CN114673091A - 一种预制节段拼装组合结构的连接装置及工艺流程 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑施工技术领域，尤其涉及一种预制节段拼装组合结构的连接装置及工艺流程。包括下节段、中节段和上节段，下节段的底端设置有钢板,下节段的上端设置有中节段，中节段的上端设置有上节段。本发明通过整体之间的结构配合设计，使得本连接取消了钢管节段之间的焊接，通过环形挡片一中的内套管将混凝土一和法兰盘一连接在一起，且各节段采用结构预制化，在施工期间无需浇筑混凝土，可以通过高强螺栓与螺栓孔一、螺栓孔二和螺栓孔三螺纹连接使得直接拼装完成，使得运输更加方便，设计及制作简单，同时极大缩短了施工工期。

Description

一种预制节段拼装组合结构的连接装置及工艺流程

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，尤其涉及一种预制节段拼装组合结构的连接装置及工艺流程。

背景技术

随着社会的发展,城市化水平的提高,城市人口密集度逐渐增大,为满足交通出行，使得大量桥梁不断涌现，而在对桥梁修建的过程中需要使用到大量混凝土，相对于普通混凝土结构，钢管混凝土充分利用钢管和混凝土两种材料在受力过程中的相互作用，使其材料性能充分发挥，从而具有承载力高、塑性性能好、抗震性能好、经济效益显著等优点，目前在桥梁建筑中越来越多地使用钢管混凝土结构，而在施工中，目前使用到的混凝土钢管需要在施工现场将钢管节段之间进行焊接制作，较为麻烦，同时在施工期间里还需要在钢管内浇筑混凝土，增加了大量施工现场的湿作业量，并且其运输较为不便。

发明内容

本发明专利的目的在于提供一种预制节段拼装组合结构的连接装置及工艺流程，以解决了现有的问题：目前使用到的混凝土钢管需要在施工现场将钢管节段之间进行焊接制作，较为麻烦，同时在施工期间里还需要在钢管内浇筑混凝土，增加了大量施工现场的湿作业量。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种预制节段拼装组合结构的连接装置，包括下节段、中节段和上节段，所述下节段的底端设置有钢板,所述下节段的上端设置有中节段，所述中节段的上端设置有上节段，所述下节段包括有圆钢管一、混凝土一、环形挡片一、法兰盘一、螺栓孔一、定位柱一、连接盘一、连接栓一、螺帽一和连接块一，所述圆钢管一内侧的上端固定有环形挡片一，所述圆钢管一的内侧且位于环形挡片一的下端设置有混凝土一，所述混凝土一的上表面与环形挡片一的上表面齐平，所述圆钢管一顶端的外侧固定有法兰盘一，所述法兰盘一的内部均匀开设有多个螺栓孔一，所述环形挡片一的上端且与每个螺栓孔一相对应位置处均固定有定位柱一，所述圆钢管一的底端固定有连接盘一，所述连接盘一的内部均匀开设有四个通孔，所述圆钢管一底端的外侧且位于连接盘一的上端对称固定有连接块一，每个所述连接块一的内部均螺纹连接有连接栓一，所述连接栓一的下端位于通孔内侧并与通孔螺纹连接，所述连接栓一的外侧且位于连接块一的上端还螺纹连接有螺帽一。

优选的，所述环形挡片一与圆钢管一为焊接连接，所述法兰盘一与圆钢管一为焊接连接，所述法兰盘一的内部开设有六个螺栓孔一。

优选的，所述圆钢管一的内侧且位于环形挡片一的上端设置有空心圆形槽，多个所述定位柱一均位于空心圆形槽内侧。

优选的，所述中节段包括有圆钢管二、混凝土二、法兰盘二、螺栓孔二、内套管和定位孔，所述圆钢管二外侧的顶端和底端均固定有法兰盘二，所述法兰盘二的内部且与多个螺栓孔一相对应位置处均开设有螺栓孔二，所述圆钢管二内侧的顶端和底端均固定有内套管，所述圆钢管二的内侧且位于两个内套管的内侧设置有混凝土二，两个所述内套管内部的顶端和底端且与多个定位柱一相对应位置处均开设有定位孔。

