CN111962381A - 双空竹形钢-混组合墩梁连接结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种双空竹形钢‑混组合墩梁连接结构及其施工方法，其中双空竹形钢‑混组合墩梁连接结构的盖梁连接件和墩柱连接件两个圆形连接构件用于连接盖梁与墩柱，盖梁连接件嵌于盖梁内，墩柱连接件嵌于墩柱内，结合使用环形角弧固定件，固定件从外部连接盖梁连接件和墩柱连接件，由两个半圆构件组成；本发明还提供了一种双空竹形钢‑混组合墩梁连接结构的施工方法。本发明结构简单，同时兼顾连接可靠性和施工便捷性，两个空竹形连接构件箍套在一起，共同作用，使墩柱与盖梁连接极为稳固；高强度的外置固定件可以实现盖梁和墩柱的快速临时固定，简化了桥梁的转配流程，易于构件的安装和检修。

Description

双空竹形钢-混组合墩梁连接结构及其施工方法

技术领域：

本发明涉及预制拼装桥梁施工技术领域，特别涉及一种双空竹形钢-混组合墩梁连接构件及施工。

背景技术：

预制拼装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，桥梁预制拼装施工与传统现浇桥梁施工工艺相比，有极大的优势。构件在工厂预制，构件生产过程中的各种因素可以得到控制，保证工程结构质量；现场不必进行大量的钢筋连接和支模浇筑，减小了场地的需求，提高了施工速度、大幅缩短工期。

盖梁-墩柱连接部位需要支承桥梁上部结构并将荷载传至基础，连接构造的受力较为复杂，故盖梁-墩柱连接施工作为桥梁装配化施工的关键环节之一。

目前，工程中常见的盖梁-墩柱连接方式包括: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，但它们都无法兼顾连接可靠性和施工便捷性。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种双空竹形钢-混组合墩梁连接结构，可以有效解决背景技术中的问题，同时兼顾连接可靠性和施工便捷性。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

本发明双空竹形钢-混组合墩梁连接结构，其特征在于：包括盖梁连接件、墩柱连接件、盖梁和墩柱，所述盖梁连接件和墩柱连接件是两个圆形连接构件用于连接盖梁与墩柱，所述盖梁连接件嵌于所述盖梁内，盖梁连接件下端面与所述盖梁的下端面平齐，所述墩柱连接件嵌于所述墩柱内，墩柱连接件上端面与所述墩柱的上端面平齐，所述盖梁连接件的圆直径大于所述墩柱连接件的圆直径，盖梁连接件、墩柱连接件的接触端面预设有孔洞，用于穿过所述盖梁和墩柱上预留的连接钢筋；所述盖梁连接件下端面与墩柱连接件上端面连接处的外围设有环形角弧固定件。

优选的，所述盖梁连接件、墩柱连接件为空竹形，盖梁连接件、墩柱连接件的圆周部设有齿轮状的凹槽，齿轮状的凹槽可以牢固的分别嵌在所述盖梁和墩柱上，同时齿轮状凹槽的设置可以增强墩柱和盖梁的抗剪能力，进而增强桥梁抗震性能。

优选的，所述盖梁连接件和墩柱连接件内部填充有超高性能纤维增强混凝土，具有自身抗压强度高、无箍筋连接构造、荷载传递路径明确、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的优点。

优选的，所述盖梁和墩柱上预留有伸出其体外的与连接件接触端面预留的孔洞位置相吻合的连接钢筋，使得连接钢筋能很好的进入连接件。

优选的，所述连接钢筋伸出端上套设有金属波纹管，所述金属波纹管内与连接钢筋之间填充有灌浆料，金属波纹管可以与连接件内填充的超高性能纤维增强混凝土更紧密结合。

优选的，盖梁连接件下端面未与所述墩柱连接件接触的位置，和墩柱连接件侧面的位置均预设有螺栓孔，用于安装所述环形角弧固定件所需使用的螺杆，通过安装固定件将盖梁连接件和墩柱连接件简单连接，实现盖梁和墩柱的快速固定。

优选的，所述环形角弧固定件由两个半圆构件组成，所述环形角弧固定件及配套螺杆均采用高强度航空铝合金为材料，完整的环形角弧固定件设有缺口用于在墩柱连接件侧部开设墩柱注浆孔，开设墩柱注浆孔便于墩柱注浆和坐浆层坐浆，结构简单，便于构件安装和检修更换；环形角弧固定件及配套螺杆均采用高强度航空铝合金为材料，能有效的将盖梁连接件和墩柱连接件固定在一起，起到盖梁和墩柱的临时固定作用，维持连接结构的稳定性。

