CN113373800B - 一种采用灌浆套筒的空心预制拼装桥墩及其连接方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种采用灌浆套筒的空心预制拼装桥墩，包括：具有贯穿浇灌孔的墩身，灌浆套筒内嵌于墩身的下表面，灌浆套筒圆形布设于浇灌孔四周，U型钢筋倒置于承台主体内，且U型钢筋的U型端位置从承台的上表面伸出一定的长度，其长度可以根据需求进行调节，预埋件具有若干均布于承台主体内的桥墩主筋，桥墩主筋的顶部具有伸出承台主体上表面的连接部。本发明还公开了一种采用灌浆套筒的空心预制拼装桥墩的连接方法。本发明的具有浇灌孔的预制桥墩不但充分保证了受力性能，提高了墩身的抗震性能，克服了空心桥墩抗弯能力弱，抗剪能力差的先天问题。

Description

一种采用灌浆套筒的空心预制拼装桥墩及其连接方法

技术领域

本发明涉及桥梁建设技术领域，具体地，涉及一种采用灌浆套筒的空心预制拼装桥墩及其连接方法。

背景技术

随着我国经济快速发展和社会快速发展，绿色建筑的不断应用，传统的现场施工方式由于存在施工工期长、占用土地多、湿作业较多、对周围环境的影响较大，特别是在城市当中对道路的通行能力有较大的干扰，所以当前国家提倡装配化和绿色化施工，从而降低现场施工的工期，减少因为施工阻断交通所带来的不便，发展建筑工业化技术。

建筑工业化采用工厂化生产、将桥梁的各部分结构进行预制，在施工现场进行各阶段拼装，此项技术在保证工程质量的同时，更加快了施工进度，非常有利于环境保护。现有的桥梁预制模式发展到桥梁的下部结构，通过预制桥墩运至现场，再进行吊装拼接，连接的方法主要分为湿接法与干接法，现在主要运用的连接为灌浆套筒连接，通过套筒的连接让现场施工便捷高效。

但现阶段的套筒连接墩柱与承台存在抗剪性能差、墩柱与承台之间的延性较低，特别是在地震烈度较高的地区。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种采用灌浆套筒的空心预制拼装桥墩，本发明通过套筒技术并辅以U型钢筋连接技术，有效的解决墩柱与承台整体性差问题，增强预制桥墩底部的抗弯能力和拼接缝处的抗剪能力，提高其延性，可以有效的运用在地震多发地带。

本发明的技术方案如下：

一种采用灌浆套筒的空心预制拼装桥墩，包括：预制桥墩和承台；

所述预制桥墩包括墩身和若干灌浆套筒，所述墩身上设有贯穿墩身的浇灌孔，所述灌浆套筒内嵌于所述墩身的下表面，所述灌浆套筒圆形布设于所述浇灌孔四周；

所述承台包括承台主体、预埋件和U型钢筋，所述U型钢筋倒置于所述承台主体内，且所述U型钢筋的U型端位置从承台的上表面伸出一定的长度，其长度可以根据需求进行调节，所述预埋件具有若干均布于所述承台主体内的桥墩主筋，所述桥墩主筋的顶部具有伸出所述承台主体上表面的连接部；

所述预制桥墩与所述承台连接在一起时，所述连接部位于与所述灌浆套筒一一对应，且相对的所述连接部位于所述灌浆套筒内，所述U型钢筋位于所述浇灌孔内。

本技术方案中，预制桥墩与承台连接在一起时，承台上的连接部与墩身上的灌浆套筒相对应连接，用于限定墩身与承台主体之间的位置，U型钢筋的U型端位于浇筑孔内，灌浆套筒内注入高强度灌浆料，待上述过程完成后，对桥墩的浇灌孔中含有U型钢筋的空间内浇筑高强度混凝土，本技术方案中的预制桥墩与承台之间利用灌浆套筒与U型钢筋的组合结构，增强了预制桥墩底部的抗弯能力和拼接缝处的抗剪能力，提高预制桥墩延性，提高混凝土对钢筋的握裹力，限制了混凝土裂缝的产生和传播。

