CN114990997A - 一种装配式墩柱及其装配校正装置与装配施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种装配式墩柱及其装配校正装置与装配施工方法，包括承台以及墩柱，墩柱底部嵌装有多个套筒，墩柱的下部侧壁上径向开设连通套筒的注浆口和排浆口，且墩柱的内部浇筑嵌装有墩柱钢筋；承台内浇筑嵌装有向上延伸至套筒内部并与墩柱钢筋同轴对接的承台钢筋；套筒的上部连通排浆口，套筒的下部连通注浆口，且套筒的内壁上制出有多层间隔设置的注浆凸环。其装配校正装置的垂向校正单元周向均匀布设在承台顶面的直线边缘处；装配校正装置的水平校正单元布设在承台顶面的转角处，为墩柱的转角提供水平支撑定位。本发明有效解决现有技术中的灌浆堵管问题，且墩柱定位精度高，有效保证墩柱与承台的连接质量。

Description

一种装配式墩柱及其装配校正装置与装配施工方法

技术领域

本发明涉及工程施工技术领域，具体为一种装配式墩柱及其装配校正装置与装配施工方法。

背景技术

当前，装配式桥梁在建筑行业的推广使用，在实现建筑工业化上具有深远且重大的影响。其优势是：它改变传统粗放式的建造方式、实现绿色生态发展目标、节能减排、提质增效，更重要的是改变整个建筑行业的商业模式，实现资源最大化整合，最大化利用。目前，现有装配式桥梁技术体系和管理模式逐步成熟，但在一些施工工序上还需亟待提高和改进，用以最大限度地提高企业标准化施工，实现整体效益的最大化。

装配式墩柱在安装过程中，传统技术方案仍然存在不足，在灌浆过程中易出现：灌注砂浆不易在管道传送造成灌浆设备易出现堵管，墩柱连接套筒内浆液收缩、浆液回流等质量问题，灌浆通道阻塞、灌浆循环慢引起浆液失效、工效低造成成本增加问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种装配式墩柱及其装配校正装置与装配施工方法，有效解决现有技术中的灌浆堵管问题，且墩柱定位精度高，有效保证墩柱与承台的连接质量。

一种装配式墩柱，包括承台以及固定在承台上的墩柱，墩柱底部端面的边缘处轴向浇筑嵌装有多个套筒，墩柱的下部侧壁上径向开设有多个连通套筒的注浆口和排浆口，且墩柱的内部浇筑嵌装有多根分别轴向延伸至套筒内部的墩柱钢筋；承台内浇筑嵌装有多根向上延伸至套筒内部并与墩柱钢筋同轴对接的承台钢筋；套筒的上部连通排浆口，套筒的下部连通注浆口，且套筒的内壁上制出有多层间隔设置的注浆凸环。

优选的，承台的顶面以及墩柱的底面上均制出有十字定位槽。

一种装配式墩柱的装配校正装置，包括垂向校正单元及水平校正单元；垂向校正单元周向均匀布设在承台顶面的直线边缘处，为墩柱提供垂向高度及倾角调节的支撑力；水平校正单元布设在承台顶面的转角处，为墩柱的转角提供水平支撑定位。

优选的，垂向校正单元包括千斤顶及垂向支撑架，垂向支撑架的顶部及底部分别通过螺纹连接在注浆口和排浆口内的紧固螺栓固定，且垂向支撑架的中部焊接固装有水平延伸的支撑角钢；千斤顶垂向固装在承台顶面的边缘处，该千斤顶的输出端垂向顶撑连接在支撑角钢的底面上。

优选的，水平校正单元包括L型钢及调整螺栓，其中L型钢以水平姿态固设在承台顶面的转角处，且L型钢上穿透并螺纹连接呈水平姿态顶撑在墩柱侧壁上的调整螺栓。

一种装配式墩柱的装配施工方法，包括以下步骤：

(1)墩柱出场前检查：混凝土表面应平整、棱角线顺直；混凝土表面应光洁，无明显色差；混凝土表面无蜂窝麻面，无裂缝；检查其他预埋件：沉降观测标、接地钢板、墩顶、墩底预埋钢板是否齐全；检查注浆口、排浆口是否堵塞，发现堵塞及时疏通处理；

(2)墩柱顶、底部及承台顶面凿毛：墩柱到达现场后，在墩柱的两相邻面顶、底两端量测出中心点，弹出墨线开设十字定位槽，并张贴宝马标；采用凿毛机对墩柱底部进行凿毛，采用风镐对墩柱顶部进行凿毛；

