CN220166654U - 一种采用重力式灌浆套筒承插连接构造的节段拼装桥墩 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种采用重力式灌浆套筒承插连接构造的节段拼装桥墩，包括承台、第一预制墩身节段和第二预制墩身节段，承台顶端设有用于供第一预制墩身节段下部插入的凹腔，第一预制墩身节段的四周外壁与凹腔的内侧壁之间间隔形成环形间隙，环形间隙中通过浇筑超高性能混凝土形成环形连接层，第一预制墩身节段下端面与凹腔的底面之间设有垫层并通过第一重力式灌浆套筒连接构造相连，第一重力式灌浆套筒连接构造先往灌浆套筒内注满超高性能混凝土，再将连接钢筋伸出段插入灌浆套筒内，无需注浆。该采用重力式灌浆套筒承插连接构造的节段拼装桥墩具有灌浆质量好、方便施工及墩身整体性好的优点。

Description

一种采用重力式灌浆套筒承插连接构造的节段拼装桥墩

技术领域

本实用新型涉及桥梁工程预制拼装技术领域，具体涉及一种采用重力式灌浆套筒承插连接构造的节段拼装桥墩。

背景技术

装配式结构具有建造快速、绿色环保等优势，是当前工程结构发展的最主要的方向之一。在此背景下，桥梁结构正逐步由装配式上部结构向全预制装配化方向发展，装配式下部结构(特别是装配式桥墩)近年来被广泛研究，并逐步运用于实际工程中。目前，墩柱与承台、盖梁或柱间的装配式连接主要包括：套筒灌浆连接、波纹管灌浆连接、预留槽孔的灌浆连接、承插式连接等。相比其他方式，套筒灌浆连接具有湿作业量小、施工快捷、构造简单等优点，是当前装配式桥墩实践中运用最广泛的连接方法，例如上海嘉闵高架、S3、S7、S26公路，长沙湘府路快速化改造工程等皆采用该连接方法。

尽管如此，众多实践表明：传统套筒灌浆连接方法存在钢筋定位难与灌浆质量难以保证等问题，极大地制约了其运用与发展。一方面，气泡、灌浆及出浆口封堵不及时或不严会导致套筒内部缺陷，灌浆完成后的回流、灌浆料强度不足与收缩等灌注质量问题，皆会导致接头处形成薄弱面，施工质量难以保证。另一方面，由于套筒埋置在预制构件内部，钢筋套筒压力灌浆连接属于隐蔽工程，灌浆质量难以检查与修补，目前尚没有一种现场高效、直观且低成本的检测方法。此外，根据规范要求，采用灌浆套筒连接锚固长度不应小于8d(d为钢筋直径)，而实际工程中的灌浆套筒连接桥墩达到锚固长度一般均大于10d，不仅增加了套筒制作成本，还导致试件制作、安装不便，拼装精度要求较高。传统灌浆套筒连接的桥墩垫层位置在承台顶面处，先吊装墩身节段使承台钢筋插入墩身节段中的灌浆套筒中，需要再次进行压力注浆。垫层属于试件薄弱部位，但在地震荷载作用下往往又是塑性铰区，不利于抗震。同时，传统灌浆套筒连接在垫层位置可能存在承载力不足及剪切滑移等现象，这对于可能承受地震或撞击荷载的桥墩，是十分不利的。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种灌浆质量好、方便施工及墩身整体性好的采用重力式灌浆套筒承插连接构造的节段拼装桥墩。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种采用重力式灌浆套筒承插连接构造的节段拼装桥墩，包括承台和预制墩身节段，所述预制墩身节段包括自下而上连接的第一预制墩身节段和第二预制墩身节段，所述第一预制墩身节段的下部与承台连接，所述承台顶端设有用于供第一预制墩身节段下部插入的凹腔，所述第一预制墩身节段的下部插设安装在所述凹腔中，所述第一预制墩身节段的四周外壁与凹腔的内侧壁之间间隔形成环形间隙，所述环形间隙中通过浇筑超高性能混凝土形成连接第一预制墩身节段和承台的环形连接层，所述第一预制墩身节段下端面与凹腔的底面之间设有由超高性能混凝土浇筑成型的垫层，所述第一预制墩身节段的下端面与所述凹腔的底面之间通过第一重力式灌浆套筒连接构造相连，所述第一重力式灌浆套筒连接构造包括预埋在凹腔内的多个灌浆套筒，各所述灌浆套筒具有位于凹腔底面且开口朝上的插接口，所述第一预制墩身节段的下端面对应每个灌浆套筒均预埋有连接钢筋，所述连接钢筋具有由上至下插入对应灌浆套筒中的伸出段，所述灌浆套筒内壁与伸出段之间具有间隙且所述间隙中通过浇筑超高性能混凝土形成有填充部，所述填充部包裹所述伸出段。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述凹腔的内侧壁上设有环绕第一预制墩身节段的多个第一环形凹槽，所述第一预制墩身节段的外侧壁上设有环绕第一预制墩身节段的多个第二环形凹槽，多个第一环形凹槽和多个第二环形凹槽均沿上下方向依次间隔布置，所述环形连接层的超高性能混凝土充入多个第一环形凹槽和多个第二环形凹槽内。

