CN114182644A - 一种装配式混凝土桥墩连接结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种装配式混凝土桥墩结构，包括：底座、承台、下部纵向连接筋、套筒锁具、柱体、上部纵向连接筋和夹片。所述承台固定在底座上，且两者之间通过所述下部纵向连接筋连接为整体；所述下部纵向连接筋的上端与竖向设置在承台上端面中的套筒锁具连接；所述柱体支撑在承台的上端面上，所述上部纵向连接筋埋设在柱体中，且上部纵向连接筋的下端插入在所述套筒锁具的内腔中，所述夹片位于套筒锁具的内腔与上部纵向连接筋之间的缝隙中，且在该夹片处于被挤压状态。本发明的桥墩结构通过内部夹片对连接钢筋起到约束作用，使钢筋与套筒锁具形成整体，在受到震动时套筒锁具与夹片共同作用于连接钢筋，保证连接部位受力不破坏，起到良好抗震效果。

Description

一种装配式混凝土桥墩连接结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及桥梁技术领域，尤其涉及一种装配式混凝土桥墩连接结构及其施工方法。

背景技术

本发明背景技术中公开的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

高速铁路网、高速公路网、城市交通网、跨江跨海大桥沿线交通设施建设等一大批工程项目开工兴建为桥梁等基础设施建设提供了巨大的市场和平台，随着基础设施建设量的增加，环境、地质、其他线路等问题导致建设工期日趋紧张，通过提高建设速度以满足建设要求。

预制混凝土柱、桩等具有施工便捷、环境污染小、施工质量高的特点，近几年被广泛应用于建筑、桥梁、桩基等领域。目前，墩柱连接时多采用套管注浆的方法，该方法能够对连接部位起到一定约束作用，但该方法将柱等结构吊装完成后需要继续对连接部位注浆，工艺繁琐。同时，在地震频发区域容易受地震影响，导致钢筋连接部位混凝土受力破坏而无法继续发挥作用。

发明内容

针对上述的问题，本发明提供了一种装配式混凝土桥墩连接结构及其施工方法，这种桥墩结构通过内部夹片对连接钢筋起到约束作用，使钢筋与套筒锁具形成整体，在受到震动作用时，套筒锁具与夹片共同作用于连接钢筋，保证连接部位受力不破坏，起到良好的抗震效果。为实现上述目的，本发明的技术方案如下。

首先，本发明公开一种装配式混凝土桥墩连接结构，包括：底座、承台、下部纵向连接筋、套筒锁具、柱体、上部纵向连接筋和夹片。其中：所述承台固定在底座上，且两者之间通过所述下部纵向连接筋连接为整体。所述下部纵向连接筋的上端与竖向设置在承台上端面中的套筒锁具连接。所述柱体支撑在承台的上端面上，所述上部纵向连接筋埋设在柱体中，且上部纵向连接筋的下端插入在所述套筒锁具的内腔中，所述夹片位于套筒锁具的内腔与上部纵向连接筋之间的缝隙中，且在该夹片处于被挤压状态。

进一步地，所述套筒锁具为筒状结构，其内腔的下部分为螺纹孔，所述内腔的上部分为圆锥台形结构的插孔。

进一步地，所述夹片为位于插孔中的下薄上厚且内外、壁面均具有螺纹的弧形片，保证上部纵向连接筋插入插孔中后自动锁紧。

进一步地，所述插孔中设置有若干块夹片组合成的筒状结构，所述上部纵向连接筋的下端插入在该夹片组合成的筒状结构中，从而保证上部纵向连接筋夹紧在套筒锁具中，且在夹片的壁面上的螺纹作用下可以显著提高上部纵向连接筋、夹片、套筒锁具之间的连接力。

进一步地，所述下部纵向连接筋位于所述螺纹孔中，且两者之间螺纹连接，从而通过套筒锁具将承台和柱体连接为整体，在柱体受到震动作用时，提供拉力确保柱体与承台的稳定连接。

