一种预制节段拼装墩身结构及其施工方法与流程

1.本发明涉及高架桥墩身施工领域，具体涉及一种预制节段拼装墩身结构及其施工方法。


背景技术：

2.现有的高架桥梁墩柱的建造一般在高架桥墩身施工场地直接进行墩身的测量放样、立模拼装以及混凝土现浇养护工作；或是采用工厂预制、现场安装的预制节段拼装施工技术，预制节段拼装施工技术相对现浇墩身工艺具有施工效率高的优点。由于高架桥节段拼装桥墩剪切变形主要集中在墩底，特别是承台接缝处，并且高架桥节段拼装桥墩在安装时，是通过拼接钢板和螺栓一节节往上拼接，因此，容易导致工程完成后墩柱整体性和强度不够。


技术实现要素：

3.针对现有技术中存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种预制节段拼装墩身结构。本发明保证了墩柱整体性，提高了墩柱的强度，提高了工作效率。
4.为解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案实现：
5.一种预制节段拼装墩身结构，包括承台和盖梁，其特征在于：所述承台上方依次连接多节预制节段空心墩柱，顶部的预制节段空心墩柱的上方连接所述盖梁，所述承台、多节预制节段空心墩柱和盖梁的内部在竖向方向上连接有预应力钢绞线，预应力钢绞线的线身呈u型设置，两端与盖梁固定连接，底部第一节预制节段空心墩柱与承台之间浇筑有混凝土，底部第一节预制节段空心墩柱内灌注有混凝土。
6.进一步的：所述承台内部预埋有u型波纹管，盖梁和多节预制节段空心墩柱上均开设有第一预留孔，所述u型波纹管和第一预留孔形成u型通道，供预应力钢绞线贯穿设置。
7.进一步的：所述承台、多节预制节段空心墩柱、盖梁构成空心墩柱整体结构，空心墩柱整体结构每一侧的侧壁内部均设置有预应力钢绞线。
8.进一步的：相邻两节预制节段空心墩柱的连接面采用粘结剂连接，多节预制节段空心墩柱采用精轧螺纹钢连接，精轧螺纹钢的端部分别与承台和盖梁相连，多节预制节段空心墩柱上开设有供精轧螺纹钢穿过的第二预留孔。
9.进一步的：底部第二节预制节段空心墩柱的侧壁上开设有混凝土灌注孔。
10.本发明的第二个目的在于：提供一种预制节段拼装墩身结构的施工方法，其特征在于，预制好多节预制节段空心墩柱和盖梁，所述施工方法包括如下步骤：
11.s1、将在工厂预制好的多节预制节段空心墩柱和盖梁运输至施工现场，并在承台施工过程中预埋u型波纹管和第一节精轧螺纹钢，第一节精轧螺纹钢向承台上方伸出，伸出尺寸与单节预制节段空心墩柱的高度相匹配；
12.s2、承台施工完成后，在第一节精轧螺纹钢顶部通过连接套筒连接第二节精轧螺纹钢，第二节精轧螺纹钢的长度与单节预制节段空心墩柱的高度相匹配；在承台上部墩身
安装范围内的四个角处安装第一千斤顶，第一千斤顶顶部高出承台顶部一定高度；
13.s3、用吊车将底部第一节预制节段空心墩柱正对承台中部放样位置，使精轧螺纹钢穿过底部第一节预制节段空心墩柱的第二预留孔，缓慢下放底部第一节预制节段空心墩柱，使其底部的侧面与第一千斤顶顶部相接触，第一千斤顶将底部第一节预制节段空心墩柱夹紧定位在承台上方一定高度的位置，并在底部第一节预制节段空心墩柱和承台之间浇筑混凝土；
14.s4、在第二节精轧螺纹钢顶部通过连接套筒连接第三节精轧螺纹钢，在底部第一节预制节段空心墩柱上表面均匀涂刷粘结剂，将底部第二节预制节段空心墩柱穿过精轧螺纹钢下放至底部第一节预制节段空心墩柱顶部；
15.s5、重复步骤s4，直至最后一节预制节段空心墩柱完成安装，将所述盖梁吊装至多节预制节段空心墩柱的顶部，将精轧螺纹钢的端部与盖梁固定连接；
16.s6、将预应力钢绞线从盖梁顶面的第一预留孔穿入，预应力钢绞线向下依次穿过多节预制节段空心墩柱和u型波纹管后，在u型波纹管内转弯，并向上依次从u型波纹管的另一端和另一个第一预留孔穿出；
17.s7、对预应力钢绞线的两端采用液压千斤顶进行同步预应力张拉，过程中保持两端的伸长量基本一致，预应力张拉完成后，将预应力钢绞线的端部与盖梁固定连接，并立即对u型通道进行灌浆处理；
18.s8、灌浆处理完成后，通过底部第二节预制节段空心墩柱的混凝土灌注孔对底部第一节预制节段空心墩柱内部进行混凝土灌注。
19.进一步的：所述步骤s3中，在底部第一节预制节段空心墩柱的外壁面与承台之间安装墩柱底座模板，在墩柱底座模板的内部、底部第一节预制节段空心墩柱和承台之间浇筑混凝土后，拆除第一千斤顶和墩柱底座模板。
20.进一步的：所述步骤s6中，预应力张拉将按n1、n2和n3三个阶段依次进行，n1的张拉强度为15％
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20％，n2的张拉强度为75％，n3的张拉强度为100％。
