一种全预制拼装桥梁的制作方法

1.本发明涉及一种桥梁结构型式，特别是一种全预制拼装桥梁。


背景技术：

2.在交通繁忙地区、自然条件恶劣地区、环保要求严苛地区建造桥梁，需在保证安全与质量的条件下尽可能压缩工期，于是桥梁快速化建造技术应运而生。
3.预制拼装是桥梁快速化建造技术的重要分支，其技术核心是将现场施工时间尽可能多地转移至工厂施工。理想状态下，将工厂制造的桥梁结构整体运输至现场，即可完成桥梁的快速化施工。然而，由于桥梁结构尺寸较大，连接复杂，整体运输难以实现，因此更为可行的是构件层面的预制拼装。桥梁构件自上而下可分为上部结构、下部结构与基础。目前，上部结构的预制拼装应用较为成熟，下部结构的预制拼装研究如火如荼，基础仍基本采用现浇施工。为最大限度地降低现场施工时间，工程界提出了全预制拼装的概念，即桥梁各构件均采用工厂预制、现场拼装的方式进行施工。全预制拼装理念完全符合桥梁快速化建造的目标，但关键问题在于各构件连接方式的处理。如何实现高效快捷地实现桥梁构件的连接，值得深入研究。
4.综上所述，解决桥梁全预制拼装施工的关键在于处理好各构件之间的连接，因此有必要开发一套适用的连接方式。


