CN116876330A - 一种uhpc预制壳膜及使用其的组合墩结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及预制壳膜技术领域，尤其为一种UHPC预制壳膜及使用其的组合墩结构，包括立柱壳膜，立柱壳膜包括骨架钢筋及包覆骨架钢筋的UHPC壳膜，还包括桩基、设置在桩基顶部的承台、设置在承台上的立柱以及设置在立柱顶部的桥墩盖梁，立柱由数根立柱壳膜拼接后填充混凝土浇筑成型。通过使用立柱壳膜作为立柱的壳膜结构，替代了现有立柱采用模具浇筑的方式，无需拆卸，同时，无需布置用于固定模具的脚手架等结构，降低施工成本，同时，减小施工所需的面积，降低桥梁施工对周围环境的影响，立柱壳膜两端均设置了喇叭形对接头，在相邻立柱壳膜对接时，增加相邻立柱壳膜之间的接触面积，增强稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及预制壳膜技术领域，具体为一种UHPC预制壳膜及使用其的组合墩结构。
背景技术
传统的土工材料及桥梁现场浇筑施工技术已逐步难以适用社会发展需要。当前，有学者陆续提出桥墩、承台、装配式结构体系，很大程度上改变了现场浇筑施工工艺，急剧压缩施工工期，但存在两个突出问题，一是构件节点连接环节薄弱，通常是在上下构件间采用“套筒—钢筋—灌缝”连接模式，该做法很难保证结构整体均匀性，成为抗弯、抗剪等最薄弱截面，严重影响到结构的抗震等性能；二是节段构件自重大，限制了构件的预制长度（需要多节段拼接，增加现场工作量），且需要大型机械设备吊装与运输，对施工环境提出更为苛刻的要求。
因此，针对上述问题提出一种UHPC预制壳膜及使用其的组合墩结构。
发明内容
本发明的目的在于提供一种UHPC预制壳膜及使用其的组合墩结构,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种UHPC预制壳膜，包括立柱壳膜，立柱壳膜包括骨架钢筋及包覆骨架钢筋的UHPC壳膜；
骨架钢筋包括等距离环形排布的多个竖直钢筋以及固定竖直钢筋的箍筋，立柱壳膜顶部和底部均设置有向外逐渐拓宽的喇叭形对接头，竖直钢筋上焊接有深入喇叭形对接头外壁内的外拓钢筋，且外拓钢筋上设置有箍筋；
立柱壳膜顶部及底部内侧分别设置有承压环和对接环，骨架钢筋的竖直钢筋分别与承压环和对接环焊接，承压环和对接环的对接处交替设置有U型对接槽及U型对接件，承压环和对接环上分别于U型对接槽及U型对接件中部位置设置有上下贯穿的对接孔，承压环和对接环之间通过连接螺栓贯穿对接孔固定连接。
作为一种优选方案，骨架钢筋的竖直钢筋上从上往下依次等距离设置有多个向内水平延伸的攀爬杆，且攀爬杆内端端头处固定设置有防脱板。
作为一种优选方案，喇叭形对接头由外拓钢筋表面包覆UHPC壳膜成型，喇叭形对接头以向外15°-30°的倾斜角度扩展。
作为一种优选方案，骨架钢筋中竖直钢筋的顶部及底部均贯穿喇叭形对接头的内壁向外延伸，承压环和对接环均裸露在喇叭形对接头的内壁外侧，且承压环和对接环的设置高度与对应喇叭形对接头的开口齐平。
作为一种优选方案，U型对接槽的内壁中线上设置有V型内凹环槽，U型对接件外边中线位置设置有V型凸起环边，当U型对接件与U型对接槽对接时，V型凸起环边卡入V型内凹环槽内。
一种组合墩结构，包括桩基、设置在桩基顶部的承台、设置在承台上的立柱以及设置在立柱顶部的桥墩盖梁，立柱由数根立柱壳膜拼接后填充混凝土浇筑成型。
作为一种优选方案，立柱最底部的立柱壳膜底端插入承台内，且该立柱壳膜底端的对接环和喇叭形对接头均放置在承台内部的纵横钢筋组上，并且该对接环的各个对接孔上均设置有向下贯穿纵横钢筋组的固定螺栓，纵横钢筋组底部设置有固定架，固定螺栓底端通过螺母与固定架固定。
