一种用于空心墩封顶的装置及施工方法与流程

本发明涉及桥梁桥墩施工技术领域，具体地指一种用于空心墩封顶的装置及施工方法。

背景技术：

随着我国桥梁事业的发展，空心墩结构因其有着充分利用材料强度，并较少圬工数量和墩身自重等特点，在桥梁设计中有着广泛的应用。而在空心墩空腔顶部盖梁部分施工，墩顶无法设置人孔的情况下，通常采用“牛腿+模板”及“脚手架+模板”的形式。“牛腿+模板”施工中面临着“施工工序复杂、结构无法拆除、措施成本高、存在锈蚀质量隐患”等突出问题。而“脚手架+模板”施工中存在“搭设耗时长、结构无法拆除、措施成本高”等突出问题。

为解决这些现有技术面临的问题，有人提出了一种新的结构进行墩顶封顶。如专利号“CN105672139A”为的名为“一种桥梁空心墩封顶施工工法”的中国发明专利，提供了一种盖梁封顶的方式，该发明在空心墩的钢筋骨架上搭建一个向内伸出的槽口钢筋，然后整体浇筑形成具有L型支承端面的空心墩结构，然后预制混凝土支撑板，再将支撑板吊装在空心墩墩口，将支撑板的端部固定在支撑端面上，然后在空心墩和支撑板的上端面浇筑其他设备设施。

该专利介绍的空心墩盖梁封顶的方式结构较为简单，但是因为需要预先在空心墩的骨架上搭建槽口钢筋，实际上已经改变了空心墩的结构，增加了空心墩浇筑的成本和时间，另外混凝土支撑板的结构强度有限，转运、吊运和浇筑过程中难免会出现损伤，而且预制的支撑板需要依据空心墩的结构进行调整，难以大范围内的推广使用。

技术实现要素：

本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种用于空心墩封顶的装置及施工方法。

本发明的技术方案为：一种用于空心墩封顶的装置，其特征在于：包括多根纵向两端搁置在空心墩上端内侧处的空槽上的型钢，型钢为腹板沿竖直方向布置的工字钢，多根型钢平行间隔排列，型钢上设置有将所有型钢连接为一体的连接结构，型钢上浇筑混凝土层形成其纵向两端支承于空槽上并盖合在空心墩上端的盖板结构；所述的混凝土层的上端面与空心墩墩顶持平。

进一步的所述的连接结构包括多根环绕在型钢外侧的用于捆扎型钢的环形箍筋，箍筋沿横向方向相互平行间隔排列。

进一步的所述的连接结构还包括多根沿纵向布置的焊接在箍筋上的加强筋；所述的加强筋相互间隔排列，与箍筋形成纵横交错的网状结构。

进一步的所述的箍筋和加强筋浇筑于混凝土层内，型钢的纵向两端露出于混凝土层外。

一种空心墩封顶的施工方法，其特征在于：在浇筑空心墩时在空心墩的上端预留出空槽，再将多根型钢捆扎连接为整体结构，在型钢上浇筑混凝土层形成盖板，吊运盖板至空心墩上端，将型钢的纵向两端搁置在空槽上封闭空心墩的上端，再进行空心墩上方的浇筑施工。

进一步的所述的施工方法包括以下步骤：

1)、浇筑空心墩，在空心墩的上端内侧预留出空槽；

2)、将多根型钢平行间隔排列，使用箍筋和加强筋按照纵横交错的方式将多根型钢捆扎为整体结构，在箍筋和加强筋捆扎部位浇筑混凝土层，形成露出型钢纵向两端的盖板；

3)、待混凝土层强度达到要求后，吊运盖板至空心墩的上方，将型钢的纵向两端搁置在空槽上，使浇筑好的混凝土层盖合在空心墩的上端开口处；

4)、完成空心墩封口，再在空心墩和混凝土层上方进行浇筑施工。

进一步的步骤1中，空槽的浇筑方法为：在浇筑空心墩的上端时在其内侧预留出一圈环形的空槽，包括空槽的横向底面和竖向侧面，在浇筑过程中将空心墩中的部分钢筋裸露在底面上，形成垂直穿过地面向上延伸的竖向钢筋，在空槽内搭设多圈间隔布置的环形横向钢筋，在相邻的横向钢筋间焊接连接钢筋将横向钢筋串联成网状结构，再将横向钢筋和连接钢筋焊接在竖向钢筋上形成浇筑骨架。

进一步的步骤3中，吊运盖板至空心墩的上方，将型钢的纵向端部放置在相邻的两根竖向钢筋之间，避免型钢与竖向钢筋直接接触。

进一步的步骤4中，空心墩的顶部封口后，在空心墩和盖板上浇筑混凝土，将所有的横向钢筋、连接钢筋、竖向钢筋和型钢裸露在外的部分浇筑在混凝土内。

本发明的优点有：1、本发明通过在空心墩上预留支撑用的空槽，避免了现有技术的牛腿绑扎再浇筑施工的问题，提高了施工的效率，而且不改变空心墩的结构，降低了整体施工的成本；

2、本发明通过使用型钢作为盖板的支撑结构，提高了盖板的整体强度，保证了空心墩封口的稳固性，解决了传统的混凝土盖板受压两端容易损毁的问题；

3、本发明通过使用箍筋和加强筋将型钢捆扎为一体作为盖板的骨架，整个安装结构简单、方便，能够快速的浇筑出强度合格的盖板。

本发明充分利用盖板的抗弯及型钢的抗剪特性，保证了封顶结构的稳定性能，而且还兼做上端盖梁施工的模板，型钢盖板有效避开了竖向主筋，并没有改变空心墩内部配筋结构，也没有破坏空心墩的整体结构，施工完成后，无钢结构外露无需拆除，也便于运输安装，整体性更好。

