桥墩立柱中部接长结构及接长方法与流程

本发明属于桥墩立柱中部接长技术领域，具体涉及桥墩立柱中部接长结构及接长方法。

背景技术：

目前，桥梁断柱顶升是桥梁抬升改造施工中特有的一种施工方法，其主要是对既有桥梁结构采取切割桥墩的方法，采用顶升设备将断柱、盖梁及上部结构整体顶升至设计标高，然后对切断的上下两部分桥墩补强续接，从而实现抬升桥梁标高的目的。所采用的断柱顶升技术经济高效、便于操作，避免了拆除重建对环境和交通的影响，这样既提升了既有桥梁结构的使用功能，又节约了成本，减少了环境破坏。

断柱补强续接是桥梁断柱顶升工艺中的一项关键环节，传统的桥墩立柱续接为将断柱切面混凝土凿毛，搭接连接桥墩立柱钢筋，再按照要求安装螺旋箍筋，立模浇注混凝土。但实际使用过程中，上述现有的断柱补强续接方法在新旧混凝土处理、混凝土浇注工艺等方面均存在明显的缺陷，导致桥墩续接部分后浇混凝土与老混凝土界面不密实或者强度偏低。

因此亟需研发出一种桥墩立柱中部接长结构及接长方法来解决上述问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种桥墩立柱中部接长结构及接长方法。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

桥墩立柱中部接长结构，用于桥墩立柱切断后的上部立柱和下部立柱的接长，桥墩立柱中部接长结构包括：

上部立柱的多根上部续接连接钢筋；

下部立柱的多根下部续接连接钢筋；

用于连接多根上部续接连接钢筋和多根下部续接连接钢筋的多根连接主筋；

螺旋盘布在上部续接连接钢筋、连接主筋、下部续接连接钢筋上的多根加密盘条筋；

上部立柱的下端设置有向下凸出的凸台；

下部立柱的上端设置有向下凹陷的凹槽；

完全填充浇筑上部立柱与下部立柱之间的空间的混凝土结构。

进一步地，桥墩立柱中部接长结构还包括用于混凝土结构浇筑的外包钢管护筒和抱箍，外包钢管护筒包覆设置在上部立柱和下部立柱的连接处外部，外包钢管护筒通过抱箍抱紧，在外包钢管护筒的上端多处设置多个混凝土浇筑口，在外包钢管护筒的上端另一处设置浮浆溢出口，外包钢管护筒的下端封闭。

优选地，外包钢管护筒的上端高于凸台的顶部位置，外包钢管护筒的下端低于凹槽的顶部位置，外包钢管护筒的内部直径大于桥墩立柱的直径；对应地，成型后的混凝土结构的直径大于桥墩立柱的直径，且还部分包覆上部立柱和下部立柱。

优选地，外包钢管护筒的直径比桥墩立柱的直径大20cm，外包钢管护筒的上端高于凸台的顶部20cm，外包钢管护筒的下端低于凹槽的顶部10cm。

具体地，多根加密盘条筋上下间隔组合设置，上、下两根加密盘条筋之间的间距为加密盘条筋直径的5倍。

优选地，凸台的凸出厚度为桥墩立柱直径的2/5；凹槽形状与凸台形状相匹配，使得浇筑在上部立柱与下部立柱之间的混凝土结构通过凹槽和凸台榫接。

更优选地，凸台为圆台结构，圆台的斜边为45°，凸台的底端平面为凿毛处理的平面，且裸露出骨料。

桥墩立柱中部接长结构的接长方法，包括以下步骤：

s1、使用人工手持风镐对上部立柱的下端、下部立柱的上端进行凿除，使上部立柱的下端形成向下凸出的凸台，下部立柱的上端形成向下凹陷的凹槽；进一步包括以下步骤：

a1、按规范要求搭设脚手架和施工平台，提供作业平台；

a2、上部立柱采用风镐环切逐层加深剥离形成凸台；

a3、下部桥墩立柱凿成契合上部立柱的凸台的凹槽，且将上部续接连接钢筋和下部续接连接钢筋凿出，凿除完成后清理混凝土表面残渣并润湿；

s2、进行连接主筋焊接和加密盘条筋加密；进一步包括以下步骤：

b1、将上部续接连接钢筋和下部续接连接钢筋进行调整正对齐，增加等型号无锈蚀的连接主筋，并将连接主筋、上部续接连接钢筋和下部续接连接钢筋焊接成为一个整体，并保证每根主筋钢筋均同心竖直；

