CN112709144A - 一种装配式异形墩柱及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种装配式异形墩柱及施工方法，其中包括墩柱主体、设在墩柱主体内的钢筋骨架和灌浆套筒，墩柱主体为混凝土构造而成，钢筋骨架设在墩柱主体内，墩柱主体的上部的径向尺寸逐渐增大，灌浆套筒为多个，并设在墩柱本体内，装配式异形墩柱施工方法为：首先制作承台并且在承台上预留有与每个灌浆套筒相匹配的承台钢筋，其次通过吊装设备将钢筋骨架胎架吊装至承台上，使灌浆套筒套设在与其对应的承台钢筋上，最后对灌浆套筒进行灌浆作业，完成墩柱的整个施工工艺，具有提高墩柱和承台连接稳固性和加快施工进度的效果。

Description

一种装配式异形墩柱及施工方法

技术领域

本发明涉及桥梁工程领域，具体而言，涉及一种装配式异形墩柱及施工方法。

背景技术

随着社会经济形势进入新常态，企业间的竞争异常激烈，基础设施建设项目施工管理难度加大。项目施工的劳动力成本不断上升，工程单体的预算成本越来越透明化，企业安全风险加大，利润点下降。因此，在项目施工过程中，越来越需要对各种传统的施工工艺进行改进和创新，提高作业效率，降低劳动强度，提高机械化程度，降低人工成本，以达到为企业降本增效的目的。

传统墩柱拼装的施工工序为，首先搭设脚手架、绑扎墩柱钢筋，然后立模浇筑获得墩柱，最后利用吊装工具将墩柱运送至承台上进行拼接。其中，承台与墩柱的连接对桥梁整体的施工极其重要。然而，现有的承台和墩柱的连接方式工艺稳定性差，也不能同时兼顾连接可靠性和施工便捷性。因此，需要对传统的墩柱中钢筋笼胎架的结构和施工工序进行改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。有鉴于此，本发明需要提供一种装配式异形墩柱及施工方法，具有提高墩柱和承台连接稳固性和加快施工进度的效果。

一种装配式异形墩柱，连接地面的承台上，包括墩柱主体、设在所述墩柱主体内的钢筋骨架和灌浆套筒，所述墩柱主体为混凝土构造而成，所述钢筋骨架设在所述墩柱主体内，所述墩柱主体的上部的径向尺寸逐渐增大，所述灌浆套筒为多个，并设在所述墩柱本体内，且呈环形分布，每个所述灌浆套筒的一个端口从所述墩柱底部露出，所述承台安装有穿过每个所述灌浆套筒的支撑柱，每个所述灌浆套筒的侧壁上连通有进浆管和出浆管。

进一步，所述钢筋骨架包括多个箍筋和多个平行设置的主筋，多个所述箍筋缠绕多个所述主筋，且与多个所述主筋横纵交错设置。

进一步，所述墩柱主体内设有环形支撑体，所述环形支撑体开设与每个所述灌浆套筒一一对应的定位通孔，每个所述灌浆套筒穿设所对应的所述定位通孔，并且所述灌浆套筒的外壁与所述定位通孔的内壁固定连接。

