CN110468682A - 一种节段预制拼装桥梁接头结构及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
一种节段预制拼装桥梁接头结构及其施工方法，结构包括顺桥向预埋在节段预制拼装桥梁混凝土中的双层塑料波纹管、内管接头、接缝间环氧树脂胶及密封垫圈等；其中双层塑料波纹管为由单层管渐变为双层管的结构，其包括两部分，远离节段预制拼装桥梁接缝侧为单层波纹管，靠近节段预制拼装桥梁接缝侧为呈喇叭形的双层波纹管，单层波纹管以及双层波纹管的内管和外管的外管壁均呈波纹状。双层波纹管包括外管和套于外管内的内管以及内外管之间的撑杆，外管和内管同轴，且轴向长度相同，外管和内管的端部均延伸到节段预制拼装桥梁接缝处，双层波纹管的外管呈喇叭形，内管呈圆柱形，其侧壁有开孔。
Description
技术领域
本发明属于节段预制拼装桥梁技术领域，具体涉及一种节段预制拼装桥梁接头结构及其施工方法。
背景技术
节段预制技术以其经济、高效、环保等众多优势在桥梁工程中得到了越来越多的应用和推广，节段梁预制时预埋波纹管，波纹管在节段接缝位置处断开，接缝截面是节段预制拼装桥梁的薄弱环节。后期拼装过程中，节段试拼合格后，在节段梁断面上涂抹环氧树脂胶、施加临时预应力，待环氧树脂胶固化后进行永久预应力钢绞线的穿束、张拉锚固和灌浆。为了避免张拉临时预应力、梁体挤压时环氧树脂胶胶体进入预应力孔道造成孔道堵塞，以及管道压浆时节段接缝处漏浆，防止后期运营节段有害介质通过接缝位置侵蚀预应力钢绞线，需加强对节段梁接缝面预应力波纹管的对接及密封处理。
预应力穿束张拉后，由于管道线形的偏差、曲率影响以及张拉力的作用，极易出现预应力钢绞线与波纹管内壁密贴的情况，从而造成灌浆后预应力钢绞线保护层厚度偏薄或无压浆料保护的情况，在后期运营过程中，如果节段梁拼接缝处密封胶失效，空气中的水汽及其他有害介质等极易侵入腐蚀处于高应力状态的预应力钢绞线，会极大地影响节段预制拼装桥梁的耐久性，造成安全隐患，甚至会造成桥梁的倒塌，必须高度重视对接缝处预应力管道的处理措施。
传统的处理方式有采用密封垫圈+涂胶、采用孔道开槽+密封垫圈+涂胶的密封形式、采用螺帽式连接或专用的波纹管连接器等，但均采用的是单层塑料波纹管，无法解决预应力钢绞线与波纹管密贴时钢绞线保护层厚度不足的问题。
也有采用大管套小管再用粘性胶带绑扎后对波纹管接口处进行热熔密封处理、或者采用在节段梁接缝附近局部扩孔的接头构造，虽然可以增加节段接缝位置处钢绞线的保护层厚度，但由于接头位置处管道截面发生突变，预应力钢绞线穿束过程中钢绞线在通过接缝附近时易被管道的突变部位卡住，不利于预应力钢绞线的穿束操作。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种节段预制拼装桥梁接头结构及其施工方法，可以在不改造既有的预应力锚具及灌浆设备的条件下进行节段梁接缝截面的密封处理，其连接操作简单，施工质量可靠，既便于预应力钢绞线的穿束操作，又可以增强管道的密闭性、增加预应力钢绞线的保护层厚度，从而大大提高节段预制拼装桥梁的耐久性，减少安全隐患，便于后期的养护维修。本发明的技术方案如下：
作为本发明的第一方面，提供一种节段预制拼装桥梁接头结构，包括顺桥向预埋在节段预制拼装桥梁混凝土节段中的单层塑料波纹管、双层塑料波纹管及用于连接单层塑料波纹管与双层塑料波纹管的接头，所述双层塑料波纹管的远离单层塑料波纹管的端部延伸至节段预制拼装桥梁接缝处；所述双层塑料波纹管为由单层管渐变为双层管的结构，包括外管和套于外管内的内管以及内外管之间的撑杆，所述外管和所述内管同轴，且轴向长度相同，所述外管和所述内管远离所述单层塑料波纹管的端部均延伸到节段预制拼装桥梁接缝处，所述内管与单层塑料波纹管均呈圆柱形，所述内管与单层塑料波纹管连通，所述内管与单层塑料波纹管的内外径大小均相同，且所述内管管壁开设有连通孔，用以连通内管与内外管之间的空腔，所述外管呈喇叭形，其靠近单层塑料波纹管的一端的内径与单层塑料波纹管的外径大小相同；所述单层塑料波纹管外管壁以及双层波纹管的内管和外管外管壁均呈波纹状，用于增强与混凝土或管道灌浆料的粘结。