优选的，所述圆钢管二与法兰盘二为焊接连接，所述圆钢管二与内套管也为焊接连接，所述定位柱一位于定位孔内侧并与定位孔滑动连接。

优选的，所述上节段包括有圆钢管三、法兰盘三、螺栓孔三、连接盘二、连接栓二、螺帽二、连接块二、混凝土三、环形挡片二和定位柱二，所述圆钢管三内侧的下端固定有环形挡片二，所述圆钢管三的内侧且位于环形挡片二的上端设置有混凝土三，所述混凝土三的下表面与环形挡片二的下表面齐平，所述圆钢管三底端的外侧固定有法兰盘三，所述法兰盘三的内部且与多个螺栓孔二相对应位置处均开设有螺栓孔三，所述环形挡片二的下端且与多个定位孔相对应位置处均固定有定位柱二，所述定位柱二位于定位孔内侧并与定位孔滑动连接，所述圆钢管三的顶端固定有连接盘二，所述连接盘二的内部也均匀开设有四个通孔，所述圆钢管三顶端的外侧且位于连接盘二的下端对称固定有连接块二，所述连接块二与连接块一之间的平面角度为90度，每个所述连接块二的内部均螺纹连接有连接栓二，所述连接栓二的上端位于通孔内侧并与通孔螺纹连接，所述连接栓二的外侧且位于连接盘二的上端螺纹连接有螺帽二。

优选的，所述圆钢管三与环形挡片二为焊接连接，所述环形挡片二的环宽为圆钢管三厚度的-倍，所述圆钢管三与法兰盘三为焊接连接，所述圆钢管三的内侧且位于环形挡片二的下端也设置有空心圆形槽，多个所述定位柱二均位于空心圆形槽内侧。

一种预制节段拼装组合结构的连接装置的工艺流程，用于上述一种预制节段拼装组合结构的连接装置，其步骤如下：

步骤一：在预制厂加工钢管柱及混凝土浇筑与养护；

在工厂预制钢管段，包括圆钢管一、圆钢管二、圆钢管三、法兰盘一、法兰盘二、法兰盘三和内套管，且在法兰盘一、法兰盘二和法兰盘三上分别加工出螺栓孔一、螺栓孔二和螺栓孔三；

将法兰盘一、法兰盘二和法兰盘三焊接在下节段和上节段的顶端及中节段的两端并磨平表面，然后将内套管焊接于中节段两端；

预制下节段时将圆钢管一底口封住，向圆钢管一内注入混凝土一；

在预制中节段时，将圆钢管二底口封住，向圆钢管二内注入混凝土二

步骤二：节段墩柱拼装；

所述节段墩柱拼装至少包括以下步骤：在施工现场现浇筑承台，待承台的混凝土达到加载龄期后，在承台顶面设置接缝操作面，将下节段置于承台基础中，并铺设钢板；

安装中节段，将中节段中下部内套管置于下节段空心钢管部分，要求竖直方向对齐，下节段顶端法兰盘一中的螺栓孔一与中节段的螺栓孔二对齐，利用高强螺栓将下节段与中节段连接在一起；

安装上节段，将上节段套在中节段中上部内套管上，并将上节段下端的螺栓孔三与已安装好的中节段的螺栓孔二对齐，利用高强螺栓将中节段与上节段连接在一起。

本发明至少具备以下有益效果：

1、本发明通过整体之间的结构配合设计，使得本连接取消了钢管节段之间的焊接，通过中节段中的内套管将下节段和上节段连接在一起，且各节段采用结构预制化，在施工期间无需浇筑混凝土，可以通过高强螺栓与螺栓孔一、螺栓孔二和螺栓孔三螺纹连接使得直接拼装完成，使得运输更加方便，设计及制作简单，同时极大缩短了施工工期。

