CN110331656A - 一种无粘结后张预应力装配式墩连接结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无粘结后张预应力装配式墩连接结构及其施工方法，包括至少一盖梁、至少一承台、至少一墩柱和至少一预应力张拉机构，墩柱的上端具有伸出的若干墩柱上纵筋段，下端具有伸出的若干墩柱下纵筋段，盖梁具有伸出的若干盖梁纵筋段，承台具有伸出的若干承台纵筋段；承台与盖梁分别预埋有灌浆管，若干墩柱上纵筋段、若干墩柱下纵筋段、若干盖梁纵筋段和若干承台纵筋段均套设在上述灌浆管中，且若干墩柱上纵筋段和若干墩柱下纵筋段分别通过灌注于上述灌浆管中的超高性能混凝土UHPC与若干盖梁纵筋段和若干承台纵筋段相连以使至少一盖梁、至少一承台和至少一墩柱形成一整体，上述墩柱和盖梁通过预应力张拉机构张拉以具备自复位能力。

Description

一种无粘结后张预应力装配式墩连接结构及其施工方法

技术领域

本发明属于装配式墩施工技术领域，具体涉及一种无粘结后张预应力装配式墩连接结构及其施工方法。

背景技术

装配式桥梁具有施工快速、环境影响小和质量可靠等特点，在交通压力大的城市桥梁和有效施工时间短的跨海桥梁建设得到大量应用，包括美国、新西兰等发达国家以及东南亚地区和我国台湾地区。目前国内装配式桥梁应用和研究基本集中在上部结构，装配式桥墩研究起步较晚，多应用于施工比较困难的海上桥梁建设，如东海大桥、杭州湾大桥和港珠澳大桥等跨海大桥等，以及城市桥梁建设，如上海沪闽高架桥、嘉闵高架桥和沈阳四环高架桥等。

随着现代桥梁对绿色、环保和工业化要求越来越高，装配式墩支承的桥梁将是城市桥梁建设的发展趋势。同时，桥梁建设中存在着大量立交和匝道桥梁，装配式墩支承的曲线梁桥将被大量应用，特别是对环境保护区、要求快速施工的城市和施工期短的海上桥梁。对于装配式墩支承的曲线梁桥，一方面装配式墩整体性相对较弱、横向刚度较小，目前多用于中、低烈度地震区。另一方面，曲线梁桥在强震中发生损伤倒塌概率大。在历史地震中，大量曲线梁桥发生破坏，包括桥墩的弯扭破坏、弯曲破坏和上部结构的倒塌。

我国正处于大规模交通建设时期，曲线梁桥正是装配式墩施工技术的适用领域。因此，提出具有旗帜性的耗能型的装配式混凝土桥墩设计方案，对现有的连接构造进行优化，防止装配式墩曲线梁桥在强震中的倒塌是促进其应用一个重要而关键的课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无粘结后张预应力装配式墩连接结构。

本发明的另一目的在于提供上述无粘结后张预应力装配式墩连接结构的施工方法。

本发明的技术方案如下：

一种无粘结后张预应力装配式墩连接结构，包括至少一盖梁、至少一承台、至少一墩柱和至少一预应力张拉机构，墩柱的上端具有伸出的若干墩柱上纵筋段，下端具有伸出的若干墩柱下纵筋段，盖梁具有伸出的若干盖梁纵筋段，承台具有伸出的若干承台纵筋段；

该至少一墩柱位于该至少一承台上，该至少一盖梁位于该至少一墩柱上，承台与盖梁分别预埋有灌浆管，若干墩柱上纵筋段、若干墩柱下纵筋段、若干盖梁纵筋段和若干承台纵筋段均套设在上述灌浆管中，且若干墩柱上纵筋段和若干墩柱下纵筋段分别通过灌注于上述灌浆管中的超高性能混凝土UHPC与若干盖梁纵筋段和若干承台纵筋段相连以使至少一盖梁、至少一承台和至少一墩柱形成一整体，上述墩柱和盖梁通过预应力张拉机构张拉以具备自复位能力。

