桥墩节段(3)、第三桥墩节段(4)接近，为运输和吊装带来很大的便利；从下至上的第一个循环堆叠第一桥墩节段(2)、第二桥墩节段(3)、第三桥墩节段(4)、第一桥墩节段(2)的四个角落的预埋管道中放置预应力钢筋(8)，其余的预埋管道放置普通钢筋(9)；从下至上的第二个循环堆叠第一桥墩节段(2)、第二桥墩节段(3)、第三桥墩节段(4)、第一桥墩节段(2)的次角落的四个预埋管道中放置预应力钢筋(8)，其余的预埋管道放置普通钢筋(9)。

2.根据权利要求1所述的一种预应力分段连接预制拼装节段的铁路实心高墩，其特征在于，所述预制拼装桥墩的节段纵向堆叠方式：按第一桥墩节段(2)、第二桥墩节段(3)、第三桥墩节段(4)的顺序从下至上排列，根据桥墩的高度按上述顺序继续从下至上堆叠。

3.根据权利要求1所述的一种预应力分段连接预制拼装节段的铁路实心高墩，其特征在于，预制拼装的第一桥墩节段(2)、第二桥墩节段(3)、第三桥墩节段(4)中留有预埋管道，预埋管道从承台(1)到上部节段(7)顶部保证是垂直贯通的。

4.根据权利要求3所述的一种预应力分段连接预制拼装节段的铁路实心高墩，其特征在于，所述预埋管道采用波纹管，波纹管的直径大于普通钢筋(9)和预应力钢筋(8)的直径，保证在普通钢筋(9)和预应力钢筋(8)穿过的情况下能够顺利进行波纹管的压力灌浆，从而确保桥墩节段的强度。

5.根据权利要求1所述的一种预应力分段连接预制拼装节段的铁路实心高墩，其特征在于，第一桥墩节段(2)的预应力钢筋(8)在承台(1)底部锚固，并从承台(1)顶面穿过从下至上第一桥墩节段(2)的预埋管道，在从下至上第一个第三桥墩节段(4)的上表面张拉，然后将预应力钢筋锚固在从下至上第一个第三桥墩节段(4)的顶部，然后进行第一段波纹管的压力灌浆；第二段预应力钢筋(8)锚固在从下至上第二个第一桥墩节段(2)底部，并在从下至上第二个第三桥墩节段(4)的表面张拉钢筋，然后将预应力钢筋锚固在从下至上第二个第三桥墩节段(4)顶部，然后进行第二段波纹管的压力灌浆；第三段预应力筋(8)锚固在从下至上第三个第一桥墩节段(2)底部，穿过第三个第一桥墩节段(2)的预埋管道，并在上部节段(7)的顶部后张拉钢筋，然后将预应力钢筋锚固在上部节段(7)顶部，然后进行第三段波纹管的压力灌浆。

6.根据权利要求1所述的一种预应力分段连接预制拼装节段的铁路实心高墩，其特征在于，锚具外的预留的预应力钢筋外露长度与第一桥墩节段(2)的高度相等，用钢筋连接器连接锚具外的预应力钢筋(8)和普通钢筋(9)。

7.根据权利要求1所述的一种预应力分段连接预制拼装节段的铁路实心高墩，其特征在于，所述的第二桥墩节段(3)和第三桥墩节段(4)的上下分布的普通钢筋长度60公分，将预制的第二桥墩节段(3)和第三桥墩节段(4)连接为一体。

8.根据权利要求1所述的一种预应力分段连接预制拼装节段的铁路实心高墩，其特征在于，为了保证桥墩整体性和耐久性，在节段与节段接触面之间和模块的榫卯部位涂抹环氧粘结剂(5)。

Images