(3)承台面清理：在预制墩柱吊装作业前，对承台顶标高进行复测并放出墩柱结构外边线，向外放大2cm弹墨线，采用切割机机进行切缝开设十字定位槽，使用电镐对承台顶面进行凿毛，凿毛率为100％，凿毛以露出新鲜石子为准，凿毛完成后用鼓风机吹除表面浮渣，再使用高压水枪将凿毛面清尘及湿润,最后使用高压气管清除多余积水，对预埋高度超出42cm的钢筋采用砂轮机进行打磨；

(4)墩柱预拼装：吊车及场地强度均需经过计算确定，由履带吊将墩柱缓慢移动到安装承台上，缓慢下放，检查承台钢筋能否顺利进入套筒内，无误后进行下放，观察能否下放到位，安装垂向校正单元，调整墩柱位置及垂直度，无误后将墩柱起吊，准备开始坐浆施工；

(5)墩柱坐浆作业：承台与墩柱间采用C60高强砂浆浇筑垫层，铺浆完成后，在每根承台钢筋上套止浆垫，止浆垫略高于浆液面，以保证墩柱安装到位后，橡胶垫圈能对灌浆套筒紧密贴合，防止在灌浆过程中浆液流出；

(6)墩柱就位与校正：在坐浆料铺筑完成后，墩柱吊装时将柱底灌浆套筒对准承台钢筋缓缓下落，过程中复测墩柱底部中线，墩柱与承台的十字定位槽对正；下放过程中确保四周都有浆液挤出，保证坐浆密实；将挤出砂浆清理干净，并将砂浆面与档浆板抹平；当坐浆完成24h后，方可拆除预制墩柱的临时支撑及进行套筒注浆施工；然后利用在墩柱的四周安置的八台千斤顶校正墩柱的垂直度；

(7)套筒灌浆连接：在排浆口位置密封插接向上弯折的弯管，以防止连接套筒内浆液收缩，达到浆液饱满度的要求，灌浆停止标准为浆液从弯管顶部溢出为准；在注浆口位置增设止回阀门，灌浆停止后，关闭阀门可防止浆液逆流；24h后墩柱完成安装，拆除垂向校正单元及水平校正单元。

本发明的优点和技术效果是：

本发明的一种装配式墩柱及其装配校正装置与装配施工方法，优化了墩柱与承台的校准定位结构、浇筑连接结构、注浆排气结构及施工工艺，其中墩柱底部浇筑嵌装的套筒用于墩柱与承台的注浆连接，套筒内部浇筑对接承台钢筋与墩柱钢筋，另外套筒上的注浆凸环可有效提高墩柱与承台的连接强度；另外，本发明由套筒底部的注浆口注浆，由套筒顶部的排浆口排气排浆，有效避免套筒内部气泡积存而无法充分注浆的问题，最后注浆口上连通注浆管并设置止回阀，用以实现墩柱连接浇筑完成后的混凝土保压凝固工序；另外本发明的垂向校正单元及水平校正单元用于墩柱支撑高度、支撑倾角及支撑水平位置的调节，一方面保证墩柱底面与承台顶面的十字定位槽对准对正，另一方面保证承台钢筋同轴插入至套筒内部，避免承台钢筋与墩柱底面或套筒内壁的碰撞甚至弯折的问题。

本发明的一种装配式墩柱及其装配校正装置与装配施工方法，能够明显提高高强砂浆的可注性，防止浆液回流，保障连接套筒内砂浆的饱满度，增加工作效率等优势。在排浆口位置增设向上的弯管，以防止连接套筒内浆液收缩，达到浆液饱满度的要求，灌浆停止标准为浆液从弯管顶部溢出为准；在注浆口增设止回阀，灌浆停止后，关闭止回阀可防止浆液逆流，灌浆管可迅速投入到下一孔的灌浆作业，极大地提高了工作效率；工效提升的同时，可防止浆液初凝影响连接套筒内浆液的实体强度。最后，采用本发明的施工方法，可有效降低灌浆设备的压力、负载及功率要求，可有效并顺畅的将砂浆传送至指定灌浆位置。

