CN218861323U - 多节段预制空心混凝土墩塔 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了多节段预制空心混凝土墩塔，包括承台和墩塔预制节段，承台上设有若干预制节段；每一预制节段均为管状预制混凝土件，包括若干钢筋孔道和若干预应力孔道；承台内设有与预制节段对应的钢筋孔道和预应力孔道；每一组位于同一水平位置的多个钢筋孔道内均设置受力纵向钢筋并填充灌浆料，每一组位于同一水平位置的多个预应力孔道内均布置自锁式预应力钢筋并填充灌浆料；所有预制节段拼接后的空腔内设有抗震加强混凝土芯。施工时，从下向上依次施工承台，拼接所有预制节段，最后安装墩塔预制节段。本实用新型的应用能够实现桥塔、桥墩的小节段空心预制与安装，与现有技术相比使用同样受力主筋的现浇实心桥墩，抗震性能更好。
Description
技术领域
本实用新型涉及桥墩建造技术领域，特别涉及多节段预制空心混凝土墩塔。
背景技术
近年来，装配式桥墩结构得到广泛应用，但在特大桥桥墩，斜拉桥、悬索桥桥塔结构中还未有应用，其原因在于这些结构尺寸巨大，高度高，采用整体预制无法实现运输和吊装。
然而采用分节空心预制，需要考虑结构承受荷载重量大，力学性能要求高。在空心桥墩在地震作用下易发生混凝土压碎失去约束破坏，设计上如何保障力学性能、特别是抗震性能的可靠是一大难题。
同时，在施工上，如何在不大幅增加成本的情况下保障结构拼装过程的结构稳定，成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。
实用新型内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型提供多节段预制空心混凝土墩塔，实现的目的是在保障力学性能与现浇实心桥墩基本等效前提下，实现大尺寸墩或塔结构节段空心化预制、便捷、安全的安装施工。
为实现上述目的，本实用新型公开了多节段预制空心混凝土墩塔，包括底部的承台和顶部的墩塔预制节段，所述承台上沿竖直方向设有若干预制节段；
每一所述预制节段均为带有竖直通孔的管状预制混凝土件，上下两个端面在靠近外侧面的位置均设有若干环绕中心轴设置的钢筋孔道，在靠近内侧面的位置均设有若干环绕中心轴设置的预应力孔道；
每一所述预制节段在靠近内侧面的位置均设有一圈纵向防裂钢筋，且每一所述纵向防裂钢筋与同一所述预制节段内设置的多个所述钢筋孔道之间均设有多组环绕中心轴设置的横向箍筋；
每一组所述横向箍筋均沿竖直方向布置多层；
所述承台内设有与每一所述预制节段均对应的多个所述钢筋孔道和多个所述预应力孔道；
所有所述预制节段依次与所述承台拼接后，每一组位于同一水平位置的多个所述钢筋孔道内均设置相应的受力纵向钢筋并填充灌浆料，每一组位于同一水平位置的多个所述预应力孔道内均布置相应的自锁式预应力钢筋并填充灌浆料；
每一所述自锁式预应力钢筋的锚具均预埋在所述承台的所述预应力孔道的下方，张拉端均设置在距离所述墩塔预制节段最近的所述预制节段；
所有所述预制节段拼接后内部的由多个所述竖直通孔形成的空腔内设有抗震加强混凝土芯。
优选的，每一所述预制节段的横截面均为多边形或者圆形。
优选的，每一所述预制节段的上下任一所述端面与相邻的另一所述预制节段、相邻的所述墩塔预制节段或者相邻的所述承台之间均设有若干相匹配的金属剪力键及相应的剪力键定位孔。
优选的，每一所述自锁式预应力钢筋靠近所述承台部分的塑性铰区域均为无粘结预应力钢筋，其余部分均为有粘结预应力钢筋。
更优选的，所述抗震加强混凝土芯的断面的外形与每一所述预制节段的竖直通孔均相匹配，高度b不低于墩塔在地震作用下靠近所述承台部分的塑性铰区域的高度a。
优选的，每一所述受力纵向钢筋均为精轧螺纹钢筋。
本实用新型的有益效果：
本实用新型的应用能够实现桥塔、桥墩的小节段空心预制与安装，与现有技术相比使用同样受力主筋的现浇实心桥墩，抗震性能更好。
以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。
附图说明
图1示出本实用新型一实施例的结构示意图。
