一种外包UHPC的装配式混凝土桥墩组合连接结构及施工方法技术

本发明专利技术公开了一种外包UHPC的装配式混凝土桥墩组合连接结构及施工方法，结构包括底部基础和装配式混凝土桥墩，还包括外包钢板，设置在所述装配式混凝土桥墩底部外侧，外包钢板通过传力杆与装配式混凝土桥墩内部的主筋传力连接；钢锚支架，设置在所述外包钢板的底部外侧，预埋钢棒，其下端锚固在所述底部基础中，上端伸出所述底部基础后与所述钢锚支架固定连接；连接钢筋，其下端锚固在所述底部基础中，上端伸出所述底部基础后向上延伸；UHPC后浇带，浇筑在所述外包钢板底部外侧，并将所述连接筋、传力杆以及钢锚支架包覆。本发明专利技术连接结构及施工方法具有施工过程免支撑、极端及长期荷载下服役可靠，改善列车荷载作用下接缝疲劳受力状况。受力状况。受力状况。

【技术实现步骤摘要】
一种外包UHPC的装配式混凝土桥墩组合连接结构及施工方法


[0001]本专利技术涉及桥梁工业化建造领域，具体涉及一种外包UHPC的装配式混凝土桥墩组合连接结构及施工方法。

技术介绍

[0002]随着铁路建设的蓬勃发展，不同铁路线路之间出现平面相交的情况越来越多，对跨运营铁路桥梁的建设需求日益增加。为最大程度地减少对下部运营铁路线路的干扰，拟在跨运营铁路桥梁中推广装配式框架墩，将预制立柱和预制横梁运至施工现场，通过预制立柱与基础之间、预制立柱与预制横梁之间的快速连接，实现装配式框架墩的快速建造，从而大大提高跨运营铁路桥梁整体建造效率。
[0003]此外，不同于城市桥梁以及公路桥梁，铁路桥梁存在上部荷载大、由大偏心引起的墩底弯矩大等问题，同时铁路运行的平稳性与安全性需求也对铁路桥梁的刚度提出了更高的要求。然而在重载及地震作用下，传统装配式混凝土桥墩
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基础连接方式存在易开裂、延性差、耐久性低下等问题。