进一步地，所述承台和柱体的连接处套固定有补强装置，以便于承台和柱体的连接处的混凝土受到约束力。

进一步地，所述补强装置为环状钢板，其围绕在承台和柱体的连接处的外壁上，并利用法兰连接固定在承台、柱体上，从而对连接部位进行补强。

进一步地，所述承台的上端面为凹槽状，所述套筒锁具设置在该凹槽的底面中，所述柱体的下端为与所述凹槽匹配的凸台状结构，所述凸台嵌合在所述凹槽中。

进一步地，所述凹槽的中心处具有定位柱，所述凸台中心处均具有与所述定位柱匹配的凹槽，所述定位柱嵌合在所述凸台中心处的凹槽中，以便于将柱体装配在承台上时进行精确定位。

进一步地，所述定位柱包括正方形、圆形等形状，对应地，所述凸台中心处的凹槽为方形槽或圆形槽，以便于和定位柱配合。

进一步地，所述底座、承台、柱体包括方形柱体、圆形柱体中的任意一种。

其次，本发明公开一种所述装配式混凝土桥墩连接结构的施工方法，所述施工方法包括以下步骤：

S1、将所述套筒锁具与下部纵向连接筋连接好，备用。然后在预定位置建筑底座，并在底座上浇筑承台，并通过下部纵向连接筋加固底座浇筑承台之间连接，浇筑的承台上表面预留凹槽，并使所述下部纵向连接筋上端的套筒锁具齐平于凹槽的底面，以便于装配柱体。

S2、将夹片安装于套筒锁具的插孔中组合成筒状结构，其中一个夹片低端低于其余夹片，保证受竖向力后各夹片底端对齐。

S3、将预埋有所述上部纵向连接筋的预制柱体吊运到承台的上方预定位置，对准后将上部纵向连接筋的下端插入套筒锁具的插孔中，利用上部纵向连接筋与夹片之间作用力使两者自动锁紧。

S4、安装完成后将补强装置安装在承台和柱体的连接处，利用法兰连接器连接固定，实现补强。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）本发明提出的这种桥墩结构通过内部夹片对连接钢筋起到约束作用，使钢筋与套筒锁具形成整体，在受到震动作用时，套筒锁具与夹片共同作用于连接钢筋，保证连接部位受力不破坏，起到良好的抗震效果。

（2）本发明提出的这种桥墩结使底座、承台、柱体一次性连接成一体后无需二次注浆施工便捷，能够提供竖向约束力，有效防止结构在震动等自然灾害时发生灾变，具有施工快、连接方便、施工质量可靠、抗震性能好的特点。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明实施例中装配式混凝土桥墩结构的结构示意图。

图2为本发明实施例中承台的俯视图。

图3为本发明实施例中套筒锁具的结构示意图。

图4为本发明实施例中套筒锁具的内部构示意图。

图5为本发明实施例中夹片的结构示意图。

上述图中标记分别代表：1-底座、2-承台、3-下部纵向连接筋、4-套筒锁具、4.1-螺纹孔、4.2-圆锥台形结构的插孔、5-柱体、6-上部纵向连接筋、7-夹片、10-定位柱。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用，仅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设备或元件需要具有特定的方位，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。

术语解释部分：本发明中的术语“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，或为一体；可以是机械连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者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的具体含义。

正如前文所述，目前的墩柱连接时多采用套管注浆的方法，该方法能够对连接部位起到一定约束作用，但该方法将柱等结构吊装完成后需要继续对连接部位注浆，工艺繁琐。同时，在地震频发区域容易受地震影响，导致钢筋连接部位混凝土受力破坏而无法继续发挥作用。为此，因此，本发明提出了一种装配式混凝土桥墩结构，现结合说明书复合和具体实施例对本发明进一步说明。