进一步地，两相邻节段预制拼装桥梁中的双层塑料波纹管的端部在接缝处相对，且两相邻节段预制拼装桥梁中的双层塑料波纹管的内管通过接头波纹管连接，外管通过密封垫圈+涂胶的方式进行密封。
进一步地，所述内管管壁的端部具有向外延伸的内管端部接头，所述接头波纹管的管壁中空，所述内管向外延伸的内管端部接头无波纹，所述内管向外延伸的内管端部接头插入所述接头波纹管的管壁空腔内，以实现与接头波纹管的连接。
进一步地，所述接头波纹管中部的管壁空腔内设置有用于将所述空腔隔断的接头波纹管中隔，节段预制拼装桥梁接缝两侧的双层塑料波纹管的内管分别连接于接头波纹管两端。
进一步地，接头波纹管的空腔内灌注有一定量的粘结剂。
进一步地，所述双层塑料波纹管还包括连接杆，所述连接杆连接于所述双层管的内管和外管之间，用以抵抗节段混凝土浇筑及管道压浆时的压力。
进一步地，所述内管与外管之间的空腔中填充有管道压浆料。
作为本发明的第二方面，提供一种节段预制拼装桥梁接头结构的施工方法，，所述方法包括；
在节段预制拼装桥梁混凝土中预埋如上述任一种所述的双层塑料波纹管；
节段预制拼装桥梁混凝土节段现场拼装时，两相邻节段预制拼装桥梁中的双层塑料波纹管在接缝位置处进行进行内管连接和外管密封；；
在两相邻节段预制拼装桥梁的接缝端面涂抹环氧树脂胶胶，然后张拉临时预应力，待环氧树脂胶固化后进行永久预应力钢束穿束、张拉、锚固；
锚固完后进行管道压浆，管道压浆料通过内管管壁上开设的连通孔压入内外管之间的空腔中，待压浆料固化后在内管外周形成一层防护体系，接缝位置的预应力钢绞线不仅有内管接头管提供保护，还有内管与外管之间成型的管道压浆料保护，不仅大大增加了预应力钢绞线的保护层厚度，还为钢绞线提供了多道防护体系，从而提高节段预制拼装桥梁的耐久性。
本发明具有以下有益效果：
1.相比于传统的节段预制拼装桥梁接头构造，应用了本发明接头孔密封和防水效果较好，且接头位置处管道内径无突变，便于永久预应力穿束操作。
2.内外管空腔中的管道压浆料凝固后可以为接头处内管及管内预应力钢绞线多提供一道防护体系，预应力钢绞线的保护层厚度增加，可大大提高节段梁的耐久性。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种节段预制拼装桥梁接头结构的顺桥向断面结构示意图；
图2为本发明实施例提供的双层塑料波纹管的横桥向断面结构示意图；
图3为本发明实施例提供的内管与接头波纹管的连接示意图；
图4为本发明实施例提供的内管端部顺桥向断面结构示意图；
图5为本发明实施例提供的内管端部横桥向断面结构示意图；
图6为本发明实施例提供的接头波纹管顺桥向端面结构示意图；
图7为本发明实施例提供的接头波纹管横桥向端面结构示意图。
附图标记说明：1、单层塑料波纹管，2、塑料波纹管连接管，3、双层塑料波纹管，4、连接杆，5、连通孔，6、接头波纹管，7、管道压浆料，8、密封垫圈，9、环氧树脂胶，31、内管管壁，32、外管管壁，33、内管外侧波纹，34、外管外侧波纹，61、内管端部接头，62、接头波纹管波纹，63、接头波纹管管壁，64、管壁空腔，65、接头波纹管中隔，、66、管道密封粘结剂。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-2所示，作为本发明的第一实施例，提供一种节段预制拼装桥梁接头结构，包括顺桥向预埋在节段预制拼装桥梁混凝土中的双层塑料波纹管3，所述双层塑料波纹管3的整体结构呈喇叭形，其由单层管渐变为双层管，所述双层塑料波纹管3远离节段预制拼装桥梁接缝的一部分为单层波纹管，靠近节段预制拼装桥梁接缝的一部分为呈喇叭形的双层波纹管，所述双层波纹管包括呈喇叭形的外管和位于外管内的内管，所述外管和所述内管同轴，且轴向长度相同，所述外管和所述内管的端部(即远离所述单层波纹管的一端的端部)均延伸到节段预制拼装桥梁接缝处，所述呈喇叭形的外管由两部分组成，远离节段预制拼装桥梁接缝的一部分呈喇叭形，并随着越靠近节段预制拼装桥梁接缝直径逐渐增大，靠近节段预制拼装桥梁接缝的一部分呈圆柱形，所述内管呈圆柱形；所述单层波纹管以及双层波纹管的内管和外管的外管壁均呈波纹状，如图1和2所示，所述内管管壁31上具有内管外侧波纹33，所述外管管壁32上具有外管外侧波纹34。
