专利名称：一种桥梁断柱顶升用墩柱续接施工方法
技术领域：
本发明属于桥梁顶升施工技术领域，尤其是涉及一种桥梁断柱顶升用墩柱续接施工方法。
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，又节约环保。断柱补强续接是桥梁断柱顶升工艺中的一项关键环节，传统的墩柱续接为将断柱切面混凝土凿毛，搭接连接墩柱钢筋，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。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种桥梁断柱顶升用墩柱续接施工方法，其方法步骤简单、设计合理、施工成本较低且施工效率高、施工效果好，能有效提高续接段混凝土与原断柱间的粘结力。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是一种桥梁断柱顶升用墩柱续接施工方法，所续接的墩柱为上部墩柱和下部墩柱，且所述上部墩柱为切割后顶升到位的墩柱，所述上部墩柱位于下部墩柱的正上方且二者呈同轴布设，所述上部墩柱和下部墩柱均为呈竖直向布设的钢筋混凝土结构；所述上部墩柱内埋设有多根竖向连接钢筋一，所述下部墩柱内埋设有多根竖向连接钢筋二，且多根所述竖向连接钢筋一分别布设于多根所述竖向连接钢筋二的正上方，其特征在于该方法包括以下步骤步骤一、断柱续接界面构造处理对上部断柱底部节段的混凝土进行凿除并相应形成上续接接头，且所述上续接接头的中部留有一个倒圆锥形混凝土凸台；同时，对下部墩柱顶部节段的混凝土进行凿除并相应形成下续接接头，且所述下续接接头的中部开有一个倒圆锥形凹槽；所述倒圆锥形凹槽的结构和尺寸均与倒圆锥形混凝土凸台的结构和尺寸一致；步骤二、墩柱主筋续接及植筋补强施工首先，采用多根呈竖直向布设的续接连接钢筋分别对多根所述竖向连接钢筋一和多根所述竖向连接钢筋二逐一进行连接，并相应形成多根竖向连接主筋；同时，在所述上续接接头和所述下续接接头之间埋设多根呈竖直向布设的续接段补强钢筋；多根所述竖向连接主筋与多根所述续接段补强钢筋形成位于上部墩柱和下部墩柱之间的续接段钢筋骨架，并且还需在所述续接段钢筋骨架外侧由上至下绑扎一道或多道续接段螺旋箍筋；
步骤三、混凝土浇注成型模板安装施工在所述续接段钢筋骨架外侧安装混凝土浇注成型模板，所述混凝土浇注成型模板内部所设置的成型腔为圆柱形成型腔，且所述圆柱形成型腔的直径与上部墩柱和下部墩柱的直径相同；所述混凝土浇注成型模板的底部紧固套装在所述下续接接头上且其顶部紧固套装在所述上续接接头上；所述混凝土浇注成型模板的上部设置有多个混凝土浇注口和多个浮浆溢出口，且多个所述混凝土浇注口和多个所述浮浆溢出口均与所述圆柱形成型腔的内部相通；多个所述混凝土浇注口的结构和尺寸均相同，多个所述混凝土浇注口沿所述圆柱形成型腔的圆周方向进行均匀布设，且多个所述混凝土浇注口布设在同一水平面上；多个所述浮浆溢出口的结构和尺寸均相同，多个所述浮浆溢出口沿所述圆柱形成型腔的圆周方向进行均匀布设，且多个所述多个所述浮浆溢出口布设在同一水平面上；步骤四、混凝土浇注施工通过多个所述混凝土浇注口同步向所述圆柱形成型腔内浇注混凝土，直至所浇注混凝土分别同步自多个所述浮浆溢出口溢出时，混凝土浇注过程完成；且混凝土浇注过程中，通过自所述浮浆溢出口伸入至所述圆柱形成型腔内的振捣棒，由下至上对所浇注的混凝土进行逐层振捣；待混凝土浇注过程完成后，对多个所述浮浆溢出口同步进行封堵；步骤五、拆模待步骤四中所浇注混凝土达到拆模条件后，对步骤三中所安装的混凝土浇注成型模板进行拆除，并获得浇注成型的续接段混凝土结构；随后，对所述续接段混凝土结构进行养生，直至混凝土达到设计强度。