一种分层浇筑承台与预制墩柱连接构造及施工方法与流程

本发明涉及一种浇筑承台与预制墩柱连接构造及施工方法，具体涉及一种分层浇筑承台与预制墩柱连接构造及施工方法，属于桥梁工程技术领域。

背景技术：

现阶段，我国城市桥梁建造情况仍然是以现场浇筑和人工绑扎的下部结构为主，其中存在的弊端也逐渐显现出来，比如施工的时间较长、劳动力的需求过大，不仅会影响道路交通，还会对社会产生一定程度地影响，如噪声、粉尘和灯光等，都会对环境产生较大程度的干扰，因此无法符合文明施工的标准。除此之外，粗放式的施工使得整个行业都拥有较高的能耗，对城市施加了更大的压力，应当对上述的问题进行妥善地解决。随着城市的发展，城市桥梁实现装配化施工势在必行。

目前对于预制桥墩和承台的连接处理主要有以下几种思路：(1)灌浆套筒连接。承台伸出钢筋，套筒预埋在预制桥墩底，通过高强无收缩水泥灌浆料填充在钢筋与连接套筒间隙内，硬化后形成接头，桥墩和承台的接触面采用砂浆垫层或环氧连接剂。(2)预应力连接。在承台中预埋预应力筋，桥墩吊装时穿过承台伸出的预应力筋，在桥墩节段处或墩顶(盖梁顶)张拉预应力，实现预制桥墩与承台的连接。桥墩与承台接面采用联合环氧胶或砂浆垫层。(3)承插式连接。承插式的连接是将墩身在承台预留孔内进行插入，其长度通常为1.2～1.5倍的墩身截面，将砂浆在其底部铺设，使用混凝土(半干硬)对其周围进行填充。(4)湿接缝连接。湿接缝连接主要体现为承台及桥墩在预制时留出连接钢筋，构件间设置临时支撑及模板，构件伸出钢筋相互搭接，通过浇筑后浇段形成连接。

以上四种预制桥墩和承台的连接处理方式分别存在以下问题：

(1)灌浆套筒连接,此方法适用于城市高架桥等大规模同类型桥墩，其结构的主要特点是对施工的精度有较高的要求，现场施工周期短且工作量较小，但其抗震的能力仍需进一步研究，施工现场的容错率小，需要较大的施工精度。

(2)预应力筋一般采用的是精轧螺纹钢。此种连接在实际的工程当中广泛应用，其施工的技术、设计和计算分析都较为成熟。但墩身造价高，工艺较为复杂且周期长。

(3)承插式连接，优势是工序简单且作业量少，缺点是其力学行为不足，承台顶层受力钢筋不能连续，且抗震能力仍需研究。

(4)湿接缝连接，该结构主要适用于跨海大桥等大吨位桥墩，此结构的力学性能类似于现浇混凝土的传统方式，原理简单，湿接缝构造也是当前我国使用较为频繁的设计思路。但是湿接缝需要设支架和模板，施工周期加长，并增加作业量，从施工速度的层面考虑，该结构存在不足之处。

技术实现要素：

鉴于上述事实，本发明的目的是为了解决城市桥梁传统建设工艺带来的诸多不便，实现城市桥梁的全预制施工，在现有预制桥墩和承台的连接方式的基础上，提供了一种分层浇筑承台与预制墩柱连接构造及施工方法。安全性能高，连接可靠，几乎无额外占地，工艺简单，解决了预制墩柱与承台的连接难题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

方案一：一种分层浇筑承台与预制墩柱连接构造，包括承台底层，承台顶层，承台顶层主筋，承台箍筋，地脚螺栓，预制桥墩，预制桥墩主筋，预制墩头，桥墩箍筋，螺纹升降套管，螺母；

所述承台底层为现场浇筑成型，其内预埋承台底层主筋和地脚螺栓，承台底层与预制桥墩相对应的位置预留承台后浇槽，地脚螺栓位于承台后浇槽外围；

所述承台顶层内预埋承台顶层主筋、承台箍筋和螺纹升降套管，承台顶层主筋与承台底层主筋焊接在一起；

所述预制桥墩为工厂预制构件，预埋预制桥墩主筋，预制桥墩主筋向外伸出预制桥墩，桥墩箍筋固定在预制桥墩主筋上；所述桥墩箍筋及预制桥墩主筋伸出端放置在承台后浇槽内；

所述预制墩头对称卡装在预制桥墩底部，地脚螺栓的上端伸出螺纹升降套管，并通过螺母与预制墩头连接，所述地脚螺栓、预制墩头、螺纹升降套管和螺母构成地脚螺栓调节系统，用于调节预制桥墩的垂直度；地脚螺栓调节系统同时具有定位、调节垂直度和连接的作用；

