CN110886204A - 一种装配式预制节段桥墩 - Google Patents

Abstract

本发明属于桥梁结构领域，涉及一种装配式预制节段桥墩，包括桥墩主体，所述桥墩主体依次交错相连的第一节段与第二节段；所述第一节段包括第一钢管以及设置在其外侧的剪力键；所述第二节段包括第二钢管以及设置在其外侧的剪力键；所述第一钢管和/或第二钢管上开设有灌浆孔；所述第一钢管的内部尺寸与所述第二钢管的外部尺寸相匹配；还包括套设在第二钢管外侧的连接法兰盘，所述第一节段与第二节段通过连接法兰盘相连接。本发明可以充分利用钢管混凝土劲性骨架整体性好、受力性能好、延性好等优点，将其与预制拼装技术相结合，减少现场施工的工作量，高效稳定加快施工进度。

Description

一种装配式预制节段桥墩

技术领域

本发明属于桥梁结构领域，涉及一种装配式预制节段桥墩。

背景技术

当前城市桥梁工程建设希望桥梁结构建造过程中尽量减少对周围交通的干扰、缩短由于桥梁建设造成的交通阻塞时间、降低工程运输车辆和施工中产生的各种噪声等。这些要求促进了桥梁工程工业化技术的发展，其中预制拼装技术正是在这种背景下所产生的，预制节段拼装技术为建设快速、高效、安全、耐久的城市桥梁工程提供了有利的解决方案。

既有工程中的预制节段拼装技术主要应用于桥梁上部结构，桥梁下部结构的预制节段拼装技术的应用相对较少，在目前建设发展的环境下，桥梁结构预制装配技术将是未来桥梁工程建设的一个重要发展方向，对于目前应用相对较少的桥梁下部结构的预制节段拼装技术发展前景更为广阔。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种装配式预制节段桥墩，充分利用钢管混凝土劲性骨架整体性好、受力性能好、延性好等优点，将其与预制拼装技术相结合，减少现场施工的工作量，高效稳定加快施工进度。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种装配式预制节段桥墩，包括桥墩主体，所述桥墩主体依次交错相连的第一节段与第二节段；所述第一节段包括第一钢管以及设置在其外侧的剪力键；所述第二节段包括第二钢管以及设置在其外侧的剪力键；所述第一钢管和/或第二钢管上开设有灌浆孔；所述第一钢管的内部尺寸与所述第二钢管的外部尺寸相匹配；还包括套设在第二钢管外侧的连接法兰盘，所述第一节段与第二节段通过连接法兰盘相连接。

可选的，所述第一钢管和/或第二钢管的端部设有加强肋。

可选的，还包括设置在桥墩主体外侧的钢筋及混凝土。

可选的，还包括套设在第二钢管外侧的增强法兰盘。

可选的，所述剪力键均匀设置在第一钢管及第二钢管外侧。

可选的，所述剪力键为栓钉。

可选的，还包括用于支撑桥墩主体底部的承台，所述承台与桥墩主体通过节点相连；所述节点包括脚板、设置在脚板上的预埋节点以及用于连接脚板及承台的锚栓。

可选的，还包括用于支撑桥墩主体的顶部的盖梁，所述盖梁与桥墩主体通过节点相连；所述节点包括脚板、设置在脚板上的预埋节点以及用于连接脚板及盖梁的锚栓。

可选的，所述钢筋由若干节段钢筋依次线性拼接组合而成。

本发明的有益效果在于：

1、多个桥墩主体至少按2*2排列，形成空间框架，在施工过程中协调受力，整体性好，受力性能好，拼接稳定。

2、第一节段与第二节段之间通过连接法兰盘快速拼装连接，强度高，施工迅速，稳定性好，技术成熟可靠；

3、通过中空的第一钢管与第二钢管实现了混凝土的内部掏空，减少了拼装重量；

4、拼装完成后再一次性向桥墩主体内灌混凝土，最终形成钢管混凝土劲性骨架桥墩。该种桥墩较常规混凝土桥墩，其抗压强度及延性明显提高，整体稳定性好，受力性能好，抗震性能好；并且钢管替代部分主筋，可相应减少钢筋用量。

5、该构造不仅具有钢管混凝土的优点，还同时具有劲性骨架的优点。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为第一节段的示意图；

