一种新型预制拼装桥墩及其施工方法与流程

1.本发明涉及预制构件的固定连接技术领域，具体地，涉及一种新型预制拼装桥墩及其施工方法。


背景技术：

2.我国桥梁下部结构传统施工主要以人工绑扎、现场浇筑为主，而预制装配式施工是建造方式的重大变革，是推进供给侧结构性改革以及在新型交通基础设施建设中的重要举措。有利于节约劳动力，减少施工污染，提升工程质量和施工效率，从而发展绿色建设。
3.现有技术中，传统座浆层是抗剪的薄弱层，因此，其成为整个拼装体系中最容易被忽视也是最薄弱的环节；在传统座浆层施工中由于应力较大且易被压碎，因此成为降低耐久性的最大隐患。墩底敲击凿毛的方式不易控制质量，易在混凝土中形成微裂纹损伤，对已有的混凝土整体性有损害。凿毛时需要将桥墩倒放在地面进行凿毛，待墩底凿毛结束后又需将桥墩竖起存放，浪费大量人力，占用吊具；


技术实现要素：

4.针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种新型预制拼装桥墩及其施工方法，本发明的技术方案如下：
5.一种新型预制拼装桥墩，包括：预制墩身和承台；
6.所述承台上表面设有凹槽，所述承台内设有下连接装置；
7.所述预制墩身包括墩身本体和上连接装置，与下连接装置相配合的所述上连接装置安装在所述墩身本体内，所述墩身本体的底部设有抗剪切装置，还包括用于所述墩身本体与所述承台固定连接，且与所述抗剪装置相配合的uhpc座浆层。
8.本技术方案，预制墩身与承台通过上连接装置与下连接装置进行连接固定，抗剪装置与uhpc座浆层相配合提高预制墩身与承台结合处的抗剪切能力，抗剪切装置取代人工凿毛，节省人力，不损伤桥墩，全方向无死角抗剪，提高安装的效率，由于不进行凿毛避不损伤桥墩，提高了预制桥墩的安全性能以及使用寿命，承台上表面的凹槽使得uhpc座浆层在进行浇筑时不需要模板且不存在模板漏浆污损承台面问题。
9.在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案；所述下连接装置为设置于所述承台中的若干限位钢筋，所述限位钢筋均布于所述凹槽壁内侧，且所述限位钢筋具有伸出所述承台上表面的连接部，所述上连接装置包括稳定钢筋和灌浆套筒，所述灌浆套筒内嵌于所述墩身本体下表面，且所述灌浆套筒与所述限位钢筋一一对应，所述稳定钢筋设置于所述墩身本体内，所述稳定钢筋一端位于所述灌浆套筒内。
10.本技术方案中，下连接装置与上连接装置的一种具体方案，uhpc座浆层与灌浆套筒相连接，区别于传统uhpc座浆层需要搭设模板，存在漏浆污损承台表面，且避免龄期后还要拆模带来的损伤。
11.在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案；所述限位钢筋下半部具有折弯
部。
12.本技术方案中，限位钢筋底部的折弯部能够提高预制墩身的抗拉能力。
13.在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案；所述折弯部的折弯方向为远离所述承台中心的方向，且所述折弯部的折弯角度为90
°
。
14.本技术方案中，折弯部的一种具体形态。
15.在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案；所述抗剪切装置为波浪形剪力键和波纹凹槽钢模板中至少一种。
16.本技术方案中，抗剪切装置的具体结构，用于与uhpc座浆层配合形成固定连接，提高预制墩身与承台之间的抗剪切能力，增加预制桥墩的安全性能，进一步提高预制桥墩的使用寿命。
17.在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案；所述凹槽的深度不小于20cm。
18.本技术方案中，凹槽的深度根据实际预制墩身的高度进行调节，凹槽深度不小于20cm避免预制墩身与承台之间的连接出现问题。
19.在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案；还包括用于调节所述预制墩身与所述凹槽底部之间垂直度的若干垫片，所述垫片位于所述墩身底部与所述凹槽底部之间。
20.本技术方案中，垫片用于调整预制墩身在承台凹槽中的平整度，使得预制拼装桥墩达到符合要求的平整度。
21.一种新型预制拼装桥墩的施工方法，包括以下步骤：
22.步骤s1：将承台固定于桥梁桩基上或现场浇筑承台；
23.步骤s2：将预制墩身吊装于所述承台上；
24.步骤s3：将预制墩身固定于所述承台上。
25.与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