所述第一预制墩身节段和第二预制墩身节段之间通过第二重力式灌浆套筒连接构造相连，所述第二重力式灌浆套筒连接构造采用第一重力式灌浆套筒连接构造。

所述第二重力式灌浆套筒连接构造包括预埋在第一预制墩身节段上部的多个所述灌浆套筒，各所述灌浆套筒具有位于第一预制墩身节段顶面且开口朝上的插接口，所述第二预制墩身节段的下端面对应每个灌浆套筒均预埋有所述连接钢筋，所述连接钢筋具有由上至下插入对应灌浆套筒中的伸出段，所述灌浆套筒内壁与伸出段之间具有间隙且所述间隙中通过浇筑超高性能混凝土形成有所述填充部，所述填充部包裹所述伸出段。

所述第一预制墩身节段与第二预制墩身节段之间设有垫层。

所述灌浆套筒通过无缝钢管挤压成型且整体呈波纹管状。

所述灌浆套筒无需设置灌浆孔和出浆孔，无需压力注浆。

所述灌浆套筒的内壁上设有多个凸起结构。

所述凸起结构为设于灌浆套筒内壁上的多个环形凸起部，多个环形凸起部沿上下方向依次间隔布置。

所述灌浆套筒远离插接口的一端设有内螺纹，所述连接钢筋远离伸出段的一端对应设有外螺纹，所述连接钢筋与灌浆套筒通过螺纹连接。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型的采用重力式灌浆套筒承插连接构造的节段拼装桥墩，由于将第一预制墩身节段与承台之间的垫层由承台顶面转移到承台内部凹腔中，提高了墩身的整体性，且超高性能混凝土具有超高的耐久性和抗渗性，在受到例如地震和车撞等荷载作用时，还能提高抗剪性能，同时也能够保证拼缝部位更不易受到水的侵入而对拼缝处钢筋产生腐蚀等不利影响，由于灌浆套筒内部、垫层以及承台与第一预制墩身节段之间的环形间隙均采用超高性能混凝土为灌浆料，能够增强结构整体性，降低连接钢筋的伸出段的锚固长度，而降低伸出段的锚固长度有利于定位和插入灌浆套筒，灌浆套筒的长度也能对应降低，从而能够降低制作成本，有利于制作和安装，由于承台与第一预制墩身节段之间通过第一重力式灌浆套筒连接构造连接和第一预制墩身节段的下部插入承台凹腔中两种组合连接方式，因此第一预制墩身节段的承插深度相对于单独的承插连接可进行折减，方便施工，这种先往灌浆套筒内部注入超高性能混凝土后利用第一预制墩身节段自重将连接钢筋的伸出段插入灌浆套筒内的形式，不需要进行压力注浆，方便浇筑超高性能混凝土，施工步骤简单，能够降低设备成本和施工难度，避免传统灌浆套筒连接存在的灌浆料强度不足与收缩、灌注质量差、灌浆套筒内部存在缺陷等问题，能够保证灌浆质量和施工质量。

附图说明

图1为采用重力式灌浆套筒承插连接构造的节段拼装桥墩的整体结构示意图。

图2为承台的正视结构示意图。

图3为承台的俯视结构示意图。

图4为第一预制墩身节段的正视结构示意图。

图5为第二预制墩身节段的正视结构示意图。

图6为图1中A处的放大结构示意图。

图例说明：

1、承台；11、凹腔；12、第一环形凹槽；2、第一预制墩身节段；21、第二环形凹槽；3、第二预制墩身节段；4、环形连接层；5、垫层；6、灌浆套筒；7、连接钢筋。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