所述预制墩头上开设有多个排气孔，排气孔位于承台后浇槽上方，对称设置的两个预制墩头之间设置浇筑槽口，浇筑槽口与承台后浇槽连通，承台后浇槽内浇筑细石混凝土或者uhpc。

进一步地：所述承台顶层的厚度为20～30cm。

进一步地：所述预制桥墩主筋向外伸出长度等于承台后浇槽深度，并满足锚固长度要求。

进一步地：所述承台后浇槽范围内承台顶层主筋和承台箍筋连接通过，承台顶层主筋和承台箍筋的平面位置避开预制桥墩主筋和地脚螺栓位置。

进一步地：所述承台后浇槽的深度为120～150cm，顶面尺寸比预制桥墩截面尺寸单边大10～15cm，底面尺寸与桥墩截面尺寸相对应，底面设10×10cm倒角。

进一步地：所述预制墩头为矩形件，沿预制桥墩的横桥向方向对称设置。

进一步地：所述预制墩头的截面尺寸大于预制桥墩截面尺寸，高度为30～50cm。满足稳定性要求。

进一步地：所述排气孔的数量为4个。

综合以上，本发明是在传统湿接缝连接与插槽式连接基础上进行改进并整合预制桥墩调节支撑系统，承台分层浇筑并在承台顶预留后浇槽，预制桥墩底伸出连接钢筋并设预制墩头，承台预埋地脚螺栓与预制墩头连接，通过浇筑承台后浇段实现预制桥墩与承台的连接，墩柱垂直度采用螺纹升降套管进行调整。安全性能高，连接可靠。几乎无额外占地，工艺简单。

方案二：一种分层浇筑承台与预制墩柱连接构造的施工方法，具体步骤为：

步骤一、施工桥梁桩基及承台垫层；

步骤二、安装承台底层主筋，承台顶层主筋不安装，浇筑承台底层，预留承台后浇槽，预埋桥墩箍筋和地脚螺栓，承台后浇槽范围承台箍筋连续通过；

步骤三、安装承台顶层主筋和螺纹升降套管，承台顶层主筋与承台底层主筋焊接；

步骤四、吊装预制桥墩，将预制墩头对称卡装在预制桥墩底部，地脚螺栓的上端伸出螺纹升降套管，并通过螺母与预制墩头临时固定，观测预制桥墩的垂直度；

步骤五、用螺纹升降套管调整预制桥墩的垂直度至满足要求，并用螺母固定就位；

步骤六、通过浇筑槽口用细石混凝土或uhpc浇筑承台后浇槽和承台顶层并养护；浇筑过程中气体由排气孔排出；

步骤七、完成预制桥墩与承台的连接。

进一步地：所述步骤二中的承台顶面处理平整。

进一步地：所述步骤四中的预制桥墩的预制桥墩主筋向外伸出长度等于步骤二中的承台后浇槽深度，并满足锚固长度要求。

进一步地：所述步骤二中的承台后浇槽范围内承台顶层主筋和承台箍筋连接通过，承台顶层主筋和承台箍筋的平面位置避开步骤四中预制桥墩的预制桥墩主筋和地脚螺栓位置。

进一步地：所述步骤二中，预留承台后浇槽的深度为120～150cm，顶面尺寸比预制桥墩截面尺寸单边大10～15cm，底面尺寸与桥墩截面尺寸相对应，底面设10×10cm倒角。

进一步地：所述步骤四中，预制墩头为矩形件，沿预制桥墩的横桥向方向对称设置，预制墩头的截面尺寸大于预制桥墩截面尺寸，高度为30～50cm。满足稳定性要求。

本发明所达到的效果为：

本发明是在传统湿接缝连接与插槽式连接基础上进行改进并整合预制桥墩调节支撑系统，承台分层浇筑并在承台顶预留后浇槽，预制桥墩底伸出连接钢筋并设预制墩头，承台预埋地脚螺栓与预制墩头连接，通过浇筑承台后浇段实现预制桥墩与承台的连接，墩柱垂直度采用螺纹升降套管进行调整。本发明解决了预制圆柱墩与承台的连接难题，也适用于预制矩形墩与承台的连接，具有原理简单、安全性能高、连接可靠、施工现场地面上无需单独立模及搭支架、占地少、几乎无额外占地，调节方便，占用吊装设备时间短、安装精度高等优点，特别适用于城市立交等装配式桥梁。

