CN210482018U - 一种混凝土拼装桥墩 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种混凝土拼装桥墩，其包括承台、底节墩柱及若干上下拼接的墩柱节段，承台上表面设有倒梯形浅凹槽用于安置底节墩柱，底节墩柱顶部设有多个上凸槽及多个下凹槽，每一墩柱节段的底部设有多个上凹槽及多个下凸槽与位于其下方的墩柱节段或底节墩柱的顶部的上凸槽及下凹槽配对嵌接，每一墩柱节段的顶部设有多个上凸槽及多个下凹槽与位于其上方的墩柱节段的底部的上凹槽及下凸槽相嵌接。本实用新型充分体现出工业化流水作业的优势，同时预制墩柱的现场定位及垂直度调整固定便捷，并且结构简单，可促进节段预制拼装桥墩的推广应用。

Description

一种混凝土拼装桥墩

技术领域

本实用新型属于桥梁工程施工技术领域，具体涉及拼装式混凝土桥墩。

背景技术

桥梁装配化建造是以设计标准化、产品模数化、预制工厂化、装配化施工为特征，是工业化技术与传统建筑行业融合的结果，它具有构件生产标准，质量可控，现场安装快速便捷，施工节能环保，环境污染小，减轻劳动强度，减少安全风险，施工占地小，对交通影响小，减少材料及能源浪费等。

在我国，中小跨径桥梁的建设依然量大面广，其上部结构采取装配式建造已较为普遍，施工工艺也较为成熟，但下部结构桥墩仍然存在大量现浇作业，工厂预制、现场装配的施工技术尚未形成标准化、系统化，与建立全行业的工业化建造标准体系还有很大差距，环境污染和能源浪费仍较普遍，质量可靠性仍较低，工业化程度亟待提升。

当前，在我国低碳、节能环保和绿色建筑的战略要求下，桥墩采取预制装配式建造应是我国未来桥梁工程发展的趋势。今后，预计除了海上桥梁外，陆上中小跨径的城市高架桥、高速公路桥梁以及轨道交通高架桥，在桥梁长度较大，桥墩数量较多时，或者桥梁经过生态保护区、环境敏感区等环保要求高，或者对道路交通影响大的城区，要求快速加宽改造或新建时，预制拼装桥墩也将得到较多应用。

混凝土装配式桥墩由于构件之间存在着拼装接缝，使得其性能有别于现浇混凝土桥墩。近年来，我国对预制拼装桥墩性能的研究有了较大进展，上海、安徽等在市政高架及高速公路中小跨径桥梁中开始采用整体预制装配式桥墩，承台、墩柱及盖梁之间采用灌浆套筒连接，在经济、环保、安全等方面取得了不错效果，其他一些省市地区随后也开始进行混凝土拼装桥墩的试点应用。

目前，国内在中小跨径桥梁中应用预制装配式桥墩技术的特征表现在：(1)承台、墩柱及盖梁之间绝大多数采用钢筋灌浆套筒连接，墩柱与承台间拼接通过承台预留伸出钢筋与墩柱底部预埋套筒的灌浆连接实现，墩柱与盖梁间拼接通过墩柱顶部预留伸出钢筋与盖梁底部预埋套筒的灌浆连接实现，这种连接对套筒连接接头的施工容许偏差小，一般只有10mm；(2)墩柱采取整根竖向立式预制，最高可达12m，然后翻转平放装车运到现场，墩柱现场再翻转竖立、试吊并初步调整位置，最后结合面坐浆、墩柱正式吊装就位、连接套筒灌浆。(3)构件之间的拼接采用平面接缝构造，结合面铺设坐浆厚度2～3cm的垫层砂浆。

墩柱的运输和现场吊装就位是预制拼装桥墩施工独有的环节，拼装桥墩现场作业时间主要是桥墩吊装就位所占时间，要求拼装连接施工能够快捷方便，同时连接接头质量符合要求，否则拼装桥墩就失去了优势。上述所述的目前采取的墩柱整根预制，由大型运输车运至桥位处，现场由人工辅助履带吊进行安装方法，虽然可以最有效减少工地的施工时间，但这种装配方法对道路运输条件和运输车辆性能要求高、吊机占用场地大、对既有交通环境有影响，比如长度12m墩柱，重量可达120t，需要采用多轴运输车辆，单轴考虑载重15～20t，前车采用大型牵引车，后车采用液压平板车，墩柱吊装需要用到320～350t大型履带吊机，吊装就位时还需搭设挡浆模板及较大的调位平台，安装及连接耗时久，工效较低，总体工业化程度有待提高；对于运输条件差、工期要求高的城市高架桥、山区中小跨径桥梁，或者运输和吊装作业空间狭窄的城区既有桥梁加宽改造或新建地段，墩柱采取整体预制、现场大型吊机吊装方案，困难很大甚至难以实现。