26.1、预制墩身与承台通过上连接装置与下连接装置进行连接固定，抗剪装置与uhpc座浆层相配合提高预制墩身与承台结合处的抗剪切能力，抗剪切装置取代人工凿毛，节省人力，不损伤桥墩，全方向无死角抗剪，提高安装的效率，由于不进行凿毛且不损伤桥墩，提高了预制桥墩的安全性能以及使用寿命，承台上表面的凹槽使得uhpc座浆层在进行浇筑时不需要模板且不存在模板漏浆污损承台面问题。
27.2、抗剪切装置为波浪形剪力键和波纹凹槽钢模板中至少一种，用于与uhpc座浆层配合形成固定连接，提高预制墩身与承台之间的抗剪切能力，增加预制桥墩的安全性能，进一步提高预制桥墩的使用寿命。
28.3、用高强uhpc取代传统座浆层，将预制拼装体系最薄弱的环节可能存在的隐患杜绝，提高了装配式体系的整体可靠性和安全性。可以充分发挥uhpc抗压强度高的优势，有效解决了各种不利荷载作用下，传统uhpc座浆层对受力存在的不利影响，真正做到预制等同现浇的设计初衷。
29.4、凹槽的深度根据实际预制墩身的高度进行调节，凹槽深度不小于20cm避免预制墩身与承台之间的连接出现问题。
30.5、垫片用于调整预制墩身在承台凹槽中的平整度，使得预制拼装桥墩达到符合要求的平整度，提高预制拼接桥墩的精度。
31.6、承台上表面设置有凹槽，使得承台与预制墩身连接时uhpc座浆层进行浇筑时不需要模板且不存在模板漏浆污损承台面问题。
附图说明
32.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
33.图1为本发明提供的连接结构的示意图；
34.图2为本发明图1中a
‑
a剖视图示意图；
35.图3为本发明承台上uhpc座浆层未浇筑浆料示意图；
36.图4为本发明承台上uhpc座浆层浇筑浆料后示意图；
37.图5为本发明预置墩身与承台拼接过程示意图；
38.图6为本发明预制墩身与承台拼接完成示意图；
39.图7为本发明浇筑完成示意图；
40.附图标记说明：11、墩身本体；121、稳定钢筋；122、灌浆套筒；13、抗剪装置；2、承台；21、凹槽；22、限位钢筋；221、连接部；222、折弯部；23、uhpc座浆层；3、垫片。
具体实施方式
41.下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
42.为了更好的说明本发明，下方结合附图1
‑
7对本发明进行详细的描述。
43.如图1所示，预置墩身与承台2的连接示意图，墩身本体11位于承台2上表面的凹槽21内，承台2内预留的限位钢筋22的连接部221位于内嵌于墩身本体11上的灌浆套筒122内，灌浆套筒122内设有稳定钢筋121，稳定钢筋121的底端伸入到灌浆套筒122内，用于限定和保持灌浆套筒122的稳定，预制墩身的底部设有抗剪切装置，预制墩身与承台2凹槽21底部之间设有垫片3，用于调整预制墩身的平整度，凹槽21底部设有uhpc座浆层23，用于与抗剪切装置想结合，提高预制墩身与承台2结合体之间的抗剪性能，提高预制桥墩的安全性能。
44.如图2所示，图1中a
‑
a剖视图墩身本体11的横截面凹槽21横截面相匹配，使得预制墩身能够进入到凹槽21内，，本实施例中凹槽21横截面为正四边形，墩身本体11的横截面为正四边形，限位钢筋22的个数为十二根，限位钢筋22均布在凹槽21内侧。
45.如图3所示，承台2上表面设有凹槽21，承台2内设有限位钢筋22，限位钢筋22具有穿过凹槽21底部且突出于承台2上白面的连接部221，限位钢筋22的底部沿远离承台2中心方向弯折的折弯部222，折弯部222与竖直限位钢筋22之间夹角为90
°
，凹槽21内放置于若干垫片3，用于预制墩身平整度的调节。
46.如图4所示，承台2凹槽21底部的uhpc座浆层23内浇筑uhpc混凝土。
47.如图5所示，预制墩身与承台2的拼接过程，预制墩身位于承台2的正上方，灌浆套筒122沿着限位钢筋22的连接部221向下移动。
48.如图6所示，预制墩身与承台2完成拼接，墩身本体11底部的抗剪切装置与承台2凹
槽21内uhpc座浆层23相接触并挤压uhpc座浆层23内的uhpc浆料，使得uhpc浆料填满凹槽21与抗剪切装置之间的空隙。
49.如图7所示，预制墩身与承台2连接完成图，当承台2凹槽21内的uhpc灌浆料初凝后，于灌浆套筒122内浇筑uhpc灌浆料，若施工扰动压力小，将灌浆料达到35mpa后，进入到下一个工序；若施工扰动压力大，将灌浆料达到65mpa后，进入下一工序。在本实施例中，预制墩身上的连接部221伸入到与承台2相匹配的灌浆套筒122内，向预制墩身预留的灌浆套筒122内注入灌浆料，用以锚固承台2预留钢筋，待高强灌浆料达到完全硬化后预制墩身与承台2连接成为一个整体。
50.实施例一
51.如图1所示，一种新型预制拼接桥墩，包括预制墩身和承台2，承台2上表面设有凹槽21，承台2内设有若干限位钢筋22，限位钢筋22均匀布置与承台2内，限位钢筋22具有穿出凹槽21并伸出承台2上表面的限位部，位于承台2内限位钢筋22的底端具有折弯部222，具体地，参见图2