附图说明

图1为本发明的一种分层浇筑承台与预制墩柱连接构造的结构示意图；

图2为图1的a-a剖视图。

其中：

1-承台底层，2-承台后浇槽，3-承台顶层，4-承台顶层主筋，5-承台箍筋，6-地脚螺栓，7-预制桥墩，8-预制桥墩主筋，9-预制墩头，10-桥墩箍筋，11-排气孔，12-浇筑槽口，13-螺纹升降套管，14-螺母。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中，术语“上”、“下”、“内”、“中”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

此外，术语“设置”、“连接”、“固定”应做广义理解。例如，“连接”可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

下面根据附图详细阐述本发明优选的实施例。

实施例1：参见图1和图2，本实施例的一种分层浇筑承台与预制墩柱连接构造，包括承台底层1，承台顶层3，承台顶层主筋4，承台箍筋5，地脚螺栓6，预制桥墩7，预制桥墩主筋8，预制墩头9，桥墩箍筋10，螺纹升降套管13，螺母14；

所述承台底层1为现场浇筑成型，其内预埋承台底层主筋和地脚螺栓6，承台底层1与预制桥墩相对应的位置预留承台后浇槽2，承台后浇槽2的深度为120cm，顶面尺寸比预制桥墩截面尺寸单边大10cm，底面尺寸与桥墩截面尺寸相对应，底面设10×10cm倒角，地脚螺栓6位于承台后浇槽2外围；所述承台顶层3内预埋承台顶层主筋4、承台箍筋5和螺纹升降套管13，承台顶层3的厚度为20cm；承台顶层主筋4与承台底层主筋焊接在一起；

所述预制桥墩7为工厂预制构件，预埋预制桥墩主筋8，预制桥墩主筋8向外伸出预制桥墩7，桥墩箍筋10固定在预制桥墩主筋8上；所述桥墩箍筋10及预制桥墩主筋8伸出端放置在承台后浇槽2内，所述预制桥墩主筋8向外伸出长度等于承台后浇槽2深度，并满足锚固长度要求；承台后浇槽2范围内承台顶层主筋4和承台箍筋5连接通过，承台顶层主筋4和承台箍筋5的平面位置避开预制桥墩主筋8和地脚螺栓6位置；

所述预制墩头9为矩形件，沿预制桥墩7的横桥向方向对称设置，预制墩头9的截面尺寸大于预制桥墩7截面尺寸，高度为30cm，满足稳定性要求；地脚螺栓6的上端伸出螺纹升降套管13，并通过螺母14与预制墩头9连接，所述地脚螺栓6、预制墩头9、螺纹升降套管13和螺母14构成地脚螺栓调节系统，用于调节预制桥墩的垂直度；地脚螺栓调节系统同时具有定位、调节垂直度和连接的作用；所述预制墩头上开设有4个排气孔11，排气孔11位于承台后浇槽2上方，对称设置的两个预制墩头之间设置浇筑槽口12，浇筑槽口12与承台后浇槽2连通，承台后浇槽2内浇筑细石混凝土。

实施例2：参见图1和图2，本实施例的一种分层浇筑承台与预制墩柱连接构造，包括承台底层1，承台顶层3，承台顶层主筋4，承台箍筋5，地脚螺栓6，预制桥墩7，预制桥墩主筋8，预制墩头9，桥墩箍筋10，螺纹升降套管13，螺母14；

所述承台底层1为现场浇筑成型，其内预埋承台底层主筋和地脚螺栓6，承台底层1与预制桥墩相对应的位置预留承台后浇槽2，承台后浇槽2的深度为150cm，顶面尺寸比预制桥墩截面尺寸单边大15cm，底面尺寸与桥墩截面尺寸相对应，底面设10×10cm倒角，地脚螺栓6位于承台后浇槽2外围；所述承台顶层3内预埋承台顶层主筋4、承台箍筋5和螺纹升降套管13，承台顶层3的厚度为30cm；承台顶层主筋4与承台底层主筋焊接在一起；

所述预制桥墩7为工厂预制构件，预埋预制桥墩主筋8，预制桥墩主筋8向外伸出预制桥墩7，桥墩箍筋10固定在预制桥墩主筋8上；所述桥墩箍筋10及预制桥墩主筋8伸出端放置在承台后浇槽2内，所述预制桥墩主筋8向外伸出长度等于承台后浇槽2深度，并满足锚固长度要求；承台后浇槽2范围内承台顶层主筋4和承台箍筋5连接通过，承台顶层主筋4和承台箍筋5的平面位置避开预制桥墩主筋8和地脚螺栓6位置；