图3为第二节段的示意图；

图4为本发明的平面图；

图5为节点的示意图；

图6为图5的B-B剖面图；

图7为本发明的拼装流程图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

请参阅图1-图7，附图中的元件标号分别表示：第一节段A、第二节段B、第一钢管1、第二钢管2、栓钉3、加强肋4、连接法兰盘5、钢筋7、灌浆孔8、增强法兰盘9、预埋节点10、混凝土11、锚栓12、脚板13、承台14、盖梁15。

本发明涉及一种装配式预制节段桥墩，包括桥墩主体，所述桥墩主体依次交错相连的第一节段A与第二节段B；所述第一节段A包括第一钢管1以及设置在其外侧的剪力键，使第一节段A与第二节段B可以与外部的混凝土11更好地连接成一个整体，共同受力；所述第二节段B包括第二钢管2以及设置在其外侧的剪力键；所述第一钢管1和/或第二钢管2上开设有灌浆孔8，便于后期内灌混凝土11；所述第一钢管1的内部尺寸与所述第二钢管2的外部尺寸相匹配；还包括套设在第二钢管2外侧的连接法兰盘5，所述第一节段A与第二节段B通过连接法兰盘5相连接。

可选的，所述第一钢管1和/或第二钢管2的端部设有加强肋4；还包括设置在桥墩主体外侧的钢筋7及混凝土11；还包括套设在第二钢管2外侧的增强法兰盘9；所述剪力键均匀设置在第一钢管1及第二钢管2外侧；所述剪力键为栓钉3；还包括用于支撑桥墩主体底部的承台14，所述承台14与桥墩主体通过节点相连；所述节点包括脚板13、设置在脚板13上的预埋节点10以及用于连接脚板13及承台14的锚栓12；还包括用于支撑桥墩主体的顶部的盖梁15，所述盖梁15与桥墩主体通过节点相连；所述节点包括脚板13、设置在脚板13上的预埋节点10以及用于连接脚板13及盖梁15的锚栓12；所述钢筋7由若干节段钢筋7依次线性拼接组合而成。

第一钢管1的内径略大于第二钢管2的外径，并第一节段A、第二节段B两端安装连接法兰盘5，便于第一节段A、第二节段B之间通过连接法兰盘5快速稳定连接；此时第二钢管2的两端连接法兰盘5外预留有一定的内插拼装长度S，便于第二节段B能顺利地插入第一节段A，以保证桥墩主体拼装后传力良好，不发生弯曲破坏；由于第二钢管2的直径略小于第一钢管1，因此在第二钢管2上安装两个增强法兰盘9，用于提高第二钢管2在截面变化处的局部稳定性；在所有连接法兰盘5和加强法兰盘上焊接加劲肋，用于提高局部稳定性；在桥墩主体外部设置钢筋7，从而提高抗震抗拉的能力以及提高装配桥墩的延性。

桥墩截面内桥墩主体的数量宜为4-8个，其直径应大于300mm，形成框架；桥墩装配节段预制时，根据安装能力可分为3-10m不等；混凝土11内部预埋空心的第一钢管1或第二钢管2，第一钢管1和第二钢管2外壁必须设置栓钉3或其他形式剪力键，使第一钢管1和第二钢管2与外部包裹的混凝土11更好的连接成一个整体，共同受力；插拼装长度S的距离宜为10cm-50cm，以保证拼装后传力良好，不发生弯曲破坏；增强法兰盘9距连接法兰盘5的距离在20cm-40cm；第一钢管1与第二钢管2适用于圆形、矩形等多种形状；增强局部稳定性的方法，并不仅限于用加劲肋，也可使用其它构造。

