一种预应力分段连接预制拼装节段的铁路实心高墩制造技术

本发明专利技术公开了一种预应力分段连接预制拼装节段的铁路实心高墩，桥墩的纵向预应力筋分成三段，第一段预应力钢筋锚固在基础底部凹槽处，在节段的上表面张拉钢筋，然后将预应力钢筋锚固在第二个节段内。第二段预应力钢筋锚固在第二个节段底部凹槽处，并在第二个节段的表面张拉钢筋，然后将预应力钢筋锚固在第三个节段内。第三段预应力筋锚固在第三个节段底部凹槽处，在顶部节段的顶部后张拉钢筋，然后将预应力钢筋锚固在盖梁内。预埋金属波纹管内灌注超高性能混凝土UHPC，将预制桥墩节段连接为一体。本发明专利技术将预应力钢筋的长度控制在一个合适的范围，使预应力效果得到保障，提高构件的抗裂性、刚度及抗渗性，能够充分发挥材料的性能，减少预应力损失。

A Railway Solid High Pier with Prefabricated and Assembled Segments Connected by Prestressed Segments

The invention discloses a railway solid high pier connected with precast assembly section by prestressing sections. The longitudinal prestressing tendons of the pier are divided into three sections. The first section of the prestressing tendons is anchored in the groove at the bottom of the foundation, the upper surface of the section is tensioned, and then the prestressing tendons are anchored in the second section. The second section of the prestressing steel bar is anchored in the groove at the bottom of the second section, and the steel bar is tensioned on the surface of the second section, then the prestressing steel bar is anchored in the third section. The third segment is anchored in the groove at the bottom of the third segment, and the reinforcing bar is tensioned at the top of the top segment, then the reinforcing bar is anchored in the cover beam. UHPC is poured into the embedded metal corrugated pipe to connect the prefabricated pier segments. The invention controls the length of the prestressing steel bar in an appropriate range, ensures the prestressing effect, improves the crack resistance, stiffness and impermeability of the component, and can give full play to the performance of the material and reduce the prestressing loss.