在上述方案的基础上并且作为上述方案的优选方案，所述预制桥墩还包括设置于所述墩身内的强化机构，所述强化机构包括内钢圈层和外钢圈层，所述内钢圈层、所述外钢圈层与所述浇灌孔为同心圆结构，所述内钢圈层为均布在所述浇灌孔四周所述墩身内的若干内圈钢筋，所述外钢圈层为均布在内圈钢筋层外四周的外圈钢筋。

本技术方案中，墩身内还设有内钢圈层和外钢圈层，且内钢圈层、外钢圈层与浇灌孔为同心圆结构，内圈钢筋与外圈钢筋增强了墩身的强度。

在上述方案的基础上并且作为上述方案的优选方案，所述外圈钢筋与所述灌浆套筒一一对应，所述外圈钢筋的底部置于相对应的所述灌浆套筒内，且所述外圈钢筋底部伸入所述灌浆套筒内的长度不小于所述外圈钢筋长度的十倍。

本技术方案中，外圈钢筋的底部置于灌浆套筒内，在提高墩身本身强度的同时，进一步增强了预制桥墩底部的抗弯能力和拼接缝处的抗剪能力，提高预制桥墩延性。

在上述方案的基础上并且作为上述方案的优选方案，所述浇灌孔的内壁为锯齿形结构。

本技术方案中，浇灌孔的内壁为锯齿形结构，能够使得浇筑到浇灌孔内的混凝土具有咬合作用，有效增强整体的连接。

在上述方案的基础上并且作为上述方案的优选方案，所述桥墩主筋的底端具有弯折部，所述弯折部与所述桥墩主筋的夹角为90°。

本技术方案中，桥墩主筋位于承台主体内的90°弯折部能够在实际的应用中增强于桥墩主筋与混凝土的锚固粘结作用。

在上述方案的基础上并且作为上述方案的优选方案，所述连接部的长度不小于所述桥墩主筋直径的十倍。

本技术方案中，连接部的长度不小于所述桥墩主筋直径的十倍，有利于保证墩身与承台的连接强度，且能够增强预制桥墩延性。

在上述方案的基础上并且作为上述方案的优选方案，所述灌浆套筒的个数为十六个。

本技术方案中，灌浆套筒的个数为十六个，是本发明的一种具体方案。

在上述方案的基础上并且作为上述方案的优选方案，所述预埋件还包括承台内箍筋，所述承台内箍筋环绕连接于多个所述桥墩主筋的外表面。

本技术方案中，承台内箍筋能够进一步提高桥墩主筋的稳定性，增强预制拼装桥墩的整体性。

在上述方案的基础上并且作为上述方案的优选方案，所述灌浆套筒的接头为全灌浆套筒接头。

本技术方案中，全灌浆套筒接头能够对于外圈钢筋和连接部进行混凝土固定，提高预置拼装桥墩的整体性。

一种采用灌浆套筒的空心预制拼装桥墩的连接方法，包括以下步骤：

S1：内圈次浇筑：

将所述预埋件以及所述U型钢筋置于所述承台施工现场，浇筑形成所述承台，所述预埋件的所述连接部伸出于所述成体主题的上表面，且伸出的长度不小于十倍的预埋件的直径，所述U型钢筋的U型端伸出所述承台主体的上表面一定长度；

S2：吊装：

将所述预制桥墩吊装于现浇承台的上方，使得所述U型钢筋的U型端均位于所述浇灌孔的投影内，然后旋转所述预制桥墩使得所述灌浆套筒与所述连接部对齐，所述预制桥墩下落之前，在所述预制桥墩的投影处设置座浆层，且厚度应大于2cm，之后缓慢下落所述预制桥墩，所述U型钢筋的U型端进入所述浇灌孔内，所述连接部进入所述灌浆套筒内，直到所述墩身的下表面与所述承台主体的上表面相接处，所述预制桥墩停止下落；