进一步，所述墩柱主体的顶部具有至少2个半封闭形钢筋吊耳。

一种装配式异形墩柱的施工方法，基于权利要求1至4任一项权利要求所述的装配式异形墩柱，包括以下步骤：

S1：通过切割箍筋和主筋制作钢筋半成品；

S2：将钢筋半成品运送至施工现场，绑扎成钢筋骨架，同时多个灌浆套筒捆扎于钢筋笼的底部制成钢筋笼胎架；

S3：拼接墩柱模具，吊装钢筋笼胎架，放入拼接好的墩柱模具；

S4：在墩柱模板侧面安装人行爬梯，在墩柱模板顶部安装操作平台，在操作平台上采用高性能混凝土一次性浇筑完成；

S5：浇筑墩柱混凝土后，拆除墩柱模具、人行爬梯及操作平台，获得墩柱；

S6：制作承台并且在承台上预留有与每个灌浆套筒相匹配的承台钢筋；

S7：通过吊装设备将钢筋骨架胎架吊装至承台上，使灌浆套筒套设在与其对应的承台钢筋上；

S8：对灌浆套筒进行灌浆作业，完成墩柱的整个施工工艺。

进一步，所述步骤S3中墩柱模具的拼接过程包括以下步骤：

S31：采用枕木调平台座作为模板拼装平台；

S32：底模通过底架固定在拼装平台上；

S33：选取两片宽面带倒角的平板模和两片窄面不带倒角的平板模，将其通过吊索具运送至浇筑台座上并且与底模进行拼接，完成墩柱模具的拼接。

进一步，所述步骤S4中浇筑包括以下步骤：

S41：施工人员站在施工平台上操作使振捣器伸到立柱底部；

S42：随着混凝土面上升，逐渐提升振捣器，同时每层振捣时间控制在10秒至30秒；

进一步，所述步骤S41中底模设置4个附着式振动器。

进一步，所述步骤S5中墩柱顶面和底面需进行凿毛处理。

进一步，所述步骤S5中墩柱拆模后采用养护罩装置进行保湿养护作业。

本发明的效果在于：

一种装配式异形墩柱，包括墩柱主体、设在墩柱主体内的钢筋骨架和灌浆套筒，墩柱主体为混凝土构造而成，钢筋骨架设在墩柱主体内，提高墩柱主体的承重能力，墩柱主体的上部的径向尺寸逐渐增大，分散墩柱主体所受到的应力，提高墩柱主体的使用寿命，灌浆套筒为多个，并设在墩柱本体内，每个灌浆套筒的一个端口从墩柱底部露出，将装配式异形墩柱连接地面的承台上，承台安装有穿过每个所述灌浆套筒的支撑柱，向灌浆套筒灌装水泥，实现墩柱和承台连接稳固性的提高。

一种装配式异形墩柱施工方法，首先制作承台并且在承台上预留有与每个灌浆套筒相匹配的承台钢筋，其次通过吊装设备将钢筋骨架胎架吊装至承台上，使灌浆套筒套设在与其对应的承台钢筋上，最后对灌浆套筒进行灌浆作业，完成墩柱的整个施工工艺，提高施工效率，缩短施工周期，降低材料损耗，控制施工质量，且具有安全性高、降本增效的特点。

附图说明

图1是一种装配式异形墩柱的第一类墩柱的主视图；

图2是一种装配式异形墩柱的第一类墩柱的侧视图；

图3是一种装配式异形墩柱的第二类墩柱的主视图；

图4是一种装配式异形墩柱的第二类墩柱的侧视图；

图5是一种装配式异形墩柱的灌浆套筒的结构示意图；

图6是一种装配式异形墩柱的承台的结构示意图；

图7是一种装配式异形墩柱的支撑柱的结构示意图；

图8是一种装配式异形墩柱的环形支撑体的结构示意图；

图9是一种装配式异形墩柱的施工方法中带倒角的平板模的结构示意图；

图10是一种装配式异形墩柱的施工方法中不带倒角的平板模的结构示意图；

图11是一种装配式异形墩柱的施工方法中底模的结构示意图；

图12是一种装配式异形墩柱的施工方法中拼接好的墩柱模具的俯视图；

图13是一种装配式异形墩柱的施工方法的工艺流程图。

附图标记：1-钢筋骨架；2-灌浆套筒；3-箍筋；4-主筋；5-进浆管；6-出浆管；7-带倒角的平板模；8-不带倒角的平板模；9-底模；10-墩柱模具；11-支撑柱；12-承台；13-环形支撑体；14-墩柱主体。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1、图2、图3、图4和图5所示，一种装配式异形墩柱，连接地面的承台12上，包括墩柱主体14、设在墩柱主体14内的钢筋骨架1和灌浆套筒2，墩柱主体14为混凝土构造而成，钢筋骨架1设在墩柱主体14内，墩柱主体14的上部的径向尺寸逐渐增大，灌浆套筒2为多个，并设在墩柱本体内，且呈环形分布，每个灌浆套筒2的一个端口从墩柱底部露出，承台12安装有穿过每个灌浆套筒2的支撑柱10，每个灌浆套筒2的侧壁上连通有进浆管5和出浆管6。