21.本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
22.本发明采用工厂化生产的预制节段空心墩柱质量稳定，现场仅进行墩身安装施工，拼装施工速度快，节约工期，降低或避免工人长时间高空作业，降低施工安全风险。本发明墩柱底部预留一定高度的现浇混凝土底座，提高结构的整体耗能；本发明在底部第一节预制节段空心墩柱内部灌注一定高度的混凝土，抵抗墩柱底部剪力，增强结构稳定。
附图说明
23.图1是本发明的结构示意图；
24.图2是本发明底部第一节预制节段空心墩柱与承台相配合后的结构示意图；
25.图3是本发明第一预留孔和第二预留孔的结构示意图。
26.附图标记：1
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承台；2
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多节预制节段空心墩柱；3
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盖梁；4
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预应力钢绞线；5
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u型波纹管；6
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第一预留孔；7
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精轧螺纹钢；8
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第二预留孔；9
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混凝土灌注孔；10
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墩柱底座模板；11
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第一千斤顶；13
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底部第一节预制节段空心墩柱；14
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底部第二节预制节段空心墩柱；15
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顶部的预制节段空心墩柱。
具体实施方式
27.为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是应当理解，附图仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。
28.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
29.如图1至3所示，一种预制节段拼装墩身结构，包括承台1和盖梁3，所述承台1上方依次连接多节预制节段空心墩柱2，顶部的预制节段空心墩柱15的上方连接所述盖梁3，所述承台1、多节预制节段空心墩柱2和盖梁3的内部在竖向方向上连接有预应力钢绞线4，预应力钢绞线4的线身呈u型设置，两端与盖梁3固定连接，底部第一节预制节段空心墩柱13与承台1之间浇筑有混凝土，底部第一节预制节段空心墩柱13内灌注有混凝土。
30.所述承台1内部预埋有u型波纹管5，u型波纹管5的管身完全埋入承台1内，u型波纹管5两端的管口与承台1表面相持平，盖梁3和多节预制节段空心墩柱2上均开设有第一预留孔6，所述u型波纹管5和第一预留孔6形成u型通道，供预应力钢绞线4贯穿设置。
31.所述承台1、多节预制节段空心墩柱2、盖梁3构成空心墩柱整体结构，空心墩柱整体结构每一侧的侧壁内部均设置有预应力钢绞线4。在本实施例中，所述预应力钢绞线4是由31根钢绞线组成，每根钢绞线为7丝，每根钢绞线的截面积是15.2mm，采用标准强度fpk＝1860mpa高强度低松弛钢绞线，张拉控制应力0.77fpk，张拉控制力6206kn。
32.相邻两节预制节段空心墩柱的连接面采用粘结剂连接，多节预制节段空心墩柱2采用精轧螺纹钢7连接，精轧螺纹钢7的端部分别与承台1和盖梁3相连，多节预制节段空心墩柱2上开设有供精轧螺纹钢7穿过的第二预留孔8。精轧螺纹钢7的直径40mm，强度为1030mpa，张拉控制力为1036kn。