图2示出本实用新型一实施例中预制节段设有金属剪力键及相应的剪力键定位孔的侧面结构示意图。
图3示出本实用新型一实施例中预制节段端面结构示意图。
图4示出本实用新型一实施例中预制节段内部纵向防裂钢筋和横向箍筋的结构示意图。
图5示出本实用新型一实施例中预制节段内设置受力纵向钢筋和自锁式预应力钢筋的结构示意图。
图6示出本实用新型一实施例中自锁式预应力钢筋靠近所述承台部分的塑性铰区域的高度a的示意图。
图7示出本实用新型一实施例中抗震加强混凝土芯的端面结构示意图。
图8示出本实用新型一实施例中抗震加强混凝土芯的侧面结构示意图。
图9示出本实用新型一实施例中完成步骤1的状态示意图。
图10示出本实用新型一实施例中完成步骤2的状态示意图。
图11示出本实用新型一实施例中执行步骤4过程中将抗震加强混凝土芯吊装入空腔的状态示意图。
图12示出本实用新型一实施例中完成步骤4的状态示意图。
图13示出本实用新型一实施例中完成步骤5中受力纵向钢筋和自锁式预应力钢筋穿设的状态示意图。
图14示出本实用新型一实施例中完成步骤5中充灌浆料的状态示意图。
图15示出本实用新型一实施例中完成步骤6的状态示意图。
具体实施方式
实施例
如图1至图8所示，多节段预制空心混凝土墩塔，包括底部的承台9和顶部的墩塔预制节段10，承台9上沿竖直方向设有若干预制节段1；
每一预制节段1均为带有竖直通孔的管状预制混凝土件，上下两个端面在靠近外侧面的位置均设有若干环绕中心轴设置的钢筋孔道3，在靠近内侧面的位置均设有若干环绕中心轴设置的预应力孔道4；
每一预制节段1在靠近内侧面的位置均设有一圈纵向防裂钢筋8，且每一纵向防裂钢筋8与同一预制节段1内设置的多个钢筋孔道3之间均设有多组环绕中心轴设置的横向箍筋7；
每一组横向箍筋7均沿竖直方向布置多层；
承台9内设有与每一预制节段1均对应的多个钢筋孔道3和多个预应力孔道4；
所有预制节段1依次与承台9拼接后，每一组位于同一水平位置的多个钢筋孔道3内均设置相应的受力纵向钢筋31并填充灌浆料，每一组位于同一水平位置的多个预应力孔道4内均布置相应的自锁式预应力钢筋41并填充灌浆料；
每一自锁式预应力钢筋41的锚具42均预埋在承台9的预应力孔道4的下方，张拉端43均设置在距离墩塔预制节段10最近的预制节段1；
所有预制节段1拼接后内部的由多个竖直通孔形成的空腔内设有抗震加强混凝土芯2。
本实用新型的原理在于，每个预制节段1完全相同，除了主受力纵向钢筋与受力纵向预应力，其他钢筋均不需要在拼装后做后连接，结构预制简单，节段顶部设置剪力键、底部设置剪力键定位孔可便于预制节段拼装时定位。
在由多个预制节段1拼接而成空腔内设有抗震加强混凝土芯2，虽然抗震加强混凝土芯2未与预制节段1同步浇筑形成整体，且预制节段1内壁未实现连接不能有效约束预制节段1的混凝土向内腔崩塌，但在地震破坏形成塑性铰时，由于抗震加强混凝土芯2的约束存在，并不会发生预制节段1混凝土向内腔崩塌的情况，因此完全能够实现类似与同尺寸现浇实心混凝土桥塔、桥墩结构抗震屈服弯矩以及延性性能。
每一纵向防裂钢筋8与同一预制节段1内的多个钢筋孔道3之间设置多组环绕中心轴设置，并沿竖直方向多层布置的横向箍筋7能够实现对相应的钢筋孔道3的有效约束。
在某些实施例中，每一预制节段1的横截面均为多边形或者圆形。
在某些实施例中，每一预制节段1的上下任一端面与相邻的另一预制节段1、相邻的墩塔预制节段10或者相邻的承台9之间均设有若干相匹配的金属剪力键5及相应的剪力键定位孔6。
在某些实施例中，每一自锁式预应力钢筋41靠近承台9部分的塑性铰区域均为无粘结预应力钢筋，其余部分均为有粘结预应力钢筋。
自锁式预应力钢筋41在桥墩底部塑性铰区域采用无粘结预应力钢筋，在地震力作用下，能够形成塑性铰时，无粘结预应力钢筋段可以同步变形，避免了由于受到混凝土约束局部区域变形过大导致预应力钢筋提前断裂，提升了在地震作用下的自回复能力。
自锁式预应力钢筋41在其余区域采用有粘结预应力钢筋，使预应力锚具在失效的情况下，也能实现锚固，提高了结构的安全性。因此，相比传统桥塔、桥墩进一步提升了抗震性能。
在某些实施例中，抗震加强混凝土芯2的断面的外形与每一预制节段1的竖直通孔均相匹配，高度b不低于墩塔在地震作用下靠近承台9部分的塑性铰区域的高度a。