如图1至图6所示，本实施例的采用重力式灌浆套筒承插连接构造的节段拼装桥墩，包括承台1和预制墩身节段，预制墩身节段包括自下而上连接的第一预制墩身节段2和第二预制墩身节段3，第一预制墩身节段2的下部与承台1连接，承台1顶端设有用于供第一预制墩身节段2下部插入的凹腔11，第一预制墩身节段2的下部插设安装在凹腔11中，第一预制墩身节段2的四周外壁与凹腔11的内侧壁之间间隔形成环形间隙，环形间隙中通过浇筑超高性能混凝土形成连接第一预制墩身节段2和承台1的环形连接层4，将第一预制墩身节段2的下部插设安装到承台1凹腔11中后，再往环形间隙中浇筑超高性能混凝土形成环形连接层4，环形连接层4能够连接第一预制墩身节段2和承台1，提高第一预制墩身节段2和承台1之间的连接性能，第一预制墩身节段2下端面与凹腔11的底面之间设有由超高性能混凝土浇筑成型的垫层5，由于在承台1顶端设有凹腔11，将第一预制墩身节段2的下部插设安装在凹腔11中后，使第一预制墩身节段2与承台1之间的拼缝由承台1顶面转移到承台1内部，在第一预制墩身节段2与承台1之间浇筑超高性能混凝土后，即将第一预制墩身节段2与承台1之间的垫层5由承台1顶面转移到承台1内部凹腔11中，提高墩身的整体性，且超高性能混凝土具有超高的耐久性和抗渗性，在受到例如地震和车撞等荷载作用时，还能提高抗剪性能，同时也能够保证拼缝部位更不易受到水的侵入而对拼缝处钢筋产生腐蚀等不利影响。第一预制墩身节段2的下端面与凹腔11的底面之间通过第一重力式灌浆套筒连接构造相连，第一重力式灌浆套筒连接构造包括预埋在凹腔11内的多个灌浆套筒6，各灌浆套筒6具有位于凹腔11底面且开口朝上的插接口，第一预制墩身节段2的下端面对应每个灌浆套筒6均预埋有连接钢筋7，连接钢筋7具有由上至下插入对应灌浆套筒6中的伸出段，灌浆套筒6内壁与伸出段之间具有间隙且间隙中通过浇筑超高性能混凝土形成有填充部，填充部包裹伸出段。由于灌浆套筒6内部、垫层5以及承台1与第一预制墩身节段2之间的环形间隙均采用超高性能混凝土为灌浆料，能够增强结构整体性，降低连接钢筋7的伸出段的锚固长度，而降低伸出段的锚固长度有利于定位和插入灌浆套筒6，灌浆套筒6的长度也能对应降低，从而能够降低制作成本，有利于制作和安装。由于承台1与第一预制墩身节段2之间通过第一重力式灌浆套筒连接构造连接和第一预制墩身节段2的下部插入承台1凹腔11中两种组合连接方式，因此第一预制墩身节段2的承插深度相对于单独的承插连接可进行折减，方便施工。优选的，承插深度可取0.2-0.4d(d为圆柱桥墩直径或矩形桥墩长边长度)。通过第一重力式灌浆套筒连接构造连接第一预制墩身节段2和承台1，施工时，先往灌浆套筒6内部浇筑超高性能混凝土，同时将承台1凹腔11底部铺满垫层5厚度的超高性能混凝土，然后将第一预制墩身节段2内连接钢筋7的伸出段对准承台1内的灌浆套筒6，利用第一预制墩身节段2的自重便可将连接钢筋7的伸出段插入灌浆套筒6内，实现重力式灌浆套筒连接构造，这种先往灌浆套筒6内部注入超高性能混凝土后利用第一预制墩身节段2自重将连接钢筋7的伸出段插入灌浆套筒6内的形式，不需要进行压力注浆，方便浇筑超高性能混凝土，施工步骤简单，能够降低设备成本和施工难度，避免传统灌浆套筒6连接存在的灌浆料强度不足与收缩、灌注质量差、灌浆套筒6内部存在缺陷等问题，能够保证灌浆质量和施工质量。

