预制混凝土空心桥墩节段间十字交叉连接构造及其方法

1.本发明属于建筑桥梁工程技术领域，尤其涉及一种预制混凝土空心桥墩节段间十字交叉连接构造及其方法。


背景技术：

2.全装配式桥梁因其施工快速，构件标准化程度高，环境友好，越来越受到人们的青睐。推进桥梁全装配式建造对减排、绿色环保，减轻桥梁在建造、使用、拆除的全生命周期内的环境资源压力意义非常重大。
3.桥梁上部预制拼装技术已有广泛的应用，相关的技术已经比较成熟，而桥墩分节段预制装配技术因为起步较晚，尚处于起步阶段。与整体现浇墩身相比，分节段预制装配的墩身之间存在接缝，是桥墩预制拼装施工中的薄弱部位。当分节段预制的墩身之间采用干接缝方式进行拼接时，目前多采用套筒或波纹管灌浆技术进行连接，对接完成后的钢筋或灌浆连接区位于墩身的内部，施工质量不易控制，且墩身拼接完成后主要连接构件已被相邻两节墩身夹紧，无法进行后期的维护，一定程度上制约了全装配式桥墩的发展。
4.为此，本发明提出一种十字交叉的节段预制空心墩身连接方式，利用空心墩身内部存在作业空间的特点，将连接相邻两节墩身的钢筋斜向布置，相邻两根斜向钢筋在竖直面内垂直交叉，并且使连接钢筋的两个端头均外露，既方便在施工阶段对接缝进行夹紧，又可在后期接缝张开后随时施加预应力。