附图说明

图1为本发明的立体图；

图2为本发明的侧视图；

图3为图2中A-A截面的剖视图；

图4为图2中B-B截面的剖视图；

图5为本发明中承台的立体图；

图6为本发明中承台的俯视图；

图7为本发明中墩柱的仰视图；

图8为图3中D处的局部放大图；

图9为图3中D处的局部放大图(垂向校正单元连接示意图)；

图中：1-墩柱；2-承台；3-注浆口；4-排浆口；5-垂向校正单元；6-水平校正单元；7-L型钢；8-调整螺栓；9-承台钢筋；10-十字定位槽；11-套筒；12-墩柱钢筋；13-弯管；14-止回阀；15-注浆凸环；16-注浆管；17-千斤顶；18-紧固螺栓；19-垂向支撑架；20-支撑角钢。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。需要说明的是，本实施例是描述性的，不是限定性的，不能由此限定本发明的保护范围。

一种装配式墩柱，包括承台以及固定在承台2上的墩柱1，墩柱底部端面的边缘处轴向浇筑嵌装有多个套筒11，墩柱的下部侧壁上径向开设有多个连通套筒的注浆口3和排浆口4，且墩柱的内部浇筑嵌装有多根分别轴向延伸至套筒内部的墩柱钢筋12；承台内浇筑嵌装有多根向上延伸至套筒内部并与墩柱钢筋同轴对接的承台钢筋9；套筒的上部连通排浆口，套筒的下部连通注浆口，且套筒的内壁上制出有多层间隔设置的注浆凸环15。

优选的，承台的顶面以及墩柱的底面上均制出有十字定位槽10。

一种装配式墩柱的装配校正装置，包括垂向校正单元5及水平校正单元6；垂向校正单元周向均匀布设在承台顶面的直线边缘处，为墩柱提供垂向高度及倾角调节的支撑力；水平校正单元布设在承台顶面的转角处，为墩柱的转角提供水平支撑定位。

优选的，垂向校正单元包括千斤顶17及垂向支撑架19，垂向支撑架的顶部及底部分别通过螺纹连接在注浆口和排浆口内的紧固螺栓18固定，且垂向支撑架的中部焊接固装有水平延伸的支撑角钢20；千斤顶垂向固装在承台顶面的边缘处，该千斤顶的输出端垂向顶撑连接在支撑角钢的底面上。

优选的，水平校正单元包括L型钢7及调整螺栓8，其中L型钢以水平姿态固设在承台顶面的转角处，且L型钢上穿透并螺纹连接呈水平姿态顶撑在墩柱侧壁上的调整螺栓。

一种装配式墩柱的装配施工方法，包括以下步骤：

(1)墩柱出场前检查：混凝土表面应平整、棱角线顺直；混凝土表面应光洁，无明显色差；混凝土表面无蜂窝麻面，无裂缝；检查其他预埋件：沉降观测标、接地钢板、墩顶、墩底预埋钢板是否齐全；检查注浆口、排浆口是否堵塞，发现堵塞及时疏通处理；

(2)墩柱顶、底部及承台顶面凿毛：墩柱到达现场后，在墩柱的两相邻面顶、底两端量测出中心点，弹出墨线开设十字定位槽，并张贴宝马标；采用凿毛机对墩柱底部进行凿毛，采用风镐对墩柱顶部进行凿毛；

(3)承台面清理：在预制墩柱吊装作业前，对承台顶标高进行复测并放出墩柱结构外边线，向外放大2cm弹墨线，采用切割机机进行切缝开设十字定位槽，使用电镐对承台顶面进行凿毛，凿毛率为100％，凿毛以露出新鲜石子为准，凿毛完成后用鼓风机吹除表面浮渣，再使用高压水枪将凿毛面清尘及湿润,最后使用高压气管清除多余积水，对预埋高度超出42cm的钢筋采用砂轮机进行打磨；

(4)墩柱预拼装：吊车及场地强度均需经过计算确定，由履带吊将墩柱缓慢移动到安装承台上，缓慢下放，检查承台钢筋能否顺利进入套筒内，无误后进行下放，观察能否下放到位，安装垂向校正单元，调整墩柱位置及垂直度，无误后将墩柱起吊，准备开始坐浆施工；

(5)墩柱坐浆作业：承台与墩柱间采用C60高强砂浆浇筑垫层，铺浆完成后，在每根承台钢筋上套止浆垫，止浆垫略高于浆液面，以保证墩柱安装到位后，橡胶垫圈能对灌浆套筒紧密贴合，防止在灌浆过程中浆液流出；