2、本发明通过下节段和上节段之间连接盘一和连接盘二的结构设计，使得当需要将下节段放置在上节段上端时能够通过将连接栓一与连接栓二分别螺纹连接在连接盘一和连接盘二内的通孔处，再分别转动螺帽一和螺帽二使其将连接栓一与连接栓二固定，进而将连接盘一与连接盘二固定，方便下节段与上节段之间进行临时连接。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明拼装后的整体结构示意图；

图2为本发明的整体结构爆炸图；

图3为本发明的下节段结构示意图；

图4为本发明的下节段结构仰视图；

图5为本发明的中节段结构示意图；

图6为本发明的上节段结构示意图；

图7为本发明的上节段结构仰视图；

图8为本发明拼装后的整体结构剖视图。

图中：1、圆钢管一；2、混凝土一；3、环形挡片一；4、法兰盘一；5、螺栓孔一；6、定位柱一；7、连接盘一；8、连接栓一；9、螺帽一；10、连接块一；11、圆钢管二；12、混凝土二；13、法兰盘二；14、螺栓孔二；15、内套管；16、定位孔；17、圆钢管三；18、法兰盘三；19、螺栓孔三；20、连接盘二；21、连接栓二；22、螺帽二；23、连接块二；24、混凝土三；25、环形挡片二；26、定位柱二；101、钢板；102、下节段；103、中节段；104、上节段。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：

参照图1-8，一种预制节段拼装组合结构的连接装置，包括下节段102、中节段103和上节段104，下节段102的底端设置有钢板101,下节段102的上端设置有中节段103，中节段103的上端设置有上节段104，下节段102包括有圆钢管一1、混凝土一2、环形挡片一3、法兰盘一4、螺栓孔一5、定位柱一6、连接盘一7、连接栓一8、螺帽一9和连接块一10，圆钢管一1内侧的上端固定有环形挡片一3，圆钢管一1的内侧且位于环形挡片一3的下端设置有混凝土一2，混凝土一2的上表面与环形挡片一3的上表面齐平，圆钢管一1顶端的外侧固定有法兰盘一4，法兰盘一4的内部均匀开设有多个螺栓孔一5，环形挡片一3的上端且与每个螺栓孔一5相对应位置处均固定有定位柱一6，圆钢管一1的底端固定有连接盘一7，连接盘一7的内部均匀开设有四个通孔，圆钢管一1底端的外侧且位于连接盘一7的上端对称固定有连接块一10，每个连接块一10的内部均螺纹连接有连接栓一8，连接栓一8的下端位于通孔内侧并与通孔螺纹连接，连接栓一8的外侧且位于连接块一10的上端还螺纹连接有螺帽一9。

具体的，环形挡片一3与圆钢管一1为焊接连接，环形挡片一3的环宽为圆钢管一1厚度的1-2倍，法兰盘一4与圆钢管一1为焊接连接，法兰盘一4的内部开设有六个螺栓孔一5。

具体的，圆钢管一1的内侧且位于环形挡片一3的上端设置有空心圆形槽，多个定位柱一6均位于空心圆形槽内侧。

具体的，中节段103包括有圆钢管二11、混凝土二12、法兰盘二13、螺栓孔二14、内套管15和定位孔16，圆钢管二11外侧的顶端和底端均固定有法兰盘二13，法兰盘二13的内部且与多个螺栓孔一5相对应位置处均开设有螺栓孔二14，圆钢管二11内侧的顶端和底端均固定有内套管15，圆钢管二11的内侧且位于两个内套管15的内侧设置有混凝土二12，两个内套管15内部的顶端和底端且与多个定位柱一6相对应位置处均开设有定位孔16。

具体的，圆钢管二11与法兰盘二13为焊接连接，圆钢管二11与内套管15也为焊接连接，内套管15的外径比圆钢管一1的内径小1-2倍，为了使下节段102和中节段103连接时避免发生转动，进而方便螺栓孔一5与螺栓孔二14对齐，定位柱一6位于中节段103下端的定位孔16内侧并与定位孔16滑动连接。

