预制钢管高强混凝土柱墩及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及混凝土建材，具体地，涉及一种预制钢管高强混凝土柱墩及其制备方法。
【背景技术】
[0002]公路(含高速公路、一级公路和低等级公路)和市政道路中，中、小跨径的桥梁大多采用圆形或方形钢筋混凝土桥墩，其具有施工简单，施工工艺成熟，外形简介美观等优点，因此在中、小跨径桥梁中被广泛采用。然而现有的圆形桥梁墩柱多数采用实心圆形截面，混凝土的强度也较差导致混凝土材料用量较大。同时，现场现浇施工周期比较长，对周围的环境也会产生一定破坏。混凝土桥墩在长期使用中，也出现一些共同的工程弊端，主要有:①墩身开裂；②施工工艺不满足规范要求，钢筋骨架整体偏位，导致混凝土保护层过薄，墩柱钢筋外露和锈蚀；③对于后张法预应力桥墩，对节段间接缝吻合要求工艺较高，接缝间的微小偏差即能造成墩顶偏位超过允许值，且后期预应力张拉需要较大操作空间，其施工工艺较为复杂。
[0003]在现代桥梁设计理念注重耐久性、环保性、经济性以及在某些对工期要求比较严格的情况下，原有的圆柱形墩柱及后张法预应力桥墩在已难以满足建设要求，必须通过技术革新，适应新世纪交通工程的发展的需求。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种预制钢管高强混凝土柱墩及其制备方法，通过该方法制得的预制钢管高强混凝土柱墩经久耐用，且制备方法工序简单，原料易得。
[0005]为了实现上述目的，本发明提供了一种预制钢管高强混凝土柱墩，柱墩为中空柱体，包括至少一个钢筋笼和混凝土，钢筋笼包覆于混凝土内，并且沿着中空柱体的轴向混凝土的外部套设有钢管。
[0006]本发明还提供了一种预制钢管高强混凝土柱墩的制备方法，包括:1)将至少一个钢筋笼通过架立筋连接成一体机构；
[0007]2)将钢管套设于外层的钢筋笼的外部，然后将管模的外模设置于钢管的外部以及管模的内模设置于最内层的钢筋笼的内部；
[0008]3)将混凝土灌注至外模与外模之间以包覆钢筋笼；
[0009]4)将混凝土进行成型处理、蒸汽养护，然后拆模制得预制钢管高强混凝土柱墩。
[0010]通过上述技术方案，本发明通过利用钢筋笼与混凝土的粘合力使得制得的预制钢管高强混凝土柱墩具有优异的机械强度，同时也能够在柱墩使用过程中防止开裂、钢筋骨架整体偏位，导致混凝土保护层过薄，墩柱钢筋外露和锈蚀等情况的发生，极大地提高了柱墩的使用寿命。另外，通过在混凝土的外部设置钢管，从而进一步保证该柱墩的机械强度和使用寿命。
[0011]本发明的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【具体实施方式】
[0012]以下对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0013]本发明提供了一种预制钢管高强混凝土柱墩，柱墩为中空柱体，包括至少一个钢筋笼和混凝土，钢筋笼包覆于混凝土内，并且沿着中空柱体的轴向混凝土的外部套设有钢管。
[0014]在本发明中，钢筋笼的具体形状可以在宽的范围内选择，可以是圆柱形、方形或者其他的形状，但是从便于加工和安装的角度，以及为了加大钢筋笼与混凝土的接触面积进而提高柱墩的机械强度和使用寿命，优选地，钢筋笼为圆柱形笼体和/或长方体笼体。
[0015]在上述实施方式中，混凝土的具体组分以及各组分的含量可以在宽的范围内选择，但为了提高柱墩的机械强度和使用寿命，优选地，混凝土包括骨料、水泥和水；相对于100重量份的骨料，水泥的用量为10-15重量份，水的用量为25-30重量份。
[0016]为了进一步地提高柱墩的机械强度和使用寿命，优选地，混凝土还包括掺合料，掺合料选自矿渣微粉和/或硅灰。其中，掺合料的用量也可以在宽的范围内选择，但是为了更进一步地加强柱墩的机械强度和使用寿命，优选地，相对于100重量份的骨料，掺合料的用量为12-15重量份。
[0017]在本发明中，骨料的具体种类可以是本领域中任何一种常规的骨料，但是从成本上考虑，优选地，骨料选自卵石、碎石和砂中的一种或多种。
[0018]本发明还提供了一种预制钢管高强混凝土柱墩的制备方法，包括:1)将至少一个钢筋笼通过架立筋连接成一体机构；
[0019]2)将钢管套设于外层的钢筋笼的外部，然后将管模的外模设置于钢管的外部以及管模的内模设置于最内层的钢筋笼的内部；
[0020]3)将混凝土灌注至外模与外模之间以包覆钢筋笼；
[0021]4)将混凝土进行成型处理、蒸汽养护，然后拆模制得预制钢管高强混凝土柱墩。
[0022]在上述制备方法中，钢筋笼的具体形状可以在宽的范围内选择，可以是圆柱形、方形或者其他的形状，但是从便于加工和安装的角度，以及为了加大钢筋笼与混凝土的接触面积进而提高柱墩的机械强度和使用寿命，优选地，钢筋笼为圆柱形笼体和/或长方体笼体。
[0023]在上述方法中，混凝土浇灌后需要进行成型处理，可以通过利用其自身重力和模具的形状进行自行成型，也可以借助外力加速成型，如夯实，为了加速混凝土的成型以及为了排走混凝土内的气体以减少气泡进而提高柱墩的机械强度和使用寿命，优选地，成型处理通过震动夯实或者离心夯实。
[0024]同时，在该方法中，混凝土的具体组分以及各组分的含量可以在宽的范围内选择，但为了提高柱墩的机械强度和使用寿命，优选地，混凝土包括骨料、水泥和水；相对于100重量份的骨料，水泥的用量为10-15重量份，水的用量为25-30重量份。
[0025]另外，在该方法中，为了进一步地提高柱墩的机械强度和使用寿命，优选地，混凝土还包括掺合料，掺合料选自矿渣微粉和/或硅灰。其中，掺合料的用量也可以在宽的范围内选择，但是为了更进一步地加强柱墩的机械强度和使用寿命，优选地，相对于100重量份的骨料，掺合料的用量为12-15重量份；
[0026]在本发明提供的制备方法中，骨料的具体种类可以是本领域中任何一种常规的骨料，但是从成本上考虑，更优选地，骨料选自卵石、碎石和砂中的一种或多种。
[0027]在上述内容的基础上，蒸汽养护的具体步骤以及条件可以是本领域中任何一种常规的蒸汽养护的条件，但是从制得的柱墩的机械强度和使用寿命的角度考虑，优选地，蒸汽养护包括沿时间先后依次连续的初始、升温、恒温和降温四个阶段；其中，升温阶段的最高温度不高于恒温阶段的温度，升温阶段的最低温度不低于初始阶段的温度。更优选地，初始阶段至少满足以下条件:温度为63-65°C，时间为1-1.5h ;升温阶段的温度通过1.5_2h由63-65°C升至80-85°C ;恒温阶段至少满足以下条件:温度为83_85°C，时间为3_4h ;降温阶段的温度由83-85 °C降至20-25 °C。
[0028]以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
[0029]实施例1
[0030]I)将两个钢筋笼同心套设，然后通过架立筋连接成一体机构。
[0031]2)将钢管套设于外层的所述钢筋笼的外部，然后将管模的外模设置于钢管的外部以及管模的内模设置于最内层的钢筋笼的内部；其中，混凝