S3：二次浇筑：

先对灌浆套筒内注入高强度灌浆料，注入的高强度灌浆料应达到规范要求。待上述过程完成后，对桥墩的浇灌孔中含有U型钢筋的空间内浇筑高强度混凝土，注入高强混凝土的量应事先计算好，确保高强混凝土的上表面高于U型钢筋的顶端不小于20mm，最后使得所述预制桥墩与所述承台形成一个整体。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明的具有浇灌孔的预制桥墩不但充分保证了受力性能，而且能较好的增强墩柱的延性，大大提高了墩身的抗震性能，克服了空心桥墩抗弯能力弱，抗剪能力差的先天问题，同时具有机械化程度高，减少现场施工工期等优点。

2、一种采用灌浆套筒的空心预制拼装桥墩的连接方法，桥梁的预制桥墩与承台之间连接紧密，其在竖向与水平方向的受力性能稳定，本发明中的预制桥墩底部抗弯能力较强，同时拼接缝处的抗剪性能优异，符合规范要求，可以与现浇桥梁相媲美，整体耐久性强。

3、预制桥墩与承台之间的连接部位性能好，在地震区域仍能较好的使用，连接部位不会发生破坏，具有整体能好，延性强等较多优点，同时现场施工便捷，吊装方便；节省材料，减少人工；同时现场定位简单，施工简单，较大的缩短了工期。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明实施例提供的一种采用灌浆套筒的空心预制拼装桥墩的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的承台的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种采用灌浆套筒的空心预制拼装桥墩的俯视图示意图；

图4为本发明实施例提供的预制桥墩剖视图示意图；

图5为本本发明实施例中预制桥墩与承台安装定位的示意图；

图6为本发明实施例中浇筑高强混凝土的示意图。

图中：1：预制桥墩；10：内圈钢筋；101：外圈钢筋；102：灌浆套筒；2：承台；20：预埋件；201：U型钢筋；202：桥墩主筋；3：座浆层。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

为了更好的说明本发明，下方结合附图对本发明进行详细的描述。

如图1-6所示，一种采用灌浆套筒102的空心预制拼装桥墩，包括预制桥墩和承台2，预制桥墩包括墩身、灌浆套筒102和强化机构，灌浆套筒102内嵌于墩身下表面，灌浆套筒102的个数为十六个，且圆形均布于墩身，墩身中心具有上下贯穿的浇灌孔，强化机构包括内钢圈层和外钢圈层，内钢圈层为十六根均布在浇灌孔四周所在的墩身内的内圈钢筋10，内圈钢筋10伸入灌浆套筒102内的长度为内圈钢筋10直径的十倍，内圈钢筋10与灌浆套筒102一一对应，且内圈钢筋10底部伸入灌浆十套筒102内，承台2包括承台2主体、预埋件20和U型钢筋201，U型钢筋201置于承台2主体内，U型钢筋201的U型端位置从承台2的上表面伸出一定的长度，其长度可以根据需求进行调节，预埋件20包括桥墩主筋202和承台内箍筋，桥墩主筋202的个数为十六根且圆形均布于承台2主体内，每根桥墩主筋202具有伸出承台2主体的连接部，承台内箍筋环绕连接桥墩主筋202，预制桥墩1与承台2连接在一起时，连接部位于与灌浆套筒102一一对应，且连接部的长度为桥墩主筋202直径的十倍，U型钢筋201位于浇灌孔内。浇灌孔的预制桥墩不但充分保证了受力性能，而且能较好的增强墩柱的延性，大大提高了墩身的抗震性能，克服了空心桥墩抗弯能力弱，抗剪能力差的先天问题，同时具有机械化程度高，减少现场施工工期等优点。

需要说明的是，在其它实施例中内圈钢筋10伸入灌浆套筒102内的长度不小于内圈钢筋10直径的十倍或/和连接部的长度不小于桥墩主筋202直径的十倍的技术方案在本发明的保护范围之内。