根据发明的具体实施例，一种装配式异形墩柱，连接地面的承台12上，包括墩柱主体14，墩柱主体14为混凝土构造而成，墩柱主体14内设有钢筋骨架1和灌浆套筒2，墩柱主体14的上部的径向尺寸逐渐增大，以分散墩柱主体14所受到的应力，灌浆套筒2为多个，多个灌浆套筒2设在墩柱本体内同时呈环形分布，每个灌浆套筒2的一个端口从墩柱底部露出，每个灌浆套筒2的另一个端口密封设置，承台12安装有穿过每个灌浆套筒2的支撑柱10，将墩柱主体14放置在承台12上，并且使支撑柱10穿过所对应的灌浆套筒2内，每个灌浆套筒2的侧壁上连通有进浆管5和出浆管6，高强无收缩水泥灌浆料由进浆管5灌入灌浆套筒2中，当富余的浆料由出浆管6溢出时，封装进浆管5和出浆管6，具有提高墩柱和承台12连接稳固性和加快施工进度的效果。。

具体的，灌浆连接工艺流程为：将灌浆料倒入搅拌设备，计算水量并精确称重，采用水灰初拌(不得少于30s)后通过专用设备高速搅拌(不得少于5min)获得浆料，把浆料倒入灌浆设备，灌浆设备连接进浆管5，出浆管6端部出浆，持续出浆后(不得少于2s)停止压浆并塞入出浆管6。

墩柱主体14竖直放置在承台12上，多个灌浆套筒2沿竖直方向平行设置且呈环形分布，同时多个灌浆套筒2与钢筋骨架1底部固定连接。

具体的，进浆管5和出浆管6由墩柱主体14伸出。

根据发明的具体实施例，装配式异形墩柱包括主线桥双柱式主墩、第一类墩柱(主线桥辅助墩)和第二类墩柱(上下匝道桥桥墩)。

其中，主线桥主墩均采用双柱式，墩柱横桥向宽1.8m、顺桥向宽2m，墩顶系梁中间高1.5m、根部高1.8m，墩柱四棱作R＝15cm圆弧倒角。立柱采用预制钢筋混凝土结构，每根立柱整体预制安装。在过渡墩处，墩身顺桥向宽度在顶部扩大92cm，以便安放支座；

辅助墩设置在桥面宽度较大的辅道侧分带内，辅助墩横桥向宽1.5m、顺桥向宽1.8m，墩柱四棱作R＝15cm圆弧倒角。立柱采用预制钢筋混凝土结构，每根立柱整体预制安装。在过渡墩处，墩身顺桥向宽度在顶部扩大92cm，以便安放支座；

上下匝道桥桥墩为顶部外扩的实体“花瓶”型。墩柱底部横向宽2m，顶部外扩为3.338m，垫石中距2m。常规段落墩柱顺桥向宽度1.4m。墩顶开花段高度4m，采用半径R＝12m的圆弧过渡。匝道桥与主线桥相接处过渡墩顶部顺桥向由1.4m渐变为2.6m以便安放支座。墩柱四棱作R＝15cm圆弧倒角。立柱采用预制钢筋混凝土结构，每根立柱整体预制安装。

如图1、图2、图3和图4所示，钢筋骨架1包括多个箍筋3和多个平行设置的主筋4，多个箍筋3缠绕多个主筋4，且与多个主筋4横纵交错设置。

如图6和图7所示，每个灌浆套筒2的一个端口从墩柱底部露出且与墩柱底面平齐设置，减小承台12和墩柱主体14的连接缝隙，提高连接的稳固性。

根据发明的具体实施例，灌浆套筒2是能够与Φ40mm的支撑柱10对接的套筒，其外径95mm，内径68mm，与钢筋间隙为28mm，承台预留钢筋长度42cm；其中，主线墩为44根每柱，辅墩及匝道墩为38根每柱。

具体的，支撑柱10的材质为钢筋。

如图8、图9、图10和图11所示，墩柱模具包括两片宽面带倒角的平板模7、两片窄面不带倒角的平板模8和底模9，两片宽面带倒角的平板模7、两片窄面不带倒角的平板模8呈长方形布置并且连接底模9。