【技术实现步骤摘要】
一种预应力分段连接预制拼装节段的铁路实心高墩
本专利技术涉及桥梁工程
，具体涉及一种预应力分段连接预制拼装节段的技术，并将该技术用于铁路实心高墩中。
技术介绍
随着我国道路交通事业的发展，对桥梁施工工期的要求越加严格，特别是铁路桥梁、高速公路跨线桥等项目中，桥梁施工会对地面交通造成影响，导致交通堵塞等问题，极大地减弱道路通行能力。而预制节段拼装技术有着施工安全性好、建造效率高、质量有保障、周期短、环境污染小等诸多优势，能够减少现场施工时间和对交通的影响，因此研究桥梁预制节段拼装技术具有很强的实际意义。铁路桥梁是铁路跨越河流、湖泊、海峡、山谷或其他障碍物，以及为实现铁路线路与铁路线路或道路的立体交叉而修建的构筑物。其中，桥墩作为铁路桥梁结构系统中重要的支柱，对于桥梁质量和安全性有着至关重要的作用。但是由于铁路修建受到地形地势，运输成本，施工难度和吊装高度等客观因素的限制，在铁路桥墩的修建中应用预制节段拼装技术无疑是一种很好的选择。在桥梁施工过程中，桥梁高墩施工是一种很常见的施工方式，它在桥梁稳定方面起着非常重要的作用。随着重大交通基础设施的不断开工，桥梁的桥墩高度越来越高，施工的难度越来越大。当桥墩高度过高时，桥墩中的纵向预应力筋若是在桥墩底部锚固，在桥墩顶部张拉，预应力钢筋的长度就过长，预应力效果得不到保障。因此，控制预应力筋的长度成为桥梁高墩施工的一个关键性问题，如果可以设计出一种能够适应工程需要的预应力技术，就可以大大提高高墩桥梁的效率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种预应力分段连接预制拼装节段的技术，并将该技术用于铁路实心高墩中，以解决铁路桥墩高度过高时，纵向预应力钢筋的长度就过长，预应力效果得不到保障的问题。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种预应力分段连接预制拼装节段的铁路实心高墩，包括：承台1、第一桥墩节段2、第二桥墩节段3、第三桥墩节段4和预制拼装桥墩上部节段7。所述第二桥墩节段3由三个模块组成，每个模块的表面有剪力键，因此模块与模块之间用榫卯连接的方式紧紧咬合。所述第三桥墩节段4由四个模块组成，四个模块的表面有剪力键，模块与模块之间用榫卯连接的方式紧紧咬合。第二桥墩节段3和第三桥墩节段4的尺寸相同；第一桥墩节段2的高是第二桥墩节段3的高的三分之一，其余尺寸与第二桥墩节段3相同，这样能够保证第一桥墩节段2的质量和体积与第二桥墩节段3、第三桥墩节段4接近，为运输和吊装带来很大的便利。所述预制拼装桥墩的节段纵向堆叠方式：按第一桥墩节段2、第二桥墩节段3、第三桥墩节段4的顺序从下至上排列，根据桥墩的高度按上述顺序继续从下至上堆叠。预制拼装的第一桥墩节段2、第二桥墩节段3、第三桥墩节段4中留有预埋管道，预埋管道从承台2到上部节段7顶部保证是垂直贯通的。从下至上的第一个循环堆叠第一桥墩节段2、第二桥墩节段3、第三桥墩节段4、第一桥墩节段2的四个角落的预埋管道中放置预应力钢筋8，其余的预埋管道放置普通钢筋9。从下至上的第二个循环堆叠第一桥墩节段2、第二桥墩节段3、第三桥墩节段4、第一桥墩节段2的次角落的四个预埋管道中放置预应力钢筋8，其余的预埋管道放置普通钢筋9。所述预埋管道采用波纹管，波纹管的直径大于普通钢筋9和预应力筋8的直径，保证在普通钢筋9和预应力筋8穿过的情况下能够顺利进行波纹管的压力灌浆，从而确保桥墩节段的强度。第一桥墩节段2的预应力钢筋8在承台底部锚固，并从承台顶面穿过从下至上第一桥墩节段2的预埋管道，在从下至上第一个第三桥墩节段4的上表面张拉，然后将预应力钢筋锚固在从下至上第一个第三桥墩节段4的顶部，然后进行第一段波纹管的压力灌浆。第二段预应力钢筋8锚固在从下至上第二个第一桥墩节段2底部，并在从下至上第二个第三桥墩节段4的表面张拉钢筋，然后将预应力钢筋锚固在从下至上第二个第三桥墩节段4顶部，然后进行第二段波纹管的压力灌浆。第三段预应力筋8锚固在从下至上第三个第一桥墩节段2底部，穿过第三个第一桥墩节段2的预埋管道，并在上部节段7的顶部后张拉钢筋，然后将预应力钢筋锚固在上部节段7顶部，然后进行第三段波纹管的压力灌浆。锚具外的预留的预应力钢筋外露长度与第一桥墩节段2的高度相等，用钢筋连接器连接锚具外的预应力钢筋8和普通钢筋9。所述的第二桥墩节段3和第三桥墩节段4的上下分布的普通钢筋长度大约60(该普通钢筋长度能够根据工程的实际情况做出相应的变化)公分，将预制的第二桥墩节段3和第三桥墩节段4连接为一体。为了保证桥墩整体性和耐久性，在节段与节段接触面之间和模块的榫卯部位涂抹环氧粘结剂5。所述的预留管道与钢筋的空隙间灌设超高性能混凝土UHPC6，将所有节段连接为一体。本专利技术的有益效果为：1)这种预制拼装节段的铁路实心高墩的每一个节段都由几个模块组成，模块具有规模化，标准化的特点，在工厂预制时方便快捷。这种模块化方法给运输和吊装也带来很大的便利。2)这种预应力钢筋分段张拉的方式，可以将预应力钢筋的长度控制在一个合适的范围，使预应力效果得到保障，提高构件的抗裂性、刚度及抗渗性，能够充分发挥材料的性能，减少预应力损失。附图说明图1预应力分段连接预制拼装节段的铁路实心高墩整体示意图。图2第一桥墩节段的A-A和J-J截面连接钢筋布置示意图。图3第二桥墩节段的B-B和H-H截面连接钢筋布置示意图。图4第三桥墩节段的C-C和I-I截面连接钢筋布置示意图。图5第一桥墩节段的D-D和G-G截面连接钢筋布置示意图。图6第二桥墩节段的E-E截面连接钢筋布置示意图。图7第三桥墩节段的F-F截面连接钢筋布置示意图。图中：1—承台；2-第一桥墩节段；3—第二桥墩节段；4—第三桥墩节段4；5—环氧粘结胶；6-超高性能混凝土UHPC；7-预制节段拼装桥墩上部节段；8-普通钢筋；9-预应力钢筋；10-钢筋连接器；11-桩基础。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式进行说明。上述基于分段张拉预应力的概念连接预制节段实心高墩的制作方法，包括以下步骤：1)在预制工厂完成墩身各节段、承台等构造的预制工作。完成预制工作后，将所有的预制构件运输至现场。2)清洗模块上剪力键的凹槽和凸台以及模块的上表面，在节段接触面和模块的榫卯部位涂抹环氧粘结剂5。3)将模块按照如图3-4的拼装方式拼装成第二桥墩节段3和第三桥墩节段4。再按照图1所示的纵向堆叠方式，将第一桥墩节段2、第二桥墩节段3和第三桥墩节段4按顺序循环堆叠，并且保持节段与节段间的预留的孔道位置一一对应，以便于预应力筋和普通钢筋能够贯穿连通。4)第一段预应力钢筋8在承台底部锚固，并从承台顶面穿过从下至上第一个第一桥墩节段2的预埋管道，在从下至上第一个第一桥墩节段4的上表面张拉预应力筋，然后将预应力筋锚固在从下至上第一个第一桥墩节段4顶部，接着进行第一段波纹管的压力灌浆。锚具外的预留的预应力钢筋外露长度与第一桥墩节段2的高度相等，在第一桥墩节段2的预埋管道内用钢筋连接器连接锚具外的预应力钢筋8和普通钢筋9。5)第二段预应力筋8锚固在从下至上第二个节段2底部，并在从下至上第二个第一桥墩节段4的表面张拉钢筋，然后将预应力钢筋锚固在从下至上第二个第一桥墩节段4顶部，接着进行第二段波纹管的压力灌浆。在从下至上第二个第一桥墩节段2的预埋管道内用钢筋连接器连接锚具外的预应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种预应力分段连接预制拼装节段的铁路实心高墩，其特征在于，包括承台(1)、第一桥墩节段(2)、第二桥墩节段(3)、第三桥墩节段(4)和预制拼装桥墩上部节段(7)；所述第二桥墩节段(3)由三个模块组成，每个模块的表面有剪力键，因此模块与模块之间用榫卯连接的方式紧紧咬合；所述第三桥墩节段(4)由四个模块组成，四个模块的表面有剪力键，模块与模块之间用榫卯连接的方式紧紧咬合；第二桥墩节段(3)和第三桥墩节段(4)的尺寸相同；第一桥墩节段(2)的高是第二桥墩节段(3)的高的三分之一，其余尺寸与第二桥墩节段(3)相同，这样能够保证第一桥墩节段(2)的质量和体积与第二桥墩节段(3)、第三桥墩节段(4)接近，为运输和吊装带来很大的便利。