b2、将一层盘圆钢筋通过绑扎螺旋盘布在上部续接连接钢筋、连接主筋、下部续接连接钢筋的外圈，上、下两根加密盘条筋之间的间距为加密盘条筋直径的5倍。

s3、安装悬空支架和外包钢管护筒并进行加固；

s4、浇筑c40自密实混凝土并养护；

s5、涂刷防腐防锈涂料；进一步包括以下步骤：

e1、对外包钢管护筒进行除锈蚀；

e2、对外包钢管护筒分层涂刷防锈蚀、防腐、防水涂料；

s6、对桥墩立柱接长质量进行检查和验收；待混凝土达到设计强度后，使用超声波检测仪对桥墩立柱接长部分进行无损检测，确保接长质量。

具体地，步骤s3具体包括以下步骤：

c1、在下部立柱处安装抱箍，并用于对外包钢管护筒进行抱紧；

c2、外包钢管护筒为5mm厚；

c3、对外包钢管护筒进行位置调整，使外包钢管护筒与桥墩立柱同心并使用支撑钢筋定位加固；

c4、按照规范要求对外包钢管护筒的纵缝进行满焊，使用m10水泥砂浆对外包钢管护筒底部缝隙进行有效封堵。

具体地，步骤s4具体包括以下步骤：

d1、外包钢管护筒与上部立柱的间隙位置设置多个浇注口；

d2、浇筑高于桥墩立柱一个等级的自密实混凝土，保证混凝土与桥墩立柱结合完整；

d3、在外包钢管护筒和上部立柱的间隙处洒水并覆盖薄膜进行养生。

本发明的有益效果在于：

1、通过桥墩立柱中部接长结构的设置，能有效地解决桥梁桥墩立柱中部接长的问题；解决了采用拆除盖梁并接长桥墩立柱上部进行桥梁加高的高成本问题。

2、通过上部立柱上的凸台和下部立柱上的凹槽设置，能有效提高续接段混凝土与原断柱间的粘结力问题；

3、采用外包钢管护筒进行关模的混凝土浇筑结构及方法解决了桥墩立柱加高后续施工的进度缓慢的问题。

附图说明

图1为本发明中上部立柱、下部立柱断开后的结构示意图；

图2为本发明中下部立柱的俯视图；

图3为本发明中连接主筋和加密盘条筋的布设结构示意图；

图4为本发明中外包钢护筒的布设结构示意图；

图5为本发明中混凝土浇筑结构示意图。

图中：1、上部立柱；11、凸台；12、上部续接连接钢筋；2、下部立柱；21、凹槽；22、下部续接连接钢筋；31、连接主筋；32、加密盘条筋；4、外包钢管护筒；41、混凝土浇筑口；42、浮浆溢出口；5、抱箍；

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

实施例1，如图1、图2、图3和图5所示：

桥墩立柱中部接长结构，用于桥墩立柱切断后的上部立柱1和下部立柱2的接长，桥墩立柱中部接长结构包括：

上部立柱1的多根上部续接连接钢筋12；

下部立柱2的多根下部续接连接钢筋22；

用于连接多根上部续接连接钢筋12和多根下部续接连接钢筋22的多根连接主筋31；

螺旋盘布在上部续接连接钢筋12、连接主筋31、下部续接连接钢筋22上的多根加密盘条筋32；

上部立柱1的下端设置有向下凸出的凸台11；

下部立柱2的上端设置有向下凹陷的凹槽21；

完全填充浇筑上部立柱1与下部立柱2之间的空间的混凝土结构。

实施例2，如图4所示：

本实施例与实施例1的区别在于：桥墩立柱中部接长结构还包括用于混凝土结构浇筑的外包钢管护筒4和抱箍5，外包钢管护筒4包覆设置在上部立柱1和下部立柱2的连接处外部，外包钢管护筒4通过抱箍5抱紧，在外包钢管护筒4的上端多处设置多个混凝土浇筑口41，在外包钢管护筒4的上端另一处设置浮浆溢出口42，外包钢管护筒4的下端封闭。

