装配式桥墩的钢支承抱箍式混凝土桩柱接头及施工方法技术

本发明专利技术公开一种装配式桥墩的钢支承抱箍式混凝土桩柱接头及施工方法,桩柱接头结构包括预制墩柱、现浇桩基、墩柱底端的十字形钢支承、连接主钢筋，以及抱箍式后浇混凝土结构；钢支承嵌入在墩柱中，外伸段作为墩柱架设施工时的临时支撑。待桩基础现浇完成、桩头破开整平之后，将墩柱吊装至桩基础顶面上，墩柱和桩基的主钢筋互不相连，桩基主筋穿过钢支承底端部的平钢板并采用高强螺栓锚固，浇筑混凝土形成一个抱箍式混凝土接头结构。本发明专利技术接头结构中主筋免于相互连接，通过现浇抱箍式混凝土形成接头结构，施工效率高；本发明专利技术在墩柱底部设置钢支承并通过高强螺栓与桩基外伸钢筋连接，连接可靠性强，提高了桥墩的抗剪和抗震能力。提高了桥墩的抗剪和抗震能力。提高了桥墩的抗剪和抗震能力。

【技术实现步骤摘要】
装配式桥墩的钢支承抱箍式混凝土桩柱接头及施工方法
[0001]

[0002]本专利技术涉及桥梁工程建设领域，特别是涉及一种装配式桥墩的钢支承抱箍式混凝土桩柱接头及施工方法。
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技术介绍

[0004]在我国交通部大力倡导交通基础设施建造的快速化、标准化背景下，装配式桥梁在实际工程应用中得到越来越广泛的认可。相比于传统的混凝土桥梁，装配式结构具有加快施工速度、减少现场污染、实现低碳化建设、提高建设质量等优点。因此，这类装配式结构形式及相应的施工方法将会成为未来桥梁建设的大趋势。
[0005]目前国内外关于拼装式桥墩连接方式，可以分为承插式连接、钢筋加预应力筋连接、无粘结预应力筋连接、金属波纹管连接等。
[0006]承插式连接是将预制桥墩提前安装到位，然后布置桥台钢筋并进行现场浇筑，墩台最终形成一体并通过相互贯穿钢筋共同受力。该方法施工速度快，工艺简单，但是受力主钢筋连接施工复杂，现浇作业面较小，难以有效保证施工质量。
[0007]无粘结预应力筋连接方式主要采用了预应力混凝土梁的技术，通过布置由上至下的预应力筋或精轧螺纹钢，在桥墩现场临时安装完成后，对预应力筋或精轧螺纹钢进行张拉使桥墩与基础通过预压力相互连接。该方法现场施工快捷可靠，结构整体性强，抗震性能好，然而预应力钢筋的安装和张拉工艺复杂，预制节段的结构设计复杂，制作精度要求高。
[0008]钢筋加预应力筋连接是分别在桥墩和桥台内预埋常规结构钢筋，通过特殊连接接头以及U型预应力筋将墩台连接，该方式工艺程序多，对预应力张拉控制精度要求。
[0009]金属波纹管连接型墩台是用金属波纹管作为灌浆套筒将桥墩与桥台的受力钢筋现场连接形成整体，根据连接位置可以分为承台内套筒和桥墩内套筒。该种形式不仅能够满足墩台预制拼装的便易性、可行性要求，同时与传统现浇钢筋混凝土桥墩具有相近的抗震性能，但套筒安装精度要求高，后续墩柱吊装时钢筋须准确放入套筒内，因此墩台对接精度控制要求较高。
[0010]我国正处于大规模交通建设时期，城市高架、高铁和跨海桥墩等正是下部结构节段拼装施工技术的适用领域。因此，本领域急需一种步骤简单，施工便捷，成本低且性能良好的新型桥墩拼接方案。
[0011]
技术实现思路