本实施例中预制桥墩与承台连接在一起时，承台上的连接部与墩身上的灌浆套筒相对应连接，用于限定墩身与承台主体之间的位置，U型钢筋的U型端位于浇筑孔内，灌浆套筒内注入高强度灌浆料，待上述过程完成后，对桥墩的浇灌孔中含有U型钢筋的空间内浇筑高强度混凝土，预制桥墩与承台之间利用灌浆套筒与U型钢筋的组合结构，增强了预制桥墩底部的抗弯能力和拼接缝处的抗剪能力，提高预制桥墩延性，提高混凝土对钢筋的握裹力，限制了混凝土裂缝的产生和传播，墩身内还设有内钢圈层和外钢圈层，且内钢圈层、外钢圈层与浇灌孔为同心圆结构，内圈钢筋与外圈钢筋增强了墩身的强度。外圈钢筋的底部置于灌浆套筒内，在提高墩身本身强度的同时，进一步增强了预制桥墩底部的抗弯能力和拼接缝处的抗剪能力，提高预制桥墩延性。

如图4所示，本实施例的具体示例，浇灌孔的内壁具有锯齿形结构，锯齿结构具体地为在浇灌孔的内壁设置若干环形凹槽与环形凸起的组合依次连接的结构，本实施例中环形凹槽的横截面为等腰梯形，环形凸起的横截面为等腰梯形。能够使得浇筑到浇灌孔内的混凝土具有咬合作用，有效增强整体的连接。在其它的实施例中，环形凹槽的横截面与环形凸起的横截面可以是相同的。也可以是不同，但在本发明技术方案的保护范围之内。值得一说的是锯齿形机构还可以为多个圆形分布的锯齿单元，锯齿单元为若干间隔排列的凹槽，每个锯齿单元的凹槽可以为相同的凹槽横截面如圆形，方形等，或是每个锯齿单元的凹槽结构不相同，上述变形的矩形机构均在本发明的保护范围之内。

如图2所示，本实施例中，桥墩主筋202的底端具有弯折部，弯折部与桥墩主筋202的夹角为90°，90°弯折部能够在实际的应用中增强于桥墩主筋202与混凝土的锚固粘结作用。本实施例公开了一种具体的弯折部，在其它的实施例中，弯折部与桥墩主筋202的弯折角度可以为30°或60°或其它角度，以及弯折部的弯折部的弯折方向与本实施例的弯折部弯折方向不同，但上述变形方案均在本实施例的保护之内

本实施例中灌浆套筒102的接头为全灌浆套筒102接头，全灌浆套筒102接头能够对于外圈钢筋101和连接部进行混凝土固定，提高预置拼装桥墩的整体性。

一种采用灌浆套筒102的空心预制拼装桥墩的连接方法，包括以下步骤：

S1：内圈次浇筑：

将所述预埋件20以及所述U型钢筋201置于所述承台2施工现场，浇筑形成所述承台2，所述预埋件的所述连接部伸出于所述成体主题的上表面，且伸出的长度不小于十倍的预埋件的直径，所述U型钢筋201的U型端伸出所述承台2主体的上表面一定长度；

S2：吊装：

将所述预制桥墩吊装于现浇承台2的上方，使得所述U型钢筋201的U型端均位于所述浇灌的投影内，然后旋转所述预制桥墩使得所述灌浆套筒102与所述连接部对齐，所述预制桥墩1下落之前，在所述预制桥墩的投影处设置座浆层3，且厚度应大于2cm，之后缓慢下落所述预制桥墩，所述U型钢筋201的U型端进入所述浇灌孔内，所述连接部进入所述灌浆套筒102内，直到所述墩身的下表面与所述承台2主体的上表面相接处，所述预制桥墩停止下落；

S3：二次浇筑：

先对灌浆套筒102内注入高强度灌浆料，注入的高强度灌浆料应达到规范要求。待上述过程完成后，对桥墩的浇灌孔中含有U型钢筋201的空间内浇筑高强度混凝土，注入高强混凝土的量应事先计算好，确保高强混凝土的上表面高于U型钢筋201的顶端不小于20mm，最后使得所述预制桥墩1与所述承台2形成一个整体。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，以及对于上述实施例进行任意组合的方案，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (8)