作为一种优选方案，立柱最顶部的立柱壳膜顶端插入桥墩盖梁内，且该立柱壳膜顶端的对接环和喇叭形对接头均与桥墩盖梁内部的钢筋架贴合，并且该对接环的各个对接孔上均设置有向上贯穿纵横钢筋架的螺栓，钢筋架上方设置有加强连接架，螺栓顶部贯穿加强连接架且通过螺母与其固定。
作为一种优选方案，立柱最顶部的立柱壳膜上于喇叭形对接头下方设置有向外凸起的加宽承台，且加宽承台内部铺设加强筋，加强筋内端与骨架钢筋焊接。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明提供的一种UHPC预制壳膜及使用其的组合墩结构，有益效果是：
1、通过使用立柱壳膜作为立柱的壳膜结构，替代了现有立柱采用模具浇筑的方式，无需拆卸，同时，无需布置用于固定模具的脚手架等结构，降低施工成本，同时，减小施工所需的面积，降低桥梁施工对周围环境的影响；
2、立柱壳膜两端均设置了喇叭形对接头，该喇叭形对接头以向外15°-30°的倾斜角度扩展，且内部设置与骨架钢筋焊接的外拓钢筋，在相邻立柱壳膜对接时，增加相邻立柱壳膜之间的接触面积，增强稳定性；
3、通过在立柱壳膜两端分别设置对接环和承压环，相邻立柱壳膜之间的对接环和承压环对接后通过连接螺栓固定连接，其中，对接环和承压环贴合处间隔交替设置U型对接槽及U型对接件，在上方立柱壳膜吊起与下方立柱壳膜对接时，U型对接槽及U型对接件能够让对接环和承压环快速对接，且U型对接槽及U型对接件上分别设置了V型内凹环槽及V行凸起环边，使对接环和承压环上供连接螺栓穿过的对接孔快速对其，使对接环和承压环能够快速安装。
附图说明
图1为本发明一种组合墩结构整体结构示意图；
图2为本发明一种UHPC预制壳膜截面结构示意图；
图3为本发明中骨架钢筋结构示意图；
图4为本发明中对接环与承压环结构示意图。
图中：1、桩基；2、承台；21、纵横钢筋组；22、固定架；23、固定螺栓；3、立柱；31、立柱壳膜；32、喇叭形对接头；33、骨架钢筋；34、箍筋；35、对接环；36、承压环；37、外拓钢筋；38、U型对接槽；381、V型凸起环边；39、U型对接件；391、V型内凹环槽；310、连接螺栓；311、加宽承台；312、加强筋；313、攀爬杆；314、防脱板；4、桥墩盖梁；41、加强连接架；42、钢筋架。
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。
为了更好地理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
如图1-4所示，本发明实施例提供一种UHPC预制壳膜，包括立柱壳膜31，立柱壳膜31包括骨架钢筋33及包覆骨架钢筋33的UHPC壳膜；
请参阅图2和图3，为了给UHPC预制壳膜提供骨架结构，骨架钢筋33包括等距离环形排布的多个竖直钢筋以及固定竖直钢筋的箍筋34，立柱壳膜31顶部和底部均设置有向外逐渐拓宽的喇叭形对接头32，竖直钢筋上焊接有深入喇叭形对接头32外壁内的外拓钢筋37，且外拓钢筋37上设置有箍筋34，喇叭形对接头32由外拓钢筋37表面包覆UHPC壳膜成型，喇叭形对接头32以向外15°-30°的倾斜角度扩展；
具体的，UHPC壳膜为UHPC通过模具浇筑在骨架钢筋33上凝固成型的管状结构，UHPC是21世纪最具有活力的水泥基复合材料，具有强度高、耐久性好、抗拉强度强等优异力学性能，其性能适用于预制壳膜的制作。
请参阅图2和图3，为了实现对相邻立柱壳膜31的对接安装，立柱壳膜31顶部及底部内侧分别设置有承压环36和对接环35，骨架钢筋33的竖直钢筋分别与承压环36和对接环35焊接；
进一步，骨架钢筋33中竖直钢筋的顶部及底部均贯穿喇叭形对接头32的内壁向外延伸，在预制过程中，喇叭形对接头32内侧的模板上预留供竖直钢筋伸出的孔洞，拆除模板后，对承压环36和对接环35进行分别焊接；
