装配式钢-混凝土组合结构桥墩柱构件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种工程结构桥梁墩柱部件，尤其是指一种可装配式施工方式的组合结构桥墩柱构件，该构件预制加工安装方便有效加快施工进度，具有良好的工程应用前景，属于结构工程技术领域。
【背景技术】
[0002]桥墩主要由顶帽、墩身组成。顶帽的作用是把桥跨支座传来的较大而集中的力，分散而匀称地传给墩身和台身。因此顶帽应采用强度较高的材料建筑。此外，顶帽还须有较大的平面尺寸，为施工架梁及养护维修提供必要的工作面。墩身和台身是支承桥跨的主体结构，不仅承受桥跨结构传来的全部荷载，而且还直接承受土压力、水流冲击力、冰压力、船舶撞击力等多种荷载，所以墩身和台身都具有足够的强度、刚度和稳定性。是桥梁结构的重要组成部分。
[0003]目前常用的桥墩分为两种，一种是重力式桥墩，一种是轻型桥墩。重力式桥墩一般为采用混凝土或石砌的实体结构。墩身上设墩帽，下接基础。它的特点是充分利用圬工材料的抗压性能，借自身的较大截面尺寸和重量承受竖直方向和水平方向的外力，具有坚固耐久，施工简易，取材方便，节约钢材等优点。缺点是圬工量大，外形粗大笨重，减少桥下有效孔径，增大地基负荷；当桥墩较高，地基承载力较低时尤为不利；轻型桥墩具有外形轻盈美观，圬工量少，可减轻地基负荷，节省基础工程，便于用拼装结构或用滑升模板施工，有利于加速施工进度，提高劳动生产率等优点。缺点是有的情形桥墩结构较为复杂，存在一定的施工难度，施工时间进度和控制也存在一定的困难。
[0004]可见，设计一种新型的装配式桥墩柱结构已成为亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0005]发明目的:为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种装配式钢-混凝土组合结构桥墩柱构件，在保证桥墩结构受力合理安全满足设计要求合理的前提下，同时考虑施工成本和进度，减少构件体积，加快施工进度并提高安全性。
[0006]技术方案:为解决上述技术问题，本发明提供的装配式钢-混凝土组合结构桥墩柱构件，包括粧基承台、桥墩柱和横梁，所述粧基承台内预埋有加强管，所述桥墩柱为空心管状结构，由桥墩上节段和桥墩下节段装配连接而成，所述桥墩下节段的底端安装于加强管与混凝土之间，所述桥墩上节段通过牛腿角钢与横梁装配连接；所述横梁为预应力结构。
[0007]作为优选，所述加强管的底部焊接有底板，所述底板与加强板之间焊接有加劲肋板，所述底板和加劲肋板嵌于粧基承台的混凝土内。
[0008]作为优选，所述桥墩上节段的顶端具有T形敞口卡箍，底端具有法兰盘。
[0009]作为优选，所述桥墩下节段额顶端具有法兰盘，底端具有辐向分布的加劲肋板，所述加劲肋板嵌于混凝土中。
[0010]作为优选，所述桥墩上节段和桥墩下节段之间连接有钢筋网，所述桥墩下节段上端内侧设有钢筋网卡片。
[0011]作为优选，所述横梁为工字形截面的钢横梁。
[0012]作为优选，所述桥墩柱和横梁内灌注有混凝土，所述横梁内还穿设有后张拉法的预应力钢束。
[0013]本发明同时提出上述装配式钢-混凝土组合结构桥墩柱构件的施工方法，包括以下步骤:
步骤1，预制粧基承台、桥墩柱和横梁；在桥墩下节段的下端布置加筋肋板，上端管壁内侧设置钢筋网卡片，外侧设置桥墩连接环；在桥墩上节段的下端外侧设置桥墩连接环，上端设置用于搭接钢横梁外伸工字钢的T型敞口卡箍；
步骤2，在粧基承台之内埋入粧基承台断面加强管，用以保证桥墩下节段的安装定位和加强节段受力，然后浇筑粧基承台；
步骤3，将桥墩下节段套设于粧基承台断面加强管上，并浇筑混凝土将桥墩下节段与粧基承台固定连接；
步骤4，通过法兰盘连接上下节段桥墩柱，在断面处内部设置钢筋网加强连接；
步骤5，连接空钢管桥墩柱与钢横梁，将钢横梁两端外伸工字型钢搭接在上端设置T型敞卡箍内，同时采用牛腿角钢的方式，通过螺栓装配式连接；
步骤6，在钢横梁两端的横向上采用后张法张拉预应力钢束；
步骤7，向钢横梁向钢管和横梁内浇筑混凝土。
[0014]使用时，本发明的节段装配式钢-混凝土组合结构桥墩柱构件，包括埋在粧基承台内的空钢管，粧基承台经过特殊处理预埋加强管浇筑。处理后的粧基承台与空钢管桥墩下节段底部通过混凝土浇筑的方式连接。上下节段桥墩柱通过节段连接方式并预埋局部钢筋网加强连接。钢横梁通过装配式的方式与空钢管桥墩柱上节段连接，连接方式主要通过钢横梁两端外伸的工字钢和牛腿角钢将钢管混凝土桥墩柱和钢横梁螺栓装配连接。在钢横梁和上节段桥墩柱预留孔道，向钢横梁和钢管内灌注混凝土，待混凝土达到一定龄期后，张拉钢横梁两端预应力钢束，形成节段装配式钢-混凝土组合结构桥墩柱构件。
[0015]粧基承台的处理，在承台浇筑前，在粧基承台之内埋入粧基承台断面加强管，用以保证桥墩下节段的安装定位和加强节段受力。
[0016]空桥墩下节段，在预制时，在其下端布置加筋肋板，在其管上端内侧设置钢筋网卡片，外侧设置桥墩连接环。
[0017]桥墩上节段，通过预制的方式，下端外侧设置桥墩连接环，上端设置T型敞口的外管，方便搭接钢横梁外伸工字钢。上下节段桥墩柱的连接通过上下桥墩连接环螺栓连接，并且在断面处内部设置钢筋网，加强连接。
[0018]空钢管桥墩柱与钢横梁纵向连接，将钢横梁两端外伸工字型钢搭接在上端设置T型敞口的外管，同时采用牛腿角钢的方式，通过螺栓装配式连接。空钢管桥墩柱与钢横梁两端横向连接，采用后张法张拉预应力钢束的方式。完成上述工序后，从钢横梁向钢管和横梁内饶筑混凝土。
[0019]通过以上方式，完成整个构件的制作，充分发挥其独特的优势下，达到其工作作用。
[0020]有益效果:本发明的桥墩柱构件用装配式施工方式，结合特别设计的连接结构，具有以下显著的进步:
1.采用装配式桥墩结构，加快施工进度，便于施工安装合理方便；
2.钢管混凝土桥墩柱具有抗压能力大，减小桥墩柱体积，横向预应力钢筋张拉，可加大横梁跨度，保证结构的安全性，不发生倾覆。
[0021]3.采用钢横梁灌注混凝土形式，充分发挥钢材抗拉能力和混凝土抗压能力，在满足设计要求的前提下，减小构件的建筑高度和体积；
4.各个节段连接可靠性强，装配性能好。
[0022]除了上面所述的本发明解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的优点外，本发明的装配式钢-混凝土组合结构桥墩柱构件所能解决的其他技术问题、技术方案