上述一种桥梁断柱顶升用墩柱续接施工方法，其特征是步骤一中所述上部断柱和下部墩柱均为圆柱形柱且二者的半径均为R，所述上续接接头的上部为一个圆环形水平台一，所述圆环形水平台一的内径与倒圆锥形混凝土凸台的底部外径相同，且所述圆环形水平台一的外径为2R;所述下续接接头的上部为一个圆环形水平台二，所述圆环形水平台二的尺寸与所述圆环形水平台一的尺寸相同；所述倒圆锥形混凝土凸台的底部半径r=R-2a，其中a为上部断柱的钢筋保护层厚度；所述倒圆锥形凹槽的顶部半径为r ;所述圆环形水平台二和所述圆环形水平台一的宽度均为2a。上述一种桥梁断柱顶升用墩柱续接施工方法，其特征是步骤一中所述底部节段的高度hl=50cm 60cm,且所述顶部节段的高度h2=50cm 60cm。上述一种桥梁断柱顶升用墩柱续接施工方法，其特征是步骤一中对上部断柱底部节段的混凝土和下部墩柱顶部节段的混凝土进行凿除时，采用手工凿刀或电动凿具进行凿除；且对上部断柱底部节段的混凝土和下部墩柱顶部节段的混凝土进行凿除后，还需对所述上续接接头和所述下续接接头的表面进行凿毛处理；所述续接连接钢筋和续接段补强钢筋的直径均与竖向连接钢筋一的直径相同。上述一种桥梁断柱顶升用墩柱续接施工方法，其特征是所述下部墩柱底部支撑在水平承台上；步骤三中对混凝土浇注成型模板进行安装之前，还需在水平承台上安装施工支架，并在所述施工支架的上部安装用于浇注混凝土的施工平台，且在所述施工支架的中下部安装用于安装混凝土浇注成型模板的模板支撑平台；所述模板支撑平台搭设在下部墩柱的上部外侧，且混凝土浇注成型模板的底部支撑在模板支撑平台上；所述施工平台搭设在上部断柱的下部外侧；所述施工支架和施工平台均呈水平向布设。上述一种桥梁断柱顶升用墩柱续接施工方法，其特征是步骤三中所述混凝土浇注成型模板的上部侧壁上开有多个分别供多个所述混凝土浇注口安装的混凝土浇注孔，多个所述混凝土浇注口分别通过多个呈竖直向布设的混凝土浇注管安装在多个所述混凝土浇注孔上，多个所述混凝土浇注管的结构和尺寸均相同，且多个所述混凝土浇注管均布设在同一水平面上。上述一种桥梁断柱顶升用墩柱续接施工方法，其特征是步骤四中对多个所述浮浆溢出口同步进行封堵时，采用多个可拆卸插板进行封堵；且多个所述浮浆溢出口上均设置有多个供可拆卸插板插装的插装口。上述一种桥梁断柱顶升用墩柱续接施工方法，其特征是步骤四中对多个所述浮浆溢出口同步进行封堵后，还需通过向多个所述混凝土浇注管内均注入水或者在多个所述混凝土浇注管内留存高度为h6的混凝土进行保压，且保压时间不
少于48小时，
权利要求
1.一种桥梁断柱顶升用墩柱续接施工方法，所续接的墩柱为上部墩柱(I)和下部墩柱(2),且所述上部墩柱(I)为切割后顶升到位的墩柱,所述上部墩柱(I)位于下部墩柱(2)的正上方且二者呈同轴布设，所述上部墩柱(I)和下部墩柱(2)均为呈竖直向布设的钢筋混凝土结构；所述上部墩柱(I)内埋设有多根竖向连接钢筋一(3)，所述下部墩柱(2)内埋设有多根竖向连接钢筋二(4)，且多根所述竖向连接钢筋一(3)分别布设于多根所述竖向连接钢筋二(4)的正上方，其特征在于该方法包括以下步骤步骤一、断柱续接界面构造处理对上部断柱(I)底部节段的混凝土进行凿除并相应形成上续接接头，且所述上续接接头的中部留有一个倒圆锥形混凝土凸台(5);同时，对下部墩柱(2)顶部节段的混凝土进行凿除并相应形成下续接接头，且所述下续接接头的中部开有一个倒圆锥形凹槽(6);所述倒圆锥形凹槽(6)的结构和尺寸均与倒圆锥形混凝土凸台(5)的结构和尺寸一致；步骤二、墩柱主筋续接及植筋补强施工首先，采用多根呈竖直向布设的续接连接钢筋 (7)分别对多根所述竖向连接钢筋一(3)和多根所述竖向连接钢筋二(4)逐一进行连接，并相应形成多根竖向连接主筋；同时，在所述上续接接头和所述下续接接头之间埋设多根呈竖直向布设的续接段补强钢筋(8);多根所述竖向连接主筋与多根所述续接段补强钢筋(8) 形成位于上部墩柱(I)和下部墩柱(2)之间的续接段钢筋骨架，并且还需在所述续接段钢筋骨架外侧由上至下绑扎一道或多道续接段螺旋箍筋(9 );步骤三、混凝土浇注成型模板安装施工在所述续接段钢筋骨架外侧安装混凝土浇注成型模板(10)，所述混凝土浇注成型模板(10)内部所设置的成型腔为圆柱形成型腔，且所述圆柱形成型腔的直径与上部墩柱(I)和下部墩柱(2)的直径相同；所述混凝土浇注成型模板(10)的底部紧固套装在所述下续接接头上且其顶部紧固套装在所述上续接接头上；所述混凝土浇注成型模板(10)的上部设置有多个混凝土浇注口(11)和多个浮浆溢出口( 12)，且多个所述混凝土浇注口( 11)和多个所述浮浆溢出口( 12)均与所述圆柱形成型腔的内部相通；多个所述混凝土浇注口(11)的结构和尺寸均相同，多个所述混凝土浇注口(11)沿所述圆柱形成型腔的圆周方向进行均匀布设，且多个所述混凝土浇注口(11)布设在同一水平面上；多个所述浮浆溢出口(12)的结构和尺寸均相同，多个所述浮浆溢出口(12) 沿所述圆柱形成型腔的圆周方向进行均匀布设，且多个所述多个所述浮浆溢出口(12)布设在同一水平面上；步骤四、混凝土浇注施工通过多个所述混凝土浇注口(11)同步向所述圆柱形成型腔内浇注混凝土，直至所浇注混凝土分别同步自多个所述浮浆溢出口(12)溢出时，混凝土浇注过程完成；且混凝土浇注过程中，通过自所述浮浆溢出口(12)伸入至所述圆柱形成型腔内的振捣棒，由下至上对所浇注的混凝土进行逐层振捣；待混凝土浇注过程完成后，对多个所述浮浆溢出口( 12)同步进行封堵；步骤五、拆模待步骤四中所浇注混凝土达到拆模条件后，对步骤三中所安装的混凝土浇注成型模板(10)进行拆除，并获得浇注成型的续接段混凝土结构；随后，对所述续接段混凝土结构进行养生，直至混凝土达到设计强度。
2.按照权利要求1所述的一种桥梁断柱顶升用墩柱续接施工方法，其特征在于步骤一中所述上部断柱(I)和下部墩柱(2 )均为圆柱形柱且二者的半径均为R，所述上续接接头的上部为一个圆环形水平台一，所述圆环形水平台一的内径与倒圆锥形混凝土凸台(5)的底部外径相同，且所述圆环形水平台一的外径为2R ;所述下续接接头的上部为一个圆环形水平台二，所述圆环形水平台二的尺寸与所述圆环形水平台一的尺寸相同；所述倒圆锥形混凝土凸台(5)的底部半径r=R-2a，其中a为上部断柱(I)的钢筋保护层厚度；所述倒圆锥形凹槽(6)的顶部半径为r ;所述圆环形水平台二和所述圆环形水平台一的宽度均为2a。
3.按照权利要求1或2所述的一种桥梁断柱顶升用墩柱续接施工方法，其特征在于 步骤一中所述底部节段的高度hl=50cm 60cm,且所述顶部节段的高度h2=50cm 60cm。
4.按照权利要求1或2所述的一种桥梁断柱顶升用墩柱续接施工方法，其特征在于 步骤一中对上部断柱(I)底部节段的混凝土和下部墩柱(2)顶部节段的混凝土进行凿除时，采用手工凿刀或电动凿具进行凿除；且对上部断柱(I)底部节段的混凝土和下部墩柱(2)顶部节段的混凝土进行凿除后，还需对所述上续接接头和所述下续接接头的表面进行凿毛处理；所述续接连接钢筋(7)和续接段补强钢筋(8)的直径均与竖向连接钢筋一(3)的直径相同。
