一种普通钢筋与精轧螺纹钢筋混合配筋拼装墩的施工方法技术

本发明专利技术公开了一种普通钢筋与精轧螺纹钢筋混合配筋节段拼装墩的施工方法，该墩体包括混凝土承台、预制节段钢筋混凝土墩体以及连接各预制节段的两种贯通纵筋和无粘结预应力筋。在承台以及预制节段墩体中布置金属波纹管来预留孔道，施工时首先将各预制节段墩体垂直叠放，并使无粘结预应力筋穿入截面上预留的孔道，然后进行张拉，将各节段墩体连接为整体，孔道内无需灌浆封闭；随后按照一定配置比例，将普通钢筋和精轧螺纹钢筋竖直穿入孔道并进行压力灌浆，最终形成混合配筋的节段拼装墩。

A construction method for mixing reinforcing bar and assembling pier of ordinary reinforcing bar and finishing rolling steel bar

The invention discloses a construction method of a pier with ordinary steel bars and finely rolled screw bars, which comprises a concrete cap, a precast reinforced concrete pier body and two kinds of through longitudinal bars and unbonded prestressed bars connecting each precast section. Metal corrugated pipes are arranged in the caps and precast piers to reserve the holes. In the construction, the precast piers are vertically stacked and the unbonded prestressing tendons are penetrated into the holes reserved on the sections. Then the piers are tensioned and connected as a whole without grouting in the holes. At the same time, the common steel bar and the finely rolled thread steel bar are vertically penetrated into the holes and grouted under pressure, and finally a segmental pier with mixed reinforcement is formed.

