一种灌浆套筒连接的预制空心墩及其施工方法与流程

1.本发明涉及桥梁建筑结构的技术领域，尤其是涉及一种灌浆套筒连接的预制空心墩及其施工方法。


背景技术：

2.装配式桥梁结构包括自下而上依次拼接设置的承台、预制墩柱、盖梁。装配式桥梁结构因其具备能够加快施工速度、减少对环境交通影响等优点，而被广泛应用。在实际应用中，由于受到现场吊装设备以及运输能力的限制，故迫切需要轻量化的预制空心墩，拓展装配式桥梁结构的运用范围。
3.目前，一些工地将预制空心墩安装于承台上的施工过程为：工人首先在预先设计好的施工位处浇筑出承台，然后在承台将与预制空心墩接触的接触面上铺设高强浆料层，然后用履带吊将预制空心墩吊至承台的正上方，然后放下预制空心墩，使得预制空心墩的底面与高强浆料层接触，进而完成承台与预制空心墩的拼接安装，预制空心墩采用上述的安装方式安装在承台上，预制空心墩与承台之间的连接强度不佳。


技术实现要素：

4.本发明要解决的问题是针对现有技术中所存在的上述不足而提供一种灌浆套筒连接的预制空心墩，其解决了现有技术中存在的预制空心墩与承台之间连接强度不佳的问题。
5.本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：一种灌浆套筒连接的预制空心墩，包括墩体、设置于墩体内的钢筋骨架，所述钢筋骨架包括多个竖直穿设于墩体内的外主筋，每个所述外主筋的端部均设置有用于连接承台的灌浆套筒，所述灌浆套筒上贯穿开设有用于供外主筋和承台预埋的拼装端钢筋插入的钢筋插孔，所述灌浆套筒内具有与钢筋插孔连通的浆料腔，所述灌浆套筒的侧壁上设置有进口与墩体侧壁平齐且与浆料腔连通的灌浆管、出口与墩体侧壁平齐且与浆料腔连通的出浆管。
6.本发明进一步设置为：所述灌浆套筒的顶面上开设有密封槽，所述外主筋上套设有嵌入密封槽中的密封环。
7.本发明进一步设置为：所述灌浆管的进口处设置有用于将其堵住的灌浆堵头，所述出浆管的出口处设置有用于将其堵住的出浆堵头。
8.本发明进一步设置为：所述钢筋骨架还包括多个间隔设置于外主筋上且用于增加其整体性的筋体组件，所述筋体组件包括将多个外主筋连成一体的箍筋、多个同时勾住外主筋和箍筋的横向拉筋、多个同时勾住外主筋和箍筋的竖向拉筋。
9.本发明进一步设置为：所述墩体的中心处具有空心孔，所述墩体内竖直穿设有多个均布设置于空心孔周边的内主筋，所述筋体组件还包括多个一端同时勾住外主筋和箍筋，另一端同时勾住内主筋和竖向拉筋的横向内外拉筋。
10.本发明进一步设置为：所述筋体组件还包括多个一端同时勾住外主筋和箍筋，另
一端同时勾住内主筋和横向拉筋的竖向内外拉筋。
11.本发明进一步设置为：所述箍筋内倾斜设置有多个用于增加钢筋骨架结构强度的加强筋一，所述箍筋和横向拉筋之间倾斜设置有多个用于增加钢筋骨架结构强度的加强筋二。
12.本发明还公开了一种灌浆套筒连接的预制空心墩的施工方法，所述施工方法包括以下步骤：步骤1：对承台将与墩体接触的接触面进行凿毛清理，然后铺设高强浆料层；步骤2：履带吊先将预制空心墩吊至承台的正上方，然后下放预制空心墩，使得承台中预埋的拼接端钢筋插入灌浆套筒的钢筋插孔中；步骤3：测量校正预制空心墩的垂直度；步骤4：向灌浆套筒内灌浆完成预制空心墩的安装。
13.本发明进一步设置为：所述步骤3包括以下步骤：步骤3.1：利用经纬仪测量预制空心墩的垂直度；步骤3.2：微调预制空心墩，使得预制空心墩的垂直度满足规范要求。
