CN110847021A

CN110847021A - 一种装配式盖梁—桥墩的高性能轻型连接构造

Info

Publication number: CN110847021A
Application number: CN201911267243.0A
Authority: CN
Inventors: 张哲�; 彭勃; 马永春; 补国斌; 李帅帅
Original assignee: Hunan University of Technology
Current assignee: Hunan University of Technology
Priority date: 2019-12-11
Filing date: 2019-12-11
Publication date: 2020-02-28

Abstract

一种装配式盖梁—桥墩的高性能轻型连接构造，属于桥梁结构细部领域，包括装配式盖梁、桥墩和UHPC现浇接头，所述装配式盖梁上设置有盖梁连接钢筋和盖梁预留孔，所述桥墩上设置有桥墩顶预留连接钢筋和桥墩预留孔，所述UHPC现浇接头通过将盖梁连接钢筋、桥墩顶预留连接钢筋、盖梁预留孔和桥墩预留孔粘结在一起而使盖梁—桥墩固定连接。本发明的连接构造，具有UHPC现浇接头节段无箍筋连接构造，荷载传递路径明确，钢筋间无焊接连接，不会导致应力集中，施工简便，加快施工速度，缩短工期，连接刚度大，耐久性好等优点，其实用性强、经济效益好，在桥梁装配化施工领域具有广阔的应用前景。

Description

一种装配式盖梁—桥墩的高性能轻型连接构造

技术领域

本发明涉及桥梁结构细部领域，更具体地，涉及一种装配式盖梁—桥墩的高性能轻型连接构造。

背景技术

装配化是我国土木工程发展的主要趋势，也是桥梁工程大力发展的方向。桥梁装配化施工与传统现浇桥梁施工工艺相比，具有以下优点：无需现场大量钢筋连接和支模浇筑，可加快施工进度、缩短工期；工厂规模化生产构件，与现场浇筑相比，可更好地控制构件生产过程中的各种影响因素，保证工程结构质量；工厂内预制构件，可以减少工程建设所需场地、集中处理各种建筑垃圾等，有利于保护环境。

盖梁—桥墩连接施工作为桥梁装配化施工的关键环节之一，若盖梁—桥墩连接亦能装配化施工，则只需处理其连接接缝，这将有利于缩短工期与节约资源。然而，这将使得盖梁—桥墩的连接问题尤为突显。目前，工程中常见的盖梁—桥墩连接方式有以下几种：桥墩与盖梁现浇连接；桥墩与盖梁榫头式连接；内置钢板焊接连接；灌浆套筒连接；灌浆金属波纹管连接；插槽式连接等。

盖梁—桥墩连接部位作为桥梁结构重要的组成部分，需要支承桥梁上部结构并将荷载传至基础，故连接构造的受力较为复杂。因普通混凝土（Normal Concrete, NC）与钢筋之间粘结性能较低，为满足承载力的要求，通常桥墩主筋直径较大，与盖梁的连接钢筋亦需较长的搭接长度。若采用常规混凝土材料作为盖梁—桥墩连接的封浆材料，则其搭接长度一般大于1m。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，公开一种装配式盖梁—桥墩的高性能轻型连接构造，为盖梁—桥墩的连接提供一种能提高局部抗压强度和刚度、有效防止连接处裂缝产生、耐久性好、连接区域无箍筋、钢筋间无焊接、构造简单、施工简便的连接构造。

为达到上述目的，本申请通过以下技术方案来实现：

一种装配式盖梁—桥墩的高性能轻型连接构造，包括装配式盖梁、桥墩和UHPC现浇接头，所述装配式盖梁上设置有盖梁连接钢筋和盖梁预留孔，所述桥墩上设置有桥墩顶预留连接钢筋和桥墩预留孔，所述UHPC现浇接头将盖梁连接钢筋、桥墩顶预留连接钢筋、盖梁预留孔和桥墩预留孔粘结，使盖梁—桥墩固定连接。

优选的，所述UHPC现浇接头包含活性粉末混凝土和/或超高性能纤维增强混凝土。

优选的，所述盖梁预留孔与桥墩顶预留连接钢筋位置对应，所述桥墩预留孔与盖梁连接钢筋位置对应。

优选的，所述盖梁连接钢筋与桥墩顶预留钢筋分别穿入桥墩顶预留孔与盖梁预留孔。

优选的，所述盖梁连接钢筋连接长度为四倍钢筋直径以上。

优选的，所述桥墩顶预留钢筋连接长度为35cm以上，钢筋连接长度短，连接区域的配筋率低。

优选的，所述装配式盖梁、桥墩与UHPC现浇接头的连接截面均呈锯齿状。

本申请技术方案中UHPC（超高性能混凝土）与钢筋间的粘结力比普通混凝土与钢筋间的粘结力强，搭接长度可减少至35cm，故可降低盖梁高度，简化构造，使其轻型化，方便吊装，同时提高盖梁—桥墩连接构造的整体性；UHPC孔隙率低且空隙间不连通，有很强的抗碳化能力、可防止氯离子侵蚀，其抗渗性远高于普通混凝土（NC）材料，能保护连接构造内配筋不被腐蚀，盖梁—桥墩连接的耐久性可达200年以上，且使用UHPC处理接缝，可有效降低连接区产生裂缝的风险，延长连接构造的使用寿命；进一步的，所述桥墩顶预留钢筋与盖梁连接钢筋无需焊接连接，与常规连接构造的钢筋焊接相比，无焊接连接工艺不会导致应力集中，施工也更简便，所述UHPC现浇接头节段内无箍筋构造，与常规构造相比，本申请使构造简单、荷载传递路径明确、施工方便；进一步的，所述轻型连接构造能实现桥墩—盖梁装配化施工，工厂预制盖梁，现场只需接缝处理，可加快施工进度，大幅缩短工期；更进一步的，所述装配式盖梁、桥墩与UHPC现浇接头的连接截面均呈锯齿状，与常规构造相比，能有效提高抗剪面积从而提升连接面的抗剪承载能力。