(6)墩柱就位与校正：在坐浆料铺筑完成后，墩柱吊装时将柱底灌浆套筒对准承台钢筋缓缓下落，过程中复测墩柱底部中线，墩柱与承台的十字定位槽对正；下放过程中确保四周都有浆液挤出，保证坐浆密实；将挤出砂浆清理干净，并将砂浆面与档浆板抹平；当坐浆完成24h后，方可拆除预制墩柱的临时支撑及进行套筒注浆施工；然后利用在墩柱的四周安置的八台千斤顶校正墩柱的垂直度；

(7)套筒灌浆连接：在排浆口位置密封插接向上弯折的弯管13，以防止连接套筒内浆液收缩，达到浆液饱满度的要求，灌浆停止标准为浆液从弯管顶部溢出为准；在注浆口位置密封插接注浆管16并增设止回阀14，灌浆停止后，关闭阀门可防止浆液逆流；24h后墩柱完成安装，拆除垂向校正单元及水平校正单元。

为了更清楚地说明本发明的具体实施方式，下面提供几种实施例：

本发明所要解决的技术问题是提供一种装配式墩柱及其装配校正装置与装配施工方法，以应用于装配式桥梁墩柱连接施工，其套筒内灌注高强水泥砂浆，高强砂浆流动度≥300mm，满足1d龄期抗压强度≥35Mpa，28d龄期抗压强度≥100Mpa。

该注浆装置包括：计量设备、砂浆搅拌机(出料口含过滤装置)、挤压式注浆机、注浆管、注浆止回阀门、出浆口溢流装置及试验设备。

计量设备对拌合用水按照高强砂浆产品说明书中所要求配合比进行精确称量，并对袋装干砂浆拌合前称量复核，以确保水灰比的准确性。

砂浆搅拌机对袋装高强砂浆、称量好的拌合用水进行拌合均匀，拌合时间不少于5min，砂浆搅拌机出料口设置网状过滤装置，以对不能拌匀的砂浆小疙瘩进行过滤，砂浆搅拌机出料口连接挤压式注浆设备。

挤压式注浆机采用7.5KW电机带动，高强砂浆在挤压式注浆机罐腔内采用螺旋杆挤压传送，挤压式注浆机罐腔端部连接注浆管。

注浆管一端与挤压式注浆机连接，另一端通过止回阀连接墩柱的注浆口。

止回阀安装于墩柱注浆口位置，阀门采用不锈钢球阀门，便于清理浆液，长期使用不生锈、卡顿，阀门与进浆口采用PPR管连接。

弯管安装于排浆口位置，采用PVC管材质，溢流装置设置90°弯头形状。

由于预制拼装工艺对构件精度的要求严格，预制墩柱钢筋笼及套装的安装精度严格控制在±2mm范围之内，故而墩柱构件采用全工厂预制生产，后运至工程现场安装的方式。

预制墩柱采用直立柱，单个墩柱断面为矩形加圆弧倒角，主线单个承台主要采用双墩柱形式，部分主线承台及匝道承台采用单墩柱形式。

墩柱主筋采用HRB400的φ40钢筋，箍筋及拉筋采用HRB400的φ12、φ16钢筋。墩柱拼装采用φ40全灌浆套筒连接承台及盖梁的形式，墩柱柱底布置套筒，柱顶预埋盖梁连接插筋。

墩柱连接工艺为墩柱柱底套筒连接承台预埋筋，墩柱柱顶预埋筋连接盖梁底套筒。墩柱现场安装完毕后，进行垂直度及相对位置调节，调节后拼接面铺设2cm厚高强无收缩砂浆垫层。在垫层砂浆养护过程中，采用临时措施固定立柱。垫层砂浆应养护不少于24小时，至初凝以能承受随后的灌浆压力(不低于1MPa)。最后对墩柱连接套筒进行100MPa砂浆灌浆作业，完成整个拼装工艺。

本发明的未述之处均采用现有技术中的成熟产品及成熟技术手段。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种装配式墩柱，包括承台以及固定在承台上的墩柱，其特征在于：所述墩柱底部端面的边缘处轴向浇筑嵌装有多个套筒，墩柱的下部侧壁上径向开设有多个连通套筒的注浆口和排浆口，且墩柱的内部浇筑嵌装有多根分别轴向延伸至套筒内部的墩柱钢筋；所述承台内浇筑嵌装有多根向上延伸至套筒内部并与墩柱钢筋同轴对接的承台钢筋；所述套筒的上部连通排浆口，套筒的下部连通注浆口，且套筒的内壁上制出有多层间隔设置的注浆凸环。