[0012]本专利技术所要求解决的技术问题是针对上述现有问题的不足，提供一种装配式桥墩的墩柱接头构造及其施工方法。本专利技术采用预制桥墩墩柱、现浇桩基础和抱箍式混凝土连接段等组成的装配式桥墩构造形式，通过十字形钢支承、外伸钢筋及抱箍式混凝土现浇带
对桥墩底端塑性铰区域进行局部加强，并利用高强螺栓连接十字形钢支承与桩基础外伸钢筋，提升了装配式桥墩结构的整体性，稳定性以及抗震性能；采用先预制桥墩和现浇桩基础，再后浇抱箍式混凝土现浇带以及为方便安装钢支承倒立浇筑墩柱的新型施工方法，简化预制构件拼装连接工艺以提高工程效率及可靠性。
[0013]本专利技术的技术方案：一种装配式桥墩的钢支承抱箍式混凝土桩柱接头，包括预制桥墩墩柱，现浇桩基础，抱箍式混凝土连接段，预制桥墩墩柱通过抱箍式混凝土连接段与现浇桩基础固定连接；预制桥墩墩柱包括十字形钢支承，墩柱混凝土，墩柱纵筋，十字形钢支承和墩柱纵筋部分嵌于墩柱混凝土内，十字形钢支承位于墩柱混凝土底部中心位置，多根墩柱纵筋沿墩柱混凝土底部靠边缘一周布置；现浇桩基础由基础混凝土和桩基础纵筋组成，现浇桩基础整体呈圆柱形，桩基础纵筋部分嵌于基础混凝土内，多根桩基础纵筋沿基础混凝土上部靠边缘一周布置；抱箍式混凝土连接段由现浇混凝土和环形钢筋笼组成，环形钢筋笼位于现浇混凝土内，处于墩柱混凝土外的十字形钢支承和墩柱纵筋位于现浇混凝土中，处于基础混凝土外的桩基础纵筋位于现浇混凝土中。
[0014]作为更进一步的优选方案，十字形钢支承包括腹板以及位于腹板上端的顶板和下端的底板，顶板位于墩柱混凝土内，底板处于现浇混凝土上端，腹板的横截面为十字形结构，腹板的四个端部上具有侧板，底板上开有连续的弧形槽，连续的弧形槽呈圆形，多根桩基础纵筋沿连续的弧形槽布置，桩基础纵筋贯穿于弧形槽，桩基础纵筋上具有高强螺栓，通过高强螺栓将十字形钢支承包与现浇桩基础固定连接。
[0015]作为更进一步的优选方案，顶板和底板均为圆形钢板，底板的直径大于顶板，顶板的直径与腹板的宽度相同；连续的弧形槽位于腹板外围一周。
[0016]作为更进一步的优选方案，顶板的直径大于预制桥墩墩柱直径的三分之一，保证十字型钢支承有较大的横截面积，从而有足够的承载力；底板的直径大于预制桥墩墩柱直径；使得底板能够一部分嵌入抱箍式混凝土中，增强结构的整体性。
[0017]作为更进一步的优选方案，底板所开弧形槽数量大于三个，且开槽宽度比桩基础纵筋直径大4
‑
8mm，便于外伸纵筋在伸入弧形槽时有适当的容差，便于装配。
[0018]作为更进一步的优选方案，十字形钢支承的嵌入段长度大于预制桥墩墩柱直径的二分之一，使得有足够的嵌入段长度，增强结构的整体性；十字形钢支承的伸长段长度大于35倍的墩柱纵筋直径，墩柱纵筋的伸长段长度和纵筋的伸长段长度均大于十字形钢支承伸长段长度的三分之二，此处借鉴钢筋搭接的规范，保证了钢支承与混凝土有足够的接触面积，同时使得外伸钢筋有足够的搭接空间。
[0019]作为更进一步的优选方案，相邻两根墩柱纵筋的间距与相邻两根桩基础纵筋的间距相等。
[0020]作为更进一步的优选方案，所述预制桥墩墩柱和现浇桩基础部分处于抱箍式混凝土连接段内，预制桥墩墩柱和现浇桩基础处于抱箍式混凝土连接段内的高度均大于20cm；抱箍式混凝土连接段为圆柱结构，其直径大于四分之五倍的预制桥墩墩柱的直径。
[0021]一种装配式桥墩的钢支承抱箍式混凝土桩柱接头的施工方法，步骤如下：步骤一：预制桥墩墩柱预制施工时采用倒立法浇筑混凝土，浇筑时十字形钢支承
