一种抗剪的节段预制拼装桥墩连接结构的制作方法

本发明属于桥梁工程技术领域，特别涉及一种抗剪的节段预制拼装桥墩连接结构。

背景技术：

随着城市交通的快速发展，人们对桥梁的施工质量高、施工周期短以及降低对周围交通的干扰和施工噪声的呼声越来越高，节段式预制拼装桥墩正是在这种背景下应运而生。节段式预制拼装桥墩可以工厂化生产，装配式施工，从而对桥墩的施工速度和施工质量都提供了可靠的保障。

节段式预制拼装桥墩在我国尚处于起步阶段，尽管其具有施工效率高，预制构件质量好的特点，然而在节段式桥墩的连接处是薄弱点，尤其是在节段拼接处的抗剪性能尤为薄弱。

近年来，钢管混凝土柱在建筑结构中得到广泛的应用，因为其具有较大的抗压承载力。钢管混凝土构件充分利用钢材的抗拉和混凝土抗压的优点，不仅具有良好抗压能力，在水平往复作用下具有良好的抗震性能。目前钢管混凝土在桥墩中应用非常少，尚未发现圆中空钢管活性粉末混凝土在桥墩中应用。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种抗剪的节段预制拼装桥墩连接结构，充分利用了钢管混凝土良好的抗压性能和抗震性能，提高节段式预制拼装桥墩的抗剪性，同时施工工艺简单方便，现场施工容易拼装，施工质量易于保障。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种抗剪的节段预制拼装桥墩连接结构，包括：

预制圆中空钢管活性粉末混凝土节段1，有若干个，相邻节段之间上下插装连接；

预制承台2，中心设置有圆形预留槽9，预制圆中空钢管活性粉末混凝土节段1的最下一节段插入圆形预留槽9中；

预应力钢绞线4，自上而下贯穿预制圆中空钢管活性粉末混凝土节段1和预制承台2；

锚具8，设置在预制承台2底部，将伸出预制承台2的预应力钢绞线4锚固。

所述预制圆中空钢管活性粉末混凝土节段1由圆中空钢管内浇粉末混凝土形成，且每一节段的上部5为不浇筑混凝土的钢管段，下部6为向下延伸出钢管的混凝土，上一节段的下部6插入下一节段的上部5，实现插装连接，其中每一节段的上部5与下部6的高度相同。

所述圆中空钢管包括同轴的内钢管和外钢管，内钢管中不浇筑混凝土，内外钢管之间浇筑粉末混凝土。

所述预应力钢绞线4从内外钢管之间贯穿。

所述圆形预留槽9的直径与预制圆中空钢管活性粉末混凝土节段1的外钢管直径相等，最下一节段的下部6插入圆形预留槽9中。

所述预制承台2下部中间位置横向贯通掏空一个凹槽3，便于预应力钢绞线4的张拉和锚固。

所述预制圆中空钢管活性粉末混凝土节段1预留四个以圆心为原点互成90°的圆形竖向贯通孔洞一7，用于穿插预应力钢绞线4，所述圆形预留槽9内预留与圆形竖向贯通孔洞一7相对应的四个圆形竖向贯通孔洞二10，用于穿插预应力钢绞线4。

本发明还提供了一种抗剪的节段预制拼装桥墩连接方法，包括：

在工厂制作预制圆中空钢管活性粉末混凝土节段1：取圆中空钢管，浇筑粉末混凝土，并在其两端分别留出插入结构和被插入结构，且留出圆形竖向贯通孔洞一7；

在工厂制作预制承台2：预制承台2以混凝土浇筑，顶面留出用于插入预制圆中空钢管活性粉末混凝土节段1的圆形预留槽9，且留出圆形竖向贯通孔洞二10；

桥墩现场拼装安装：将预制承台2固定于桥墩下方地面，预制圆中空钢管活性粉末混凝土节段1逐节插装连接，最下面一节段插入圆形预留槽9，圆形竖向贯通孔洞一7和圆形竖向贯通孔洞二10对齐，安插预应力钢绞线4，并利用锚具8张拉锚固。

所述圆中空钢管包括同轴的内钢管和外钢管，二者安放在固定的模具上，该模具为固定钢板上焊接有一段同心圆内钢管和外钢管，节段桥墩内钢管下部较外钢管长，固定时内钢管外套于模具内钢管之上，外钢管点焊连接于模具外钢管之上，从而实现钢管定位。然后浇筑配置好的粉末混凝土，在另一端空出一段不浇筑混凝土，作为上部(5)，空出部分高度与模具焊接一段钢管高度相同，待混凝土养护完成后，在外钢管连接处断开，预制圆中空钢管活性粉末混凝土节段(1)制作完毕。

所述预制承台2的下部中间在浇筑时预留出横向贯通的凹槽3。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.预应力钢绞线穿过桥墩所有节段与承台后，施加预应力并用锚具锚固，节段预制拼装具有较好的自复位能力，在反复荷载作用下可以减小预制拼装桥墩的残余位移。

