预制高强混凝土组合式桥墩结构的制作方法

本实用新型涉及建筑桥梁技术领域，是涉及桥梁领域中一种桥墩形状和结构的改进。具体的说，是预制高强混凝土组合式桥墩结构。

背景技术：

在公路和市政道路中的高架桥墩中，大多采用现场支模后再进行混凝土的浇筑。这种现场浇筑的混凝土桥墩受现场环境影响较大，且由于需现场支模和拆模，对于市区高架的桥墩的施工工期无法保证，对周围的环境也会产生一定影响。当桥墩为空心截面时，采用双模的结构形式，模具安装复杂、工期长，且这种混凝土桥墩施工工艺存在钢筋笼制作复杂、桩身混凝土抗压强度较低等问题，浇筑制作时消耗混凝土、钢材等材料过多且浪费国家资源，且质量得不到保证。

部分工程的桥墩由现浇转变成工厂预制，但在预制桥墩的制作工艺中，普遍存在机械化程度不高，尤其是在钢筋骨架笼的制作上，仍然较多的依靠人工绑扎进行，这不仅影响工作效率，还会导致钢筋笼因人为因素的原因存在牢固性差，主筋容易滑动，预制桥墩成型过程中，容易发生主筋错位，甚至出现主筋外露等严重质量问题。当桥墩直径比较大或桥墩比较厚时，导致单个桥墩质量过重，对制作、运输和吊装效率影响比较大。

技术实现要素：

为克服以上问题，本实用新型提供一种拓扑形式优、力学性能好、混凝土强度等级高、生产工艺简单方便、吊装运输便捷、现场施工方便、经济高效的预制混凝土组合桥墩结构，以解决现场浇筑的混凝土桥墩和预制桥墩存在的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下方式实现：

本实用新型提供一种预制高强混凝土组合式桥墩结构，包括混凝土桩、混凝土基座和桥墩，所述的混凝土桩设置在混凝土基座的下方，所述桥墩包括至少一个桥墩单元，所述桥墩单元包括内墩、外墩、内墩护脚和外墩护脚，所述的内墩为整体通长中空结构，所述的外墩为整体通长中空结构或拼装式中空结构，所述的外墩与内墩的外直径之比为1.2～4.2，内墩与外墩的厚度之比为1.5～4.5，所述混凝土基座上部设置有至少一个凸台，所述凸台位于内墩内部，所述的内墩护脚设置在内墩与外墩之间，所述外墩护脚设置于外墩外部，所述内墩与外墩之间的内墩护脚的上方设置有隔环带。

更进一步地，所述内墩的外侧上部设有内增粘键，所述内增粘键为外凸钢材或凸凹状混凝土螺纹；和/或所述外墩的内侧设有外增粘键，所述外增粘键为外凸钢材或凸凹状混凝土螺纹。

更进一步地，所述内墩的外侧包括与内墩护脚相连的外侧下部，以及不与内墩护脚相连的外侧上部，所述内墩的外侧下部设置有外包钢管，所述外包钢管的外侧设置有加强筋，所述内墩护脚处设有钢筋笼，所述加强筋为外凸钢材结构，沿外包钢管的周向布置，所述加强筋交错伸入钢筋笼后，与钢筋笼固定连接；所述外墩的外侧包括与外墩护脚相连的外侧下部，以及不与外墩护脚相连的外侧上部，所述外墩的外侧下部设置有外包钢管，所述外包钢管的外侧设置有加强筋，所述外墩护脚处设有钢筋笼，所述加强筋为外凸钢材结构，沿外包钢管的周向布置，所述加强筋交错伸入钢筋笼后，与钢筋笼固定连接。

更进一步地，所述钢筋笼包括钢筋骨架笼、箍筋，所述钢筋骨架笼包括外层钢筋骨架笼和内层钢筋骨架笼，所述外层钢筋骨架笼的主筋设置在箍筋的内侧，所述内层钢筋骨架笼的主筋设置在箍筋的外侧。