在本发明的一个优选实施方案中，包括：

所述至少一盖梁，其内预埋有盖梁预应力管道，其下表面具有所述若干盖梁纵筋段；

所述至少一承台，其内预埋有承台预应力管道，其上表面具有所述若干承台纵筋段；

所述至少一墩柱，其内预埋有墩柱预应力管道，其上端具有所述若干墩柱上纵筋段，其下端具有所述若干墩柱下纵筋段；

所述至少一预应力张拉机构，包括固定端锚具、张拉端锚具和预应力筋组，预应力筋组的两端分别连接固定端锚具和张拉端锚具；

所述固定端锚具设于承台的底部，张拉端锚具设于盖梁的顶部，所述盖梁预应力管道、承台预应力管道和墩柱预应力管道依次连通，预应力筋组穿过盖梁预应力管道、承台预应力管道和墩柱预应力管道。

在本发明的一个优选实施方案中，所述盖梁纵筋段为倒L形钢筋，该倒L形钢筋的水平段通过混凝土浇筑固定于盖梁内，竖直段的上部通过混凝土浇筑固定于盖梁内，下部伸出盖梁以与所述墩柱上纵筋段相连。

在本发明的一个优选实施方案中，所述承台纵筋段为L形钢筋，该L形钢筋的水平段通过混凝土浇筑固定于承台内，竖直段的下部通过混凝土浇筑固定于承台内，上部伸出承台以与所述墩柱下纵筋段相连。

在本发明的一个优选实施方案中，所述墩柱上纵筋段和下纵筋段均为从墩柱延伸出的由若干钢筋构成的钢筋笼。

在本发明的一个优选实施方案中，所述灌浆管为灌浆套筒或灌浆波纹管。

上述无粘结后张预应力装配式墩连接结构的施工方法，包括如下步骤：

(1)分别浇筑制作所述承台、盖梁和墩柱，预置所述盖梁纵筋段、承台纵筋段、墩柱上纵筋段和墩柱下纵筋段，并在承台、盖梁和墩柱内预埋装配后互相连通的承台预应力管道、盖梁预应力管道和墩柱预应力管道；

(2)通过所述灌浆管连接所述盖梁纵筋段、承台纵筋段、墩柱上纵筋段和墩柱下纵筋段；

(3)向灌浆管灌注超高性能混凝土UHPC，实现墩柱与承台和盖梁的连接形成一整体；

(4)在盖梁的顶部设置所述张拉端锚具，在承台的底部设置所述固定端锚具，将预应力筋组穿过互相连通的承台预应力管道、盖梁预应力管道和墩柱预应力管道；

(5)用张拉设备在张拉端锚具处对预应力筋组进行张拉，使承台、盖梁和墩柱具备自复位能力。

本发明的有益效果是：

1、本发明的一种无粘结后张预应力装配式墩连接结构，具有良好抗倒塌性能，承台、墩柱和盖梁均为构件，在工厂内制作，能提高施工质量和施工精度，减少现场作业量，对环境的影响较小，施工速度快。

2、本发明局部采用UHPC材料代替普通混凝土，提高抗裂性以及耐久性。

3、本发明的承台、墩柱和盖梁通过UHPC形成一整体，通过预应力张拉机构张拉使桥墩具有一定的自复位能力，使震后残余变形小，有利于震后救灾。

附图说明

图1为本发明的立面构造示意图；

图2为本发明的墩柱与承台的连接结构示意图。

图3为本发明的墩柱与盖梁的连接结构示意图。

具体实施方式

以下通过具体实施方式结合附图对本发明的技术方案进行进一步的说明和描述。

如图1所示，一种无粘结后张预应力装配式墩连接结构，包括一盖梁1、一承台2、二墩柱3和二预应力张拉机构4，盖梁1、承台2和墩柱3均为构件，在工厂内制作，能提高施工质量和施工精度，减少现场作业量，对环境的影响较小，施工速度快。