优选地，所述结构还包括预埋在节段预制拼装桥梁混凝土中的单层塑料波纹管1，所述单层塑料波纹管1与所述双层塑料波纹管3的单层波纹管通过塑料波纹管连接管2连接。
其中，所述双层塑料波纹管3还包括连接杆4，所述连接杆4连接于所述双层管的内管和外管之间，用以抵抗节段混凝土浇筑时混凝土的压力，所述双层管的内管管壁31还开设有连通5，用以连通内管与内外管之间的空腔，既便于内外管空腔部分抽真空时形成负压，便于管道压浆时将内管中的管道压浆料7压入内外管空腔部分，待管道压浆料7凝固后形成保护层，可加强对内管和管内钢绞线的保护；所述内管与外管之间的空腔中填充有管道压浆料7；单层塑料波纹管1和双层塑料波纹管3均为在厂内生产的产品，单层塑料波纹管1、单双层塑料波纹管3之间的塑料波纹管连接管2可采用市面上常见的、成熟的产品。
其中，两相邻节段预制拼装桥梁中的双层塑料波纹管3的端部在接缝处相对，且两相邻节段预制拼装桥梁中的双层塑料波纹管3的内管通过接头波纹管连接，外管通过密封垫圈8连接，所述密封垫圈8同时套于接缝两侧的外管端部，实现外管的连接，同时也作为外管密封装置，所述密封垫圈8的宽度等于或略大于两相邻节段预制拼装桥梁接缝宽度。
内外管之间的连接杆4主要用来抵抗节段混凝土浇筑时混凝土的压力，以及防止管道抽真空时内外管空腔部分发生变形，其可以但不限于采用强度和塑性较好的塑料杆件，或者直径较小的钢筋环、外包塑料皮的钢筋换等制成。
外管管壁32与节段预制拼装桥梁混凝土之间可采用传统的单层塑料波纹管1的接头构造，可以采用密封垫圈+涂胶或孔道开槽+密封垫圈+涂胶的密封方式，推荐采用构造较为简单的密封垫圈+涂胶方式，接缝表面不开槽，两接缝直接对接，密封垫圈环宽10mm，内环直径比预应力孔道外管直径大5～10mm，厚5mm。密封垫圈8可采用发泡聚乙烯密封垫圈，也可采用橡胶垫圈，推荐采用闭孔发泡聚乙烯密封垫圈。
如图3-7所示，优选地，所述内管管壁31的端部具有向外延伸的内管端部接头61，所述内管的外管壁上有内管外侧波纹33，接头波纹管管壁63中空，形成接头波纹管的管壁空腔64，所述内管向外延伸的内管端部接头61插入所述接头波纹管的管壁空腔64内，以实现与接头波纹管6的连接。
如图5所示，为内管横断面示意图，所述内管端部接头61管壁为有一定壁厚的圆环截面，其表面无波纹，其外径比正常段内管管壁31的外径小，内径比内管管壁的内径大。
优选地，所述接头波纹管中部的管壁空腔64内设置有用于将所述空腔隔断的接头波纹管中隔65，节段预制拼装桥梁接缝两侧的双层塑料波纹管3的内管分别连接于接头波纹管6两端。
优选地，接头波纹管的空腔内灌注有一定量的粘结剂。
其中，被隔断后的两端管壁空腔64，其长度均比内管端部接头61长度略长，以满足张拉临时预应力时梁体、接缝截面环氧树脂胶和预应力管道压缩变形的要求。接头波纹管管壁空腔64中填充管道密封粘结剂66，管道密封粘结剂66可采用环氧树脂胶或其他类型胶结剂，其凝结时间与节段拼装桥梁凝结时间相近且具有一定的稠度和流动性。
作为本发明的第二方面，提供一种节段预制拼装桥梁接头结构的施工方法，，所述方法包括；
在节段预制拼装桥梁混凝土中预埋如上述任一种所述的双层塑料波纹管3；