本发明结构简单，安装方便，通过预留出的空槽节省了大量的人力和物力，提高了盖梁施工的效率，型钢骨架增加了盖板的结构强度，保证了空心墩上端结构的稳定性，具有极大的推广价值。

附图说明

图1：本发明的盖板横截面结构示意图；

图2：本发明的型钢与箍筋和加强筋连接结构示意图；

图3：本发明的盖板搁置在空槽上的结构示意图；

图4：本发明的型钢与钢筋的布置结构示意图；

图5：本发明的盖梁施工结构示意图；

其中：1—空心墩；2—空槽；3—型钢；4—混凝土层；5—箍筋；6—加强筋；7—盖梁；8—横向钢筋；9—连接钢筋；10—竖向钢筋。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1～5，一种用于空心墩封顶的装置，本实施例的空心墩为空心墩或是斜拉索桥下横梁，现以空心墩上部盖梁施工为例进行说明。本实施例通过盖板对空心墩1的上端进行封口，本实施例的盖板以型钢3作为骨架，如图所示，多根型钢3平行间隔排列。型钢3为工字钢结构，型钢3的腹板沿竖直方向布置，型钢3上捆扎有多根箍筋5，箍筋5为环形结构，缠绕在型钢3的外侧将所有的型钢3连接为整体结构，箍筋5上还焊接有多根加强筋6，加强筋6焊接在箍筋5的内侧，加强筋6与箍筋5纵横交错连接形成网状结构。

骨架拼装完成后，向加强筋6与箍筋5上浇筑混凝土，使加强筋6与箍筋5以及位于两者覆盖内的型钢3上均匀布满混凝土形成混凝土层4，混凝土层4包裹住部分型钢3、加强筋6与箍筋5，形成盖板结构，型钢3的纵向两端露出于盖板，型钢3一侧端部露出盖板的部分长度为20～30cm。

本实施例的空心墩1在浇筑过程中，在浇筑到空心墩1上端内侧时，在上端内侧预留出空槽2，即浇筑到这部分结构时，不用浇筑内侧的一部分让其形成空槽2，空槽2为环绕在空心墩1内侧空间的一圈环形的槽状结构，包括底面和侧面，底面和侧面组合形成L型的支撑台面。

空心墩1的空槽2在浇筑过程中，将空心墩1中的钢筋部分裸露在空槽2上，形成穿过空槽2底面上的竖向钢筋10，将竖向钢筋10作为支撑骨架搭设横向钢筋8和连接钢筋9，横向钢筋8为环形的钢筋结构，多圈横向钢筋8间隔布置在空槽2的底面上，相邻的横向钢筋8之间通过连接钢筋9(连接钢筋9为勾筋，其两端分别焊接在两圈相邻的横向钢筋8上)串联为整体的网状结构，再将横向钢筋8和连接钢筋9与竖向钢筋10焊接(或是通过扎丝的方式捆扎在一起)在一起形成整体的浇筑骨架，竖向钢筋10间隔距离大于型钢3的宽度，为了避免竖向钢筋10支撑在空槽2与型钢3之间的部分导致出现易锈蚀的问题，本实施例需要将型钢3搁置在两根相邻的竖向钢筋10之间，避免与其直接接触。实际上应该避免型钢3与所有的钢筋连接，防止其出现电化学腐蚀，导致金属锈蚀，实际安装时应规避钢筋。

实际上，环形的横向钢筋8也可以在浇筑空心墩1之前搭接在竖向钢筋10上，即先将横向钢筋8、竖向钢筋10和连接钢筋9搭接在一起形成稳定的钢筋骨架结构，再浇筑空心墩1，浇筑到空槽2位置时，停止浇筑，预留出空槽2，将横向钢筋8、竖向钢筋10和连接钢筋9暴露在空槽2内。后期完成封顶作业后，再进行统一浇筑。

本实施例的型钢3的纵向两端搁置在空槽2上，盖板盖合在空心墩1的上方开口处，封闭空心墩1的上端开口，然后就可以进行空心墩1上方的盖梁7施工。

具体的施工方法包括以步骤：1、浇筑空心墩1，浇筑到空心墩1的上端内侧时空出一块，形成空槽2；

2、将多根型钢3平行间隔排列，使用箍筋5和加强筋6按照纵横交错的方式将多根型钢3捆扎为整体结构，在箍筋5和加强筋6捆扎部位浇筑混凝土层4，形成露出型钢3纵向两端的盖板，混凝土层4完全包裹住箍筋5和加强筋6覆盖的部分；

3、待混凝土层4强度达到要求后，吊运盖板至空心墩1的上方，将型钢3的纵向两端搁置在空槽2上，使浇筑好的混凝土层4盖合在空心墩1的上端开口处，混凝土层4的上端面与空心墩1的上端面持平，型钢3的纵向两端放置在相邻的两根竖向钢筋10之间，避免与竖向钢筋10直接接触；

4、完成空心墩1封口，向空心墩1和盖板上浇筑混凝土，使混凝土流入到空槽2与型钢3的连接处，将裸露在外的横向钢筋8、竖向钢筋10和连接钢筋9与型钢3都包裹住，避免这些部件裸露在外的部分锈蚀掉，再在空心墩1和混凝土层4上方进行盖梁7浇筑施工。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。