【技术实现步骤摘要】
一种普通钢筋与精轧螺纹钢筋混合配筋拼装墩的施工方法
本专利技术涉及一种预制节段拼装混凝土墩的施工方法，特别是涉及一种普通钢筋与精轧螺纹钢筋混合配筋拼装墩的施工方法。
技术介绍
地震等自然灾害及战争所造成的桥梁垮塌也需要采用桥梁快速建造技术进行紧急重建。预制节段拼装桥梁体系成为满足上述需求的有效方案之一，其良好应用前景得益于以下主要优点：(1)绝大多数构件采用工业化制作和机械化拼装，具有突出的建造效率；(2)现场施工周期短且受季节和天气影响小；(3)构件制作及养护条件好故而耐久性高，全寿命周期维护成本降低；(4)对桥址周边生态环境、居住环境及既有交通干扰小。目前，采用预制节段拼装实现桥梁上部结构快速建造的技术已较为成熟，相比之下，预制拼装墩的实际工程应用却较为罕见，究其主要原因是关于该新型墩抗震性能的研发及应用依然较为缺乏。我国地处环太平洋地震带与地中海-喜马拉雅地震带的交汇处，是世界上地震灾害最严重的国家之一。然而，大部分既有拼装墩的研究及专利技术主要致力于提高该类墩的施工便利性或减小墩自身震后损伤程度，而未对墩在地震激励下最大位移响应及震后残余位移同时进行有效控制。已有研究表明，通过提高墩屈服后刚度可有效减小墩震时最大位移响应及其离散性，同时显著提高墩自复位能力、确保桥梁结构震后功能性。利用预制节段拼装技术以实现钢筋混凝土墩的高效及绿色建造，同时显著提高墩屈服后刚度以提高墩自身抗震性能和自复位性能，对进入交通基础设施大规模建设的我国具有突出的实际意义。但是，目前对于提高拼装墩屈服后刚度这一问题还缺乏成熟的解决方案。
技术实现思路
本专利技术解决了现有拼装墩技术中难以同时减小墩震时最大位移反应及震后残余位移这一难题。普通钢筋屈服强度标准值在400MPa~500MPa之间，精轧螺纹钢筋的屈服强度标准值在785MPa~1200MPa之间，两者具有相同的弹性模量。因此，当本专利技术所提出的混合配筋的拼装墩遭受地震灾害时，墩中配置的普通钢筋将率先屈服，并通过弹塑性变形耗散地面运动输入至桥梁结构中的能量，从而有利于减小桥梁位移及加速度等动力反应；普通钢筋屈服后，精轧螺纹钢筋仍能保持弹性状态，当地震强度继续增大时，墩位移动力反应增大，此时精轧螺纹钢筋的拉应力水平将继续增加，墩水平承载力随之增大，从而有利于提高墩屈服后刚度。本专利技术通过采用普通钢筋与精轧螺纹钢筋混合配筋的方案，提高墩屈服后刚度，减小墩在强震下弹塑性最大动力响应的离散性，有助于实现拼装墩基于性能的抗震设计；墩屈服后刚度的提高还可有效提高墩体自恢复能力，显著降低墩震后残余变形，提高桥梁结构震后功能性和可修复性；此外，本专利技术所涉及的拼装墩的施工方法简捷可行，施工难度小、效率高，确保了墩高效率及绿色化建造。本专利技术提供一种普通钢筋与精轧螺纹钢筋混合配筋拼装墩的施工方法，包括如下步骤：步骤一，将金属波纹管及无粘结预应力筋7的下端锚具放置于混凝土承台1中的指定位置，并浇筑承台的混凝土；步骤二，制作拼装墩身2的预制节段4，并通过预埋金属波纹管及PVC管分别制作所述预留波纹孔道5及预应力筋孔道8；步骤三，将各预制节段4依次叠放，使预应力筋穿过各节段中心位置的预应力筋孔道8；拼装过程中，在最底部节段与承台之间、两相邻节段之间的拼接面上均匀刷涂环氧树脂；步骤四，张拉无粘结预应力筋7，对预应力筋上部锚具凹槽3进行封锚；步骤五，将贯通纵筋6放入墩的波纹孔道5中，并使各贯通纵筋位于孔道中心位置，其中贯通纵筋包括普通钢筋与精轧螺纹钢筋；对于高墩，采用焊接接头或钢筋机械连接接头对普通钢筋进行接长，采用螺旋形连接器对精轧螺纹钢筋进行接长；步骤六，使用水泥基灌浆料，对波纹孔道5进行灌浆；应沿墩身竖向均匀设置若干灌浆孔，采用分段灌浆的方式和/或压力灌浆法进行灌浆操作。本专利技术提供一种普通钢筋与精轧螺纹钢筋混合配筋的拼装墩，包括混凝土承台（1）、拼装墩身（2）、贯通纵筋（6）和无粘结预应力筋（7）；所述拼装墩身（2）由一个或者一个以上预制节段（4）组成，所述贯通纵筋（6）由普通钢筋和精轧螺纹钢筋两种钢筋混合而成，并与无粘结预应力筋（7）一同将混凝土承台（1）及各拼装墩身（2）连接成为完整墩体系。各个预制节段（4）的几何尺寸、配筋构造和所用材料可以相同，以降低拼装难度，提高施工效率；也可不同，以降低墩预制成本。各预制节段（4）的上下端面可以是平面，上下相邻两节段之间通过摩擦抗剪机制有效传递地震作用下产生的剪力；另外，根据抗震设计需要，预制节段（4）的上下端面还可以设置单个或多个抗剪键，如此，拼装后的上下相邻两节段相互咬合，可有效提高拼接缝处的抗剪承载力。贯通纵筋（6）所用普通钢筋的类型为HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500、HRB400E、HRB500E、HRBF400E、HRBF500E。贯通纵筋（6）所用精轧螺纹钢筋的类型为PSB785、PSB830、PSB930、PSB1080、PSB1200。混凝土承台（1）、各预制节段（4）均预留波纹孔道（5）。预留波纹孔道（5）采用预埋圆形金属波纹管的方式实现，波纹管直径应为，其中d为贯通纵筋直径，取普通钢筋和精轧螺纹钢筋的较大者。所用金属波纹管应符合规范《预应力混凝土用金属波纹管（JG225-2007）》的要求。承台中埋置的波纹管的长度不小于36d，d为贯通纵筋直径，取普通钢筋和精轧螺纹钢筋的较大者。另外，精轧螺纹钢筋下端应使用与该筋材配套的螺母锚具，以增强锚固性能。无粘结预应力筋（7）的下端浇筑于混凝土承台（1）中，墩拼装时筋束依次穿过各预制节段（4）中预留的内壁光滑的预应力筋孔道（8），筋束上部放置于最顶部节段的预应力筋锚具凹槽（3）中，待预应力筋张拉完成后进行封锚。无粘结预应力筋（7）所用的预应力筋类型为钢绞线、预应力螺纹钢筋或FRP预应力筋。本专利技术对比现有技术具有以下优点：本专利技术的纵向钢筋由屈服点较低的普通钢筋和屈服点高的精轧螺纹钢筋混合而成，可显著提高墩屈服后刚度，从而减小墩在地震激励下最大位移反应及其离散性，并有效提高墩自复位能力，减小震后残余变形，提高桥梁结构震后功能性。通过调整普通钢筋与精轧螺纹钢的配置比例，可实现对墩的屈服承载力、屈服后刚度、峰值承载力及极限位移角的有效控制，从而实现墩多性能水准下的设计。本专利技术所提墩自身具有突出的滞回耗能能力，可有效吸收并耗散地震时输入至桥梁结构的能量，因此无需另外设置耗能阻尼器或隔震支座，从而降低桥梁建设成本。墩纵筋被高强灌浆料包裹，且灌浆料之外尚有金属波纹管及箍筋约束，故在地震作用下纵筋一般不会发生受压屈曲破坏；另一方面，受金属波纹管约束的高强灌浆料可与混凝土一同参与受压，故混凝土受压应力水平与较低、破坏程度不大。因此本专利技术提出的墩震后修复难度小，有助于实现灾区桥梁交通网络的快速恢复。本专利技术所提墩在拼装过程简单，对拼装时操作精度要求不高；且运输及吊装时无需大型设备，建造灵活、效率高，有助于实现桥梁快速建设。附图说明图1是混合配筋的拼装墩剖面图；图2是单个预制节段立体示意图；图3混合配筋的拼装墩横截面示意图；图4是本专利技术混合配筋的拼装墩施工流程示意图；图5是实施例2所述混合配筋的拼装墩剖面图；图6是实施例3所述混合配筋的拼装墩剖面图。附图中各部件的标记如下：1.承台；2.拼装墩本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种普通钢筋与精轧螺纹钢筋混合配筋拼装墩的施工方法，包括如下步骤：步骤一，将金属波纹管及无粘结预应力筋7的下端锚具放置于混凝土承台1中的指定位置，并浇筑承台的混凝土；步骤二，制作拼装墩身2的预制节段4，并通过预埋金属波纹管及PVC管分别制作所述预留波纹孔道5及预应力筋孔道8；步骤三，将各预制节段4依次叠放，使预应力筋穿过各节段中心位置的预应力筋孔道8；拼装过程中，在最底部节段与承台之间、两相邻节段之间的拼接面上均匀刷涂环氧树脂；步骤四，张拉无粘结预应力筋7，对预应力筋上部锚具凹槽3进行封锚；步骤五，将贯通纵筋6放入墩的波纹孔道5中，并使各贯通纵筋位于孔道中心位置，其中贯通纵筋包括普通钢筋与精轧螺纹钢筋；对于高墩，采用焊接接头或钢筋机械连接接头对普通钢筋进行接长，采用螺旋形连接器对精轧螺纹钢筋进行接长；步骤六，使用水泥基灌浆料，对波纹孔道5进行灌浆；应沿墩身竖向均匀设置若干灌浆孔，采用分段灌浆的方式和/或压力灌浆法进行灌浆操作。