1.一种采用灌浆套筒的空心预制拼装桥墩的连接方法，其特征在于，包括：预制桥墩和承台；

所述预制桥墩包括墩身和若干灌浆套筒，所述墩身上设有贯穿墩身的浇灌孔，所述灌浆套筒内嵌于所述墩身的下表面，所述灌浆套筒圆形布设于所述浇灌孔四周；

所述承台包括承台主体、预埋件和U型钢筋，所述U型钢筋倒置于所述承台主体内，且所述U型钢筋的U型端位置从承台的上表面伸出一定的长度，其长度可以根据需求进行调节，所述预埋件具有若干均布于所述承台主体内的桥墩主筋，所述桥墩主筋的顶部具有伸出所述承台主体上表面的连接部，所述连接部的长度不小于所述桥墩主筋直径的十倍；

所述预制桥墩与所述承台连接在一起时，所述连接部位于与所述灌浆套筒一一对应，且相对的所述连接部位于所述灌浆套筒内，所述U型钢筋位于所述浇灌孔内；

在所述采用灌浆套筒的空心预制拼装桥墩进行使用时，

内圈次浇筑：

将所述预埋件以及所述U型钢筋置于所述承台施工现场，浇筑形成所述承台，所述预埋件的所述连接部伸出于所述承台主体的上表面，且伸出的长度不小于十倍的预埋件的直径，所述U型钢筋的U型端伸出所述承台主体的上表面一定长度；

吊装：

将所述预制桥墩吊装于现浇承台的上方，使得所述U型钢筋的U型端均位于所述浇灌孔的投影内，然后旋转所述预制桥墩使得所述灌浆套筒与所述连接部对齐，所述预制桥墩下落之前，在所述预制桥墩的投影处设置座浆层，且厚度应大于2cm，之后缓慢下落所述预制桥墩，所述U型钢筋的U型端进入所述浇灌孔内，所述连接部进入所述灌浆套筒内，直到所述墩身的下表面与所述承台主体的上表面相接处，所述预制桥墩停止下落；

二次浇筑：

先对灌浆套筒内注入高强度灌浆料，注入的高强度灌浆料应达到规范要求，待上述过程完成后，对桥墩的浇灌孔中含有U型钢筋的空间内浇筑高强度混凝土，注入高强混凝土的量应事先计算好，确保高强混凝土的上表面高于U型钢筋的顶端不小于20mm，最后使得所述预制桥墩与所述承台形成一个整体。

2.根据权利要求1所述的一种采用灌浆套筒的空心预制拼装桥墩的连接方法，其特征在于，所述预制桥墩还包括设置于所述墩身内的强化机构，所述强化机构包括内钢圈层和外钢圈层，所述内钢圈层、所述外钢圈层与所述浇灌孔为同心圆结构，所述内钢圈层为均布在所述浇灌孔四周所述墩身内的若干内圈钢筋，所述外钢圈层为均布在内圈钢筋层外四周的外圈钢筋。

3.根据权利要求2所述的一种采用灌浆套筒的空心预制拼装桥墩的连接方法，其特征在于，所述外圈钢筋与所述灌浆套筒一一对应，所述外圈钢筋的底部置于相对应的所述灌浆套筒内，且所述外圈钢筋底部伸入所述灌浆套筒内的长度不小于所述外圈钢筋长度的十倍。

4.根据权利要求1所述的一种采用灌浆套筒的空心预制拼装桥墩的连接方法，其特征在于，所述浇灌孔的内壁为锯齿形结构。

5.根据权利要求1所述的一种采用灌浆套筒的空心预制拼装桥墩的连接方法，其特征在于，所述桥墩主筋的底端具有弯折部，所述弯折部与所述桥墩主筋的夹角为90°。

6.根据权利要求1所述的一种采用灌浆套筒的空心预制拼装桥墩的连接方法，其特征在于，所述灌浆套筒的个数为十六个。

7.根据权利要求1所述的一种采用灌浆套筒的空心预制拼装桥墩的连接方法，其特征在于，所述预埋件还包括承台内箍筋，所述承台内箍筋环绕连接于多个所述桥墩主筋的外表面。

8.根据权利要求1所述的一种采用灌浆套筒的空心预制拼装桥墩的连接方法，其特征在于，所述灌浆套筒的接头为全灌浆套筒接头。

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