本实施例中，凹腔11的内侧壁上设有环绕第一预制墩身节段2的多个第一环形凹槽12，第一预制墩身节段2的外侧壁上设有环绕第一预制墩身节段2的多个第二环形凹槽21，多个第一环形凹槽12和多个第二环形凹槽21均沿上下方向依次间隔布置，环形连接层4的超高性能混凝土充入多个第一环形凹槽12和多个第二环形凹槽21内，能够在第一预制墩身节段2与承台1之间形成剪力键，增强第一预制墩身节段2与承台1之间的整体性能。优选的，多个第一环形凹槽12通过多个沿上下方向依次间隔设置在凹腔11内侧壁上的环形尖齿构成，多个第二环形凹槽21通过多个沿上下方向依次间隔设置在第一预制墩身节段2外侧壁上的环形尖齿构成，这种由环形尖齿构成第一环形凹槽12和第二环形凹槽21的结构形式。

本实施例中，第一预制墩身节段2和第二预制墩身节段3之间通过第二重力式灌浆套筒连接构造相连，第二重力式灌浆套筒连接构造采用第一重力式灌浆套筒连接构造。第二重力式灌浆套筒连接构造包括预埋在第一预制墩身节段2上部的多个灌浆套筒6，各灌浆套筒6具有位于第一预制墩身节段2顶面且开口朝上的插接口，第二预制墩身节段3的下端面对应每个灌浆套筒6均预埋有连接钢筋7，连接钢筋7具有由上至下插入对应灌浆套筒6中的伸出段，灌浆套筒6内壁与伸出段之间具有间隙且间隙中通过浇筑超高性能混凝土形成有填充部，填充部包裹伸出段。即第二重力式灌浆套筒连接构造与第一重力式灌浆套筒连接构造相同，都采用在下部结构中预埋多个灌浆套筒6，在上部结构中对应伸出连接钢筋7的伸出段，并利用上部结构的自重由上至下将伸出段插入对应的灌浆套筒6中，不需要进行压力注浆，方便浇筑超高性能混凝土，施工步骤简单，能够降低设备成本和施工难度，避免传统灌浆套筒6连接存在的灌浆料强度不足与收缩、灌注质量差、灌浆套筒6内部存在缺陷等问题，能够保证灌浆质量和施工质量。优选的，预制墩身节段还包括其余预制墩身节段或盖梁，其余预制墩身节段或盖梁与第二预制墩身节段3之间通过第三重力式灌浆套筒连接构造相连，第三重力式灌浆套筒连接构造采用第一重力式灌浆套筒连接构造，其余预制墩身节段或盖梁与第二预制墩身节段3之间设有垫层5。

本实施例中，第一预制墩身节段2与第二预制墩身节段3之间设有垫层5。能够增强第一预制墩身节段2与第二预制墩身节段3连接结构整体性。

本实施例中，灌浆套筒6通过无缝钢管挤压成型且整体呈波纹管状。灌浆套筒6无需设置灌浆孔和出浆孔，无需压力注浆。与传统的灌浆套筒6相比，灌浆套筒6采用无缝钢管挤压成型，因灌浆口为其薄弱部位，灌浆套筒6壁厚设计由灌浆口的受力情况控制，采用本实施例的灌浆套筒6时，灌浆套筒6的整体性和受力性能够得到改善，还能够减少制作工序，降低制作成本，提高灌浆套筒6的安全性能。

本实施例中，灌浆套筒6的内壁上设有多个凸起结构。凸起结构为设于灌浆套筒6内壁上的多个环形凸起部，多个环形凸起部沿上下方向依次间隔布置。在灌浆套筒6内壁设多个环形凸起部，能够保证灌浆套筒6和内部灌浆料之间传力的可靠性，优选的，伸出段的外表面具有多个沿长度方向间隔布置的凸起。

