预制桥墩柱与承台的承插式连接构造及施工方法技术

本发明专利技术公开了采用高强钢纤维混凝土嵌缝的预制桥墩柱与承台的承插式连接构造及施工方法，其特征在于承台顶部对应墩柱的位置预留承插槽，预制桥墩柱吊装插入所述承插槽内，在墩柱四周与承插槽壁之间的空隙中灌注高强钢纤维混凝土嵌缝，实现牢固连接。使得桥墩柱与承台的连接构造简单、嵌固效率高、安装操作方便、预制和预埋精度控制要求相对不高、施工效率高、受力安全可靠，同时其抗震性能也类似现浇结构。

【技术实现步骤摘要】
预制桥墩柱与承台的承插式连接构造及施工方法
本专利技术属于土木工程中的桥梁预制拼装
，特别涉及适用于桥墩柱连接承台的构造，具体为一种采用高强钢纤维混凝土嵌缝的预制桥墩柱与承台的承插式连接构造及施工方法。
技术介绍
在桥墩预制装配技术的应用中，墩柱与承台的连接节点备受关注。该部位往往是弯矩最大位置，在地震力的作用下，又是塑性铰出现的位置，其关键性显而易见。找到一种具有构造简单、嵌固效率高、施工方便快捷、安全可靠、抗震性能与现浇结构接近、造价经济等优点的连接构造十分必要。目前墩柱与承台常见的连接方式有灌浆套筒、波纹钢管、现浇湿接头、普通承插式等方式。灌浆套筒连接方式具有安装方便的优势，然而其施工精度要求高，灌浆检测困难，套筒对塑性铰区损伤机理有影响，造价也相对较高。波纹钢管连接方式具有构造相对简单、力学性能好（类似现浇）的优点。可是因为钢筋锚固长度长，构件预制、运输和安装较困难。现浇湿接头连接方式具有较好的可靠性和耐久性，抗震性能等同现浇。缺点是预制部分的现场定位较困难，现场仍有较大量现浇混凝土作业，一定程度上降低了施工效率。普通承插式连接的预制墩柱埋入承台的深度要求达到1.5~2倍的墩柱截面直径（或者宽度），这样造成承台和墩柱工程量的增加，也增加了安装作业的难度。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种采用高强钢纤维混凝土嵌缝的预制桥墩柱与承台的承插式连接构造及施工方法，使得桥墩柱与承台的连接构造简单、嵌固效率高、安装操作方便、预制和预埋精度控制要求相对不高、施工效率高、受力安全可靠，同时其抗震性能也类似现浇结构。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种预制桥墩柱与承台的承插式连接构造，其特征在于承台顶部对应墩柱的位置预留承插槽，预制桥墩柱吊装插入所述承插槽内，在墩柱四周与承插槽壁之间的空隙中灌注高强钢纤维混凝土嵌缝，实现牢固连接。进一步地，所述高强钢纤维混凝土的24h抗压强度≥35MPa；72h抗压强度≥60MPa，8d抗压强度≥80MPa；28d抗弯拉强度≥8MPa；28d等效抗弯强度≥5MPa。进一步地，所述高强钢纤维混凝土内掺杂钢纤维，掺杂体积比是0.3%~0.4%，所述高强钢纤维混凝土的水胶比不小于0.30，使得其坍落度为6cm~10cm。进一步地，预制桥墩柱为混凝土构件或者钢结构构件。进一步地，墩柱插入承插槽的柱体横截面可以为圆形、正方形、长方形或者其他多边形。进一步地，承插槽横截面为圆形、正方形、长方形或者其他多边形的空腔，横截面形状与墩柱插入部分的横截面形状相匹配，并且在二者之间留有适当宽度的空隙，一般为8~15厘米。进一步地，为了使预制墩柱与承插槽底部密贴，二者之间设置适当厚度水泥砂浆座浆层。进一步地，为增大连接锚固效果，可将承插槽的内壁凿毛或/和预留齿键。进一步地，为增大连接锚固效果，可将连接范围的混凝土立柱外壁凿毛或/和预留齿键。或者在连接范围的钢结构立柱外壁安装剪力键。进一步地，由于本专利技术的承插式连接构造的嵌固效率高，预制墩柱埋入承插槽的深度达到0.7~1.0倍的墩柱截面直径（或者宽度）即可实现有效锚固。本专利技术采用的是承插式的连接构造，与灌浆套筒连接、波纹钢管锚固连接相比，降低了对施工精度控制的要求，减小了施工难度，进一步提高了装配式桥梁施工效率；同时也降低了工程造价。与现浇湿接头连接相比，减少现浇工作量，提高装配率，加快了施工进度；也减小施工过程中定位的难度。与普通承插式连接相比，大大提高了嵌固连接的效率，有效减小了承插槽的深度，节省了工程量并且提高了施工的便捷性。本专利技术与现有技术相比具有下列优点和效果：提供了采用高强钢纤维混凝土嵌缝的预制桥墩柱与承台的承插式连接构造及施工方法，达到与现浇墩柱结构相似的结构受力性能，该构造具有构造简单、嵌固效率高、施工方便快捷、受力可靠、造价经济的特点。附图说明图1是预制混凝土墩柱与承台承插式连接构造及施工顺序的剖立面示意图。图2是预制钢结构墩柱与承台承插式连接构造及施工顺序的剖立面示意图。图中包括：1、承台，2、墩柱，3、高强钢纤维混凝土，4、座浆层，5、承插槽。