33.底部第二节预制节段空心墩柱14的侧壁上开设有混凝土灌注孔9。
34.本发明竖向采用预应力钢绞线4与精轧螺纹钢7形成整体预应力体系固定桥墩，其中精轧螺纹钢7兼具施工过程中的临时定位钢筋，并提供永久预应力，在保证满足结构要求的同时，方便了现场施工。
35.本发明还提供一种预制节段拼装墩身结构的施工方法，预制好多节预制节段空心墩柱2和盖梁3，所述施工方法包括如下步骤：
36.s1、将在工厂预制好的多节预制节段空心墩柱2和盖梁3运输至施工现场，并在承台1施工过程中预埋u型波纹管5和第一节精轧螺纹钢，第一节精轧螺纹钢向承台1上方伸出，伸出尺寸与单节预制节段空心墩柱的高度相匹配；
37.s2、承台1施工完成后，在第一节精轧螺纹钢顶部通过连接套筒连接第二节精轧螺纹钢，第二节精轧螺纹钢的长度与单节预制节段空心墩柱的高度相匹配；在承台1上部墩身安装范围内的四个角处安装第一千斤顶11，第一千斤顶11顶部高出承台1顶部一定高度在本实施例中，高度为25cm；
38.s3、用吊车将底部第一节预制节段空心墩柱13正对承台1中部放样位置，使精轧螺纹钢7穿过底部第一节预制节段空心墩柱13的第二预留孔8，缓慢下放底部第一节预制节段
空心墩柱13，使其底部的侧面与第一千斤顶11顶部相接触，第一千斤顶11将底部第一节预制节段空心墩柱13夹紧定位在承台1上方一定高度在本实施例中，高度为25cm的位置，并在底部第一节预制节段空心墩柱13和承台1之间浇筑混凝土；
39.s4、在第二节精轧螺纹钢顶部通过连接套筒连接第三节精轧螺纹钢7，在底部第一节预制节段空心墩柱13上表面均匀涂刷粘结剂在本实施例中，粘接剂采用环氧树脂粘接剂，且涂刷厚度为3mm，将底部第二节预制节段空心墩柱14穿过精轧螺纹钢7下放至底部第一节预制节段空心墩柱13顶部；
40.s5、重复步骤s4，直至最后一节预制节段空心墩柱完成安装，将所述盖梁3吊装至多节预制节段空心墩柱2的顶部，将精轧螺纹钢7的端部与盖梁3固定连接；
41.s6、将预应力钢绞线4从盖梁3顶面的第一预留孔6穿入，预应力钢绞线4向下依次穿过多节预制节段空心墩柱2和u型波纹管5后，在u型波纹管5内转弯，并向上依次从u型波纹管5的另一端和另一个第一预留孔6穿出；
42.s7、对预应力钢绞线4的两端采用液压千斤顶进行同步预应力张拉，过程中保持两端的伸长量基本一致，预应力张拉完成后，将预应力钢绞线4的端部与盖梁3固定连接，并立即对u型通道进行灌浆处理(即对精轧螺纹钢进行张拉，张拉完成后对u型管道进行灌浆处理)；
43.s8、灌浆处理完成后，通过底部第二节预制节段空心墩柱14的混凝土灌注孔9对底部第一节预制节段空心墩柱13内部进行混凝土在本实施例中，采用c30混凝土灌注。
44.所述步骤s3中，在底部第一节预制节段空心墩柱13的外壁面与承台1之间安装墩柱底座模板10，在墩柱底座模板10的内部、底部第一节预制节段空心墩柱13和承台11之间浇筑混凝土本实施例中，采用c40混凝土浇筑后，拆除第一千斤顶11和墩柱底座模板10。
45.所述步骤s4中，在底部第二节预制节段空心墩柱14吊装前，对底部第一节预制节段空心墩柱13顶面进行二次清理；将底部第二节预制节段空心墩柱14缓慢竖直下放至距底部第一节预制节段空心墩柱13顶部20cm左右时，对底部第一节预制节段空心墩柱13顶面进行二次清理。
46.所述步骤s7中，预应力张拉将按n1、n2和n3三个阶段依次进行，n1的张拉强度为15％
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20％，n2的张拉强度为75％，n3的张拉强度为100％。预应力张拉完成后，立即进行管道压浆，孔道压浆后至少养护五天。
47.所述步骤s7中，采用砂轮切割机切除预应力钢绞线4，切割完成后，按照设计要求安装封锚钢筋，封锚钢筋与盖梁3的钢筋焊接牢固，浇筑封锚端混凝土并养护。
48.所述步骤s1中，在承台1施工过程中，预埋的u型波纹管5管口用pe橡胶条填充，以防浇筑混凝土时漏浆，造成管道堵塞，承台1顶部预埋4根第一精轧螺纹钢7。多节预制节段空心墩柱2和盖梁3由平板运输车按装配顺序逐节拉运至施工现场，即根据预制节段空心墩柱的安装顺序倒序装车，对车辆或者预制节段空心墩柱进行编号，便于现场安装。由专用设备进行现场拼装的方法施工，可显著降低对施工场地周围正常交通及环境的影响。
49.依据本发明的描述及附图，本领域技术人员很容易制造或使用本发明的一种预制节段拼装墩身结构及其施工方法，并且能够产生本发明所记载的积极效果。
50.以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护
范围之内。