实用新型内容

本实用新型的目的在于弥补现有技术的不足，提供一种拼装灵活、受场地限制小且安装稳固的混凝土拼装桥墩。

为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种混凝土拼装桥墩，其包括：承台、底节墩柱及若干上下拼接的墩柱节段，承台上表面设有倒梯形浅凹槽用于安置底节墩柱，底节墩柱顶部设有多个上凸槽及多个下凹槽，每一墩柱节段的底部设有多个上凹槽及多个下凸槽与位于其下方的墩柱节段或底节墩柱的顶部的上凸槽及下凹槽配对嵌接，每一墩柱节段的顶部设有多个上凸槽及多个下凹槽与位于其上方的墩柱节段的底部的上凹槽及下凸槽相嵌接。

承台倒梯形凹槽的内侧壁与底节墩柱外壁之间设有环氧灰浆封缝结构，以及底节墩柱底面与承台倒梯形凹槽面之间灌注有环氧液注浆层。

底节墩柱与墩柱节段的接触面以及相邻的墩柱节段间的接触面设有环氧胶涂抹层。

承台顶部设有向上外伸的预埋钢筋，底节墩柱底部预埋有套筒，套筒容纳承台顶部的预埋钢筋。

底节墩柱的顶部设有向上外伸的预埋钢筋，每一墩柱节段的顶部设有向上外伸的预埋钢筋且底部设有套筒，位于上方的墩柱节段的套筒容纳位于下方的墩柱节段或底节墩柱的预埋钢筋。

优选地，墩柱节段顶部设置的上凸槽平行于墩柱的长边布置，下凹槽平行于墩柱的短边布置；墩柱节段底部设置的上凹槽平行于墩柱的长边布置，下凸槽平行于墩柱的短边布置。

本实用新型将整根墩柱预制吊装改为采用分节段预制拼装法，墩柱节段划分高度以满足道路运输限高为准则，墩柱节段高度最大3.0m，最大节段重量不超过40t，降低构件运输和吊装对超大型设备的要求，克服了狭窄作业空间下大型运输车辆、大型吊装机械难以进行作业甚至无法进行高墩柱拼装施工的缺陷，在多个桥墩之间进行墩柱节段拼装的流水作业，提高拼装设备作业的工效，现场作业总时间比墩柱整根预制吊装有所缩短，促进了节段预制拼装桥墩在空间受限区域的应用，解决了狭窄作业空间下大型运输车辆、大型吊装机械难以进行作业甚至无法进行高墩柱拼装施工的问题，形成大面积流水作业，做到墩柱拼装工艺与工效的平衡，促进节段预制拼装桥墩的推广应用。本实用新型充分体现出工业化流水作业的优势，同时预制墩柱的现场定位及垂直度调整固定便捷，并且结构简单，可促进节段预制拼装桥墩的推广应用。

附图说明

图1是本实用新型的拼装桥墩的立面图。

图2是本实用新型的拼装桥墩的侧面图。

图3是承台顶面示意图。

图4是底节墩柱的顶面示意图。

图5是承台与底节墩柱拼接装置连接的放大示意图。

其中，承台100，浅凹槽110，底节墩柱200，上凸槽口210，下凹槽口220，预埋钢筋230，墩柱节段300，第一调位装置400，三角撑架410，螺旋千斤顶420，螺栓430，第二调位置500，顶架510，托架520，粗螺杆530，螺母540，螺栓550，环氧胶涂抹层600，环氧灰浆封缝结构700，环氧液注浆层710，环氧液进浆管720，环氧液出浆管730

