CN112030728A

CN112030728A - 一种装配式梁桥预制桥墩连接系统及其施工方法

Info

Publication number: CN112030728A
Application number: CN202010867711.4A
Authority: CN
Inventors: 何余良; 李娜
Original assignee: University of Shaoxing
Current assignee: University of Shaoxing
Priority date: 2020-08-26
Filing date: 2020-08-26
Publication date: 2020-12-04

Abstract

本申请提供一种装配式梁桥预制桥墩连接系统及其施工方法，属于道路、铁路或桥梁的建筑零件技术领域。包括若干预制桥墩以及设置于相邻预制桥墩之间的钢构件，钢构件成对设置，每个钢构件包括紧固件、端板和连接板组成，端板一面安装连接板和紧固件，另一面敷设环氧树脂层；连接板与紧固件嵌入预制桥墩内，环氧树脂层则位于一对端板之间。将本申请应用于梁桥施工，具有结构简单、装配方便、实施速度快等优点。

Description

一种装配式梁桥预制桥墩连接系统及其施工方法

技术领域

本申请涉及一种装配式梁桥预制桥墩连接系统及其施工方法，属于道路、铁路或桥梁的建筑零件技术领域。

背景技术

随着桥梁工业化的进一步推进，建造方式由传统的全部构件现场浇筑，逐渐转变为一部分或大部分构件为工厂化预制，然后运至现场安装；相较于传统施工方法，工业化预制的方式首先要解决的是各预制构件之间的连接。在桥梁工业化进程中，上部结构较早于下部结构，目前所讲的桥梁工业化主要是指下部结构的工业化，即承台、桥墩和盖梁，其中高度较高的预制桥墩，一般采用将预制好的多节桥墩按照拼装的方式进行连接。

而多节预制桥墩间的连接主要采用套筒形式连接，这种拼装连接方法存在两方面的问题：

一方面，套筒连接方式往往需要在桥墩预制节段内预埋钢筋连接套筒，随着桥墩高度的增加，桥墩节数也需要增加，需要预埋的钢筋连接套筒数量也相应增加，而钢筋连接套筒数量的增加，会大大提高制造桥墩立柱的成本。

另一方面，预埋钢筋连接套筒的预制拼装方式对施工精度和灌浆质量要求较高，在拼装施工过程中对各部件之间的准确定位和灌浆均有严苛要求，而套筒内的灌浆密实度很难检测，这就使得套筒连接方法在实际工程应用中受到一定的限制。

发明内容

有鉴于此，本申请首先提供一种装配式梁桥预制桥墩连接系统，该系统克服了套筒连接系统所存在的问题，并以螺栓实现连接，具有结构简单、装配方便、实施过程速度快等优点。

具体地，本申请是通过以下方案实现的：

一种装配式梁桥预制桥墩连接系统，包括若干预制桥墩以及设置于相邻预制桥墩之间的钢构件，钢构件成对设置，每个钢构件包括紧固件、端板和连接板组成，端板一面安装连接板和紧固件，另一面敷设环氧树脂层；连接板与紧固件嵌入预制桥墩内，环氧树脂层则位于一对端板之间。

本申请以紧固件和连接板实现相邻预制桥墩的连接，并在端板之间以环氧树脂层进行缓冲。与常规灌浆套筒连接系统相比，不仅可以实现预制桥墩的快速安装，而且无需定位，操作更便捷。预制桥墩、钢构件、紧固件、环氧树脂层等的尺寸和构造布置，根据结构形式，通过现有规范计算确定；钢构件安装在预制桥墩的连接端，并对钢构件外露部分进行防腐处理。

进一步的，作为优选：

所述紧固件为螺栓，端板上安装有螺栓盒，紧固件安装在螺栓盒中，以实现钢构件与预制桥墩的连接。更优选的，所述紧固件沿端板周边设置，将敷设于端板上的环氧树脂层固定。端板四周预留孔洞，且孔洞和紧固件为多个，具体根据桥梁桥墩所设计的承载能力，通过现有规范的计算方法确定；在预制桥墩安装前，先在钢构件的端板上敷设环氧树脂层，然后采用紧固件四周连接，紧固件的预紧力大小根据现有规范确定。

所述连接板上设置有开孔，开孔内安装有加强筋，用于强化所在预制桥墩的强度。更优选的，所述连接板设置有多个，用于均衡预制桥墩的受力，确保预制桥墩不形变。在连接板的开孔中插入钢筋作为加强筋，且开孔和钢筋为多个，具体根据桥梁桥墩所设计的承载能力，通过现有规范的计算方法确定。

同时，本申请还提供了上述装配式梁桥预制桥墩连接系统的施工方法，包括如下步骤：

1）根据设计图纸加工紧固件、端板和连接板形成钢构件，并对钢构件进行防腐处理，在预制桥墩时，将防腐处理后的钢构件固定于预制桥墩内，螺栓盒和端板暴露在预制桥墩的对接侧；