14.本发明进一步设置为：所述步骤4包括以下步骤：步骤4.1：制备专用的灌浆料；步骤4.2：使用电动灌浆泵将灌浆料通过灌浆管送入灌浆套筒的浆料腔中，直至出浆管的出口流出灌浆料后，停止灌浆工作；步骤4.3：用灌浆堵头堵住灌浆管的进口，用出浆堵头堵住出浆管的出口；步骤4.4：重复上述操作多次，依次完成所有灌浆套筒的灌浆工作。
15.综上所述，本发明的有益技术效果为：施工时，使用电动灌浆泵，采用压力灌浆法往灌浆管中送入灌浆料，直至出浆管的出口流出灌浆料后，停止灌浆工作，然后用灌浆堵头堵住灌浆管的进口、用出浆堵头堵住出浆管的出口，此时灌浆料被限制在灌浆套筒内，灌浆料硬化后即可将插入钢筋插孔内的外主筋和拼接端钢筋连接在一起。本预制空心墩通过在墩体内预设灌浆套筒，利用灌入灌浆套筒内的灌浆料将墩体内的外主筋和承台预埋的拼接端钢筋连接在一起，有利于提升预制空心墩与承台之间的连接强度。
附图说明
16.图1是本发明中预制空心墩和承台的结构示意图；图2是本发明中预制空心墩的局部剖视示意图；图3是本发明中灌浆套筒的剖视结构图；图4是本发明中预制空心墩的剖视结构图；图5是本发明中钢筋骨架的局部结构示意图；图6是本发明中灌浆套筒连接的预制空心墩的施工方法的流程图；图7是本发明中步骤3的流程图；图8是本发明中步骤4的流程图。
17.上述附图中：1、承台；2、拼装端钢筋；3、墩体；31、空心孔；4、钢筋骨架；5、外主筋；51、灌浆套筒；52、钢筋插孔；53、浆料腔；54、灌浆管；55、灌浆堵头；56、出浆管；57、出浆堵头；58、密封槽；59、密封环；6、内主筋；7、筋体组件；71、箍筋；72、横向拉筋；73、竖向拉筋；
74、横向内外拉筋；75、竖向内外拉筋；76、加强筋一；77、加强筋二。
具体实施方式
18.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与作用更加清楚及易于了解，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步阐述。
19.如图1所示，在吊装预制空心墩之前，工人先在预先设计的施工位浇筑成形承台1，并在承台1中预埋用于与预制空心墩相连的拼装端钢筋2。
20.如图2和4所示，本发明提出了一种灌浆套筒连接的预制空心墩，包括中心处为空心孔31的墩体3、设置于墩体3内的钢筋骨架4，空心孔31为矩形孔，空心孔31的四个角上具有三角形倒角。生产加工时，工人将绑扎好的钢筋骨架4放入模板中，然后浇筑混凝土成形出墩体3。
21.如图4所示，钢筋骨架4包括外主筋5、内主筋6、筋体组件7。外主筋5竖直穿设于墩体3内，外主筋5的数量为三十八根，三十八根外主筋5靠近墩体3的外侧壁均布设置，外主筋5采用直径为40mm的螺纹钢筋。如图3所示，每个外主筋5其中一个端部均设置有用于连接承台1的灌浆套筒51，灌浆套筒51上贯穿开设有钢筋插孔52，钢筋插孔52用于供外主筋5和承台1预埋的拼接端钢筋插入，灌浆套筒51内具有与钢筋插孔52连通的浆料腔53。灌浆套筒51的侧壁上设置有进口与墩体3侧壁平齐且与浆料腔53连通的灌浆管54，灌浆管54的进口处设置有用于将其堵住的灌浆堵头55。灌浆套筒51的侧壁上设置有出口与墩体3侧壁平齐且与浆料腔53连通的出浆管56，出浆管56位于灌浆管54的正上方，出浆管56的出口处设置有用于将其堵住的出浆堵头57。