更进一步地，所述桥墩包括多个桥墩单元，即所述桥墩包括内墩、第一中墩、第二中墩、第三中墩……外墩，相邻墩之间的下侧设置内墩护脚，相邻墩之间的上侧设置有隔环带。

更进一步地，所述隔环带浇筑有胶结材料，或者浇筑有散体材料，或者为预留空心，或者仅局部高度范围内浇筑胶结材料。

更进一步地，所述桥墩的凸台、护脚部分突出于基座设置，或者在基座上设置凹槽，所述桥墩的凸台、护脚部分设置于凹槽中。

更进一步地，所述内墩和外墩内部均设置通长的钢筋，钢筋长度大于或等于墩身长度，当钢筋长度大于墩身长度时，其上端从桥墩上部穿出。

更进一步地，当所述外墩为拼装式中空结构时，至少由两半圆弧拼装而成，相邻圆弧之间设置有连接装置。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型的组合式桥墩结构具有生产、吊装、运输便捷、施工工艺简单便捷，现场拼装的方式可以缩短施工工期，降低现场人力及施工成本；本实用新型的组合式桥墩结构可以分开浇筑，分开浇筑时的混凝土强度等级可以不同，可在确保桥墩安装质量的情况下，降低施工成本。

附图说明

图1为实施例一的预制高强混凝土组合式桥墩结构示意图；

图2为实施例二的预制高强混凝土组合式桥墩结构示意图；

图3为桥墩主体部分的纵向剖面图；

图4为桥墩主体部分的横向剖面图；

图5为内墩外壁设置外包钢筋的结构示意图；

图6为外墩外壁设置外包钢筋的结构示意图。

图中标记：1、盖梁；2、钢筋；3、外墩；4、内墩；5、隔环带；6、内墩护脚；7、凸台；8、外端护脚；9、基座；10、混凝土桩；11、外增粘键；12、内增粘键；13、凹槽；14、外包钢筋；15、加强筋。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例一

本实施例提供一种如图1所示的预制高强混凝土组合式桥墩结构，包括混凝土桩10、混凝土基座9和桥墩，混凝土桩10设置在混凝土基座9的下方。桥墩包括至少一个桥墩单元，该桥墩单元包括内墩3、外墩4、内墩护脚6和外墩护脚8，如图3和4所示，内墩3为圆形整体通长中空结构，外墩4为圆形整体通长中空结构或拼装式中空结构，外墩4与内墩3的外直径之比为1.2～2.5，内墩3与外墩4的厚度之比为1.5～4.5，所述混凝土基座9上部设置有至少一个凸台7，凸台7位于内墩3内部，所述的内墩护脚6设置在内墩3与外墩4之间，外墩护脚8设置于外墩4外部，内墩3与外墩4之间的内墩护脚6的上方设置有隔环带5。内墩和外墩安装在基座的凸台上后与内墩、外墩间的隔环带形成预制高强混凝土组合桥墩结构。需要说明的是，本实用新型中的内墩和外墩的截面形状不限于本实施例中所列举的圆形，还可以是外多边形内圆(含方形)等多种形状，本实施例仅以圆形为例进行说明。

本实施例的组合式桥墩结构生产、吊装、运输便捷、施工工艺简单便捷，现场拼装的方式可以缩短施工工期，降低现场人力及施工成本；本实施例的分开浇筑的混凝土强度等级不同，可在确保桥墩安装质量的情况下，降低施工成本。

本实施例中，内墩3的外侧上部设有内增粘键12，所述内增粘键12为外凸钢材或凸凹状混凝土螺纹；和/或所述外墩4的内侧设有外增粘键11，所述外增粘键11为外凸钢材或凸凹状混凝土螺纹。通过设置特殊结构的增粘键，使内墩3与隔环带5以及外墩4与隔环带5之间的混凝土粘结更加牢靠、紧固。

本实施例中，如图5所示，内墩3的外侧包括与内墩护脚6相连的外侧下部，以及不与内墩护脚6相连的外侧上部，内墩3的外侧下部设置有外包钢管14，外包钢管14的外侧设置有加强筋15，所述内墩护脚6处设有钢筋笼，所述加强筋15为外凸钢材结构，沿外包钢管14的周向布置，所述加强筋15交错伸入钢筋笼后，与钢筋笼固定连接。本实施例中，外包钢管长度不小于100cm。如图6所示。该结构使内墩与隔环带处的混凝土粘结更加牢靠、紧固。外墩4的外侧包括与外墩护脚8相连的外侧下部，以及不与外墩护脚8相连的外侧上部，所述外墩4的外侧下部设置有外包钢管14，所述外包钢管14的外侧设置有加强筋15，所述外墩护脚8处设有钢筋笼，所述加强筋15为外凸钢材结构，沿外包钢管14的周向布置，所述加强筋15交错伸入钢筋笼后，与钢筋笼固定连接。