优选的，所述盖梁连接件和墩柱连接件的内表面均设有若干剪力钉，加强了连接件和内部填充混凝土的咬合作用。

本发明提供的另一种技术方案是，一种双空竹形钢-混组合墩梁连接结构的其施工方法，(1)将预留在盖梁连接件或墩柱连接件上并伸出的连接钢筋分别插入金属波纹管中，并对金属波纹管内部灌浆，以实现金属波纹管的固定；(2)分别在盖梁连接件下端面未与所述墩柱连接件接触的位置，和墩柱连接件侧面的位置开设螺栓孔；(3)使用螺杆将环形角弧固定件固定在两个连接件上，实现盖梁和墩柱的快速临时固定；(4)将超高性能纤维增强混凝土从环形角弧固定件缺口处的注浆孔填充至墩柱连接件内，进行初步注浆固定；(5)在盖梁连接件和墩柱连接件的接触面间注入混泥土砂浆，形成坐浆层；(6)将超高性能纤维增强混凝土从盖梁及盖梁连接件上部预开设的灌浆孔填充入盖梁连接件中，完成盖梁与墩柱的注浆固定。

在预制盖梁和墩柱前，先预制盖梁连接件和墩柱连接件，在预制盖梁时，盖梁连接件与盖梁的钢筋绑扎，固定在盖梁模板中的相应位置，混凝土浇筑而成盖梁；在预制墩柱时，墩柱连接件与墩柱的钢筋绑扎，固定在墩柱模板中的相应位置，混凝土浇筑而成墩柱。

综上所述，采用以上技术，具有如下有益效果：

1、本发明的结构简单，盖梁连接件和墩柱连接件两个空竹形连接构件箍套在一起，共同作用，使墩柱与盖梁极为稳固的连接在一起，加强了混凝土的各向同性的性能，提高了墩柱和盖梁的连接稳定性。

2、本发明通过环形角弧固定件将盖梁连接件和墩柱连接件简单连接，实现盖梁和墩柱的快速临时固定，环形角弧固定件设置在墩柱和盖梁连接件的外部，便于构件安装和检修更换。

3、本发明的墩柱和盖梁的连接通过连接件、灌浆金属波纹管、固定件共同实现，与现有的单一连接方式相比，能够同时兼顾连接可靠性和施工便捷性。在同等强度的连接下，本发明能够减小预留钢筋的长度，同时增大金属波纹管的直径，精度要求低，安装便捷。

4、本发明的连接件内表面布剪力钉，加强了连接件和内部填充混凝土的咬合作用。连接件侧面设有齿轮状凹槽，增强墩柱和盖梁的抗剪能力，进而增强桥梁抗震性能。

附图说明：

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1是本发明盖梁连接件和墩柱连接件的连接示意图；

图2是本发明盖梁和墩柱的连接示意图；

图3是图1的A-A剖面图；

图4是图1的B-B剖面图。

附图标记:1-盖梁连接件；2-墩柱连接件；3-盖梁；4-墩柱；5-连接钢筋；6-圆环角弧固定件；7-金属波纹管；8-螺杆；9-坐浆层；10-剪力钉；K1-外壳体；K2-孔洞；K3-穿孔；K4-螺孔；K5-齿轮状凹槽 ；K6-超高性能纤维增强混凝土；K7-环形角弧固定件缺口处。

具体实施方式：

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步说明。

在预制盖梁3和墩柱4前，先预制盖梁连接件1和墩柱连接件2，盖梁连接件1和墩柱连接件2由钢板安装设计好的尺寸进行裁切，裁切后可以在一侧或也可以在两侧表面上密布焊接剪力钉10，而后组装焊接固定形成外壳体K1，外壳体K1上同时预先开设有用于穿设连接钢筋5、金属波纹管的孔洞K2和填充混凝土用的穿孔K3，连接件内表面布设有剪力钉10可加强连接件与内部填充混凝土的咬合强度。