节段预制拼装桥梁拼装时，先进行节段的试拼，试拼合格后开始进行节段截面的密封处理，安装节段梁双层波纹管外管外侧密封圈，进行内管连接处理，在接头波纹管管壁空腔64中灌注环氧树脂胶或其他具有密封和防水效果的粘结剂，粘结剂用量按接头波纹管空腔体积减去内管端部接头61体积计算，以保证内管端部接头61插入接头波纹管管壁空腔64后粘结剂不溢出为宜，粘结剂应有一定的稠度和流动性，其凝固时间和环氧树脂胶的固化时间一致为宜。
内管连接完成后开始涂抹环氧树脂胶，然后张拉临时预应力，待环氧树脂胶固化后进行永久预应力钢束穿束、张拉、锚固以及管道压浆，管道压浆采用真空辅助压浆工艺，且应在预应力张拉后48小时内完成，管道压浆料7通过内管管壁31上的连通孔5压入内外管的空腔中，待压浆料固结后在内管外周形成一层防护体系，管道压浆料7在节段梁接缝位置处连续，从而大大增加了预应力钢绞线的保护层厚度，从而提高节段梁的耐久性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种节段预制拼装桥梁接头结构，其特征在于，包括顺桥向预埋在节段预制拼装桥梁混凝土节段中的单层塑料波纹管、双层塑料波纹管及用于连接单层塑料波纹管与双层塑料波纹管的接头，所述双层塑料波纹管的远离单层塑料波纹管的端部延伸至节段预制拼装桥梁接缝处；所述双层塑料波纹管为由单层管渐变为双层管的结构，包括外管和套于外管内的内管以及内外管之间的撑杆，所述外管和所述内管同轴，且轴向长度相同，所述外管和所述内管远离所述单层塑料波纹管的端部均延伸到节段预制拼装桥梁接缝处，所述内管与单层塑料波纹管均呈圆柱形，所述内管与单层塑料波纹管连通，所述内管与单层塑料波纹管的内外径大小均相同，且所述内管管壁开设有连通孔，用以连通内管与内外管之间的空腔，所述外管呈喇叭形，其靠近单层塑料波纹管的一端的内径与单层塑料波纹管的外径大小相同；所述单层塑料波纹管外管壁以及双层波纹管的内管和外管外管壁均呈波纹状。
2.根据权利要求1所述的节段预制拼装桥梁接头结构，其特征在于，两相邻节段预制拼装桥梁中的双层塑料波纹管的端部在接缝处相对，且两相邻节段预制拼装桥梁中的双层塑料波纹管的内管通过接头波纹管连接，外管通过密封垫圈连接。
3.根据权利要求2所述的节段预制拼装桥梁接头结构，其特征在于，所述内管管壁的端部具有向外延伸的内管端部接头，所述接头波纹管的管壁中空，所述内管向外延伸的内管端部接头插入所述接头波纹管的管壁空腔内，以实现与接头波纹管的连接。
4.根据权利要求3所述的节段预制拼装桥梁接头结构，其特征在于，所述接头波纹管中部的管壁空腔内设置有用于将所述空腔隔断的接头波纹管中隔，节段预制拼装桥梁接缝两侧的双层塑料波纹管的内管分别连接于接头波纹管两端。
5.根据权利要求4所述的节段预制拼装桥梁接头结构，其特征在于，接头波纹管的空腔内灌注有一定量的粘结剂。
6.根据权利要求1所述的节段预制拼装桥梁接头结构，其特征在于，所述双层塑料波纹管还包括连接杆，所述连接杆连接于所述双层管的内管和外管之间，用以抵抗节段混凝土浇筑及管道压浆时所产生的压力。
7.根据权利要求1所述的节段预制拼装桥梁接头结构，其特征在于，所述内管以及内管与外管之间的空腔中填充有管道压浆料。
8.一种节段预制拼装桥梁接头结构的施工方法，其特征在于，所述方法包括；
在节段预制拼装桥梁混凝土中预埋如权利要求1-7任一项所述的双层塑料波纹管及单层波纹管；
混凝土节段在桥位现场拼装时，两相邻预制节段中的双层塑料波纹管在接缝位置处进行内管连接和外管密封；
在两相邻节段预制拼装桥梁的端面涂抹环氧树脂胶剂，安装双层塑料波纹管外管密封垫圈以及内管接头管连接，然后张拉临时预应力，待环氧树脂胶固化后进行永久预应力钢束穿束、张拉、锚固以及管道压浆；
管道压浆时，压浆料通过内管管壁上开设的连通孔压入内外管之间的空腔中，待压浆料固结后在内管外周形成一层防护体系，进一步提高节段接缝处的耐久性，保护内管中的预应力钢绞线不受外界侵蚀性介质的腐蚀。
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