2.根据权利要求1所述的一种装配式墩柱，其特征在于：所述承台的顶面以及墩柱的底面上均制出有十字定位槽。

3.一种如权利要求1所述的装配式墩柱的装配校正装置，其特征在于：包括垂向校正单元及水平校正单元；所述垂向校正单元周向均匀布设在承台顶面的直线边缘处，为墩柱提供垂向高度及倾角调节的支撑力；所述水平校正单元布设在承台顶面的转角处，为墩柱的转角提供水平支撑定位。

4.根据权利要求3所述的装配式墩柱的装配校正装置，其特征在于：所述垂向校正单元包括千斤顶及垂向支撑架，所述垂向支撑架的顶部及底部分别通过螺纹连接在注浆口和排浆口内的紧固螺栓固定，且垂向支撑架的中部焊接固装有水平延伸的支撑角钢；所述千斤顶垂向固装在承台顶面的边缘处，该千斤顶的输出端垂向顶撑连接在支撑角钢的底面上。

5.根据权利要求3所述的装配式墩柱的装配校正装置，其特征在于：所述水平校正单元包括L型钢及调整螺栓，其中L型钢以水平姿态固设在承台顶面的转角处，且L型钢上穿透并螺纹连接呈水平姿态顶撑在墩柱侧壁上的调整螺栓。

6.一种如权利要求1所述的装配式墩柱的装配施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)墩柱出场前检查：混凝土表面应平整、棱角线顺直；混凝土表面应光洁，无明显色差；混凝土表面无蜂窝麻面，无裂缝；检查其他预埋件：沉降观测标、接地钢板、墩顶、墩底预埋钢板是否齐全；检查注浆口、排浆口是否堵塞，发现堵塞及时疏通处理；

(2)墩柱顶、底部及承台顶面凿毛：墩柱到达现场后，在墩柱的两相邻面顶、底两端量测出中心点，弹出墨线开设十字定位槽，并张贴宝马标；采用凿毛机对墩柱底部进行凿毛，采用风镐对墩柱顶部进行凿毛；

(3)承台面清理：在预制墩柱吊装作业前，对承台顶标高进行复测并放出墩柱结构外边线，向外放大2cm弹墨线，采用切割机机进行切缝开设十字定位槽，使用电镐对承台顶面进行凿毛，凿毛率为100％，凿毛以露出新鲜石子为准，凿毛完成后用鼓风机吹除表面浮渣，再使用高压水枪将凿毛面清尘及湿润,最后使用高压气管清除多余积水，对预埋高度超出42cm的钢筋采用砂轮机进行打磨；

(4)墩柱预拼装：吊车及场地强度均需经过计算确定，由履带吊将墩柱缓慢移动到安装承台上，缓慢下放，检查承台钢筋能否顺利进入套筒内，无误后进行下放，观察能否下放到位，安装垂向校正单元，调整墩柱位置及垂直度，无误后将墩柱起吊，准备开始坐浆施工；

(5)墩柱坐浆作业：承台与墩柱间采用C60高强砂浆浇筑垫层，铺浆完成后，在每根承台钢筋上套止浆垫，止浆垫略高于浆液面，以保证墩柱安装到位后，橡胶垫圈能对灌浆套筒紧密贴合，防止在灌浆过程中浆液流出；

(6)墩柱就位与校正：在坐浆料铺筑完成后，墩柱吊装时将柱底灌浆套筒对准承台钢筋缓缓下落，过程中调节垂向校正单元及水平校正单元，保证墩柱与承台的十字定位槽对正，并复测墩柱底部中线；下放过程中确保四周都有浆液挤出，保证坐浆密实；将挤出砂浆清理干净，并将砂浆面与档浆板抹平；当坐浆完成24h后，方可拆除预制墩柱的临时支撑及进行套管注浆施工；然后利用在墩柱的四周安置的八台千斤顶校正墩柱的垂直度；

(7)套筒灌浆连接：在排浆口位置密封插接向上弯折的弯管，以防止连接套筒内浆液收缩，达到浆液饱满度的要求，灌浆停止标准为浆液从弯管顶部溢出为准；在注浆口位置增设止回阀门，灌浆停止后，关闭阀门可防止浆液逆流；24h后墩柱完成安装，拆除垂向校正单元及水平校正单元。

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