技术实现要素：

5.针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明提供一种预制混凝土空心桥墩节段间十字交叉连接构造及其方法，解决现有技术节段预制桥墩连接不便和不能在后期接缝张开后方便施加预应力的问题。
6.其技术方案是，一种节段预制混凝土空心桥墩十字交叉连接构造，包括承台，预制底节段，预制节段，预制顶节段，墩帽，通长预应力筋，斜向预埋波纹管，斜向预应力筋，锚具，预应力筋，预埋钢筋，预埋波纹管，钢板，孔洞，凸台，楔形锚槽，进浆口和出浆口；所述预制节段两端部内侧预制有凸台，所述预制节段端部外侧预留有楔形锚槽，所述预制节段内设置有自凸台和楔形锚槽表面延伸到预制节段端部的斜向预埋波纹管，相邻所述预制节段上凸台与楔形锚槽通过两斜向预埋波纹管实现连通，形成相邻预制节段拼接后，依靠两相互连通的斜向预埋波纹管内穿入的斜向预应力筋，与斜向预应力筋两端部的锚具实现相邻预制节段锚固的结构，相邻所述斜向预应力筋垂直设置，锚具所在位置预埋有用于防止混凝土被压溃的钢板；所述预制顶节段的顶部设有预埋钢筋，所述墩帽下部设有与预埋钢筋配合使用的预埋波纹管，预埋钢筋插入预埋波纹管后灌注水泥浆液；所述承台中部预埋预应力筋，预制底节段下部预留与预应力筋配合使用的穿筋孔道，预应力筋穿入后采用锚具进行锚固；
所述预制底节段，预制节段和预制顶节段上均设有相互连通的孔洞，在孔洞内穿入通长预应力筋，并进行锚固。
7.优选的，所述凸台绕预制节段内壁呈环状结构设置，所述凸台横截面呈等腰直角梯形。
8.优选的，所述斜向预埋波纹管有多个且间隔均匀设置。
9.节段预制混凝土空心桥墩节段间十字交叉连接方法，其特征在于：包括以下步骤：s1：在预制场制作预制底节段，预制节段，预制顶节段，墩帽，在预制节段端部位置预埋用于穿插斜向预应力筋的斜向预埋波纹管；s2：在预制节段运至现场后，将预制底节段和承台进行连接，随后将预制节段与预制底节段对接，插入斜向预应力筋，并按照双侧同时张拉的方式对预应力筋进行张拉锚固，使相邻预制节段有效连接，同样的方式将中部的预制节段和预制节段进行有效连接，预制节段与预制顶节段进行有效连接，最后将预制顶节段与墩帽进行有效连接；s3：将通长预应力筋插入预留的垂直方向孔洞中，并进行张拉；s4：从进浆口压入高强水泥基浆料，直至出浆口有浓浆喷出为止，关闭出浆口，持压一段时间后关闭进浆口，并在各锚槽处使用高强水泥基浆料进行封锚。
10.本发明的有益效果是（1）该形式的预制节段接缝连接构造将连接钢筋的端头外置，保证连接装置的锚固质量，加快节段拼接的施工速度；（2）节段预制仍然利用常规的模板，只需在端部增设凸台和凹槽，没有增加预制难度；（3）接缝处十字交叉布置的预应力钢筋的张拉保证了连接强度同时防止相邻预制节段出现错位，施工操作简单；（4）施工完成后的十字交叉布置预应力筋端头上仅有封锚混凝土，当被连接的节段预制墩身之间出现开裂现象时，可以随时再次施加预应力。
附图说明
11.图1是本发明预制混凝土空心桥墩节段间十字交叉连接构造的主视图；图2是本发明预制混凝土空心桥墩节段间十字交叉连接构造预制节段的剖面图；图3是本发明预制混凝土空心桥墩节段间十字交叉连接构造凸台的剖面图。
12.其中1承台，2预制底节段，3预制节段，4预制顶节段，5墩帽，6通长预应力筋，7斜向预埋波纹管，8斜向预应力筋，9锚具，10预应力筋，11预埋钢筋，12预埋波纹管，13钢板，15凸台，16楔形锚槽，17进浆口，18出浆口。
具体实施方式
13.以下结合说明书附图，对本发明的具体实施方式做进一步详细说明。
14.实施例一：根据说明书附图所示，预制混凝土空心桥墩十字交叉连接构造，包括承台1，预制底节段2，预制节段3，预制顶节段4，墩帽5，通长预应力筋6，斜向预埋波纹管7，斜向预应力筋8，锚具9，预应力筋10，预埋钢筋11，预埋波纹管12，钢板13，孔洞，凸台15，楔形锚槽16，进浆口17和出浆口18；预制节段3两端部内侧预制有凸台15，凸台15绕预制节段3内壁呈环状结构设置，凸台15横截面呈等腰直角梯形。预制节段3端部外侧预留有楔形锚槽
16，楔形锚槽16有多个且沿预制节段3外壁间隔均匀设置。预制节段3内设置有自凸台15和楔形锚槽16表面延伸到预制节段3端部的斜向预埋波纹管7，斜向预埋波纹管7有多个且间隔均匀设置，相邻预制节段上凸台15与楔形锚槽16通过两斜向预埋波纹管7实现连通，形成相邻预制节段3拼接后，依靠两相互连通的斜向预埋波纹管7内穿入的斜向预应力筋8，与斜向预应力筋8两端部的锚具9实现相邻预制节段3锚固的结构。相邻斜向预应力筋8垂直设置，锚具9所在位置预埋有用于防止混凝土被压溃的钢板13。预制顶节段4的顶部设有预埋钢筋11，墩帽5下部设有与预埋钢筋11配合使用的预埋波纹管12，预埋钢筋11插入预埋波纹管12后灌注水泥浆液。承台1中部预埋预应力筋10，预制底节段2下部预留与预应力筋10配合使用的穿筋孔道，预应力筋10穿入后采用锚具9进行锚固。预制底节段2，预制节段3和预制顶节段4上均设有相互连通的孔洞，在孔洞内穿入通长预应力筋6，并进行锚固。
15.预制混凝土空心桥墩节段间十字交叉连接方法，其特征在于：包括以下步骤：s1：在预制场制作预制底节段2，预制节段3，预制顶节段4，墩帽5，在预制节段3端部位置预埋用于穿插斜向预应力筋8的斜向预埋波纹管7。
16.s2：在预制节段3运至现场后，将预制底节段2和承台1进行连接，随后将预制节段3与预制底节段2对接，插入斜向预应力筋8，并按照双侧同时张拉的方式对预应力筋10进行张拉锚固，使相邻预制节段3有效连接，同样的方式将中部的预制节段3和预制节段3进行有效连接，预制节段3与预制顶节段4进行有效连接，最后将预制顶节段4与墩帽5进行有效连接。
17.s3：将通长预应力筋6插入预留的垂直方向孔洞中，并进行张拉。
18.s4：从进浆口17压入高强水泥基浆料，直至出浆口18有浓浆喷出为止，关闭出浆口18，持压一段时间后关闭进浆口17，并在各锚槽处使用高强水泥基浆料进行封锚。
19.本发明采用预制节段接缝连接构造将连接钢筋的端头外置的结构，保证连接装置的锚固质量，加快节段拼接的施工速度；节段预制仍然利用常规的模板，只需在端部增设凸台和凹槽，没有增加预制难度；接缝处十字交叉布置的预应力钢筋的张拉保证了连接强度同时防止相邻预制节段出现错位，施工操作简单；施工完成后的十字交叉布置预应力筋端头上仅有封锚混凝土，当被连接的节段预制墩身之间出现开裂现象时，可以随时再次施加预应力。
20.以上通过具体实施方式和实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。