2.相比钢筋混凝土桥墩，圆中空钢管粉末混凝土墩柱具有良好的抗压和抗弯性能，且节段连接处，由上节段下部伸出的粉末混凝土承受剪力，大大提高了节段式预制拼装桥墩的抗剪性能。

3.预制节段墩柱在预制过程中，除底部伸出部分混凝土，大部分混凝土直接采用钢管作为浇筑模板，生产效率高效。施工现场安装方便，可大大减小由施工给交通带来的困扰，且减小对周围环境的影响。

附图说明

图1为节段式圆中空钢管活性粉末混凝土预制拼装桥墩示意图。

图2为图1的预制拼装桥墩主视图。

图3为图1的预制钢管混凝土节段构造图。

图4为预制钢管混凝土节段俯视图。

图5为现浇混凝土墩台示意图。

图中标号：1为预制圆中空钢管活性粉末混凝土节段，2为预制承台，3为预制承台下部中间位置横向贯通掏空的一个凹槽，4为预应力钢绞线，5为预制圆中空钢管活性粉末混凝土节段上部空出的一部分钢管，6为预制圆中空钢管活性粉末混凝土节段下部延伸出一部分混凝土，7为预制圆中空钢管活性粉末混凝土节段预留竖向贯通孔洞一，8为锚具，9为预制承台圆形预留槽，10为预制承台竖向贯通孔洞二。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。

如图1和图2所示，一种抗剪的节段预制拼装桥墩连接结构，包括：

预制圆中空钢管活性粉末混凝土节段1，有若干个，相邻节段之间上下插装连接；

预制承台2，中心设置有圆形预留槽9，预制圆中空钢管活性粉末混凝土节段1的最下一节段插入圆形预留槽9中；

预应力钢绞线4，自上而下贯穿预制圆中空钢管活性粉末混凝土节段1和预制承台2；

锚具8，设置在预制承台2底部，将伸出预制承台2的预应力钢绞线4锚固。

如图1、图2和图3所示，预制圆中空钢管活性粉末混凝土节段1由圆中空钢管内浇粉末混凝土形成，且每一节段的上部5为不浇筑混凝土的钢管段，下部6为向下延伸出钢管的混凝土，上一节段的下部6插入下一节段的上部5，实现插装连接，并提高节段式预制拼装桥墩在连接处的抗剪性能，其中每一节段的上部5与下部6的高度相同。

圆中空钢管包括同轴的内钢管和外钢管，内钢管中不浇筑混凝土，内外钢管之间均筑粉末混凝土。

如图4所示，预制圆中空钢管活性粉末混凝土节段1预留四个以圆心为原点互成90°的圆形竖向贯通孔洞一7，圆形竖向贯通孔洞一7位于内外钢管之间，用于穿插预应力钢绞线4。

如图1、图2和图5所示，预制承台2下部中间位置横向贯通掏空一个凹槽3，便于预应力钢绞线4的张拉和锚固，圆形预留槽9的直径与预制圆中空钢管活性粉末混凝土节段1的外钢管直径相等，最下一节段的下部6插入圆形预留槽9中。圆形预留槽9内预留与圆形竖向贯通孔洞一7相对应的四个圆形竖向贯通孔洞二10，用于穿插预应力钢绞线4，从而连接所有节段，提高预制拼装桥墩是抗弯性能和自复位能力。

本发明还提供了一种抗剪的节段预制拼装桥墩连接方法，包括：

在工厂制作预制圆中空钢管活性粉末混凝土节段1：安放好同轴的内钢管和外钢管，二者安放在固定的模具上，该模具为固定钢板上焊接有一段同心圆内钢管和外钢管，节段桥墩内钢管下部较外钢管长，固定时内钢管外套于模具内钢管之上，外钢管点焊连接于模具外钢管之上，从而实现钢管定位。然后浇筑配置好的粉末混凝土，粉末混凝土是由水泥、硅灰、级配石英砂、钢纤维、高效减水剂、水、除泡剂等材料配制的。在另一端空出一段不浇筑混凝土，作为上部5，空出部分高度与接长部分的中钢管高度相同，在浇筑时留出圆形竖向贯通孔洞一7。待混凝土养护完成后，在外钢管连接处断开，取下模具上圆中空钢管混凝土，预制圆中空钢管活性粉末混凝土节段1制作完毕。

在工厂制作预制承台2：预制承台2以混凝土浇筑，顶面留出用于插入预制圆中空钢管活性粉末混凝土节段1的圆形预留槽9，且留出圆形竖向贯通孔洞二10；下部中间在浇筑时预留出横向贯通的凹槽3。

桥墩现场拼装安装：将预制承台2固定于桥墩下方地面，预制圆中空钢管活性粉末混凝土节段1逐节插装连接，最下面一节段插入圆形预留槽9，圆形竖向贯通孔洞一7和圆形竖向贯通孔洞二10对齐，安插预应力钢绞线4，并利用锚具8张拉锚固。