具体实施方式

利用本改进方案进行混凝土桥墩的节段拼装施工按以下方式进行：

(1)进行桥梁混凝土承台现浇施工及养护。在承台钢筋和侧模板安装到位后，在承台顶面安装固定浅凹槽的模板框架。

(2)在预制场进行底节墩柱和墩柱节段的节段匹配预制施工。采用加工好的定位板在墩柱底部固定好套筒底端，钢筋定位框架固定好墩柱钢筋的顶端。

底节墩柱(或位于下方的墩柱节段)预制完成后，在其顶面涂上隔离剂，隔离剂用于容易地将后浇筑的墩柱节段与底部的墩柱节段吊离开来，底节墩柱(或位于下方的墩柱节段)的顶面作为位于上方的墩柱节段预制施工的底模板。位于上方的墩柱节段底部的钢筋连接套筒直接插入下方墩柱顶面的预留钢筋中，然后进行套筒和墩柱钢筋的固定定位，安装模板，浇筑混凝土并养护。上方墩柱节段预制完成后，将其与下方墩柱吊离，下方墩柱转移到堆场堆放，将原先的上方墩柱节段顶面作为再上一级墩柱节段预制的底模板，直至整根墩柱预制完成。

(3)墩柱节段按安装顺序由平板车运输到现场准备安装。在墩柱安装前，做好拼装结合面的凿毛处理及清洁，以及墩柱拼装对位的标记标注，安装好相应的调位装置及观测点设置。

(4)底节墩柱起吊安装及偏位调整。先在承台顶面的每根预埋钢筋安放橡胶密封圈，在橡胶密封圈上面安放钢垫圈，然后吊机将底节墩柱起吊，吊到承台中心位置上方，让墩柱底部的套筒顺着承台顶面的预埋钢筋缓慢下放，直至底节墩柱底部触到承台顶面的浅凹槽顶面时，转由第一调位装置及其螺旋千斤顶进行承力(图1、图2)，然后吊机逐步卸力。采用两台全站仪观测底节墩柱的位置偏差。由于预埋钢筋和对应连接套筒的小间隙起到了限位作用，底节墩柱落到浅凹槽顶面时，底节墩柱的底部平面位置能够满足要求，只需要采用第一调位装置调整底节墩柱的横向和纵向的垂直度，即可将底节墩柱的顶面位置调整到位。采用先调整横向垂直度，再调整纵向垂直度的顺序。横向垂直偏差偏向哪一侧，则将哪一侧的两个螺旋千斤顶420同时稍微向上微调或将对侧的两个螺旋千斤顶同时稍微放松，使得墩柱顶面缓慢返回，直到底节墩柱的顶端中心线与桥墩横向设计轴线相重合，然后锁紧相对应的两个千斤顶。墩柱纵向垂直度调整方法与横向调整方法相同。

(5)承台100与底节墩柱200的结合缝注浆。注浆前，先在承台浅凹槽顶面，沿着底节墩柱结合面的周围，采用环氧灰浆封缝，并布置细小的进浆管和出浆管。在封缝的环氧灰浆固化后，采用环氧树脂注入机从进浆管注入具有良好流动性的以环氧树指为基质的液态液(固化后的强度超过60MPa)，直到所有出浆管都出浆饱满时，封闭出浆孔，继续灌浆至规定压力。注入的液态环氧树脂几个小时后固结，即可进行底节墩柱钢筋连接套筒的灌浆。

(6)底节墩柱钢筋连接套筒进行灌浆。灌浆采用C100的专用浆液。灌浆前，先用高压水冲洗孔道，在浆液拌好后，将压浆机的灌浆管接入位于低处的压浆口，开启压浆机进行灌浆，当高处的出浆管连续出浆并与灌入的浆液浓度一致时，封闭出浆孔，继续灌浆至规定压力。灌浆达到设计强度后，用水泥砂浆封闭进、出浆口，以及浅凹槽。

(7)墩柱节段起吊安装及偏位调整。底节墩柱钢筋的连接套筒灌浆达到设计强度后，在安装好的底节墩柱顶面均匀涂刷一层约2.5mm的环氧胶，在其顶部外伸的每根预埋钢筋安放橡胶密封圈，在橡胶密封圈上面安放钢垫圈。然后吊机将墩柱节段起吊，吊到底节墩柱位置上方，让墩柱节段底部的套筒顺着底节墩柱顶面的预埋钢筋缓慢下放，直至墩柱节段落到底节墩柱的顶面，转由第二调位装置进行承力。采用两台全站仪观测墩柱节段的位置偏差。由于墩柱节段预制时采取了凹凸槽口承插的匹配预制措施，上下墩柱节段之间的结合面吻合良好，只要底节墩柱的垂直度严格控制好，上方墩柱节段的垂直度一般不用调整。当需要调整时，采用第二调位装置进行调整，调整方法与底节墩柱的垂直度调整方法相类似，只是将向上微调或稍微放松千斤顶改为通过旋转螺母向上微调或稍微放松粗螺杆即可。墩柱节段的垂直度符合要求后，保持粗螺杆不动，同时旋转收紧四组第二调位装置的最顶层螺母，给拼接截面施加一定压力，利于环氧胶的粘合，提高拼接缝的严密性和耐久性。