实施例3，如图4所示：

本实施例与实施例2的区别在于：外包钢管护筒4的上端高于凸台11的顶部位置，外包钢管护筒4的下端低于凹槽21的顶部位置，外包钢管护筒4的内部直径大于桥墩立柱的直径；对应地，成型后的混凝土结构的直径大于桥墩立柱的直径，且还部分包覆上部立柱1和下部立柱2。

实施例4：

本实施例与实施例3的区别在于：外包钢管护筒4的直径比桥墩立柱的直径大20cm，外包钢管护筒4的上端高于凸台11的顶部20cm，外包钢管护筒4的下端低于凹槽21的顶部10cm。

实施例5，如图3和图4所示：

本实施例与实施例1的区别在于：多根加密盘条筋32上下间隔组合设置，上、下两根加密盘条筋32之间的间距为加密盘条筋32直径的5倍。

实施例6，如图4所示：

本实施例与实施例1的区别在于：凸台11的凸出厚度为桥墩立柱直径的2/5；凹槽21形状与凸台11形状相匹配，使得浇筑在上部立柱1与下部立柱2之间的混凝土结构通过凹槽21和凸台11榫接。

实施例7，如图1、图3、图4所示：

本实施例与实施例6的区别在于：凸台11为圆台结构，圆台的斜边为45°，凸台11的底端平面为凿毛处理的平面，且裸露出骨料。

实施例8，如图1-图5所示：

桥墩立柱中部接长结构的接长方法，包括以下步骤：

s1、使用人工手持风镐对上部立柱1的下端、下部立柱2的上端进行凿除，使上部立柱1的下端形成向下凸出的凸台11，下部立柱2的上端形成向下凹陷的凹槽21；进一步包括以下步骤：

a1、按规范要求搭设脚手架和施工平台，提供作业平台；

a2、上部立柱1采用风镐环切逐层加深剥离形成凸台11；

a3、下部桥墩立柱凿成契合上部立柱1的凸台11的凹槽21，且将上部续接连接钢筋12和下部续接连接钢筋22凿出，凿除完成后清理混凝土表面残渣并润湿；

s2、进行连接主筋31焊接和加密盘条筋32加密；进一步包括以下步骤：

b1、将上部续接连接钢筋12和下部续接连接钢筋22进行调整正对齐，增加等型号无锈蚀的连接主筋31，并将连接主筋31、上部续接连接钢筋12和下部续接连接钢筋22焊接成为一个整体，并保证每根主筋钢筋均同心竖直；

b2、将一层盘圆钢筋通过绑扎螺旋盘布在上部续接连接钢筋12、连接主筋31、下部续接连接钢筋22的外圈，上、下两根加密盘条筋32之间的间距为加密盘条筋32直径的5倍。

