本发明涉及道路桥梁施工领域，特别涉及一种基于塑性铰转移的强震后快速施工桥墩的方法。
背景技术：
当前城市桥梁建设规模在不断扩大，其作为市政工程的基础设施，在前期具有投资大、公共性强，后期养护管理困难等特点。所以，在防灾减灾，尤其是抗震及震后维护方面，显得十分重要，以减少不必要的损失。
在地震作用下，桥墩残余位移可能过大，不具备局部修补利用的价值。根据阪神地震后的桥梁结构修复经验，当墩柱残余偏移率大于1/60或者残余位移大于150mm，修复工作将非常困难，一般需拆除重建。而地震后应急抢修时间紧迫，针对这种情况，急需提出一种拆除旧墩，就地快速拼装桥墩并架梁恢复交通的办法。
在对桥梁震后破坏情况调查显示，钢筋混凝土桥墩在抗震方面存在各种不足，如缺乏横向箍筋约束，导致桥墩抗剪能力弱；纵筋搭接容易破坏等，通常是桥梁最容易遭到破坏的部分，其震后破坏的修复加固，对于恢复交通、确保及时有效开展抗震救灾工作和节约重建资金都十分重要，成为研究重点。常用的桥墩修复加固方法有：增大截面修复法、外包钢管加固法、粘贴纤维复合材料加固法、钢筋网高性能水泥复合砂浆修复法、横向预应力修复法、纤维布与钢复合加固修复法等，但这些方法都存在不同程度的问题和缺陷，比如：加大截面法施工方法简便，所用材料简单易于获得，并且对墩柱加固的效果稳定可靠，但此方法现场浇筑多，养护时间长，对原墩柱产生较大改变，影响原有桥梁整体美学效果；对于通航河段的桥墩减小通航净宽以及洪水的过水面积，影响泄洪；增加结构自重，可能加重承台桩基的压力，引起对基础不必要的负担；在对震后破坏桥墩修复研究中发现，外包纤维材料是一种有效的修复方法，它能有效修复和提高墩柱抗剪强度，防止出现纵筋搭接破坏以及提高对混凝土的约束以获得更大的位移延性，但是当出现了纵筋屈服破坏的情况时，很难仅对混凝土进行修复，此时还需要进行屈服纵筋的替换。90年代起，一些研究人员开始研究破坏后桥墩新旧钢筋替换的方法，并采用螺栓连接件的方式进行新旧钢筋连接，这一方式主要问题是需要对连接件进行特别设置，且费用较高，同时实际应用中需要对原有的钢筋进行螺纹加工，难以实际应用。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种基于塑性铰转移的强震后快速施工桥墩的方法，首先，利用原有承台和桩基础，减少了材料浪费；其次，采用了加强型定位圆钢和混凝土套箍筋的连接方式，将塑性铰区域上移，有效避免在连接处发生破坏；最后，该预制拼装墩柱与整体现浇式桥墩抗震性等同，也适用与中高度地震烈度区，同时为墩柱整体拆除，原地预制吊装的情况提供了一个较佳的解决方案。
为了解决上述问题，本发明提供了一种基于塑性铰转移的强震后快速施工桥墩的方法，包括以下几个步骤：
步骤s1：预制墩柱，在墩底预埋定位圆钢及预留外露的纵筋，并在现场开挖墩台，拆除旧墩柱；
步骤s2：承台钻孔，待预制墩柱预埋的定位圆钢插入；
步骤s3：吊运预制墩柱，使其外露纵筋与承台外露纵筋通过套筒挤压连接；
步骤s4：在承台相应位置钻孔植筋，并绑扎箍筋；
步骤s5：复核无误后，浇筑套箍混凝土，使预制墩柱与承台成为一个整体；
步骤s6：进行土方回填，完成桥梁下部结构的施工。
依照本申请较佳实施例所述的一种基于塑性铰转移的强震后快速施工桥墩的方法，在步骤s1中，旧墩柱在拆除过程中保留承台的外露纵筋。
依照本申请较佳实施例所述的一种基于塑性铰转移的强震后快速施工桥墩的方法，在步骤s1中，定位圆钢与墩底部的接触部分放置加厚定位圆孔塞，墩柱侧面做好中线和标高控制线标记。
依照本申请较佳实施例所述的一种基于塑性铰转移的强震后快速施工桥墩的方法，在步骤s2中，在承台顶面相应位置分别钻4个孔洞，孔洞内须灌注高强砂浆，待预制墩柱预留的定位圆钢插入。
依照本申请较佳实施例所述的一种基于塑性铰转移的强震后快速施工桥墩的方法，在步骤s3中，所述套筒选用钢套筒，利用压钳沿径向压缩钢套筒，使之产生塑性变形，靠变形后的钢套筒与被连接的两纵筋紧密结合成一整体。
依照本申请较佳实施例所述的一种基于塑性铰转移的强震后快速施工桥墩的方法，在步骤s4中，将定位圆钢插入上述承台的钻孔中，在其接触部位放置的定位圆孔塞，所述定位圆孔塞的内圆直径与所述定位圆钢直径相同，虚线圆直径与钻孔的口直径相同。
依照本申请较佳实施例所述的一种基于塑性铰转移的强震后快速施工桥墩的方法，在步骤s1中，预制墩柱的施工流程包括以下几个步骤：
步骤s101：搭设墩身内模支架，铺设内模和底模及支架调节；
步骤s102：内模安装；
步骤s103：绑扎墩身钢筋笼；
步骤s104：外模分片安装；
步骤s105：钢筋、模板验收，浇筑墩身混凝土；
步骤s106：墩身混凝土养护。