‑
3所示，本实施例中限位钢筋22有十二根，均匀布置于凹槽21底部，需要说明的是限位钢筋22围成的图形横截面为方形或圆形等。折弯部222沿远离承台2中心的方向弯折，且与竖直限位杆之间的角度为90
°
。
52.参见图5
‑
7所示，预制墩身包括墩身本体11，墩身本体11底部具有波浪形剪力键，墩身本体11的下表面内嵌有灌浆套筒122，灌浆套筒122的数量与限位钢筋22的数量一致且灌浆套筒122与限位钢筋22的一一对应，当预制墩身与承台2进行拼接时，限位钢筋22的连接部221进入到与之相对应的灌浆套筒122内，墩身本体11内设置有与灌浆套筒122相对应的十二根稳定钢筋121，每一根稳定钢筋121的底端伸入相对应的灌浆套筒122内。在其它的实施例中波浪剪力键被波纹凹槽21钢模板替代，或能与uhpc座浆层23之间形成抗剪力的结构均在本发明技术方案的保护范围之内。
53.参见图4所示，承台2上表面的凹槽21内设置设有用于预制墩身调平的垫片3，且凹槽21内设有用于与预制墩身底部的波浪形剪力键相配合的uhpc座浆层23。需要说明的是，本实施例中，uhpc座浆层23与波浪形剪力键相互配合，增加预制墩身与承台2之间的锚固强度，减少凹槽21的深度，以及墩身本体11底部伸入凹槽21内的长度，减轻了预制桥墩的重量，且提高了预制墩身的抗剪性能。需要说明的是，凹槽21的深度不小于20cm，墩身本体11底部剪力键的进入凹槽21内的深度为6mm。凹槽21的深度根据实际预制墩身的高度进行调节，凹槽21深度不小于20cm避免预制墩身与承台2之间的连接出现问题。
54.预制墩身与承台2通过灌浆套筒122与限位钢筋22的连接部221进行连接固定，墩身本体11波浪剪力键与uhpc座浆层23相配合提高预制墩身与承台2结合处的抗剪切能力，波浪剪力键取代人工凿毛，节省人力，不损伤桥墩，全方向无死角抗剪，提高安装的效率，由于不进行凿毛避不损伤桥墩，提高了预制桥墩的安全性能以及使用寿命，承台2上表面的凹槽21使得uhpc座浆层23在进行浇筑时不需要模板且不存在模板漏浆污损承台2面问题。下连接装置为设置于承台2中的若干限位钢筋22，限位钢筋22均布于凹槽21壁内侧，且限位钢筋22具有伸出承台2上表面的连接部221，上连接装置包括稳定钢筋121和灌浆套筒122，灌浆套筒122内嵌于墩身本体11下表面，且灌浆套筒122与限位钢筋22一一对应，稳定钢筋121设置于墩身本体11内，稳定钢筋121一端位于灌浆套筒122内。值得一说的在其它实施例中采用钢筋与金属波纹管的组合连接方式实现预制墩身与承台2的固定连接，或实现预置墩
身与承台2连接的机构件均在本发明的保护范围之内。
55.实施例二
56.一种新型预制拼接桥墩的施工方法，包括以下步骤：
57.步骤s1：将承台2固定于桥梁桩基上或现场浇筑承台2；如图3所示，本实施例中，使用吊机将承台2移动到桥梁桩基的位置，并进行固定，值得一说的是在其他的实施例中也可以采用在桥梁桩基处进行现场浇筑得到承台2。
58.步骤s2：将预制墩身吊装于承台2上；参看图5所示，本实施例的具体过程为，将预制墩身吊装于承台2上，并在承台2上设置垫片3，用以调整预制墩身与承台2垂直连接，调节预制墩身的角度，使得预制墩身生的连接部221与承台2上与之相匹配的灌浆套筒122相对应，当预制墩身下降与承台2进行拼接时，预制墩身与承台2能够完美的连接在一起，墩身本体11底部具有波浪形剪力键，参看图6所示，预制墩身竖直方向嵌入承台2凹槽21内并挤压uhoc座浆层内的uhpc灌浆料，将uhpc灌浆料填满承台2凹槽21与预制墩身下部嵌入端之间的空隙，直至uhpc灌浆料被挤压到承台2的顶面。
59.步骤s3：将预制墩身固定于承台2上。参看图7所示，当承台2凹槽21内的uhpc灌浆料初凝后，于灌浆套筒122内浇筑uhpc灌浆料，若施工扰动压力小，将灌浆料达到35mpa后，进入到下一个工序；若施工扰动压力大，将灌浆料达到65mpa后，进入下一工序。在本实施例中，预制墩身上的连接部221伸入到与承台2相匹配的灌浆套筒122内，向预制墩身预留的灌浆套筒122内注入灌浆料，用以锚固承台2预留钢筋，待高强灌浆料达到完全硬化后预制墩身与承台2连接成为一个整体。
60.以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，以及对于上述实施例进行任意组合的方案，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本技术的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。