承压环36和对接环35均裸露在喇叭形对接头32的内壁外侧，且承压环36和对接环35的设置高度与对应喇叭形对接头32的开口齐平，当相邻立柱壳膜31对接时，承压环36和对接环35以及相邻立柱壳膜31的喇叭形对接头32均贴合，共同分档上方立柱壳膜31的重量；
为了能够让承压环36和对接环35实现快速对接，承压环36和对接环35的对接处交替设置有U型对接槽38及U型对接件39，承压环36和对接环35上分别于U型对接槽38及U型对接件39中部位置设置有上下贯穿的对接孔，承压环36和对接环35之间通过连接螺栓310贯穿对接孔固定连接；
其中，U型对接槽38的内壁中线上设置有V型内凹环槽391，U型对接件39外边中线位置设置有V型凸起环边381，当U型对接件39与U型对接槽38对接时，V型凸起环边381卡入V型内凹环槽391内，在上方立柱壳膜吊起与下方立柱壳膜对接时，U型对接槽及U型对接件能够让对接环和承压环快速对接，且U型对接槽及U型对接件上分别设置了V型内凹环槽及V行凸起环边，使对接环和承压环上供连接螺栓穿过的对接孔快速对其，使对接环和承压环能够快速安装。
请参阅图2和图3，骨架钢筋33的竖直钢筋上从上往下依次等距离设置有多个向内水平延伸的攀爬杆313，且攀爬杆313内端端头处固定设置有防脱板314，攀爬杆313的设置间隔在25-35cm之间，施工人员可利用攀爬杆313在立柱壳膜31内部上下攀爬，进行承压环36和对接环35的安装固定，该攀爬杆313内端端头处设置了防脱板314，在相邻的立柱壳膜31安装完成后，向立柱壳膜31内部填充柱芯（混凝土），防脱板314的设置增强了立柱壳膜31与柱芯的连接强度。
结合上述UHPC预制壳膜制作的一种组合墩结构，包括桩基1、设置在桩基1顶部的承台2、设置在承台2上的立柱3以及设置在立柱3顶部的桥墩盖梁4，立柱3由数根立柱壳膜31拼接后填充混凝土浇筑成型。
请参阅图2，为了提高立柱壳膜31与承台2之间的连接强度，立柱3最底部的立柱壳膜31底端插入承台2内，且该立柱壳膜31底端的对接环35和喇叭形对接头32均放置在承台2内部的纵横钢筋组21上，并且该对接环35的各个对接孔上均设置有向下贯穿纵横钢筋组21的固定螺栓23，纵横钢筋组21底部设置有固定架22，固定螺栓23底端通过螺母与固定架22固定；
在具体施工过程中，承台2的浇筑预留中部与立柱3对接部分的混凝土不进行填充，使纵横钢筋组21裸露，将立柱壳膜31吊装后放置在承台2中心预留位置，利用固定螺栓23将立柱壳膜31固定安装在承台2上，对立柱壳膜31和承台2进行同步混凝土浇筑，使承台2和立柱壳膜31连接成一体，提升立柱3与承台2的连接强度。
请参阅图2，立柱3最顶部的立柱壳膜31顶端插入桥墩盖梁4内，且该立柱壳膜31顶端的对接环35和喇叭形对接头32均与桥墩盖梁4内部的钢筋架42贴合，并且该对接环35的各个对接孔上均设置有向上贯穿纵横钢筋架42的螺栓，钢筋架42上方设置有加强连接架41，螺栓顶部贯穿加强连接架41且通过螺母与其固定，立柱3最顶部立柱壳膜31顶端通过加强连接架41与桥墩盖梁4内部的钢筋架42固定安装，进一步加强立柱3与桥墩盖梁4之间的结构强度；
进一步，立柱3最顶部的立柱壳膜31上于喇叭形对接头32下方设置有向外凸起的加宽承台311，且加宽承台311内部铺设加强筋312，加强筋312内端与骨架钢筋33焊接；
具体施工过程中，立柱3最顶部的立柱壳膜31在浇筑后预留50cm不填充混凝土，桥墩盖梁4的钢筋架42焊接在加强连接架41上，桥墩盖梁4浇筑使用的模板通过支柱支撑在加宽承台311上，后对桥墩盖梁4和立柱壳膜31预留的50cm空间进行同步浇筑，完成对桥墩盖梁4的浇筑，使桥墩盖梁4和立柱3的结构强度得以进一步提升。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种UHPC预制壳膜，包括立柱壳膜（31），其特征在于：所述立柱壳膜（31）包括骨架钢筋（33）及包覆骨架钢筋（33）的UHPC壳膜；