施工步骤：

(一)加工预制装配的第一节段A与第二节段B

1)在工厂制作第一节段A与第二节段B，在第二节段B上预留灌浆孔8；

2)在第一节段A两端焊接连接法兰盘5，在第二节段B上按要求焊接连接法兰盘5和增强法兰盘9；再按要求在所有连接法兰盘5和增强法兰盘9上焊接加劲肋；

3)将栓钉3或其它剪力键按一定间距安装在第一钢管1和第二钢管2上；

4)在桥墩主体外侧设置钢筋7骨架；

5)最后浇筑外部混凝土11养护，形成装配桥墩主体。

(二)制作节点

1)预制第一节段A；

2)在第一钢管1一端安装连接法兰盘5，并焊接加劲肋；

3)在第一钢管1壁上安装栓钉3或其他形式的剪力键；

4)在第一钢管1的另一端焊接脚板13和外加劲肋，并在脚板13加工螺栓孔连接锚栓12。

(三)预制装配桥墩节段拼装

1)承台14施工：在现场浇筑混凝土11承台14，并将预埋节点10和钢筋7埋入基础承台14进行浇筑。

2)安装预制第二节段B至承台14：将预制的第二节段B通过预留内插拼装长度S插入承台14的预埋节点10中；连接法兰盘5使节段连接，再连接纵向钢筋7。

3)拼装预制的第一节段A：将预制的第一节段A沿着已安装好的第二节段B上方预留的内插拼装长度S插下去；连接法兰盘5使第一节段A和第二节段B连接，再连接纵向钢筋7。

4)拼装预制的第二节段B：将预制的第二节段B通过预留内插拼装长度S插入已安装好的第一节段A中；连接法兰盘5使第一节段A和第二节段B连接，再连接纵向钢筋7。

5)重复步骤3)至步骤4)直到所有的预制第一节段A和第二节段B拼装完成；

6)盖梁15施工：在现场浇筑混凝土11盖梁15，并将节点和钢筋7埋入基础盖梁15进行浇筑。

7)重复步骤2)将浇筑好的含有预埋节点10的盖梁15与拼装好的桥墩主体连接成整体。

(四)一次性内灌混凝土11，具体包括如下步骤：

1)在第一节段A与第二节段B的连接空隙处安装模板；

2)从最下方的灌浆孔8压力灌注膨胀自密实混凝土11，灌至最上方灌浆孔8出浆，确保第一钢管1、第二钢管2内部和第一节段A与第二节段B连接空隙处混凝土11充盈并且密实。

3)混凝土11硬化后形成装配式预制节段桥墩。

(五)施工要求

1)预制时浇筑外部混凝土11，对于第一节段A，混凝土11应浇筑至连接法兰盘5，对于第二节段B混凝土11应浇筑至增强法兰盘9。

2)连接法兰盘5可以用螺栓或者直接焊接等方式进行连接，但不仅限此连接方式，也可以用其它连接方式使预制桥墩节段连成整体。

3)拼装节段时，第二钢管2上预留的插拼装长度S应垂直对中下方对应第一钢管1。

4)后灌混凝土11应为膨胀自密实混凝土11，灌至最上方灌浆孔8出浆，确保钢管内部和桥墩节段连接处混凝土11充盈并且密实。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种装配式预制节段桥墩，其特征在于，包括桥墩主体，所述桥墩主体依次交错相连的第一节段与第二节段；所述第一节段包括第一钢管以及设置在其外侧的剪力键；所述第二节段包括第二钢管以及设置在其外侧的剪力键；所述第一钢管和/或第二钢管上开设有灌浆孔；所述第一钢管的内部尺寸与所述第二钢管的外部尺寸相匹配；还包括套设在第二钢管外侧的连接法兰盘，所述第一节段与第二节段通过连接法兰盘相连接。

2.如权利要求1中所述的装配式预制节段桥墩，其特征在于，所述第一钢管和/或第二钢管的端部设有加强肋。

3.如权利要求1中所述的装配式预制节段桥墩，其特征在于，还包括设置在桥墩主体外侧的钢筋及混凝土。

4.如权利要求1中所述的装配式预制节段桥墩，其特征在于，还包括套设在第二钢管外侧的增强法兰盘。

5.如权利要求1中所述的装配式预制节段桥墩，其特征在于，所述剪力键均匀设置在第一钢管及第二钢管外侧。

6.如权利要求1或5中所述的装配式预制节段桥墩，其特征在于，所述剪力键为栓钉。

7.如权利要求1中所述的装配式预制节段桥墩，其特征在于，还包括用于支撑桥墩主体底部的承台，所述承台与桥墩主体通过节点相连；所述节点包括脚板、设置在脚板上的预埋节点以及用于连接脚板及承台的锚栓。

8.如权利要求1中所述的装配式预制节段桥墩，其特征在于，还包括用于支撑桥墩主体的顶部的盖梁，所述盖梁与桥墩主体通过节点相连；所述节点包括脚板、设置在脚板上的预埋节点以及用于连接脚板及盖梁的锚栓。

9.如权利要求3中所述的装配式预制节段桥墩，其特征在于，所述钢筋由若干节段钢筋依次线性拼接组合而成。

Images