盖梁1，其内预埋有盖梁预应力管道10，其下表面设有若干盖梁纵筋段110；

承台2，其内预埋有承台预应力管道20，其上表面具有至少一下预留槽21，该下预留槽21内设有若干承台纵筋段210，下预留槽21的槽口经过凿毛处理；

墩柱3，其内预埋有墩柱预应力管道30，其上端具有若干墩柱上纵筋段31，其下端具有若干墩柱下纵筋段32，优选的，所述墩柱上纵筋段31和下纵筋段均为从墩柱3延伸出的由若干钢筋构成的钢筋笼；

一预应力张拉机构4对应一墩柱3，包括固定端锚具41、张拉端锚具42和预应力筋组43，预应力筋组43的两端分别连接固定端锚具41和张拉端锚具42；

墩柱上纵筋段31通过灌浆管5(灌浆套筒或灌浆波纹管)与盖梁纵筋段110相连；墩柱3的下端适配承台2的下预留槽21，墩柱下纵筋段32通过灌浆管5与承台纵筋段210相连。具体的，墩柱上纵筋段31、墩柱下纵筋段32、盖梁纵筋段110和承台纵筋段210均套设在上述灌浆管5中，且墩柱上纵筋段31和墩柱下纵筋段32分别通过灌注于上述灌浆管5中的超高性能混凝土UHPC与盖梁纵筋段110和承台纵筋段210相连以使盖梁1、承台2和墩柱3形成一整体；预应力张拉机构4的固定端锚具41设于承台2的底部，张拉端锚具42设于盖梁1的顶部，所述盖梁预应力管道10、承台预应力管道20和墩柱预应力管道30依次连通，预应力筋组43穿过盖梁预应力管道10、承台预应力管道20和墩柱预应力管道30；盖梁1、承台2和墩柱3通过预应力张拉机构4的张拉，使桥墩具有一定的自复位能力，使震后残余变形小，有利于震后救灾。

如图2所示，所述盖梁纵筋段110为倒L形钢筋，该倒L形钢筋的水平段通过混凝土浇筑固定于盖梁1内，竖直段的上部通过混凝土浇筑固定于盖梁1内，下部伸出盖梁1以与所述墩柱上纵筋段31相连。

如图3所示，所述承台纵筋段210为L形钢筋，该L形钢筋的水平段通过混凝土浇筑固定于承台2内，竖直段的下部通过混凝土浇筑固定于承台2内，上部位于所述下预留槽21内并伸出所述承台2以与所述墩柱下纵筋段32相连。

上述无粘结后张预应力装配式墩连接结构的施工方法，包括如下步骤：

(1)分别浇筑制作所述承台2、盖梁1和墩柱3，预置所述下预留槽21、盖梁纵筋段110、承台纵筋段210、墩柱上纵筋段31和墩柱下纵筋段32，并在承台2、盖梁1和墩柱3内预埋装配后互相连通的承台预应力管道20、盖梁预应力管道10和墩柱预应力管道30；

(2)通过所述灌浆管5连接所述盖梁纵筋段110、承台纵筋段210、墩柱上纵筋段31和墩柱下纵筋段32；

(3)通过向灌浆管5内灌注超高性能混凝土(UHPC)，实现墩柱3与承台2和盖梁1连接形成一整体；

(4)在盖梁1的顶部设置所述张拉端锚具42，在承台2的底部设置所述固定端锚具41，将预应力筋组43穿过互相连通的承台预应力管道20、盖梁预应力管道10和墩柱预应力管道30；

(5)用张拉设备在张拉端锚具42处对预应力筋组43进行张拉，使盖梁1和墩柱3具备自复位能力。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (7)