参考图1至图5，示例一种装配式混凝土桥墩结构，包括：底座1、承台2、下部纵向连接筋3、套筒锁具4、柱体5、上部纵向连接筋6和夹片7。其中：

所述底座1为圆形台，所述承台2为方形柱，其下端竖向固定在底座1上，且两者之间通过所述下部纵向连接筋3连接为整体，所述下部纵向连接筋3为螺纹钢筋，其下端浇筑在底座1中，其余部分浇筑在承台2中，从而将底座1和承台2浇筑连接在一起实现共同受力。

所述套筒锁具4设置在承台2上端面中，且套筒锁具4的上端口与承台2上端面齐平，以便于上方柱体5的装配。所述套筒锁具4为筒状结构，其内腔的下部分为螺纹孔4.1，所述内腔的上部分为圆锥台形结构的插孔4.2，所述下部纵向连接筋3的上端位于所述螺纹孔4.1中，且两者之间螺纹连接。

所述柱体5支撑在承台2的上端面上，所述上部纵向连接筋7浇筑在柱体5中，且上部纵向连接筋7的下端插入在所述套筒锁具4的内腔中，所述夹片7位于套筒锁具4的内腔与上部纵向连接筋7之间的缝隙中，且在该夹片7处于被挤压状态。所述夹片7为位于插孔4.2中的下薄上厚且内外、壁面均具有螺纹的弧形片，保证上部纵向连接筋6插入插孔4.2中后自动锁紧。所述插孔4.2中设置有若干块夹片7组合成的筒状结构，所述上部纵向连接筋6的下端插入在该夹片7组合成的筒状结构中，从而保证上部纵向连接筋6夹紧在套筒锁具4中，从而通过套筒锁具4将承台2和柱体5连接为整体，在柱体5受到震动作用时，提供拉力确保柱体5与承台2的稳定连接。而且在夹片7的壁面上的螺纹作用下可以显著提高上部纵向连接筋6、夹片7、套筒锁具4之间的连接力。

参考图1，另一实施例中，所述承台2的上端面为凹槽状，所述套筒锁具4设置在该凹槽的底面中，所述柱体5的下端为与所述凹槽匹配的凸台状结构，所述凸台嵌合在所述凹槽中，以便于更加稳固地将所述承台2与柱体5装配在一起，提高两者整体的受力能力。

继续参考图1，另一优选的实施例中，所述凹槽的中心处具有定位柱8，所述凸台中心处均具有与所述定位柱8匹配的凹槽，所述定位柱8嵌合在所述凸台中心处的凹槽中，以便于将柱体5装配在承台2上时进行精确定位。应理解的是，所述定位柱8可以采用正方形、圆形等任一适合的形状，对应地，所述凸台中心处的凹槽为方形槽或圆形槽，以便于和定位柱8配合。

继续参考图1，另一优选的实施例中，所述承台2和柱体5的连接处套固定有补强装置，以便于承台2和柱体5的连接处的混凝土受到约束力。所述补强装置为环状钢板，其围绕在承台2和柱体5的连接处的外壁上，并利用法兰连接固定在承台2、柱体5上，从而对连接部位进行补强。

所述装配式混凝土桥墩结构施工方法包括以下步骤：

S1、将所述套筒锁具4与下部纵向连接筋3连接好，备用。然后在预定位置建筑底座1，并在底座1上浇筑承台2，并通过下部纵向连接筋3加固底座1浇筑承台2之间连接，浇筑的承台2上表面预留凹槽，并使所述下部纵向连接筋3上端的套筒锁具4齐平于凹槽的底面，以便于装配柱体5。

S2、将三个夹片7安装于套筒锁具4的插孔4.2中组合成筒状结构，其中一个夹片低端低于另外两个夹片，保证受竖向力后各夹片底端对齐。

S3、将预制柱体5（所述上部纵向连接筋6已提前浇筑在了柱体5中）吊运到承台2的上方预定位置，对准后将上部纵向连接筋6的下端插入套筒锁具4的插孔4.2中，利用上部纵向连接筋6与夹片7之间作用力使两者自动锁紧。