具体的，上节段104包括有圆钢管三17、法兰盘三18、螺栓孔三19、连接盘二20、连接栓二21、螺帽二22、连接块二23、混凝土三24、环形挡片二25和定位柱二26，圆钢管三17内侧的下端固定有环形挡片二25，圆钢管三17的内侧且位于环形挡片二25的上端设置有混凝土三24，混凝土三24的下表面与环形挡片二25的下表面齐平，圆钢管三17底端的外侧固定有法兰盘三18，法兰盘三18的内部且与多个螺栓孔二14相对应位置处均开设有螺栓孔三19，环形挡片二25的下端且与多个定位孔16相对应位置处均固定有定位柱二26，定位柱二26位于定位孔16内侧并与定位孔16滑动连接，圆钢管三17的顶端固定有连接盘二20，连接盘二20的内部也均匀开设有四个通孔，圆钢管三17顶端的外侧且位于连接盘二20的下端对称固定有连接块二23，连接块二23与连接块一10之间的平面角度为90度，每个连接块二23的内部均螺纹连接有连接栓二21，连接栓二21的上端位于通孔内侧并与通孔螺纹连接，连接栓二21的外侧且位于连接盘二20的上端螺纹连接有螺帽二22。

具体的，圆钢管三17与环形挡片二25为焊接连接，环形挡片二25的环宽为圆钢管三17厚度的1-2倍，圆钢管三17与法兰盘三18为焊接连接，圆钢管三17的内侧且位于环形挡片二25的下端也设置有空心圆形槽，多个定位柱二26均位于空心圆形槽内侧，为了使中节段103与上节段104连接时避免发生转动，进而方便螺栓孔二14与螺栓孔三19对齐，定位柱二26位于中节段103上端的定位孔16内侧并与定位孔16滑动连接。

实施例2：

在上述实施例1的基础上，公开其工艺流程：一种预制节段拼装组合结构的连接装置的工艺流程，用于上述一种预制节段拼装组合结构的连接装置，其步骤如下：

步骤一：在预制厂加工钢管柱及混凝土浇筑与养护；

具体的，在预制厂加工钢管柱及混凝土浇筑与养护至少包括以下步骤：在工厂预制钢管段，包括圆钢管一1、圆钢管二11、圆钢管三17、法兰盘一4、法兰盘二13、法兰盘三18和内套管15，且在法兰盘一4、法兰盘二13和法兰盘三18上分别加工出螺栓孔一5、螺栓孔二14和螺栓孔三19，保证各节段的螺栓孔一5、螺栓孔二14和螺栓孔三19轴心对齐；

将法兰盘一4、法兰盘二13和法兰盘三18焊接在下节段102和上节段104的顶端及中节段103的两端并磨平表面，然后将内套管15焊接于中节段103两端，后将焊接好的预制各节段试拼接，以保证内套管15可完全进入下节段102和上节段104中，且法兰盘一4、法兰盘二13和法兰盘三18表面平整无翘起；

预制下节段102时将圆钢管一1底口封住，向圆钢管一1内注入混凝土一2，当混凝土一2高度达到环形挡片一3上表面高度时停止注入，进行振捣，确保混凝土一2与环形挡片一3的上表面齐平后进行养护；

上节段104的预制方法与下节段102相同；

在预制中节段103时，将圆钢管二11底口封住，向圆钢管二11内注入混凝土二12，待混凝土二12高度达到内套管15上表面高度时停止注入，进行振捣，确保混凝土二12与内套管15的上表面齐平后进行养护；

步骤二：节段墩柱拼装；

具体的，节段墩柱拼装至少包括以下步骤：在施工现场现浇筑承台，待承台的混凝土达到加载龄期后，在承台顶面设置接缝操作面，将下节段102置于承台基础中，并铺设钢板101；

安装中节段103，将中节段103中下部内套管15置于下节段102空心钢管部分，要求竖直方向对齐，下节段102顶端法兰盘一4中的螺栓孔一5与中节段103的螺栓孔二14对齐，利用高强螺栓将下节段102与中节段103连接在一起；