22.如图3所示，灌浆套筒51的顶面上开设有密封槽58，外主筋5上套设有嵌入密封槽58中的密封环59，密封环59用于在灌浆套筒51和外主筋5之间形成密封，如此在成形墩体3时，密封环59能够在一定程度上限制混凝土砂浆进入到灌浆套筒51的浆料腔53中。
23.施工时，使用电动灌浆泵，采用压力灌浆法往灌浆管54中送入灌浆料，直至出浆管56的出口流出灌浆料后，停止灌浆工作，然后用灌浆堵头55堵住灌浆管54的进口、用出浆堵头57堵住出浆管56的出口，此时灌浆料被限制在灌浆套筒51内，灌浆料硬化后即可将插入钢筋插孔52内的外主筋5和拼接端钢筋连接在一起。本预制空心墩通过在墩体3内预设灌浆套筒51，利用灌入灌浆套筒51内的灌浆料将墩体3内的外主筋5和承台1预埋的拼接端钢筋连接在一起，有利于提升预制空心墩与承台1之间的连接强度。
24.如图4所示，内主筋6竖直穿设于墩体3内，内主筋6的数量为二十根，二十根内主筋6等分为每组数量为五根的四组，四组内主筋6分别靠近空心孔31的四个孔壁设置，内主筋6采用直径为16mm的螺纹钢筋。
25.如图4和5所示，筋体组件7箍筋71、横向拉筋72、竖向拉筋73、横向内外拉筋74、竖向内外拉筋75、加强筋一76、加强筋二77，横向拉筋72、竖向拉筋73、横向内外拉筋74、竖向内外拉筋75主要是为提高钢筋骨架4的整体性而起拉结作用。箍筋71用于联结三十八根外主筋5，箍筋71为具有一个梯形缺口的矩形，箍筋71用于满足斜截面抗剪强度，箍筋71和外主筋5之间采用焊接的方式连接在一起。横向拉筋72的数量为两根，两根横向拉筋72对称设置于箍筋71内侧，横向拉筋72的两端均为钩状，横向拉筋72同时勾住外主筋5和箍筋71，且横向拉筋72与外主筋5、箍筋71的连接点采用焊接的方式连接在一起。竖向拉筋73的数量为
两根，两根竖向拉筋73对称设置于箍筋71内侧，竖向拉筋73的两端均为狗状，竖向拉筋73同时勾住外主筋5和箍筋71，且竖向拉筋73与外主筋5、箍筋71的连接点采用焊接的方式连接在一起。
26.横向内外拉筋74的数量为四根，横向内外拉筋74的两端为钩状，横向内外拉筋74一端同时勾住外主筋5和箍筋71，另一端同时勾住内主筋6和竖向拉筋73，横向内外拉筋74与外主筋5、箍筋71的连接点采用焊接的方式连接在一起，横向内外拉筋74与内主筋6、竖向拉筋73的连接点采用焊接的方式连接在一起。
27.竖向内外拉筋75的数量为四根，竖向内外拉筋75的两端为钩状，竖向内外拉筋75一端同时勾住外主筋5和箍筋71，另一端同时勾住内主筋6和横向拉筋72，竖向内外拉筋75与外主筋5、箍筋71的连接点采用焊接的方式连接在一起，竖向内外拉筋75与内主筋6、横向拉筋72的连接点采用焊接的方式连接在一起。
28.加强筋一76的数量为四根，四根加强筋一76均倾斜设置于箍筋71内，加强筋一76用于增加钢筋骨架4的结构强度。加强筋二77的数量为两根，两根加强筋二77为倾斜设置且相互对称，加强筋二77设置于箍筋71和横向拉筋72之间，加强筋二77用于增加钢筋骨架4的结构强度。