其中，底模9尺寸为6m×84m×60cm，底模9上下面布置Φ20mmHRB400钢筋网。

如图8所示，墩柱主体14内设有环形支撑体13，环形支撑体13开设与每个灌浆套筒2一一对应的定位通孔，每个灌浆套筒2穿设所对应的定位通孔，并且灌浆套筒2的外壁与定位通孔的内壁固定连接，提高连接的稳定性。

如图13所示，一种装配式异形墩柱的施工方法，包括以下步骤：

S1：通过切割箍筋和主筋制作钢筋半成品；

S2：将钢筋半成品运送至施工现场，绑扎成钢筋骨架，同时多个灌浆套筒捆扎于钢筋笼的底部制成钢筋笼胎架；

S3：拼接墩柱模具，吊装钢筋笼胎架，放入拼接好的墩柱模具；

S4：在墩柱模板侧面安装人行爬梯，在墩柱模板顶部安装操作平台，在操作平台上采用高性能混凝土一次性浇筑完成；

S5：浇筑墩柱混凝土后，拆除墩柱模具、人行爬梯及操作平台，获得墩柱；

S6：制作承台并且在承台上预留有与每个灌浆套筒相匹配的承台钢筋；

S7：通过吊装设备将钢筋骨架胎架吊装至承台上，使灌浆套筒套设在与其对应的承台钢筋上；

S8：对灌浆套筒进行灌浆作业，完成墩柱的整个施工工艺。

根据发明的具体实施例，灌浆套筒一端为预制安装端，另一端为现场拼装端，现场拼装端连接钢筋笼胎架，套筒侧壁下端应设置压浆口，套筒侧壁上端应设置出浆口，压浆口下缘与端部净距应大于20mm；套筒制作允许偏差为±2mm。

墩柱采用立式浇筑工艺，高性能混凝土一次性浇筑完成(其中混凝土等级为C40、墩柱主筋采用HRB400的φ40mm钢筋、箍筋及拉筋采用HRB400的φ12mm、φ16mm钢筋)，墩柱拼装采用灌浆套筒连接承台的形式，墩柱柱底布置灌浆套筒。

墩柱安装时，按设计位置测量放线，并弹出墩柱边缘墨线，利用承台预埋钢板焊接安装墩柱限位、导向装置；安装墩柱时，先将墩柱吊装就位并进行初步定位，然后根据限位架的平面位置进行微调，完成墩柱的精确定位。

墩柱现场安装时，进行垂直度及相对位置调节，承台采用2cm厚28d抗压强度不小于60MPa砂浆垫层，最后对套筒进行灌浆作业，灌浆料采用28d抗压强度大于100MPa的高强无收缩水泥灌浆料，完成整个拼装工艺。

如图13所示，一种装配式异形墩柱的施工方法，步骤S3中墩柱模具的拼接过程包括以下步骤：

S31：采用枕木调平台座作为模板拼装平台；

S32：底模9通过底架固定在拼装平台上；

S33：选取两片宽面带倒角的平板模7和两片窄面不带倒角的平板模8，将其通过吊索具运送至浇筑台座上并且与底模9进行拼接，完成墩柱模具的拼接。

如图13所示，一种装配式异形墩柱的施工方法，步骤S4中浇筑包括以下步骤：

S41：施工人员站在施工平台上操作使振捣器伸到立柱底部；

S42：随着混凝土面上升，逐渐提升振捣器，同时每层振捣时间控制在10秒至30秒；

一种装配式异形墩柱的施工方法，步骤S41中底模9设置4个附着式振动器。

根据发明的具体实施例，在底模9底部设置4个附着式振动器，用于立柱底部混凝土的振捣，当混凝土下料厚度达到30cm时开启振动器20s，然后再下料厚度40cm，开启振动器30s。

一种装配式异形墩柱的施工方法，步骤S5中墩柱顶面和底面需进行凿毛处理。

根据发明的具体实施例，墩柱顶面和底面需进行凿毛处理。墩柱在放倒后，对主筋范围内的混凝土表面进行凿毛，凿毛要求凿除浮浆，形成麻面、露出骨料。

一种装配式异形墩柱的施工方法，步骤S5中墩柱拆模后采用养护罩装置进行保湿养护作业。

另外，墩柱主筋及系梁预埋钢筋主筋切断和套丝采用金属带锯床或砂轮切割机和滚丝机在钢筋加工场完成，其他采用钢筋切断机完成。采用带锯床或砂轮切割机下料，能够有效提高断面平整度。