5.按照权利要求1或2所述的一种桥梁断柱顶升用墩柱续接施工方法，其特征在于 所述下部墩柱(2)底部支撑在水平承台(13)上；步骤三中对混凝土浇注成型模板(10)进行安装之前，还需在水平承台(13)上安装施工支架(14)，并在所述施工支架(14)的上部安装用于浇注混凝土的施工平台(15)，且在所述施工支架(14)的中下部安装用于安装混凝土浇注成型模板(10)的模板支撑平台(16);所述模板支撑平台(16)搭设在下部墩柱(2)的上部外侧，且混凝土浇注成型模板(10)的底部支撑在模板支撑平台(16)上；所述施工平台 (15)搭设在上部断柱(I)的下部外侧；所述施工支架(14)和施工平台(15)均呈水平向布设。
6.按照权利要求1或2所述的一种桥梁断柱顶升用墩柱续接施工方法，其特征在于 步骤三中所述混凝土浇注成型模板(10)的上部侧壁上开有多个分别供多个所述混凝土浇注口(11)安装的混凝土浇注孔(19)，多个所述混凝土浇注口(11)分别通过多个呈竖直向布设的混凝土浇注管(17)安装在多个所述混凝土浇注孔(19)上，多个所述混凝土浇注管 (17)的结构和尺寸均相同，且多个所述混凝土浇注管(17)均布设在同一水平面上。
7.按照权利要求1或2所述的一种桥梁断柱顶升用墩柱续接施工方法，其特征在于 步骤四中对多个所述浮浆溢出口( 12)同步进行封堵时，采用多个可拆卸插板(18)进行封堵；且多个所述浮浆溢出口(12)上均设置有多个供可拆卸插板(18)插装的插装口。
8.按照权利要求6所述的一种桥梁断柱顶升用墩柱续接施工方法，其特征在于步骤四中对多个所述浮浆溢出口(12)同步进行封堵后，还需通过向多个所述混凝土浇注管 (17)内均注入水或者在多个所述混凝土浇注管(17)内留存高度为h6的混凝土进行保压，
9.按照权利要求6所述的一种桥梁断柱顶升用墩柱续接施工方法，其特征在于步骤三中多个所述浮浆溢出口(12)的结构和尺寸均相同；所述混凝土浇注孔(19)和所述浮浆溢出口(12)的数量相同，且相邻两个所述混凝土浇注孔(19)之间的中部均设置有一个所述浮浆溢出口( 12);步骤四中所浇注混凝土分别同步自多个所述浮浆溢出口( 12)溢出且各浮浆溢出口(12)均均匀向外溢出混凝土时，混凝土浇注过程完成。
10.按照权利要求1或2所述的一种桥梁断柱顶升用墩柱续接施工方法，其特征在于 步骤四中所述振捣棒的数量为多个且其数量与所述浮浆溢出口(12)的数量相同，多个所述振捣棒分别自多个所述浮浆溢出口(12)伸入至所述圆柱形成型腔内；且通过多个所述振捣棒由下至上对所浇注混凝土进行逐层振捣时，当混凝土浇注至所述倒圆锥形混凝土凸台(5)时，应加强振捣。
全文摘要
本发明公开了一种桥梁断柱顶升用墩柱续接施工方法，包括步骤一、断柱续接界面构造处理对上部断柱底部节段的混凝土进行凿除并形成中部留有一个倒圆锥形混凝土凸台的上续接接头；同时，对下部墩柱顶部节段的混凝土进行凿除并形成中部开有一个倒圆锥形凹槽的下续接接头；二、墩柱主筋续接及植筋补强施工；三、混凝土浇注成型模板安装施工；混凝土浇注成型模板的上部设置有多个混凝土浇注口和多个浮浆溢出口；四、混凝土浇注施工；五、拆模。本发明方法步骤简单、设计合理、施工成本较低且施工效率高、施工效果好，续接后新旧混凝土之间的连接可靠，能有效解决传统施工方法存在的上部断柱与续接段接触面混凝土不密实和强度偏低等施工难题。
文档编号E01D22/00GK103015328SQ20121057888
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月27日 优先权日2012年12月27日
发明者徐宏, 郭敏, 石永康, 孙兆兴, 席刚 申请人:中铁一局集团有限公司