在预制盖梁3时，盖梁连接件1与盖梁内的钢筋绑扎，以固定在盖梁3模板中相应位置，通过混凝土浇筑而形成盖梁3；在预制墩柱4时，墩柱连接件2与墩柱内的钢筋绑扎，以固定在墩柱4的模板中的相应位置，通过混凝土浇筑而成墩柱4，盖梁连接件1和墩柱连接件2侧面凹槽（指盖梁连接件1和墩柱连接件2的圆周部设有的齿轮状凹槽）内可额外绑扎钢筋加固。

混凝土浇筑过程中需要充分振捣，以提高盖梁连接件1、墩柱连接件2与混凝土的粘结性能；浇筑完成后，设置蒸汽养护棚，对预制的盖梁3和墩柱4进行养护，养护完成后，拆除模板，完成盖梁3和墩柱4的预制，预制后，在盖梁3和墩柱4上预留有连接钢筋5，盖梁3的连接钢筋5向下伸出朝向墩柱4，墩柱4的连接钢筋5向上伸出朝向盖梁3，连接钢筋5伸出盖梁3或墩柱4体外的端部上套设有金属波纹管7，所述金属波纹管7内与连接钢筋5之间填充有灌浆料，在外壳体K1上预先开设的孔洞K2需要大于金属波纹管。

拼接时，将盖梁3吊装至墩柱4的上方，使用环形角弧固定件6连接盖梁连接件1和墩柱连接件2，实现盖梁3和墩柱4的快速临时固定，便于后续施工的进行；环形角弧固定件6的装设过程中，为避免误差使得螺杆无法安装，应在安装时才在盖梁连接件1和墩柱连接件2上开设固定环形角弧固定件6所用的螺孔K4；将两个半圆形角弧固定件分别通过螺栓锁入螺孔K4安装，组成一个完整的环形角弧固定件6。

预制盖梁3和墩柱4时预留的连接钢筋钢筋5，盖梁3上的连接钢筋钢筋5插入墩柱4上的墩柱连接件2内部时，连接钢筋5下端预先插入金属波纹管7至金属波纹管下端处；墩柱4的连接钢筋钢筋5穿过墩柱4上的墩柱连接件2，插入盖梁3上的盖梁连接件1内部时，连接钢筋5上端预先插入金属波纹管7至金属波纹管上端处，需要对金属波纹管7内灌浆，灌浆饱满之后，完成连接钢筋5的固定。

盖梁连接件1和墩柱连接件2均为多层空竹形或圆环组成的连接件，其侧面设有齿轮状凹槽K5，盖梁连接件1和墩柱连接件2内部填充超高性能纤维增强混凝土K6；墩柱连接件2的顶端侧面与墩柱2的侧面平齐。

盖梁连接件1和墩柱连接件2的接触面间坐入混泥土砂浆，形成坐浆层9，进一步提高盖梁连接件1和墩柱连接件2间的连接紧密性。

本发明双空竹形钢-混组合墩梁连接结构的其施工方法， (1)将预留在盖梁连接件1或墩柱连接件2上并伸出的连接钢筋分别插入金属波纹管中，并对金属波纹管内部灌浆，以实现金属波纹管的固定；(2)分别在盖梁连接件1下端面未与所述墩柱连接件2接触的位置，和墩柱连接件2侧面的位置开设螺栓孔；(3)使用螺杆将环形角弧固定件固定在两个连接件上，实现盖梁和墩柱的快速临时固定；(4)将超高性能纤维增强混凝土从环形角弧固定件缺口处K7的注浆孔填充至墩柱连接件内，进行初步注浆固定；(5)在盖梁连接件和墩柱连接件的接触面间注入混泥土砂浆，形成坐浆层；(6)将超高性能纤维增强混凝土从盖梁及盖梁连接件上部预开设的灌浆孔（穿孔K3）填充入盖梁连接件中，完成盖梁与墩柱的注浆固定。

在预制盖梁3和墩柱4前，先预制盖梁连接件1和墩柱连接件2，在预制盖梁3时，盖梁连接件1与盖梁3的钢筋绑扎，固定在盖梁3模板中的相应位置，混凝土浇筑而成盖梁3；在预制墩柱4时，墩柱连接件2与墩柱的钢筋绑扎，固定在墩柱4模板中的相应位置，混凝土浇筑而成墩柱4。