所述骨架钢筋（33）包括等距离环形排布的多个竖直钢筋以及固定竖直钢筋的箍筋（34），所述立柱壳膜（31）顶部和底部均设置有向外逐渐拓宽的喇叭形对接头（32），所述竖直钢筋上焊接有深入喇叭形对接头（32）外壁内的外拓钢筋（37），且外拓钢筋（37）上设置有箍筋（34）；
所述立柱壳膜（31）顶部及底部内侧分别设置有承压环（36）和对接环（35），所述骨架钢筋（33）的竖直钢筋分别与承压环（36）和对接环（35）焊接，所述承压环（36）和对接环（35）的对接处交替设置有U型对接槽（38）及U型对接件（39），所述承压环（36）和对接环（35）上分别于U型对接槽（38）及U型对接件（39）中部位置设置有上下贯穿的对接孔，所述承压环（36）和对接环（35）之间通过连接螺栓（310）贯穿对接孔固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种UHPC预制壳膜，其特征在于：所述骨架钢筋（33）的竖直钢筋上从上往下依次等距离设置有多个向内水平延伸的攀爬杆（313），且攀爬杆（313）内端端头处固定设置有防脱板（314）。
3.根据权利要求1所述的一种UHPC预制壳膜，其特征在于：所述喇叭形对接头（32）由外拓钢筋（37）表面包覆UHPC壳膜成型，所述喇叭形对接头（32）以向外15°-30°的倾斜角度扩展。
4.根据权利要求1所述的一种UHPC预制壳膜，其特征在于：所述骨架钢筋（33）中竖直钢筋的顶部及底部均贯穿喇叭形对接头（32）的内壁向外延伸，所述承压环（36）和对接环（35）均裸露在喇叭形对接头（32）的内壁外侧，且承压环（36）和对接环（35）的设置高度与对应喇叭形对接头（32）的开口齐平。
5.根据权利要求1所述的一种UHPC预制壳膜，其特征在于：所述U型对接槽（38）的内壁中线上设置有V型内凹环槽（391），所述U型对接件（39）外边中线位置设置有V型凸起环边（381），当U型对接件（39）与U型对接槽（38）对接时，V型凸起环边（381）卡入V型内凹环槽（391）内。
6.一种利用权利要求1-5任意一项所述UHPC预制壳膜施工得到的组合墩结构，包括桩基（1）、设置在桩基（1）顶部的承台（2）、设置在承台（2）上的立柱（3）以及设置在立柱（3）顶部的桥墩盖梁（4），其特征在于：所述立柱（3）由数根立柱壳膜（31）拼接后填充混凝土浇筑成型。
7.根据权利要求6所述的组合墩结构，其特征在于：所述立柱（3）最底部的立柱壳膜（31）底端插入承台（2）内，且该立柱壳膜（31）底端的对接环（35）和喇叭形对接头（32）均放置在承台（2）内部的纵横钢筋组（21）上，并且该对接环（35）的各个对接孔上均设置有向下贯穿纵横钢筋组（21）的固定螺栓（23），所述纵横钢筋组（21）底部设置有固定架（22），所述固定螺栓（23）底端通过螺母与固定架（22）固定。
8.根据权利要求6所述的组合墩结构，其特征在于：所述立柱（3）最顶部的立柱壳膜（31）顶端插入桥墩盖梁（4）内，且该立柱壳膜（31）顶端的对接环（35）和喇叭形对接头（32）均与桥墩盖梁（4）内部的钢筋架（42）贴合，并且该对接环（35）的各个对接孔上均设置有向上贯穿纵横钢筋架（42）的螺栓，所述钢筋架（42）上方设置有加强连接架（41），所述螺栓顶部贯穿加强连接架（41）且通过螺母与其固定。
9.根据权利要求6所述的组合墩结构，其特征在于：所述立柱（3）最顶部的立柱壳膜（31）上于喇叭形对接头（32）下方设置有向外凸起的加宽承台（311），且加宽承台（311）内部铺设加强筋（312），所述加强筋（312）内端与骨架钢筋（33）焊接。
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