技术实现要素：

5.鉴于全预制拼装概念具有良好的应用前景，本发明从解构桥梁各构件之间连接方式的角度出发，公开了一种全预制拼装桥梁，可最大限度地降低现场施工时间，广泛适用于桥梁的快速化建造。
6.为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案为：
7.一种全预制拼装桥梁，所述桥梁自上而下依次为主梁、盖梁、桥墩、承台、桩基；所述主梁与盖梁之间采用连接装置a连接，所述盖梁与桥墩之间采用连接装置b连接，所述桥墩与承台之间采用连接装置c连接，所述承台与桩基之间采用连接装置d连接；
8.所述连接装置a和连接装置d采用板式橡胶支座、盆式支座、球型支座或减隔震支座；
9.所述连接装置b包括盖梁预埋钢板、盖梁铸钢件、墩顶柱面滑板、墩顶铸钢件、墩顶预埋钢板、墩顶钢棒和墩顶螺母，所述盖梁预埋钢板预埋在盖梁底面，与盖梁采用焊接钢筋或螺栓连接，所述盖梁铸钢件与盖梁预埋钢板焊接或铸造为一体，所述墩顶柱面滑板固定在盖梁铸钢件的凹面上，所述墩顶铸钢件与墩顶预埋钢板焊接或铸造为一体，所述墩顶预埋钢板预埋在桥墩顶面，与桥墩的主筋采用焊接，所述墩顶铸钢件具有与盖梁铸钢件的凹面相适配的凸面，所述凸面容置在所述凹面内，所述墩顶钢棒穿过盖梁铸钢件与墩顶铸钢件后，采用墩顶螺母固定；
10.所述连接装置c包括承台预埋件、墩底预埋件、墩底钢棒和墩底螺母，具有环形凸
起部分的所述承台预埋件预埋在承台顶面，与承台采用焊接钢筋或螺栓连接，具有圆柱形凸起的所述墩底预埋件预埋在桥墩底面，与桥墩的主筋和箍筋采用焊接连接，圆柱形凸起适配在所述凸起部分形成的凹槽内，当桥墩采用圆形墩时，所述墩底钢棒穿过承台预埋件的凸起部分并旋入墩底预埋件的预留孔后，采用墩底螺母固定，当桥墩采用矩形墩时，所述墩底钢棒穿过承台预埋件与墩底预埋件后，采用墩底螺母固定。
11.进一步地，桥梁结构在每个桥墩位置的顺桥向和横桥向均至少设置两排桩基，在每个桥墩位置的横桥向至少设置两根桥墩。
12.进一步地，主梁、盖梁、桥墩、承台、桩基均采用工厂预制、现场拼装的方式进行施工。
13.进一步地，桥墩可分节段预制，节段之间采用连接装置c进行连接。
14.进一步地，墩顶柱面滑板的凹面圆弧面与盖梁铸钢件的凹面圆弧面相贴合，墩顶柱面滑板的凹面圆弧面与墩顶铸钢件的凸面圆弧面和墩顶柱面滑板的凹面圆弧面均为同心圆柱面结构，可绕墩顶钢棒的轴心旋转。
15.进一步地，墩顶钢棒、墩底钢棒的两端，以及圆形桥墩的墩底预埋件预留孔均采用攻丝处理。
16.另一方面，本技术还包括一种前述之一所述的一种全预制拼装桥梁的施工方法，包括以下步骤：
17.第1步：在预制厂完成主梁、盖梁、桥墩、承台、桩基制作，并运输至施工现场，其中承台与连接装置d、承台预埋件预制为整体，桥墩与墩底预埋件、墩顶铸钢件、墩顶预埋钢板预制为整体，盖梁与由盖梁预埋钢板、盖梁铸钢件、墩顶柱面滑板预制为整体，主梁与连接装置a预制为整体；
18.第2步：吊装桩基，打入或压入地基中；
19.第3步：吊装承台，将连接装置d与桩基顶部的锚栓孔对准，安装螺栓，完成承台与桩基的连接；
20.第4步：吊装桥墩，将墩底预埋件放置在承台预埋件之上，插入墩底钢棒，拧紧墩底螺母，完成桥墩与承台的连接；
21.第5步：吊装盖梁，将墩顶柱面滑板放置在墩顶铸钢件之上，插入墩顶钢棒，拧紧墩顶螺母，完成盖梁与桥墩的连接；
22.第6步：吊装主梁，将连接装置a与盖梁顶部的锚栓孔对准，安装螺栓，完成主梁与盖梁的连接；
23.第7步：施工桥面系，完成全预制拼装桥梁的施工。
24.另一方面，本技术还包括一种前述之一所述的一种全预制拼装桥梁的拆除方法，所述桥梁可通过切断连接实现构件之间的分离，进而实现整座桥梁的拆除或局部构件的更换，所述分离方法包括：切除连接装置a与盖梁顶部锚栓孔位置处的螺栓，实现主梁与盖梁分离；旋出墩顶螺母，抽出墩顶钢棒，切除盖梁铸钢件两端凸起部分，实现盖梁与桥墩分离；旋出墩底螺母，抽出墩底钢棒，切除承台预埋件凸起部分，实现桥墩与承台分离；切除连接装置d 与桩基顶部锚栓孔位置处的螺栓，实现承台与桩基分离。
25.与常见的接缝处理方式不同，本发明实现了现场零浇筑及塑性铰可更换，各构件之间传力明确，施工便捷，实现了桥梁结构的全预制拼装施工与拆除，可广泛应用于桥梁的
快速化建造与拆除项目。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为一种全预制拼装桥梁的横桥向布置图。
28.图2为一种全预制拼装桥梁的顺桥向布置图。
29.图3为一种全预制拼装桥梁的盖梁
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桥墩节点的横桥向布置图。
30.图4为一种全预制拼装桥梁的盖梁
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桥墩节点的顺桥向布置图。
31.图5为一种全预制拼装桥梁的盖梁
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桥墩节点的仰视图。
32.图6为一种全预制拼装桥梁的盖梁
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桥墩节点的俯视图(圆形墩)。
33.图7为一种全预制拼装桥梁的盖梁
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桥墩节点的俯视图(矩形墩)。
34.图8为一种全预制拼装桥梁的桥墩
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承台节点的立面布置图(圆形墩)。
35.图9为一种全预制拼装桥梁的桥墩
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承台节点的仰视图(圆形墩)。
36.图10为一种全预制拼装桥梁的桥墩
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承台节点的俯视图(圆形墩)。
37.图11为一种全预制拼装桥梁的桥墩