按照同样方法拼装上节墩柱节段，直至墩顶预制盖梁，完成整个桥墩的拼装施工。然后拆除第一调位装置、第二调位装置，封闭调位装置所用的螺栓孔。

本实用新型将整根墩柱预制吊装改为采用分节段预制拼装法，墩柱节段划分高度以满足道路运输限高为准则，从墩底往上划分的标准节段高度取2.5～3.0m，墩顶节段为非标准段，高度不大于2.5m，最大节段重量不超过40t。

墩柱与承台间的垂直度调整采用由三角撑架和螺旋千斤顶组成。三角撑架由钢板加工而成，采用4根螺栓锚固于墩柱底部，通过不同位置螺旋千斤顶的升降来调整墩柱的纵横向垂直度，确保墩柱顶端的轴线位置符合要求。

墩柱节段间的定位连接采用凹凸槽口承插的环氧胶接缝构造，并采用第二调位装置进行墩柱节段的垂直度偏差调整和辅助固定。第二调位装置布置于墩柱长度方向上，对应设置于上下墩柱节段拼接截面的底部、顶部，每侧布置两组，共4组。每组第二调位装置由顶架510、托架520、粗螺杆530及配套的螺母540组成。顶架和托架分别采用4根螺栓550锚固于墩柱作为受力点，通过板手旋转不同位置的螺母在粗螺杆中的位置，调整上节墩柱的横向、纵向垂直度偏差。

第二调位装置也可以通过施加粗螺杆的松紧压力拉合上节墩柱，辅助固定墩柱节段，也给拼接截面施加一定压力，利于环氧胶的粘合，提高接缝位置的密实程度，保证拼装桥墩的耐久性。

Claims (6)

1.一种混凝土拼装桥墩，其特征在于包括：承台、底节墩柱及若干上下拼接的墩柱节段，承台上表面设有倒梯形浅凹槽用于安置底节墩柱，底节墩柱顶部设有多个上凸槽及多个下凹槽，每一墩柱节段的底部设有多个上凹槽及多个下凸槽与位于其下方的墩柱节段或底节墩柱的顶部的上凸槽及下凹槽配对嵌接，每一墩柱节段的顶部设有多个上凸槽及多个下凹槽与位于其上方的墩柱节段的底部的上凹槽及下凸槽相嵌接。

2.根据权利要求1所述的混凝土拼装桥墩，其特征在于：承台倒梯形凹槽的内侧壁与底节墩柱外壁之间设有环氧灰浆封缝结构，以及底节墩柱底面与承台倒梯形凹槽面之间灌注有环氧液注浆层。

3.根据权利要求1所述的混凝土拼装桥墩，其特征在于：底节墩柱与墩柱节段的接触面以及相邻的墩柱节段间的接触面设有环氧胶涂抹层。

4.根据权利要求1所述的混凝土拼装桥墩，其特征在于：承台顶部设有向上外伸的预埋钢筋，底节墩柱底部预埋有套筒，套筒容纳承台顶部的预埋钢筋。

5.根据权利要求1所述的混凝土拼装桥墩，其特征在于：底节墩柱的顶部设有向上外伸的预埋钢筋，每一墩柱节段的顶部设有向上外伸的预埋钢筋且底部设有套筒，位于上方的墩柱节段的套筒容纳位于下方的墩柱节段或底节墩柱的预埋钢筋。

6.根据权利要求1所述的混凝土拼装桥墩，其特征在于：墩柱节段顶部设置的上凸槽平行于墩柱的长边布置，下凹槽平行于墩柱的短边布置；墩柱节段底部设置的上凹槽平行于墩柱的长边布置，下凸槽平行于墩柱的短边布置。

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