上述操作流程及软硬件配置，仅作为本发明的较佳实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种双空竹形钢-混组合墩梁连接结构，其特征在于：包括盖梁连接件（1）、墩柱连接件（2）、盖梁和墩柱，所述盖梁连接件（1）和墩柱连接件（2是两个圆形连接构件用于连接盖梁（3）与墩柱（4），所述盖梁连接件（1）嵌于所述盖梁（3）内，盖梁连接件（1）下端面与所述盖梁（3）的下端面平齐，所述墩柱连接件（2）嵌于所述墩柱（4）内，墩柱连接件（2）上端面与所述墩柱（4）的上端面平齐，所述盖梁连接件（1）的圆直径大于所述墩柱连接件（2）的圆直径，盖梁连接件（1）、墩柱连接件（2）的接触端面预设有孔洞，用于穿过所述盖梁（3）和墩柱（4）上预留的连接钢筋（5）；所述盖梁连接件（1）下端面与墩柱连接件（2）上端面连接处的外围设有环形角弧固定件（6）。

2.根据权利要求1所述双空竹形钢-混组合墩梁连接结构，其特征在于：所述盖梁连接件（1）和墩柱连接件（2）的圆周部设有齿轮状的凹槽。

3.根据权利要求1所述双空竹形钢-混组合墩梁连接结构，其特征在于：所述盖梁连接件（1）和墩柱连接件（2）包括有钢板预先焊接而成的外壳体和灌注在外壳体内部的超高性能纤维增强混凝土。

4.根据权利要求1所述双空竹形钢-混组合墩梁连接结构，其特征在于：所述盖梁（3）和墩柱（4）上预留有伸出其体外的与连接件接触端面预留的孔洞位置相吻合的连接钢筋（5）；所述连接钢筋（5伸出端上套设有金属波纹管（7），所述金属波纹管（7）内与连接钢筋（5）之间填充有灌浆料。

5.根据权利要求1所述双空竹形钢-混组合墩梁连接结构，其特征在于：所述盖梁连接件（1）下端面未与所述墩柱连接件（2）接触的位置，和墩柱连接件（2）侧面的位置均预设有螺栓孔，用于安装所述环形角弧固定件（6）所需使用的螺杆（8）。

6.根据权利要求1所述双空竹形钢-混组合墩梁连接结构，其特征在于：所述环形角弧固定件由两个半圆构件组成，所述环形角弧固定件（6）及配套螺杆（8）均采用高强度航空铝合金为材料，完整的环形角弧固定件设有缺口用于在墩柱连接件（2）侧部开设墩柱注浆孔。

7.据权利要求1所述双空竹形钢-混组合墩梁连接结构，其特征在于：所述盖梁连接件（1）下端面与墩柱连接件（2）上端面之间设有坐浆层（9）。

8.据权利要求1所述双空竹形钢-混组合墩梁连接结构，其特征在于：所述盖梁连接件（1）和墩柱连接件（2）的内表面均布设有剪力钉（10）。

9.一种如权利要求1-8中任一所述双空竹形钢-混组合墩梁连接结构的施工方法，其特征在于：(1)、将预留在盖梁连接件（1）或墩柱连接件（2）上并伸出的连接钢筋分别插入金属波纹管中，并对金属波纹管内部灌浆，以实现金属波纹管的固定；(2)、分别在盖梁连接件（1）下端面未与所述墩柱连接件（2）接触的位置，和墩柱连接件（2）侧面的位置开设螺栓孔；(3)、使用螺杆将环形角弧固定件固定在两个连接件上，实现盖梁和墩柱的快速临时固定；(4)、将超高性能纤维增强混凝土从环形角弧固定件缺口处的注浆孔填充至墩柱连接件内，进行初步注浆固定；(5)、在盖梁连接件和墩柱连接件的接触面间注入混泥土砂浆，形成坐浆层；(6)、将超高性能纤维增强混凝土从盖梁及盖梁连接件上部预开设的灌浆孔填充入盖梁连接件中，完成盖梁与墩柱的注浆固定。

10.据权利要求9所述双空竹形钢-混组合墩梁连接结构的施工方法，其特征在于：在预制盖梁（3）和墩柱（4）前，先预制盖梁连接件（1）和墩柱连接件（2），在预制盖梁（3）时，盖梁连接件（1）与盖梁（3）的钢筋绑扎，固定在盖梁（3）模板中的相应位置，混凝土浇筑而成盖梁（3）；在预制墩柱（4）时，墩柱连接件（2）与墩柱的钢筋绑扎，固定在墩柱（4）模板中的相应位置，混凝土浇筑而成墩柱（4）。

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