2）、根据设计要求，在连接板的开孔中插入钢筋作为加强筋，待桥墩钢筋制作完成后，安装桥墩模板，浇筑桥墩混凝土，对桥墩进行养护，待混凝土板强度达到后，拆除桥墩模板；

3）、将预制桥墩运至施工现场，先吊装第一根预制桥墩，将其安装到位，然后在第一根预制桥墩的钢构件的端板上敷设环氧树脂层；

4）、吊装第二根预制桥墩，安装到位后，通过紧固件插入预留孔洞内，穿过端板，用紧固件将上下两块端板连接起来；

5）、待紧固件连接牢固后，在暴露的紧固件上涂上黄油，封闭螺栓盒。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

（1）施工方便，安装简单。本申请的施工方法，与传统灌浆套筒连接相比，钢构件可以一次性与预制桥墩的钢筋骨架对接，不需要定位，速度快；预制桥墩运至施工现场，在端板上敷设环氧树脂层，吊装到位后，通过紧固件把两片预制桥墩相连接，操作简单，采用快速装配化施工，节约成本，减少现场灌浆湿作业工作，对周围环境污染小。

（2）检测手段简单，质量便于控制。本申请的施工方法，与传统灌浆套筒连接相比，减少灌浆的这道隐蔽作业环节，不需要对灌浆料的质量和灌浆的密实度进行检测，更能对连接节点的质量控制。

（3）提高施工速度，节约施工成本。本申请的施工方法，与传统灌浆套筒连接相比，大大减少了工程材料使用和施工作业环节，简化施工作业工序，加快了施工速度，节省施工成本。

附图说明

图1为本申请的平面结构示意图；

图2是本申请中钢构件的俯视图；

图3是本申请中钢构件的侧视图。

图中标号：1a.预制桥墩一；1b.预制桥墩二；2a.钢构件一；2b.钢构件二；3.紧固件；4.环氧树脂层；5.螺栓盒；6.端板；7.连接板。

具体实施方式

本实施例首先介绍了一种装配式梁桥预制桥墩连接系统，包括若干预制桥墩（如图1所示为两个预制桥墩：预制桥墩一1a、预制桥墩二1b）以及设置于相邻预制桥墩之间的钢构件，钢构件成对设置（如图1所示的钢构件一2a、钢构件二2b），每个钢构件包括紧固件3、端板6和连接板7组成，端板6一面安装连接板7和紧固件3，另一面敷设环氧树脂层4；连接板7与紧固件3嵌入预制桥墩内，环氧树脂层4则位于一对端板6之间。

本申请以紧固件3和连接板7实现相邻预制桥墩的连接，并在端板6之间以环氧树脂层4进行缓冲。与常规灌浆套筒连接系统相比，不仅可以实现预制桥墩的快速安装，而且无需定位，操作更便捷。预制桥墩、钢构件、紧固件3、环氧树脂层4等的尺寸和构造布置，根据结构形式，通过现有规范计算确定；钢构件安装在预制桥墩的连接端，并对钢构件外露部分进行防腐处理。

同时，还会介绍一种装配式梁桥预制桥墩连接系统的施工方法，包括如下工艺步骤：

1）、根据设计图纸加工钢构件，并对钢构件进行防腐处理，在预制桥墩时将其固定于预制桥墩内，螺栓盒5和端板6暴露在预制桥墩对接侧；

2）、根据设计要求，在连接板7的孔中插入钢筋，待桥墩钢筋制作完成后，安装桥墩模板，浇筑桥墩混凝土，对桥墩进行养护，待混凝土板强度达到后，拆除桥墩模板体系；

3）、将预制桥墩运至施工现场，先吊装第一根预制桥墩，将其安装到位，然后在第一根预制桥墩的钢构件的端板6上敷设环氧树脂层4；

4）、吊装第二根预制桥墩，安装到位后，通过紧固件3插入预留孔洞内，穿过端板6，用紧固件3将上下两块端板7连接起来；

5）、待紧固件3连接牢固后，在暴露的紧固件3上涂上黄油，封闭螺栓盒5。

采用上述施工工艺得到的装配式梁桥预制桥墩连接系统结构，如图1所示，包括预制桥墩一1a、预制桥墩二1b、钢构件一2a、钢构件二2b、紧固件3、环氧树脂层4以及螺栓盒5。在预制桥墩一1a时将钢构件一2a安装在预制桥墩一1a的连接端，在预制桥墩二1b时将钢构件二2b安装在预制桥墩二1b的连接端；结合图2、图3，钢构件由螺栓盒5、端板6和连接板7组成，端板6四周预留螺栓孔洞；制作桥墩时，在连接板7的开孔（图中未标注）中插入钢筋（图中未显示），以提高钢构件与预制桥墩的连接强度，螺栓盒5要密封，不能灌入混凝土，便于紧固件3的安装；在预制桥墩安装前，先在钢构件的端板6上敷设环氧树脂层4，然后采用紧固件3四周连接，将两段预制桥墩形成整体。