安装上节段104，将上节段104套在中节段103中上部内套管15上，并将上节段104下端的螺栓孔三19与已安装好的中节段103的螺栓孔二14对齐，利用高强螺栓将中节段103与上节段104连接在一起；

步骤一中内套管15的长度应满足钢管嵌固传弯的要求，采用内套管15的方式使得步骤二拼接过程中两节段钢管混凝土墩柱间的定位固定；

步骤一中预制钢管节段直接在预制厂浇筑混凝土并养护，保证了钢管内混凝土的密实，极大的缩短了施工工期，有效减少施工现场湿作业量；

步骤二安装过程中，高强螺栓的安装应遵循对称安装原则。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (8)

1.一种预制节段拼装组合结构的连接装置，其特征在于，包括下节段（102）、中节段（103）和上节段（104），所述下节段（102）的底端设置有钢板（101）,所述下节段（102）的上端设置有中节段（103），所述中节段（103）的上端设置有上节段（104），所述下节段（102）包括有圆钢管一（1）、混凝土一（2）、环形挡片一（3）、法兰盘一（4）、螺栓孔一（5）、定位柱一（6）、连接盘一（7）、连接栓一（8）、螺帽一（9）和连接块一（10），所述圆钢管一（1）内侧的上端固定有环形挡片一（3），所述圆钢管一（1）的内侧且位于环形挡片一（3）的下端设置有混凝土一（2），所述混凝土一（2）的上表面与环形挡片一（3）的上表面齐平，所述圆钢管一（1）顶端的外侧固定有法兰盘一（4），所述法兰盘一（4）的内部均匀开设有多个螺栓孔一（5），所述环形挡片一（3）的上端且与每个螺栓孔一（5）相对应位置处均固定有定位柱一（6），所述圆钢管一（1）的底端固定有连接盘一（7），所述连接盘一（7）的内部均匀开设有四个通孔，所述圆钢管一（1）底端的外侧且位于连接盘一（7）的上端对称固定有连接块一（10），每个所述连接块一（10）的内部均螺纹连接有连接栓一（8），所述连接栓一（8）的下端位于通孔内侧并与通孔螺纹连接，所述连接栓一（8）的外侧且位于连接块一（10）的上端还螺纹连接有螺帽一（9）。

2.根据权利要求1所述的一种预制节段拼装组合结构的连接装置，其特征在于，所述环形挡片一（3）与圆钢管一（1）为焊接连接，所述法兰盘一（4）与圆钢管一（1）为焊接连接，所述法兰盘一（4）的内部开设有六个螺栓孔一（5）。

3.根据权利要求1所述的一种预制节段拼装组合结构的连接装置，其特征在于，所述圆钢管一（1）的内侧且位于环形挡片一（3）的上端设置有空心圆形槽，多个所述定位柱一（6）均位于空心圆形槽内侧。

4.根据权利要求3所述的一种预制节段拼装组合结构的连接装置，其特征在于，所述中节段（103）包括有圆钢管二（11）、混凝土二（12）、法兰盘二（13）、螺栓孔二（14）、内套管（15）和定位孔（16），所述圆钢管二（11）外侧的顶端和底端均固定有法兰盘二（13），所述法兰盘二（13）的内部且与多个螺栓孔一（5）相对应位置处均开设有螺栓孔二（14），所述圆钢管二（11）内侧的顶端和底端均固定有内套管（15），所述圆钢管二（11）的内侧且位于两个内套管（15）的内侧设置有混凝土二（12），两个所述内套管（15）内部的顶端和底端且与多个定位柱一（6）相对应位置处均开设有定位孔（16）。

5.根据权利要求4所述的一种预制节段拼装组合结构的连接装置，其特征在于，所述圆钢管二（11）与法兰盘二（13）为焊接连接，所述圆钢管二（11）与内套管（15）也为焊接连接，所述定位柱一（6）位于定位孔（16）内侧并与定位孔（16）滑动连接。