与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：
本发明的目的是提供一种受力可靠，施工简单，适用性较广的强震后快速施工桥墩的方法。该施工方法不仅连接受力可靠，而且可以节省材料开支，缩短工期。本发明利用原有承台和桩基础，节约材料，避免浪费，降低成本；桥墩预制，能保证质量，加快施工速度；挤压套筒的连接方式，可能会发生套筒连接破坏，采用了加强型圆钢和混凝土套箍筋的连接方式，将塑性铰区域上移，有效避免在连接处发生破坏；混凝土套箍的连接方式增大了桥墩界面，而承台一般位于地面以下0.5m，所以此套箍也是埋藏于地面以下，不影响桥墩外形；自密实混凝土能自动充满空间，保证了套箍混凝土的密实性；该方法也可用于新建预制拼装墩柱，区别是所有植入的钢筋可以改为预埋式，工程质量效果更佳；该预制拼装墩柱与整体现浇式桥墩抗震性等同，也适用于中高度地震烈度区；在大规模桥梁建设高峰后，即将进入养护维修期，该方法为桥墩整体拆除，原地预制吊装的情况提供了一个较佳的解决方案。
附图说明
图1是本发明的旧桥墩下部构造图；
图2是本发明的承台的结构示意图；
图3a是本发明的预制墩柱的主视图；
图3b是本发明的预制墩柱的截面图；
图4是本发明的吊运安装预制墩柱的结构示意图；
图5是本发明的定位圆孔塞的结构示意图；
图6是本发明的套筒的结构示意图；
图7是本发明的钻孔植筋及绑扎箍筋图；
图8是本发明的现浇套箍混凝土和回填土示意图；
图9是本发明的塑性铰转移示意图。
具体实施方式
以下结合附图，举一具体实施例加以详细说明。
一种基于塑性铰转移的强震后快速施工桥墩的方法，请参考图1—图9，包括以下几个步骤：
步骤s1：预制墩柱，在墩底预埋定位圆钢及预留外露的纵筋，并在现场开挖墩台，拆除旧墩柱；
步骤s2：承台钻孔，待预制桥墩预埋的定位圆钢插入；
步骤s3：吊运预制桥墩，使其外露纵筋与承台外露纵筋通过套筒挤压连接；
步骤s4：在承台相应位置钻孔植筋，并绑扎箍筋；
步骤s5：复核无误后，浇筑套箍混凝土，使预制桥墩与承台成为一个整体；
步骤s6：进行土方回填，完成桥梁下部结构的施工。
旧桥墩的结构请参考图1所示，旧桥墩包括承台1和旧墩柱2，承台1内设有若干纵筋11，此纵筋11为倒l型钢筋。旧墩柱2拆除后的结构请参考图2，倒l型钢筋露出承台1的顶面，在拆除旧墩柱时须注意承台外露纵筋11的保护，因为在拆除旧桥墩时要保留承台1的外露纵筋11。在承台1顶面相应位置分别钻4个孔洞12，孔洞12内须灌注高强砂浆，待预制桥墩3预留的定位圆钢33插入。
预制桥墩3的施工流程包括以下几个步骤：
步骤s101：搭设墩身内模支架，铺设内模和底模及支架调节；
步骤s102：内模安装；
步骤s103：绑扎墩身钢筋笼；
步骤s104：外模分片安装；
步骤s105：钢筋、模板验收，浇筑墩身混凝土；
步骤s106：墩身混凝土养护。
预制墩柱3时，在墩底预埋定位圆钢33及预留外露的纵筋31，如图3所示。由于预制墩柱3达到一定高度时，定位圆钢33与墩底部接触处会应力集中，须在接触部分放置加厚定位圆孔塞4，同时也能精确定位圆钢33位置。墩柱侧面做好中线和标高控制线标记，以便定位时控制其位置。
请参考图4，吊装上述预制墩柱3，即将预制墩柱3安装在承台1上，将定位圆钢33插入承台1的孔洞12中，在其接触部位放置的定位圆孔塞4，其截面如图5所示，其内圆直径与定位圆钢33直径相同，虚线圆直径与孔洞12的口直径相同。承台1的外露纵筋11与预制墩柱3的外露纵筋31采用套筒5挤压连接，其截面如图6所示，利用压钳沿径向压缩钢套筒，使之产生塑性变形，靠变形后的钢套筒与被连接的两纵筋紧密结合成一整体。
待上述工艺检查验收合格后，进行钻孔植筋。在加固改造工程中，植筋是一项针对混凝土结构较简捷、有效的连接与锚固技术。根据设计图的配筋位置及数量，错开承台钢筋位置，标注出植筋位置并钻孔，如图7所示。钢筋及植筋胶须进行现场拉拔试验，合格后方可进行工艺作业。植筋结束后，在桥墩与套箍连接区域绑扎箍筋。
箍筋布置验收合格后，浇筑混凝土，如图8所示。套箍采用自密实混凝土浇筑，以保证套箍的密实性。混凝土在浇筑振捣过程中产生的部分泌水，应及时排除。浇筑完成后，应及时修整、抹平混凝土裸露面。
最后根据工程区实际情况，制定桥墩土方回填施工方案。设置专人进行回填土的管理控制，以保证所埋设结构完好，进而完成桥梁下部结构的施工。其后期破坏为区域b，相较于旧桥墩破坏区域a，塑性铰上移，如图9所示，有效避免了在连接处发生破坏。
以上公开的仅为本申请的一个具体实施例，但本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。