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承台节点的横桥向布置图(矩形墩)。
38.图12为一种全预制拼装桥梁的桥墩
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承台节点的顺桥向布置图(矩形墩)。
39.图13为一种全预制拼装桥梁的桥墩
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承台节点的仰视图(矩形墩)。
40.图14为一种全预制拼装桥梁的桥墩
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承台节点的俯视图(矩形墩)。
具体实施方式
41.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
42.梁式桥是应用最为广泛的桥梁型式，具有结构简单、传力明确、施工成熟等特点。典型的梁式桥自上而下依次为主梁、盖梁、桥墩、承台、桩基，其中主梁与盖梁之间采用支座连接，盖梁与桥墩、桥墩与承台、承台与桩基之间均采用固结。从全预制拼装的角度出发，需要将各构件之间的连接在预制时释放、在拼装时恢复。可以看出，除主梁与盖梁连接外，其余连接均不满足上述要求，故需要对固结节点进行解构。对于横桥向采用多根墩柱的桥梁而言，盖梁与桥墩之间，或者桥墩与承台之间可以释放绕顺桥向的转动约束，由横桥向平动约束和竖向约束实现其功能；对于顺桥向和横桥向采用多根桩基的桥梁而言，承台与桩基之间可以释放三个转动约束，由三个平动约束实现其功能。因此，从构件连接的两种状态(预制时无约束、拼装后有约束)出发，可通过拆解自由度实现与现浇结构相近的力学性能。综上，从整体自由度匹配的角度出发，提出了一种全预制拼装桥梁的连接方式。
43.进一步地本发明通过下述技术方案实现：
44.本发明的一种全预制拼装桥梁，其特征在于：所述桥梁自上而下依次为主梁1、盖
梁2、桥墩3、承台4、桩基5；所述主梁1与盖梁2之间采用连接装置a12连接，所述盖梁2与桥墩3之间采用连接装置b23连接，所述桥墩3与承台4之间采用连接装置c34连接，所述承台4与桩基5之间采用连接装置d45连接；所述连接装置a12和连接装置d45均可采用板式橡胶支座、盆式支座、球型支座、减隔震支座、其他类型桥梁支座的一种；所述连接装置 b23由盖梁预埋钢板231、盖梁铸钢件232、墩顶柱面滑板233、墩顶铸钢件234、墩顶预埋钢板235、墩顶钢棒236、墩顶螺母237组成，所述盖梁预埋钢板231预埋在盖梁2底面，与盖梁2采用焊接钢筋或螺栓连接，所述盖梁铸钢件232与盖梁预埋钢板231焊接或铸造为一体，所述墩顶柱面滑板233粘贴在盖梁铸钢件232的凹面上，所述墩顶铸钢件234与墩顶预埋钢板235焊接或铸造为一体，所述墩顶预埋钢板235预埋在桥墩3顶面，与桥墩3的主筋采用焊接，所述墩顶钢棒236穿过盖梁铸钢件232与墩顶铸钢件234后，采用墩顶螺母237 固定；所述连接装置c34由承台预埋件341、墩底预埋件342、墩底钢棒343、墩底螺母344 组成，所述承台预埋件341预埋在承台4顶面，与承台4采用焊接钢筋或螺栓连接，所述墩底预埋件342预埋在桥墩3底面，与桥墩3的主筋和箍筋采用焊接，当桥墩3采用圆形墩时，所述墩底钢棒343穿过承台预埋件341的凸起部分并旋入墩底预埋件342的预留孔后，采用墩底螺母344固定，当桥墩3采用矩形墩时，所述墩底钢棒343穿过承台预埋件341与墩底预埋件342后，采用墩底螺母344固定。
45.本实施例中，桥梁结构在每个桥墩位置的顺桥向和横桥向均至少设置两排桩基5，在每个桥墩位置的横桥向至少设置两根桥墩3。
46.本实施例中，主梁1、盖梁2、桥墩3、承台4、桩基5均采用工厂预制、现场拼装的方式进行施工。
47.本实施例中，桥墩3可分节段预制，节段之间采用连接装置c34进行连接。
48.本实施例中，盖梁铸钢件232的圆弧面、墩顶柱面滑板233的圆弧面、墩顶铸钢件234 的圆弧面均为同心圆柱面结构，可绕墩顶钢棒236的轴心旋转。
49.本实施例中，墩顶钢棒236、墩底钢棒343的两端，以及圆形桥墩的墩底预埋件342预留孔均采用攻丝处理。
50.本实施例中，一种全预制拼装桥梁的施工方法包括以下步骤：
51.第1步：在预制厂完成主梁1、盖梁2、桥墩3、承台4、桩基5制作，并运输至施工现场，其中承台4与连接装置d45、承台预埋件341预制为整体，桥墩3与墩底预埋件342、墩顶铸钢件234、墩顶预埋钢板235预制为整体，盖梁2与由盖梁预埋钢板231、盖梁铸钢件 232、墩顶柱面滑板233预制为整体，主梁1与连接装置a12预制为整体。
52.第2步：吊装桩基5，打入或压入地基中。
53.第3步：吊装承台4，将连接装置d45与桩基5顶部的锚栓孔对准，安装螺栓，完成承台4与桩基5的连接。
54.第4步：吊装桥墩3，将墩底预埋件342放置在承台预埋件341之上，插入墩底钢棒343，拧紧墩底螺母344，完成桥墩3与承台4的连接。
55.第5步：吊装盖梁2，将墩顶柱面滑板233放置在墩顶铸钢件234之上，插入墩顶钢棒 236，拧紧墩顶螺母237，完成盖梁2与桥墩3的连接。
56.第6步：吊装主梁1，将连接装置a12与盖梁2顶部的锚栓孔对准，安装螺栓，完成主梁1与盖梁2的连接。
57.第7步：施工桥面系，完成全预制拼装桥梁的施工。
58.本实施例中，一种全预制拼装桥梁的拆除方法，其特征在于，所述桥梁可通过切断连接实现构件之间的分离，进而实现整座桥梁的拆除或局部构件的更换，所述分离方法包括：切除连接装置a12与盖梁2顶部锚栓孔位置处的螺栓，实现主梁1与盖梁2分离；旋出墩顶螺母237，抽出墩顶钢棒236，切除盖梁铸钢件232两端凸起部分，实现盖梁2与桥墩3分离；旋出墩底螺母344，抽出墩底钢棒343，切除承台预埋件341凸起部分，实现桥墩3与承台4 分离；切除连接装置d45与桩基5顶部锚栓孔位置处的螺栓，实现承台4与桩基5分离。
59.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。