6.根据权利要求4所述的一种预制节段拼装组合结构的连接装置，其特征在于，所述上节段（104）包括有圆钢管三（17）、法兰盘三（18）、螺栓孔三（19）、连接盘二（20）、连接栓二（21）、螺帽二（22）、连接块二（23）、混凝土三（24）、环形挡片二（25）和定位柱二（26），所述圆钢管三（17）内侧的下端固定有环形挡片二（25），所述圆钢管三（17）的内侧且位于环形挡片二（25）的上端设置有混凝土三（24），所述混凝土三（24）的下表面与环形挡片二（25）的下表面齐平，所述圆钢管三（17）底端的外侧固定有法兰盘三（18），所述法兰盘三（18）的内部且与多个螺栓孔二（14）相对应位置处均开设有螺栓孔三（19），所述环形挡片二（25）的下端且与多个定位孔（16）相对应位置处均固定有定位柱二（26），所述定位柱二（26）位于定位孔（16）内侧并与定位孔（16）滑动连接，所述圆钢管三（17）的顶端固定有连接盘二（20），所述连接盘二（20）的内部也均匀开设有四个通孔，所述圆钢管三（17）顶端的外侧且位于连接盘二（20）的下端对称固定有连接块二（23），所述连接块二（23）与连接块一（10）之间的平面角度为90度，每个所述连接块二（23）的内部均螺纹连接有连接栓二（21），所述连接栓二（21）的上端位于通孔内侧并与通孔螺纹连接，所述连接栓二（21）的外侧且位于连接盘二（20）的上端螺纹连接有螺帽二（22）。

7.根据权利要求6所述的一种预制节段拼装组合结构的连接装置，其特征在于，所述圆钢管三（17）与环形挡片二（25）为焊接连接，所述环形挡片二（25）的环宽为圆钢管三（17）厚度的1-2倍，所述圆钢管三（17）与法兰盘三（18）为焊接连接，所述圆钢管三（17）的内侧且位于环形挡片二（25）的下端也设置有空心圆形槽，多个所述定位柱二（26）均位于空心圆形槽内侧。

8.一种预制节段拼装组合结构的连接装置的工艺流程，用于权利要求1-7任意一项所述的一种预制节段拼装组合结构的连接装置,其特征在于，至少包括以下步骤：

步骤一：在预制厂加工钢管柱及混凝土浇筑与养护；

在工厂预制钢管段，包括圆钢管一（1）、圆钢管二（11）、圆钢管三（17）、法兰盘一（4）、法兰盘二（13）、法兰盘三（18）和内套管（15），且在法兰盘一（4）、法兰盘二（13）和法兰盘三（18）上分别加工出螺栓孔一（5）、螺栓孔二（14）和螺栓孔三（19）；

将法兰盘一（4）、法兰盘二（13）和法兰盘三（18）焊接在下节段（102）和上节段（104）的顶端及中节段（103）的两端并磨平表面，然后将内套管（15）焊接于中节段（103）两端；

预制下节段（102）时将圆钢管一（1）底口封住，向圆钢管一（1）内注入混凝土一（2）；

在预制中节段（103）时，将圆钢管二（11）底口封住，向圆钢管二（11）内注入混凝土二（12）

步骤二：节段墩柱拼装；

所述节段墩柱拼装至少包括以下步骤：在施工现场现浇筑承台，待承台的混凝土达到加载龄期后，在承台顶面设置接缝操作面，将下节段（102）置于承台基础中，并铺设钢板（101）；

安装中节段（103），将中节段（103）中下部内套管（15）置于下节段（102）空心钢管部分，要求竖直方向对齐，下节段（102）顶端法兰盘一（4）中的螺栓孔一（5）与中节段（103）的螺栓孔二（14）对齐，利用高强螺栓将下节段（102）与中节段（103）连接在一起；

安装上节段（104），将上节段（104）套在中节段（103）中上部内套管（15）上，并将上节段（104）下端的螺栓孔三（19）与已安装好的中节段（103）的螺栓孔二（14）对齐，利用高强螺栓将中节段（103）与上节段（104）连接在一起。

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