本实施例中，钢筋笼包括钢筋骨架笼、箍筋，所述钢筋骨架笼包括外层钢筋骨架笼和内层钢筋骨架笼，所述外层钢筋骨架笼的主筋设置在箍筋的内侧，所述内层钢筋骨架笼的主筋设置在箍筋的外侧。外层钢筋骨架笼的主筋设置在箍筋的内侧，内层钢筋骨架笼的主筋设置在箍筋的外侧，更符合桥墩在实际的受力，确保桥墩结构的稳定性。本实施例中的钢筋骨架笼可以超过墩身长度，即可以超过内墩3、外墩4墩体自身的长度，为后期与上部结构的连接提供钢筋锚固。

本实施例中，所述桥墩可以包括多个桥墩单元，即所述桥墩包括内墩3、第一中墩、第二中墩、第三中墩……外墩4，相邻墩之间的下侧设置内墩护脚6，相邻墩之间的上侧设置有隔环带5。本实施例仅以如图1所示的包含一个桥墩单元的情况为例进行说明。

本实施例中，隔环带5可以浇筑有胶结材料，或者浇筑有散体材料，也可以预留空心，还可以是仅局部高度范围内浇筑胶结材料。

本实施例中，内墩3和外墩4内部均设置通长的钢筋2，钢筋2长度大于或等于墩身长度，本实施例仅以图1中所例举的钢筋2长度大于墩身长度的情形进行说明，钢筋2的上端从桥墩上部穿出。

本实施例中，当外墩4为拼装式中空结构时，可以采用由至少两半圆弧拼装而成的结构，相邻圆弧之间设置连接装置。

本实施例中，内墩3和外墩4顶部均可以设置灌浆套筒；内墩护脚为圆形，其外径小于外墩的内径，外墩护脚为圆形或多边形；凸台为钢筋混凝土实心圆柱体或钢筋混凝土空心圆柱体；混凝土桩为预制桩、钢管混凝土桩、灌注桩。

本实施例的预制高强混凝土组合式桥墩结构的施工方法，包括：

(1)混凝土桩施工：采用施工设备进行混凝土桩施工；

(2)基座施工：将带有凸台或凹槽中带有凸台的预制基座与混凝土桩连接；或采用现场浇筑的基座与混凝土连接后再制作凸台或凹台；

(3)内墩施工：在凸台外侧制作钢筋笼，并将内墩安装在基座上的凸台外侧后，浇筑混凝土形成内墩护角，所述的内墩护脚的混凝土强度等级不低于c50，当内墩的增粘键为非螺纹状时，在内墩的外侧安装增粘键后再将内墩插入至基座上的内凸台中；所述的内墩在工厂采用预应力张拉工艺和离心成型工艺制作，墩身混凝土强度等级大于c60，内墩的钢筋张拉力为钢筋抗拉强度标准值的0.65倍～0.75倍

(4)外墩施工：当外墩为整体的空心墩时，直接将外墩安装在基座上的内墩护脚上，当外墩为拼装式时，将各拼装环宇内墩护脚紧靠后，再进行拼装成整体的外墩。所述的外墩在工厂采用预应力张拉工艺和离心成型工艺制作，墩身混凝土强度等级大于c70，钢筋张拉力为钢筋抗拉强度标准值的0.2～0.35倍；

(5)外墩护脚施工：对外墩的底部进行护脚施工，所述的外墩混凝土的强度等级不低于c50。

(6)隔环带施工：待外墩护脚安装完毕后，对内墩与外墩之间的隔环带浇筑混凝土，混凝土强度等级不低于c50。

(7)安装顶部盖梁，组合式桥墩结构施工完毕。

优选地，所述的一种高强混凝土组合式桥墩结构的施工方法，隔环带和内墩护脚可同时进行一体式的混凝土浇筑，混凝土强度不低于c60。

当基座为预制时，所述的一种高强混凝土组合式桥墩结构的施工方法的步骤(1)与(2)可同步进行；

实施例二

本实施例提供一种如图2所示的预制高强混凝土组合式桥墩结构。该预制高强混凝土组合式桥墩结构与实施例一的桥墩结构基本相同，相同部分此处不再赘述。本实施例与主要区别在于实施例一的桥墩的凸台7、护脚部分突出于基座9设置，而本实施例的桥墩在基座9上设置有凹槽13，凸台7、护脚部分设置于该凹槽13中。

本实施例的预制高强混凝土组合式桥墩结构使桥墩深入到基座内部，有利于减小组合式桥墩结构整体在纵向所占用的空间，同时使桥墩结构更加稳固。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。