所述预制墩头9为矩形件，沿预制桥墩7的横桥向方向对称设置，预制墩头9的截面尺寸大于预制桥墩7截面尺寸，高度为50cm，满足稳定性要求；地脚螺栓6的上端伸出螺纹升降套管13，并通过螺母14与预制墩头9连接，所述地脚螺栓6、预制墩头9、螺纹升降套管13和螺母14构成地脚螺栓调节系统，用于调节预制桥墩的垂直度；地脚螺栓调节系统同时具有定位、调节垂直度和连接的作用；所述预制墩头上开设有4个排气孔11，排气孔11位于承台后浇槽2上方，对称设置的两个预制墩头之间设置浇筑槽口12，浇筑槽口12与承台后浇槽2连通，承台后浇槽2内浇筑uhpc。

实施例3：参见图1和图2，本实施例的一种分层浇筑承台与预制墩柱连接构造的施工方法，具体步骤为：

步骤一、施工桥梁桩基及承台垫层；

步骤二、安装承台底层主筋，承台顶层主筋4不安装，浇筑承台底层1，预留承台后浇槽2，预留承台后浇槽2的深度为120cm，顶面尺寸比预制桥墩截面尺寸单边大10cm，底面尺寸与桥墩截面尺寸相对应，底面设10×10cm倒角，预埋箍筋10和地脚螺栓6，承台后浇槽2范围承台箍筋5连续通过，承台顶面处理平整；承台顶层主筋4和承台箍筋5的平面位置避开步骤四中预制桥墩7的预制桥墩主筋8和地脚螺栓6位置；

步骤三、安装承台顶层主筋4和螺纹升降套管13，承台顶层主筋4与承台底层主筋焊接；

步骤四、吊装预制桥墩7，将预制墩头9对称卡装在预制桥墩7底部，预制墩头9为矩形件，沿预制桥墩的横桥向方向对称设置，预制墩头的截面尺寸大于预制桥墩截面尺寸，高度为30cm，地脚螺栓6的上端伸出螺纹升降套管13，并通过螺母14与预制墩头9临时固定，观测预制桥墩7的垂直度；

步骤五、用螺纹升降套管13调整预制桥墩7的垂直度至满足要求，并用螺母14固定就位；

步骤六、通过浇筑槽口用细石混凝土浇筑承台后浇槽2和承台顶层3并养护；浇筑过程中气体由排气孔排出；

步骤七、完成预制桥墩与承台的连接。

实施例4：参见图1和图2，本实施例的一种分层浇筑承台与预制墩柱连接构造的施工方法，具体步骤为：

步骤一、施工桥梁桩基及承台垫层；

步骤二、安装承台底层主筋，承台顶层主筋4不安装，浇筑承台底层1，预留承台后浇槽2，预留承台后浇槽2的深度为150cm，顶面尺寸比预制桥墩截面尺寸单边大15cm，底面尺寸与桥墩截面尺寸相对应，底面设10×10cm倒角，预埋箍筋10和地脚螺栓6，承台后浇槽2范围承台箍筋5连续通过，承台顶面处理平整；承台顶层主筋4和承台箍筋5的平面位置避开步骤四中预制桥墩7的预制桥墩主筋8和地脚螺栓6位置；

步骤三、安装承台顶层主筋4和螺纹升降套管13，承台顶层主筋4与承台底层主筋焊接；

步骤四、吊装预制桥墩7，将预制墩头9对称卡装在预制桥墩7底部，预制墩头9为矩形件，沿预制桥墩的横桥向方向对称设置，预制墩头的截面尺寸大于预制桥墩截面尺寸，高度为50cm，地脚螺栓6的上端伸出螺纹升降套管13，并通过螺母14与预制墩头9临时固定，观测预制桥墩7的垂直度；

步骤五、用螺纹升降套管13调整预制桥墩7的垂直度至满足要求，并用螺母14固定就位；

步骤六、通过浇筑槽口用uhpc浇筑承台后浇槽2和承台顶层3并养护；浇筑过程中气体由排气孔排出；

步骤七、完成预制桥墩与承台的连接。

上述实施例与现有湿接缝连接技术比较具有如下效果(参见表1)：

表1为效果对照表

以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照上述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。