在某些实施例中，每一受力纵向钢筋31均为精轧螺纹钢筋。
如图9至图15，本实用新型还提供多节段预制空心混凝土墩塔的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、预制所有预制节段1，现浇承台9，并在所有预制节段形成的永久结构两侧设置精轧螺纹钢筋13、预应力孔道和锚具；
步骤2、在承台9布置垫层砂浆12，并在垫层砂浆12上设置相应的预制节段1，调节预制节段1的垂直度；
步骤3、在完成固定的预制节段1的上面涂抹环氧树脂胶；
步骤4、继续吊装预制节段1，并接长精轧螺纹钢筋13，在预制节段1上安装临时牛腿11，利用临时牛腿11锚固精轧螺纹钢筋13实现压实并固定预制节段1；
循环执行步骤3和4，直至完成所有预制节段1的安装，在安装每一预制节段1的过程中，均接长所有精轧螺纹钢筋13，通过临时牛腿11锚固所有精轧螺纹钢筋13；
当已经完成安装的多个预制节段1的高度高于抗震加强混凝土芯2后，将抗震加强混凝土芯2吊装入空腔内；
步骤5、在完成所有预制节段1拼接后，在钢筋孔道3内均设置相应的受力纵向钢筋31并填充灌浆料，在预应力孔道4内均布置相应的自锁式预应力钢筋41并填充灌浆料；
将每一自锁式预应力钢筋41均通过相应的锚具42锚固在承台9；
步骤6、拆除精轧螺纹钢筋13、临时牛腿11。
以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (6)
1.多节段预制空心混凝土墩塔，包括底部的承台(9)和顶部的墩塔预制节段(10)；其特征在于，所述承台(9)上沿竖直方向设有若干预制节段(1)；
每一所述预制节段(1)均为带有竖直通孔的管状预制混凝土件，上下两个端面在靠近外侧面的位置均设有若干环绕中心轴设置的钢筋孔道(3)，在靠近内侧面的位置均设有若干环绕中心轴设置的预应力孔道(4)；
每一所述预制节段(1)在靠近内侧面的位置均设有一圈纵向防裂钢筋(8)，且每一所述纵向防裂钢筋(8)与同一所述预制节段(1)内设置的多个所述钢筋孔道(3)之间均设有多组环绕中心轴设置的横向箍筋(7)；
每一组所述横向箍筋(7)均沿竖直方向布置多层；
所述承台(9)内设有与每一所述预制节段(1)均对应的多个所述钢筋孔道(3)和多个所述预应力孔道(4)；
所有所述预制节段(1)依次与所述承台(9)拼接后，每一组位于同一水平位置的多个所述钢筋孔道(3)内均设置相应的受力纵向钢筋(31)并填充灌浆料，每一组位于同一水平位置的多个所述预应力孔道(4)内均布置相应的自锁式预应力钢筋(41)并填充灌浆料；
每一所述自锁式预应力钢筋(41)的锚具(42)均预埋在所述承台(9)的所述预应力孔道(4)的下方，张拉端(43)均设置在距离所述墩塔预制节段(10)最近的所述预制节段(1)；
所有所述预制节段(1)拼接后内部的由多个所述竖直通孔形成的空腔内设有抗震加强混凝土芯(2)。
2.根据权利要求1所述的多节段预制空心混凝土墩塔，其特征在于，每一所述预制节段(1)的横截面均为多边形或者圆形。
3.根据权利要求1所述的多节段预制空心混凝土墩塔，其特征在于，每一所述预制节段(1)的上下任一所述端面与相邻的另一所述预制节段(1)、相邻的所述墩塔预制节段(10)或者相邻的所述承台(9)之间均设有若干相匹配的金属剪力键(5)及相应的剪力键定位孔(6)。
4.根据权利要求1所述的多节段预制空心混凝土墩塔，其特征在于，每一所述自锁式预应力钢筋(41)靠近所述承台(9)部分的塑性铰区域均为无粘结预应力钢筋，其余部分均为有粘结预应力钢筋。
5.根据权利要求4所述的多节段预制空心混凝土墩塔，其特征在于，所述抗震加强混凝土芯(2)的断面的外形与每一所述预制节段(1)的竖直通孔均相匹配，高度b不低于墩塔在地震作用下靠近所述承台(9)部分的塑性铰区域的高度a。
6.根据权利要求1所述的多节段预制空心混凝土墩塔，其特征在于，每一所述受力纵向钢筋(31)均为精轧螺纹钢筋。
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