技术实现思路

[0004]为解决上述问题，本专利技术公开了一种外包UHPC的装配式混凝土桥墩组合连接结构及施工方法，可充分利用UHPC高强度、高抗裂、高耐久等优异性能，增强节点区在重载、大偏心受力等复杂受力状态下的刚度、承载能力与耐久性能；同时，本专利技术在极端及长期荷载下服役可靠，能够满足高震区对连接部位抗震能力与延性的要求，有助于克服传统装配式混凝土桥墩
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基础连接方式在承受重载在地震作用下存在的弊端；此外，本专利技术具有组拼过程免支撑、可实现快速拼装等优点。
[0005]为了实现上述技术目的，本专利技术采用如下技术手段：一种外包UHPC的装配式混凝土桥墩组合连接结构，包括底部基础和装配式混凝土桥墩，还包括：外包钢板，设置在所述装配式混凝土桥墩底部外侧，所述外包钢板通过传力杆与装配式混凝土桥墩内部的主筋传力连接，所述传力杆一端穿过所述外包钢板进入所述装配式混凝土桥墩内部并与装配式混凝土桥墩中的主筋固定连接，另一端伸出所述外包钢板，传力杆与外包钢板之间固定连接；钢锚支架，设置在所述外包钢板的底部外侧，包括水平板和设置在所述水平板底部的竖向板；预埋钢棒，呈竖向设置，其下端锚固在所述底部基础中，上端伸出所述底部基础后与所述水平板固定连接；连接钢筋，呈竖向设置，其下端锚固在所述底部基础中，上端伸出所述底部基础后向上延伸至外包钢板上最上端的传力杆处；UHPC后浇带，浇筑在所述外包钢板底部外侧，并将所述连接筋、传力杆以及钢锚支
架包覆，实现底部基础与装配式混凝土桥墩之间连接。
[0006]所述传力杆为两端旋向相反的双头螺杆，外包钢板上预留孔洞用以穿入双头螺杆，通过两边各设置一个螺母进行对拧将双头螺杆固定在外包钢板上并保证双头螺杆分布在外包钢板内外的长度相等；装配式混凝土桥墩的主筋与双头螺杆上穿入钢板内部的部分进行点焊连接。
[0007]所述预埋钢棒的上端设有外螺纹段；所述钢锚支架的水平板上设置有开孔并与所述预埋钢棒的上端外螺纹段一一对应，并利用高强螺母拧紧，实现装配式混凝土桥墩的免支撑固定。
[0008]所述底部基础内预埋有锚固钢板，所述锚固钢板与所述预埋钢棒的底端锚固。
[0009]所述传力杆分布在外包钢板内外的长度相等。
[0010]所述外包钢板的顶部外侧设有水平加劲肋，所述水平加劲肋用以承担外包钢板顶部连接区域的局部应力，保证该区域的连接强度。
[0011]所述水平加劲肋与所述UHPC后浇带最外侧之间形成向下倾斜的斜坡，用以排水。
[0012]本专利技术进一步公开了一种基于所述外包UHPC的装配式混凝土桥墩组合连接结构的施工方法，包括以下步骤：底部基础施工，将预埋钢棒通过与锚固钢板焊接固定，预埋钢棒与连接钢筋的下端以及锚固钢板共同锚固在底部基础中；进行装配式混凝土桥墩、外包钢板、钢锚支架的预制，外包钢板上预留孔洞用以穿入传力杆，装配式混凝土桥墩的主筋与传力杆中穿入钢板内部的部分进行点焊连接；将外包钢板作为装配式混凝土桥墩的施工模板进行混凝土浇筑；对底部基础顶面进行凿毛或拉丝等界面处理，并喷涂粘结材料以增强装配式混凝土桥墩与底部基础的界面粘结强度，吊装混凝土桥墩，将钢锚支架的水平板穿入预埋钢棒中，并用高强螺栓快速紧固预埋钢棒；最后浇筑外包UHPC。
[0013]有益效果与最接近的现有技术相比，本专利技术具有的有益效果 ：1、预制制造方便：外部钢板与锚栓机械连接，相比传统剪力钉与钢板焊接制造，减少了焊接作业，降低了制造成本，避免了焊接处残余应力；外包钢板作为上部结构混凝土浇筑的模板，可在一定程度上减少模板用量。
[0014]2、施工便捷性增强：采用螺栓固定装配式桥墩与底部基础，省去了上部结构在组拼过程中的支撑作业，可实现快速组拼、快速固定，增加了施工便捷性。
[0015]3、节点快速拼装：非接触搭接容许误差能力强，可显著减少吊装定位和对中安装时间；UHPC材料性能优势可简化构造，能够在保证承载能力要求的基础上缩减连接钢筋的锚固长度，减少箍筋使用量甚至取消箍筋，既减少了现场施工作业量，增加了施工便捷性，也避免了传统后浇区因钢筋拥挤对灌浆材料施工质量所造成的不利影响。
[0016]4、极端及长期荷载下服役可靠：UHPC具有优异的抗拉压、抗裂、抗动载、抗疲劳性能，其作为节点连结材料可大幅提高节点区的受力性能，能够满足大偏心受力要求，有助于解决接缝疲劳受力问题；UHPC较强的耐久性能可显著增强后浇接缝耐久性与服役寿命。
附图说明
[0017]图1是本专利技术提供的一种外包UHPC的装配式混凝土桥墩组合连接结构正视图；图2是本专利技术提供的一种外包UHPC的装配式混凝土桥墩组合连接结构底部基础示意图；图3是本专利技术提供的一种外包UHPC的装配式混凝土桥墩组合连接结构外包钢板示意图；图4是本专利技术提供的一种外包UHPC的装配式混凝土桥墩组合连接结构外包钢板穿入螺杆并与柱主筋焊接示意图；图5是本专利技术提供的一种外包UHPC的装配式混凝土桥墩组合连接结构底部基础与装配式混凝土桥墩拼装示意图；图6是本专利技术提供的一种外包UHPC的装配式混凝土桥墩组合连接结构浇筑完外包UHPC后的成型示意图；附图标记说明：1、底部基础；2、预埋钢棒；3、连接钢筋；4、装配式混凝土桥墩；5、外包钢板；6、双头螺杆；7、UHPC后浇带；8、第一螺母；9、主筋；10、钢锚支架；10
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1、水平板；10
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2、竖向板；11、第二螺母；12、水平加劲肋；13、锚固钢板；14、粘结材料。
具体实施方式
[0018]下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步的详细说明。
[0019]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0020]本专利技术公开了一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种外包UHPC的装配式混凝土桥墩组合连接结构，包括底部基础（1）和装配式混凝土桥墩（4），其特征在于，还包括：外包钢板（5），设置在所述装配式混凝土桥墩（4）底部外侧，所述外包钢板通过传力杆与装配式混凝土桥墩（4）内部的主筋传力连接，所述传力杆一端穿过所述外包钢板进入所述装配式混凝土桥墩（4）内部并与装配式混凝土桥墩（4）中的主筋固定连接，另一端伸出所述外包钢板（5），传力杆与外包钢板之间固定连接；钢锚支架，设置在所述外包钢板的底部外侧，包括水平板和设置在所述水平板底部的竖向板；预埋钢棒，呈竖向设置，其下端锚固在所述底部基础（1）中，上端伸出所述底部基础后与所述水平板固定连接；连接钢筋，呈竖向设置，其下端锚固在所述底部基础（1）中，上端伸出所述底部基础后向上延伸至外包钢板上最上端的传力杆处；UHPC后浇带（7），浇筑在所述外包钢板底部外侧，并将所述连接筋、传力杆以及钢锚支架包覆，实现底部基础（1）与装配式混凝土桥墩（4）之间连接。2.根据权利要求1所述的外包UHPC的装配式混凝土桥墩组合连接结构，其特征在于，所述传力杆为两端旋向相反的双头螺杆，外包钢板（5）上预留孔洞用以穿入双头螺杆，通过两边各设置一个螺母（8）进行对拧将双头螺杆（6）固定在外包钢板（5）上并保证双头螺杆（6）分布在外包钢板（5）内外的长度相等；装配式混凝土桥墩（4）的主筋（9）与双头螺杆（6）上穿入钢板内部的部分进行点焊连接。3.根据权利要求1所述的外包UHPC的装配式混凝土桥墩组合连接结构，其特征在于，所述预埋钢棒的上端设有外螺纹段；所述钢锚支架的水平板上设置有开孔并与所述预埋钢棒（2）的上端外螺纹段一一对应，并利用高强螺母（11）拧紧，实现装配式混凝土桥墩（4）的免支撑固定。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：王景全，周凯，王震，苏伟，张帅，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：