【技术特征摘要】
1.一种普通钢筋与精轧螺纹钢筋混合配筋拼装墩的施工方法，包括如下步骤：步骤一，将金属波纹管及无粘结预应力筋7的下端锚具放置于混凝土承台1中的指定位置，并浇筑承台的混凝土；步骤二，制作拼装墩身2的预制节段4，并通过预埋金属波纹管及PVC管分别制作所述预留波纹孔道5及预应力筋孔道8；步骤三，将各预制节段4依次叠放，使预应力筋穿过各节段中心位置的预应力筋孔道8；拼装过程中，在最底部节段与承台之间、两相邻节段之间的拼接面上均匀刷涂环氧树脂；步骤四，张拉无粘结预应力筋7，对预应力筋上部锚具凹槽3进行封锚；步骤五，将贯通纵筋6放入墩的波纹孔道5中，并使各贯通纵筋位于孔道中心位置，其中贯通纵筋包括普通钢筋与精轧螺纹钢筋；对于高墩，采用焊接接头或钢筋机械连接接头对普通钢筋进行接长，采用螺旋形连接器对精轧螺纹钢筋进行接长；步骤六，使用水泥基灌浆料，对波纹孔道5进行灌浆；应沿墩身竖向均匀设置若干灌浆孔，采用分段灌浆的方式和/或压力灌浆法进行灌浆操作。2.根据权利要求1所述的普通钢筋与精轧螺纹钢筋混合配筋拼装墩的施工方法，其特征在于：所述拼装墩身2由一个或者一个以上预制节段4组成，所述贯通纵筋6由普通钢筋和精轧螺纹钢筋两种钢筋混合而成，并与无粘结预应力筋7一同将混凝土承台1及各拼装墩身2连接成为完整墩体系，在拼装墩身2只有一个预制节段4的工况下，其他步骤不变，步骤三为，将预制节段4底部叠放在混凝土承台1上，使预应力筋穿过各节段中心位置的预应力筋孔道8；拼装过程中，在预制节段4与承台之间的拼接面上均匀刷涂环氧树脂。3.根据权利要求1所述的普通钢筋与精轧螺纹钢筋混合配筋拼装墩的施工方法，其特征在于：所述拼装墩身2由两个或者两个以上预制节段4组成，所述贯通纵筋6由普通钢...

【专利技术属性】
技术研发人员：王震宇，蔡忠奎，
申请(专利权)人：四川动和工程咨询有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51