位于预制桥墩上部；首先制作十字形钢支承，将顶板底板和腹板通过焊接方式固定在一起；绑扎预制桥墩墩柱内的钢筋笼之后，放入十字形钢支承并与钢筋笼焊接固定；最后在钢筋笼外侧架立模板，浇筑混凝土并养护完成，预制桥墩墩柱制作完成；步骤二：现浇桩基础完成后，按照设计要求把桩基础桩头一定高度范围内的混凝土破开，裸露处主钢筋，同时把桩头清理整平，以便下一步安放预制桥墩墩柱；步骤三：吊装预制桥墩墩柱并浇筑抱箍式混凝土连接段，完成桥墩结构的装配：首先将绑扎好的环形钢筋笼精准定位后套在现浇柱桩基础外侧，然后将预制桥墩墩柱垂直吊装至现浇桩基础位置，带有十字形钢支承的一端朝下，十字形钢支承的底板的弧形槽对准穿过现浇桩基础的桩基础纵筋钢筋伸长段并放置好，用高强螺栓连接固定；在环形钢筋笼外侧架立模板，浇筑现浇混凝土，完成桥墩装配施工。
[0022]与现有装配式桥墩技术相比，本专利技术的效果和益处是：（1） 本专利技术引入预制桥墩墩柱、现浇桩基础和抱箍式混凝土连接段三部分组成的装配式体系，解决了现有装配式桥墩中桥墩与基础支承连接困难的问题，保证构件装配质量的可靠性。在装配施工时，十字形钢支承作为预制墩柱的临时支撑，便于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种装配式桥墩的钢支承抱箍式混凝土桩柱接头，其特征在于:包括预制桥墩墩柱（1），现浇桩基础（2），抱箍式混凝土连接段（3），预制桥墩墩柱(1)通过抱箍式混凝土连接段(3)与现浇桩基础(2)固定连接；所述预制桥墩墩柱（1）包括十字形钢支承（4），墩柱混凝土（5），墩柱纵筋（6），十字形钢支承（4）和墩柱纵筋（6）部分嵌于墩柱混凝土（5）内，十字形钢支承（4）位于墩柱混凝土（5）底部中心位置，多根墩柱纵筋（6）沿墩柱混凝土（5）底部靠边缘一周布置；所述现浇桩基础（2）由基础混凝土（7）和桩基础纵筋（8）组成，现浇桩基础（2）整体呈圆柱形，桩基础纵筋（8）部分嵌于基础混凝土（7）内，多根桩基础纵筋（8）沿基础混凝土（7）上部靠边缘一周布置；所述抱箍式混凝土连接段（3）由现浇混凝土（9）和环形钢筋笼（10）组成，环形钢筋笼（10）位于现浇混凝土（9）内，处于墩柱混凝土（5）外的十字形钢支承（4）和墩柱纵筋（6）位于现浇混凝土（9）中，处于基础混凝土（7）外的桩基础纵筋（8）位于现浇混凝土（9）中。2.根据权利要求1所述的一种装配式桥墩的钢支承抱箍式混凝土桩柱接头，其特征在于：所述十字形钢支承（4）包括腹板（43）以及位于腹板（43）上端的顶板（41）和下端的底板（42），顶板（41）位于墩柱混凝土（5）内，底板（42）处于现浇混凝土（9）上端，腹板（43）的横截面为十字形结构，腹板（43）的四个端部上具有侧板（44），底板（42）上开有连续的弧形槽，连续的弧形槽呈圆形，多根桩基础纵筋（8）沿连续的弧形槽布置，桩基础纵筋（8）贯穿于弧形槽，桩基础纵筋（8）上具有高强螺栓（11），通过高强螺栓（11）将十字形钢支承（4）包与现浇桩基础（2）固定连接。3.根据权利要求2所述的一种装配式桥墩的钢支承抱箍式混凝土桩柱接头，其特征在于：所述顶板（41）和底板（42）均为圆形钢板，底板（42）的直径大于顶板（41），顶板（41）的直径与腹板（43）的宽度相同；连续的弧形槽位于腹板（43）外围一周。4.根据权利要求2所述的一种装配式桥墩的钢支承抱箍式混凝土桩柱接头，其特征在于：所述顶板（41）的直径大于预制桥墩墩柱（1）直径的三分之一，底板（42）的直径大于预制桥墩墩柱（1）直径。5.根据权利要求2所述的一种装配式桥墩的钢支承抱箍式混凝土桩柱接头...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴文清，王云鹏，刘正，刘泓佚，王新雅，周小燚，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：