s3、安装悬空支架和外包钢管护筒4并进行加固；

s4、浇筑c40自密实混凝土并养护；

s5、涂刷防腐防锈涂料；进一步包括以下步骤：

e1、对外包钢管护筒4进行除锈蚀；

e2、对外包钢管护筒4分层涂刷防锈蚀、防腐、防水涂料；

s6、对桥墩立柱接长质量进行检查和验收；待混凝土达到设计强度后，使用超声波检测仪对桥墩立柱接长部分进行无损检测，确保接长质量。

实施例9，

本实施例与实施例8的区别在于：步骤s3具体包括以下步骤：

c1、在下部立柱2处安装抱箍5，并用于对外包钢管护筒4进行抱紧；

c2、外包钢管护筒4为5mm厚；

c3、对外包钢管护筒4进行位置调整，使外包钢管护筒4与桥墩立柱同心并使用支撑钢筋定位加固；

c4、按照规范要求对外包钢管护筒4的纵缝进行满焊，使用m10水泥砂浆对外包钢管护筒4底部缝隙进行有效封堵。

实施例10，

本实施例与实施例8的区别在于：步骤s4具体包括以下步骤：

d1、外包钢管护筒4与上部立柱1的间隙位置设置多个浇注口；

d2、浇筑高于桥墩立柱一个等级的自密实混凝土，保证混凝土与桥墩立柱结合完整；

d3、在外包钢管护筒4和上部立柱1的间隙处洒水并覆盖薄膜进行养生。

实施例11

在连霍高速公路商丘至兰考段跨京九铁路立交桥改扩建工程具体实施方式，提供1个实施案例。

1、工程概况

京九铁路分离式立交桥上部结构为：2×20m+(23m+3×35m+23m)+2×20m预应力空心板+预应力连续钢构+预应力空心板，共计9跨，桥梁全长236.12米，整桥在k78+478.99与京九铁路相交，交角67度，下部结构为柱式墩、肋板式桥台，桩基础。现在临时钢管柱支撑状态下对1#、8#加高的桥墩立柱进行中部接长施工。

2、对上部立柱1、下部立柱2凿出的结构形式进行改进，加强新混凝土与既有桥墩立柱的粘结；

凿除前立柱接长断面呈光滑的平面，为了减少上部断面气泡，提高新混凝土与既有桥墩立柱粘结性，保证桥墩立柱接长质量，使用风镐将上部立柱1截断面凿毛形成圆台形凸台11结构，下部立柱2凿毛形成凹圆台形的榫口形式；用石膏笔距离立柱边10cm、45cm以立柱中心画圆，凿除时先凿除中间部分直径30cm的小圆，凿除深度50cm，边凿边清理柱孔，凿除完毕后以外侧大圆标记线为边界，分层由上向下凿至小圆边界，最终形成圆台形，圆台内部凿毛纹路清晰，结构牢固。

3、优化混凝土配合比，保证接长桥墩立柱混凝土密实程度和抗压强度；

施工前模拟现场情况设置多组模型，使用不同配合比混凝土进行试验，从中选择最优配合比用于现场施工；为了避免施工现场振捣难题，提高混凝土早期强度，使用高一级强度自密实混凝土替代普通混凝土。

4、通过主筋焊接补强，盘条加密，提高立柱接长质量；

凿除时距离立柱截断面50cm位置先环切一刀，环切时注意深度，严禁割伤立柱主筋，环切后沿水平向柱心方向凿除10cm左右，剥离出立柱主筋(上部立柱1的多根上部续接连接钢筋12；下部立柱2的多根下部续接连接钢筋22)并进行调整对齐，随后进行加固焊接，重新盘制盘条筋并进行加密处理。

5、安装抱箍5支架，定位安装外包钢管护筒4，提高桥墩立柱接长的稳定性；

下部立柱2下部放线出抱箍5位置，随后在抱箍5上方安装外包钢管护筒4，外包钢管护筒4半径大于桥墩立柱10cm，长度长于上部立柱1和下部立柱2的间距30cm，下口包住下部桥墩立柱10cm，上口高于上部桥墩立柱20cm并形成一个环形浇筑和保压带，上部布置混凝土浇筑口41；外包钢管护筒4固定竖直，保持与桥墩立柱同心一致，与混凝土浇筑成为一个整体，从而加强桥墩立柱接长的整体稳定性，如图4所示；

6、浇筑混凝土并进行养护，确保混凝土振捣密实；

在混凝土浇筑口41通过溜槽送入自密实混凝土，浇筑至保压带顶部并溢出，确保混凝土流动从而减少气泡，保证压强防止缝隙空洞；下口使用m7.5水泥砂浆进行封堵，浇筑完成后保压区进行薄膜覆盖养生，外包钢管覆盖棉被保温，如图5所示；

7、外包钢管保护层涂刷，提高接长桥墩立柱耐久性

待强度达到设计要求后，对外包钢管护筒4进行除锈，涂刷防锈防腐以及防水材料，保证外包钢管护筒4长期对桥墩立柱起到保护作用。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。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效物界定。