【技术特征摘要】
1.一种预应力分段连接预制拼装节段的铁路实心高墩，其特征在于，包括承台(1)、第一桥墩节段(2)、第二桥墩节段(3)、第三桥墩节段(4)和预制拼装桥墩上部节段(7)；所述第二桥墩节段(3)由三个模块组成，每个模块的表面有剪力键，因此模块与模块之间用榫卯连接的方式紧紧咬合；所述第三桥墩节段(4)由四个模块组成，四个模块的表面有剪力键，模块与模块之间用榫卯连接的方式紧紧咬合；第二桥墩节段(3)和第三桥墩节段(4)的尺寸相同；第一桥墩节段(2)的高是第二桥墩节段(3)的高的三分之一，其余尺寸与第二桥墩节段(3)相同，这样能够保证第一桥墩节段(2)的质量和体积与第二桥墩节段(3)、第三桥墩节段(4)接近，为运输和吊装带来很大的便利。2.根据权利要求1所述的一种预应力分段连接预制拼装节段的铁路实心高墩，其特征在于，所述预制拼装桥墩的节段纵向堆叠方式：按第一桥墩节段(2)、第二桥墩节段(3)、第三桥墩节段(4)的顺序从下至上排列，根据桥墩的高度按上述顺序继续从下至上堆叠。3.根据权利要求1所述的一种预应力分段连接预制拼装节段的铁路实心高墩，其特征在于，预制拼装的第一桥墩节段(2)、第二桥墩节段(3)、第三桥墩节段(4)中留有预埋管道，预埋管道从承台(1)到上部节段(7)顶部保证是垂直贯通的。4.根据权利要求1所述的一种预应力分段连接预制拼装节段的铁路实心高墩，其特征在于，从下至上的第一个循环堆叠第一桥墩节段(2)、第二桥墩节段(3)、第三桥墩节段(4)、第一桥墩节段(2)的四个角落的预埋管道中放置预应力钢筋(8)，其余的预埋管道放置普通钢筋(9)；从下至上的第二个循环堆叠第一桥墩节段(2)、第二桥墩节段(3)、第三桥墩节段(4)、第一桥墩节段(2)的次角落的四个预埋管道中放置预应力钢筋(8)，其余的预埋管道放置普通钢筋(9)。5.根据权利要求4所述的一种预应力分段连...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩强，程琪珉，陈克坚，杜修力，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11