综上，与现有技术相比，本发明具备的明显优势为：

（1）可较大程度提高盖梁—桥墩连接的强度和刚度及连接的整体性，有效降低连接区域产生裂缝的风险；

（2）UHPC现浇接头自身抗压强度高、无箍筋连接构造、荷载传递路径明确、UHPC与钢筋粘结性能优异、钢筋间无焊接连接不会产生应力集中现象；

（3）采用UHPC作为封浆材料连接盖梁和桥墩，其搭接长度仅需35cm以上，大大降低盖梁高度，降低其自重，节约建筑资源；

（4）作为桥梁上部结构主要传力构件，本发明构造能安全可靠地将上部结构荷载传至基础。

附图说明

图1为本发明UHPC现浇头连接装配式盖梁—桥墩连接构造示意图；

图2为本发明UHPC现浇接头A—A剖面图。

1、装配式盖梁；2、桥墩；3、UHPC现浇接头；4、盖梁连接钢筋；5、桥墩顶预留连接钢筋；6、盖梁预留孔；7、桥墩预留孔。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步说明本发明。除非特别说明，本发明实施例中采用的原料和方法为本领域常规市购的原料和常规使用的方法。

实施例1

如图1所示，装配式盖梁—桥墩的高性能轻型连接构造，主要由装配式盖梁1、桥墩2、UHPC（超高性能混凝土）现浇接头3、盖梁连接钢筋4、桥墩顶预留钢筋5、盖梁预留孔6和桥墩预留孔构成，UHPC现浇接头A—A剖面图如图2所示。

本实施例的装配式盖梁1截面高度为45cm、宽度为120cm，桥墩2截面直径为120cm，盖梁连接钢筋4与桥墩顶搭接长度为15cm，桥墩顶预留钢筋5与盖梁节段1搭接长度为35cm，连接钢筋4和预留钢筋5分别采用直径为28mm和30mm的HRB400级钢筋。

本实施例的装配式盖梁节段1使用普通混凝土（NC）预制成型，本实施例的超高性能混凝土（UHPC）现浇接头3采用超高性能纤维增强混凝土（一般是指基于最大堆积密度原理制配而具有超高强度、高耐久性、高韧性、高延性、施工工艺好的混凝土）材料浇筑，与普通混凝土、高强混凝土相比，超高性能混凝土是一种力学性能和耐久性更优异的材料。

实施例2

本实施例的公开装配式盖梁—桥墩的高性能轻型连接构造的装配原理：

根据规范要求在工厂预制装配式盖梁1，预留盖梁连接钢筋4和盖梁预留孔6，达到设计强度后，将其运送至施工现场等待安装；施工现场浇筑桥墩2，同时在墩顶位置预留钢筋5和预留孔7。

然后采用专业吊装机械设备起吊盖梁1，使盖梁连接钢筋4和桥墩预留钢筋5相应插入桥墩预留孔7和盖梁预留孔6；最后，现浇UHPC（超高性能混凝土）接头3，待连接构造达到设计强度后进行下一步工序。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种装配式盖梁—桥墩的高性能轻型连接构造，包括装配式盖梁、桥墩和UHPC现浇接头，其特征在于，所述装配式盖梁上设置有盖梁连接钢筋和盖梁预留孔，所述桥墩上设置有桥墩顶预留连接钢筋和桥墩预留孔，所述UHPC现浇接头将盖梁连接钢筋、桥墩顶预留连接钢筋、盖梁预留孔和桥墩预留孔粘结，使盖梁—桥墩固定连接。

2.根据权利要求1所述的高性能轻型连接构造，其特征在于，所述UHPC现浇接头包含活性粉末混凝土和/或超高性能纤维增强混凝土。

3.根据权利要求1所述的高性能轻型连接构造，其特征在于，所述盖梁预留孔与桥墩顶预留连接钢筋位置对应，所述桥墩预留孔与盖梁连接钢筋位置对应。

4.根据权利要求3所述的高性能轻型连接构造，其特征在于，所述盖梁连接钢筋与桥墩顶预留钢筋分别穿入桥墩顶预留孔与盖梁预留孔。

5.根据权利要求1或3所述的高性能轻型连接构造，其特征在于，所述盖梁连接钢筋连接长度为四倍钢筋直径以上。

6.根据权利要求1或3所述的高性能轻型连接构造，其特征在于，所述桥墩顶预留钢筋连接长度为35cm以上，钢筋连接长度短，连接区域的配筋率低。

7.根据权利要求1所述的高性能轻型连接构造，其特征在于，所述装配式盖梁、桥墩与UHPC现浇接头的连接截面均呈锯齿状。