S4、安装完成后将补强装置安装在承台2和柱体5的连接处，利用法兰连接器连接固定，实现补强。

最后，需要说明的是，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种装配式混凝土桥墩结构，其特征在于，包括：底座、承台、下部纵向连接筋、套筒锁具、柱体、上部纵向连接筋和夹片；其中：所述承台固定在底座上，且两者之间通过所述下部纵向连接筋连接为整体；所述下部纵向连接筋的上端与竖向设置在承台上端面中的套筒锁具连接；所述柱体支撑在承台的上端面上，所述上部纵向连接筋埋设在柱体中，且上部纵向连接筋的下端插入在所述套筒锁具的内腔中，所述夹片位于套筒锁具的内腔与上部纵向连接筋之间的缝隙中，且在该夹片处于被挤压状态。

2.根据权利要求1所述的装配式混凝土桥墩结构，其特征在于，所述套筒锁具为筒状结构，其内腔的下部分为螺纹孔，所述内腔的上部分为圆锥台形结构的插孔。

3.根据权利要求2所述的装配式混凝土桥墩结构，其特征在于，所述夹片为位于所述插孔中的下薄上厚且内外、壁面均具有螺纹的弧形片。

4.根据权利要求3所述的装配式混凝土桥墩结构，其特征在于，所述插孔中设置有若干块夹片组合成的筒状结构，所述上部纵向连接筋的下端插入在该夹片组合成的筒状结构中。

5.根据权利要求1所述的装配式混凝土桥墩结构，其特征在于，所述下部纵向连接筋位于所述螺纹孔中，且两者之间螺纹连接。

6.根据权利要求1所述的装配式混凝土桥墩结构，其特征在于，所述承台和柱体的连接处套固定有补强装置；优选地，所述补强装置为环状钢板，其围绕在承台和柱体的连接处的外壁上，并利用法兰连接固定在承台、柱体上。

7.根据权利要求1所述的装配式混凝土桥墩结构，其特征在于，所述承台的上端面为凹槽状，所述套筒锁具设置在该凹槽的底面中，所述柱体的下端为与所述凹槽匹配的凸台状结构，所述凸台嵌合在所述凹槽中。

8.根据权利要求7所述的装配式混凝土桥墩结构，其特征在于，所述凹槽的中心处具有定位柱，所述凸台中心处均具有与所述定位柱匹配的凹槽，所述定位柱嵌合在所述凸台中心处的凹槽中；

优选地，所述定位柱包括正方形、圆形中的任意一种，对应地，所述凸台中心处的凹槽为方形槽、圆形槽中的任意一种。

9.根据权利要求1-8任一项所述的装配式混凝土桥墩结构，其特征在于，所述底座、承台、柱体包括方形柱体、圆形柱体中的任意一种。

10.一种权利要求1-9任一项所述的装配式混凝土桥墩连接结构的施工方法，其特征在于，所述施工方法包括以下步骤：

S1、将所述套筒锁具与下部纵向连接筋连接好，备用；然后在预定位置建筑底座，并在底座上浇筑承台，并通过下部纵向连接筋加固底座浇筑承台之间连接，浇筑的承台上表面预留凹槽，并使所述下部纵向连接筋上端的套筒锁具齐平于凹槽的底面；

S2、将夹片安装于套筒锁具的插孔中组合成筒状结构，其中一个夹片低端低于其余夹片，保证受竖向力后各夹片底端对齐；

S3、将预埋有所述上部纵向连接筋的预制柱体吊运到承台的上方预定位置，对准后将上部纵向连接筋的下端插入套筒锁具的插孔中，利用上部纵向连接筋与夹片之间作用力使两者自动锁紧；

S4、安装完成后将补强装置安装在承台和柱体的连接处，利用法兰连接器连接固定，实现补强。

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