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明。如图所示，采用高强钢纤维混凝土嵌缝的预制桥墩柱与承台的承插式连接构造及施工方法，其特征在于承台顶部对应墩柱的位置预留承插槽，预制桥墩柱吊装插入所述承插槽内，在墩柱四周与承插槽壁之间的空隙中灌注高强钢纤维混凝土嵌缝，实现牢固连接。达到构造简单、嵌固效率高、连接安全可靠、施工方便快捷和造价经济的目的。详见图1、图2，施工承台1，预留墩柱2的承插槽5。在承插槽底部铺设适当厚度水泥砂浆座浆层4和预留垫块，所述预留垫块是临时措施，用于支承墩柱，因为座浆在达到强度之前是流动的，无法提供支承力，图中并未示出。将墩柱2吊装到承插槽5中后，微调墩柱2的位置和垂直度，临时固定墩柱2，在墩柱2四周与承插槽5之间的空隙中灌注填缝高强钢纤维混凝土3，待底部座浆层4和承插槽空隙中的填缝高强钢纤维混凝土3达到设计强度后即实现牢固连接。进一步地，为增大连接锚固效果，可在承插槽5内壁凿毛或/和预留齿键。进一步地，所述预制墩柱2为混凝土结构时，为增大连接锚固效果，可将连接范围的混凝土墩柱外壁凿毛或/和预留齿键。进一步地，所述预制墩柱2为钢结构时，为增大连接锚固效果，可在钢结构墩柱侧面焊接短钢筋、焊钉、短型钢等剪力键。本专利技术采用了专用高强韧性无收缩钢纤维混凝土，它除了具有普通钢纤维混凝土强度高、韧性好的特点之外，还结合嵌缝料的使用要求，在骨料强度、骨料尺寸、骨料外形、粗细骨料配合比、水泥品种和用量、钢纤维类型、钢纤维强度、钢纤维掺量、减水剂品种及掺量、微膨胀剂品种及掺量等方面进行优化和试验研究，该高强韧性无收缩钢纤维混凝土的主要配料含量包括：硅酸盐水泥500~600kg，细骨料600~800kg，粗骨料900~1100kg，高效减水剂1%~2%，水胶比不小于0.30，高强韧性无收缩钢纤维混凝土内掺杂有高强度的异形钢纤维，掺杂体积比是0.3%~0.4%。使得本专利技术的高强韧性无收缩钢纤维混凝土具有如下优点：（1）早期强度增长快，24h抗压强度≥35MPa；72h抗压强度≥60MPa。为预制装配桥梁快速化施工提供支撑。（2）嵌缝材料不仅强度高而且韧性好，28d抗压强度≥80MPa；28d抗弯拉强度≥8MPa（采用四点抗弯试验方法）；28d等效抗弯强度≥5MPa（由于韧性指数测试结果离差较大，采用试验方法可靠性较好的等效抗弯强度指标表征材料的韧性），可以使桥墩柱牢固地嵌固在承插槽内。（3）为了改善施工性能，嵌缝料掺杂高强度的异形钢纤维，并采用0.35%左右的适中体积率。同时调整水胶比不小于0.30，使得坍落度6cm~10cm。这样，取得了良好的施工性能，嵌缝混凝土饱满密实，而且无泌水。（4）具有无收缩的良好特性，限制干缩率（水中7d转空气中28d）不高于0.010%，与UHPC和高强水泥本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种预制桥墩柱与承台的承插式连接构造，其特征在于承台顶部对应墩柱的位置预留承插槽，预制桥墩柱吊装插入所述承插槽内，在墩柱四周与承插槽壁之间的空隙中灌注高强钢纤维混凝土嵌缝，实现牢固连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种预制桥墩柱与承台的承插式连接构造，其特征在于承台顶部对应墩柱的位置预留承插槽，预制桥墩柱吊装插入所述承插槽内，在墩柱四周与承插槽壁之间的空隙中灌注高强钢纤维混凝土嵌缝，实现牢固连接。


2.如权利要求1所述的预制桥墩柱与承台的承插式连接构造，其特征在于所述高强钢纤维混凝土的24h抗压强度≥35MPa；72h抗压强度≥60MPa，8d抗压强度≥80MPa；28d抗弯拉强度≥8MPa；28d等效抗弯强度≥5MPa。


3.如权利要求1所述的预制桥墩柱与承台的承插式连接构造，其特征在于预制桥墩柱为混凝土构件或者钢结构构件。


4.如权利要求1所述的预制桥墩柱与承台的承插式连接构造，其特征在于承插槽横截面形状与墩柱插入部分的横截面形状相匹配，并且在二者之间留有5~15厘米的空隙。


5.如权利要求1所述的预制桥墩柱与承台的承插式连接构造，其特征在于为了使预制墩柱与承插槽底部密贴，二者之间设置水泥砂浆座浆层。
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【专利技术属性】
技术研发人员：齐新，卢永成，张智然，赵晨，周海峰，
申请(专利权)人：上海市政工程设计研究总院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31