预制桥墩一1a、预制桥墩二1b、钢构件一2a、钢构件二2b、紧固件3、环氧树脂层4以及螺栓盒5的尺寸和构造布置，根据结构形式，通过现有规范计算确定。

钢构件一2a、钢构件二2b分别安装在预制桥墩一1a、预制桥墩二1b的连接端，并对钢构件外露部分进行防腐处理。

钢构件一2a、钢构件二2b均由螺栓盒5、端板6和连接板7组成，端板6四周预留螺栓孔洞，且孔洞和螺栓为多个，具体根据桥梁桥墩所设计的承载能力，通过现有规范的计算方法确定。

连接板7的孔中插入钢筋，且开孔和钢筋为多个，具体根据桥梁桥墩所设计的承载能力，通过现有规范的计算方法确定。

在预制桥墩安装前，先在钢构件的端板6上敷设环氧树脂层4，然后采用紧固件3四周连接，紧固件的预紧力大小根据现有规范确定

本实施例中，连接螺栓强度等级、尺寸和位置的大小，通过现有规范确定。

本实施例中，螺栓布置数量，按现有规范计算确定。

本实施例中，钢板厚度和钢板类型根据设计需要算确定。

本实施例中，连接板的开孔数量根据设计需要算确定。

作为一个具体案例，本实施例的混凝土预制桥墩一1a、预制桥墩二1b、钢构件一2a、钢构件二2b、紧固件3、环氧树脂层4、螺栓盒5、端板6和连接板7的布置形式如图1-3所示。预制桥墩一1a、预制桥墩二1b均为长方体，横截面为矩形，尺寸为1.2m×1.2m×5m，环氧树脂层4厚度为2mm，连接板9的厚度为20mm，端板6厚度为25mm，钢板四周均匀预留孔洞，螺栓采用高强度螺栓。

本实施例的桥墩之间布置如图1所示。端板6预留孔洞具体坐标位置：在端板6四周，尺寸为比螺栓螺杆直径大2mm的圆孔，孔净距为20mm，并沿端板6四周均匀布置，孔洞个数根据实际桥墩受力情况，通过设计计算得出。

上述装配式梁桥预制桥墩连接系统结构简单、牢固，该施工方法具有施工速度快且方便、可采用装配式施工等优点，可以克服目前采用套筒连接存在浆料质量难以控制以及灌浆密实度难以检测等弊病。

以上是本申请优选实施方式，在本发明构思前提下所做出若干其他简单替换和改动，都应当视为属于本发明的保护范畴。

Claims

1.一种装配式梁桥预制桥墩连接系统，其特征在于：包括若干预制桥墩以及设置于相邻预制桥墩之间的钢构件，钢构件成对设置，每个钢构件包括紧固件、端板和连接板组成，端板一面安装连接板和紧固件，另一面敷设环氧树脂层；连接板与紧固件嵌入预制桥墩内，环氧树脂层则位于一对端板之间。

2.根据权利要求1所述的一种装配式梁桥预制桥墩连接系统，其特征在于：所述紧固件为螺栓，端板上安装有螺栓盒，紧固件安装在螺栓盒中。

3.根据权利要求1所述的一种装配式梁桥预制桥墩连接系统，其特征在于：所述紧固件沿端板周边设置，将敷设于端板上的环氧树脂层固定。

4.根据权利要求1所述的一种装配式梁桥预制桥墩连接系统，其特征在于：所述连接板上设置有开孔，开孔内安装有加强筋。

5.根据权利要求4所述的一种装配式梁桥预制桥墩连接系统，其特征在于：所述开孔设置有多个，每个开孔内均安装有加强筋。

6.根据权利要求1所述的一种装配式梁桥预制桥墩连接系统，其特征在于：所述连接板设置有多个。

7.一种装配式梁桥预制桥墩连接系统的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）、根据设计图纸加工紧固件、端板和连接板形成钢构件，并对钢构件进行防腐处理，在预制桥墩时，将防腐处理后的钢构件固定于预制桥墩内，螺栓盒和端板暴露在预制桥墩的对接侧；

2）、根据设计要求，在连接板的开孔中插入钢筋作为加强筋，待加强筋制作完成后，安装桥墩模板，浇筑桥墩混凝土、养护至混凝土强度达到设定值后，拆除桥墩模板；

3）、将预制桥墩运至施工现场，先吊装第一根预制桥墩，将第一根预制桥墩安装到位，然后在第一根预制桥墩的钢构件的端板上敷设环氧树脂层；

4）、吊装第二根预制桥墩，安装到位后，通过紧固件插入端板上的预留孔洞内，穿过端板，用紧固件将上下两块端板连接起来；

8.根据权利要求7所述的一种装配式梁桥预制桥墩连接系统的施工方法，其特征在于：预制桥墩为长方体，横截面为矩形，尺寸为1.2m×1.2m×5m，环氧树脂层厚度为2mm，连接板的厚度为20mm，端板厚度为25mm，紧固件采用高强度螺栓，端板上的预留孔洞尺寸为比高强度螺栓的螺杆直径大2mm的圆孔，孔净距为20mm，沿钢板四周均匀布置。