质检员对加工好的主筋抽样检查，检查合格的主筋，立即将主筋一端戴上塑料保护套，主筋另一端拧上同规格的连接套筒，存放待用。凡检验不合格的丝头，应立即用红色油漆作出标记，并切除后重新制作。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种装配式异形墩柱，连接地面的承台上，其特征在于，包括墩柱主体、设在所述墩柱主体内的钢筋骨架和灌浆套筒，所述墩柱主体为混凝土构造而成，所述钢筋骨架设在所述墩柱主体内，所述墩柱主体的上部的径向尺寸逐渐增大，所述灌浆套筒为多个，并设在所述墩柱本体内，且呈环形分布，每个所述灌浆套筒的一个端口从所述墩柱底部露出，所述承台安装有穿过每个所述灌浆套筒的支撑柱，每个所述灌浆套筒的侧壁上连通有进浆管和出浆管。

2.根据权利要求1所述的装配式异形墩柱，其特征在于，所述钢筋骨架包括多个箍筋和多个平行设置的主筋，多个所述箍筋缠绕多个所述主筋，且与多个所述主筋横纵交错设置。

3.根据权利要求1所述的装配式异形墩柱，其特征在于，所述墩柱主体内设有环形支撑体，所述环形支撑体开设与每个所述灌浆套筒一一对应的定位通孔，每个所述灌浆套筒穿设所对应的所述定位通孔，并且所述灌浆套筒的外壁与所述定位通孔的内壁固定连接。

4.根据权利要求1所述的装配式异形墩柱，其特征在于，所述墩柱主体的顶部具有至少2个半封闭形钢筋吊耳。

5.一种装配式异形墩柱的施工方法，基于权利要求1至4任一项权利要求所述的装配式异形墩柱，其特征在于，包括以下步骤：

S1：通过切割箍筋和主筋制作钢筋半成品；

S2：将钢筋半成品运送至施工现场，绑扎成钢筋骨架，同时多个灌浆套筒捆扎于钢筋笼的底部制成钢筋笼胎架；

S3：拼接墩柱模具，吊装钢筋笼胎架，放入拼接好的墩柱模具；

S4：在墩柱模板侧面安装人行爬梯，在墩柱模板顶部安装操作平台，在操作平台上采用高性能混凝土一次性浇筑完成；

S5：浇筑墩柱混凝土后，拆除墩柱模具、人行爬梯及操作平台，获得墩柱本体；

S6：制作承台并且在承台上预留有与每个灌浆套筒相匹配的承台钢筋；

S7：通过吊装设备将钢筋骨架胎架吊装至承台上，使灌浆套筒套设在与其对应的承台钢筋上；

S8：对灌浆套筒进行灌浆作业，完成墩柱的整个施工工艺。

6.根据权利要求5所述的装配式异形墩柱的施工方法，其特征在于，所述步骤S3中墩柱模具的拼接过程包括以下步骤：

S31：采用枕木调平台座作为模板拼装平台；

S32：底模通过底架固定在拼装平台上；

S33：选取两片宽面带倒角的平板模和两片窄面不带倒角的平板模，将其通过吊索具运送至浇筑台座上并且与底模进行拼接，完成墩柱模具的拼接。

7.根据权利要求6所述的装配式异形墩柱的施工方法，其特征在于，所述步骤S4中浇筑包括以下步骤：

S41：施工人员站在施工平台上操作使振捣器伸到立柱底部；

S42：随着混凝土面上升，逐渐提升振捣器，同时每层振捣时间控制在10秒至30秒。

8.根据权利要求7所述的装配式异形墩柱的施工方法，其特征在于，所述步骤S41中底模设置4个附着式振动器。

9.根据权利要求5所述的装配式异形墩柱的施工方法，其特征在于，所述步骤S5中墩柱顶面和底面需进行凿毛处理。

10.根据权利要求5所述的装配式异形墩柱的施工方法，其特征在于，所述步骤S5中墩柱拆模后采用养护罩装置进行保湿养护作业。

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