29.如图6所示，本发明还提出了一种灌浆套筒连接的预制空心墩的施工方法，所述施工方法包括以下步骤：步骤1：对承台1将与墩体3接触的接触面进行凿毛清理，然后铺设高强浆料层；所述步骤1中，承台1顶面的部分为将与墩体3接触的接触面，其中对接触面进行凿毛清理，是指利用凿子、风镐等将将承台1表面结硬的混凝土凿去形成毛面的作业，凿毛后的承台1用钢丝刷子把粉尘刷干净，承台1的接触面经过凿毛后会变得粗糙，然后在铺设高强浆料层，高强浆料层用于连接承台1和预制空心墩，采用先凿毛、后铺设高强浆料层的施工方法，有利于提升高强浆料层和承台1之间的连接强度。
30.步骤2：履带吊先将预制空心墩吊至承台1的正上方，然后下放预制空心墩，使得承台1中预埋的拼接端钢筋插入灌浆套筒51的钢筋插孔52中；所述步骤2中，起吊预制空心墩时，工人应按照预制空心墩的重心，确定栓挂吊具的位置，并在预制空心墩的顶面上栓挂吊具，然后将履带吊的吊钩和吊具钩挂在一起，在此过程中，吊钩应封钩，以防在起吊过程中钢丝绳滑脱，接着履带吊将预制空心墩吊至承台1的正上方，并调整预制空心墩的位置，使得拼接端钢筋与灌浆套筒51的钢筋插孔52一一对齐，然后将预制空心墩缓缓向下放置，直至承台1中预埋的拼接端钢筋插入灌浆套筒51的钢筋插孔52中。
31.如图6所示，步骤3：测量校正预制空心墩的垂直度；如图7所示，所述步骤3包括以下步骤：步骤3.1：利用经纬仪测量预制空心墩的垂直度；所述步骤3.1中，首先在墩体3相互垂直的两个侧壁上用墨斗弹出墩底中线和墩顶中线，墩底中线和墩顶中线共面，其次将两台带三脚架的经纬仪安装在预先设计的测量点，并将两台经纬仪精平，接着先将经纬仪的镜筒照准墩底中线，再渐渐仰视到墩顶，测量墩顶中线与镜筒十字丝的偏差值，如此即通过两台经纬仪分别测量出预制空心墩横向和纵向的垂直度。
32.步骤3.2：微调预制空心墩，使得预制空心墩的垂直度满足规范要求。
33.所述步骤3.2中，当预制空心墩横向或纵向的垂直度不满足规范要求时，采用调节拉绳或支撑、敲打楔子或垫铁等方法校正预制空心墩，使得预制空心墩的垂直度满足规范要求。
34.如图6所示，步骤4：向灌浆套筒51内灌浆完成预制空心墩的安装。
35.如图8所示，所述步骤4包括以下步骤：步骤4.1：制备专用的灌浆料；所述步骤4.1中，首先准备好搅拌容器、搅拌工具、灌浆料的原料，其次按照灌浆料的初凝时间和灌浆速度确定每次灌浆料的拌制数量。
36.步骤4.2：使用电动灌浆泵将灌浆料通过灌浆管54送入灌浆套筒51的浆料腔53中，直至出浆管56的出口流出灌浆料后，停止灌浆工作；所述步骤4.2中，使用电动灌浆泵，采用压力灌浆法将灌浆料通过灌浆管54送入灌浆套筒51的浆料腔53中，直至出浆管56的出口流出灌浆料后，停止灌浆工作。
37.步骤4.3：用灌浆堵头55堵住灌浆管54的进口，用出浆堵头57堵住出浆管56的出口；所述步骤4.3中，先用灌浆堵头55堵住灌浆管54的进口，然后移开电动灌浆泵和管道，接着用出浆堵头57堵住出浆管56的出口，此时灌浆料被限制在灌浆套筒51内，灌浆料硬化后即可将插入钢筋插孔52内的外主筋5和拼接端钢筋连接在一起。
38.步骤4.4：重复上述操作多次，依次完成所有灌浆套筒51的灌浆工作。
39.所述步骤4.4中，重复上述操作多次，依次完成所有灌浆套筒51的灌浆工作，即可将所有预制空心墩的外主筋5和承台1中预埋的拼接端钢筋连接在一起，以完成预制空心墩和承台1的连接施工工作。
40.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。