本实施例中，灌浆套筒6远离插接口的一端设有内螺纹，连接钢筋7远离伸出段的一端对应设有外螺纹，连接钢筋7与灌浆套筒6通过螺纹连接。通过螺纹连接灌浆套筒6与连接钢筋7，操作简单，方便预制施工。在本实施例中，桥墩为方形桥墩，在其他实施例中，也可以采用圆形桥墩或其他形状的桥墩。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例。对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型技术构思前提下所得到的改进和变换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种采用重力式灌浆套筒承插连接构造的节段拼装桥墩，包括承台(1)和预制墩身节段，所述预制墩身节段包括自下而上连接的第一预制墩身节段(2)和第二预制墩身节段(3)，所述第一预制墩身节段(2)的下部与承台(1)连接，其特征在于：所述承台(1)顶端设有用于供第一预制墩身节段(2)下部插入的凹腔(11)，所述第一预制墩身节段(2)的下部插设安装在所述凹腔(11)中，所述第一预制墩身节段(2)的四周外壁与凹腔(11)的内侧壁之间间隔形成环形间隙，所述环形间隙中通过浇筑超高性能混凝土形成连接第一预制墩身节段(2)和承台(1)的环形连接层(4)，所述第一预制墩身节段(2)下端面与凹腔(11)的底面之间设有由超高性能混凝土浇筑成型的垫层(5)，所述第一预制墩身节段(2)的下端面与所述凹腔(11)的底面之间通过第一重力式灌浆套筒连接构造相连，所述第一重力式灌浆套筒连接构造包括预埋在凹腔(11)内的多个灌浆套筒(6)，各所述灌浆套筒(6)具有位于凹腔(11)底面且开口朝上的插接口，所述第一预制墩身节段(2)的下端面对应每个灌浆套筒(6)均预埋有连接钢筋(7)，所述连接钢筋(7)具有由上至下插入对应灌浆套筒(6)中的伸出段，所述灌浆套筒(6)内壁与伸出段之间具有间隙且所述间隙中通过浇筑超高性能混凝土形成有填充部，所述填充部包裹所述伸出段。

2.根据权利要求1所述的采用重力式灌浆套筒承插连接构造的节段拼装桥墩，其特征在于：所述凹腔(11)的内侧壁上设有环绕第一预制墩身节段(2)的多个第一环形凹槽(12)，所述第一预制墩身节段(2)的外侧壁上设有环绕第一预制墩身节段(2)的多个第二环形凹槽(21)，多个第一环形凹槽(12)和多个第二环形凹槽(21)均沿上下方向依次间隔布置，所述环形连接层(4)的超高性能混凝土充入多个第一环形凹槽(12)和多个第二环形凹槽(21)内。

3.根据权利要求1所述的采用重力式灌浆套筒承插连接构造的节段拼装桥墩，其特征在于：所述第一预制墩身节段(2)和第二预制墩身节段(3)之间通过第二重力式灌浆套筒连接构造相连，所述第二重力式灌浆套筒连接构造采用第一重力式灌浆套筒连接构造。

4.根据权利要求3所述的采用重力式灌浆套筒承插连接构造的节段拼装桥墩，其特征在于：所述第二重力式灌浆套筒连接构造包括预埋在第一预制墩身节段(2)上部的多个所述灌浆套筒(6)，各所述灌浆套筒(6)具有位于第一预制墩身节段(2)顶面且开口朝上的插接口，所述第二预制墩身节段(3)的下端面对应每个灌浆套筒(6)均预埋有所述连接钢筋(7)，所述连接钢筋(7)具有由上至下插入对应灌浆套筒(6)中的伸出段，所述灌浆套筒(6)内壁与伸出段之间具有间隙且所述间隙中通过浇筑超高性能混凝土形成有所述填充部，所述填充部包裹所述伸出段。

5.根据权利要求4所述的采用重力式灌浆套筒承插连接构造的节段拼装桥墩，其特征在于：所述第一预制墩身节段(2)与第二预制墩身节段(3)之间设有垫层(5)。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的采用重力式灌浆套筒承插连接构造的节段拼装桥墩，其特征在于：所述灌浆套筒(6)通过无缝钢管挤压成型且整体呈波纹管状。

7.根据权利要求6所述的采用重力式灌浆套筒承插连接构造的节段拼装桥墩，其特征在于：所述灌浆套筒(6)无需设置灌浆孔和出浆孔，无需压力注浆。

8.根据权利要求7所述的采用重力式灌浆套筒承插连接构造的节段拼装桥墩，其特征在于：所述灌浆套筒(6)的内壁上设有多个凸起结构。

9.根据权利要求8所述的采用重力式灌浆套筒承插连接构造的节段拼装桥墩，其特征在于：所述凸起结构为设于灌浆套筒(6)内壁上的多个环形凸起部，多个环形凸起部沿上下方向依次间隔布置。

10.根据权利要求9所述的采用重力式灌浆套筒承插连接构造的节段拼装桥墩，其特征在于：所述灌浆套筒(6)远离插接口的一端设有内螺纹，所述连接钢筋(7)远离伸出段的一端对应设有外螺纹，所述连接钢筋(7)与灌浆套筒(6)通过螺纹连接。