1.一种无粘结后张预应力装配式墩连接结构，其特征在于：包括至少一盖梁、至少一承台、至少一墩柱和至少一预应力张拉机构，墩柱的上端具有伸出的若干墩柱上纵筋段，下端具有伸出的若干墩柱下纵筋段，盖梁具有伸出的若干盖梁纵筋段，承台具有伸出的若干承台纵筋段；

该至少一墩柱位于该至少一承台上，该至少一盖梁位于该至少一墩柱上，承台与盖梁分别预埋有灌浆管，若干墩柱上纵筋段、若干墩柱下纵筋段、若干盖梁纵筋段和若干承台纵筋段均套设在上述灌浆管中，且若干墩柱上纵筋段和若干墩柱下纵筋段分别通过灌注于上述灌浆管中的超高性能混凝土UHPC与若干盖梁纵筋段和若干承台纵筋段相连以使至少一盖梁、至少一承台和至少一墩柱形成一整体，上述墩柱和盖梁通过预应力张拉机构张拉以具备自复位能力。

2.如权利要求1所述的一种无粘结后张预应力装配式墩连接结构，其特征在于：包括：

所述至少一盖梁，其内预埋有盖梁预应力管道，其下表面具有所述若干盖梁纵筋段；

所述至少一承台，其内预埋有承台预应力管道，其上表面具有所述若干承台纵筋段；

所述至少一墩柱，其内预埋有墩柱预应力管道，其上端具有所述若干墩柱上纵筋段，其下端具有所述若干墩柱下纵筋段；

所述至少一预应力张拉机构，包括固定端锚具、张拉端锚具和预应力筋组，预应力筋组的两端分别连接固定端锚具和张拉端锚具；

所述固定端锚具设于承台的底部，张拉端锚具设于盖梁的顶部，所述盖梁预应力管道、承台预应力管道和墩柱预应力管道依次连通，预应力筋组穿过盖梁预应力管道、承台预应力管道和墩柱预应力管道。

3.如权利要求1所述的一种无粘结后张预应力装配式墩连接结构，其特征在于：所述盖梁纵筋段为倒L形钢筋，该倒L形钢筋的水平段通过混凝土浇筑固定于盖梁内，竖直段的上部通过混凝土浇筑固定于盖梁内，下部伸出盖梁以与所述墩柱上纵筋段相连。

4.如权利要求1所述的一种无粘结后张预应力装配式墩连接结构，其特征在于：所述承台纵筋段为L形钢筋，该L形钢筋的水平段通过混凝土浇筑固定于承台内，竖直段的下部通过混凝土浇筑固定于承台内，上部伸出承台以与所述墩柱下纵筋段相连。

5.如权利要求1所述的一种无粘结后张预应力装配式墩连接结构，其特征在于：所述墩柱上纵筋段和下纵筋段均为从墩柱延伸出的由若干钢筋构成的钢筋笼。

6.如权利要求1所述的一种无粘结后张预应力装配式墩连接结构，其特征在于：所述灌浆管为灌浆套筒或灌浆波纹管。

7.一种权利要求1至6中任一权利要求所述的无粘结后张预应力装配式墩连接结构的施工方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)分别浇筑制作所述承台、盖梁和墩柱，预置所述盖梁纵筋段、承台纵筋段、墩柱上纵筋段和墩柱下纵筋段，并在承台、盖梁和墩柱内预埋装配后互相连通的承台预应力管道、盖梁预应力管道和墩柱预应力管道；

(2)通过所述灌浆管连接所述盖梁纵筋段、承台纵筋段、墩柱上纵筋段和墩柱下纵筋段；

(3)向灌浆管灌注超高性能混凝土UHPC，实现墩柱与承台和盖梁的连接形成一整体；

(4)在盖梁的顶部设置所述张拉端锚具，在承台的底部设置所述固定端锚具，将预应力筋组穿过互相连通的承台预应力管道、盖梁预应力管道和墩柱预应力管道；

(5)用张拉设备在张拉端锚具处对预应力筋组进行张拉，使承台、盖梁和墩柱具备自复位能力。