墩台连接处嵌入式密封的装配式桥墩及施工方法与流程

1.本发明涉及桥梁施工领域，特别涉及墩台连接处嵌入式密封的装配式桥墩及施工方法。


背景技术：

2.随着社会进步及人民环保意识的提高，桥梁的施工环境越来越受到政府和人民的重视，尤其是城市核心桥梁，桥梁建设工期、施工噪声污染、保交压力等逐渐成为桥梁设计时必须放在首要考虑位置。预制装配式技术具有构件生产标准、现场安装快速便捷、施工节能环保优势，它可以减少对大气环境和交通道路影响提升品质和安全质量、文明施工水平，是我国桥梁行业的发展趋势。
3.相关技术中，在深水环境下传统桥梁施工需要施工栈道，成本高且工作量大，目前也逐渐采用预制装配式桥梁，采用装配式桥梁技术不需要建设施工栈道，降低了桥梁建造的难度及成本。
4.但是，装配式桥梁由于存在拼接缝，在海洋环境下容易被腐蚀，对桥梁的安全及寿命有很大影响。


技术实现要素：

5.本发明实施例提供墩台连接处嵌入式密封的装配式桥墩及施工方法，以解决相关技术中装配式桥梁在海洋环境下容易被腐蚀的问题。
6.第一方面，提供了一种墩台连接处嵌入式密封的装配式桥墩，其包括：承台，所述承台的顶部设有预留槽；预制墩身，所述预制墩身的底部插入所述预留槽中；所述预留槽中填充有高强无收缩灌浆料，以形成密封连接所述承台与所述预制墩身的第一密封体系。
7.一些实施例中，所述承台在所述预留槽区域预埋有第一预埋管；所述预制墩身预埋有第二预埋管；预应力装置，所述预应力装置穿过所述第一预埋管及所述第二预埋管，所述预应力装置将所述预制墩身压紧于所述承台。
8.一些实施例中，所述预应力装置包括固定端锚具，所述固定端锚具与所述第一预埋管之间密封连接。
9.一些实施例中，所述预应力装置为自锁式预应力体系。
10.一些实施例中，所述预制墩身的底部开设有凹槽，所述凹槽位于所述第二预埋管的下方，且所述凹槽与所述第二预埋管相连通，所述凹槽的内径大于所述第一预埋管的外径；当所述预制墩身安装于所述承台时，所述第一预埋管的顶部插入所述凹槽中，且所述凹槽上内壁高于所述第一预埋管的顶面。
11.一些实施例中，所述第一预埋管的顶面凸出所述预留槽的顶面；所述承台与所述预制墩身的接缝处设有密封圈，且所述密封圈套设于所述第一预埋管外，以形成密封连接所述承台与所述预制墩身的第二密封体系。
12.一些实施例中，所述预制墩身开设有减重孔，所述预留槽中设有与所述减重孔相
对应的限位凸起；当所述预制墩身的底部插入所述预留槽中时，所述限位凸起插入所述减重孔中。
13.第二方面，提供了一种施工方法，其包括以下步骤：将预制墩身的底部插入承台顶部的预留槽中；向预留槽中浇筑高强无收缩灌浆料，形成密封连接承台与预制墩身的第一密封体系。
14.一些实施例中，在向预留槽中浇筑高强无收缩灌浆料，形成密封连接承台与预制墩身的第一密封体系之前，还包括以下步骤：将预应力装置的预应力钢筋穿过第一预埋管及第二预埋管，以将所述预制墩身压紧于所述承台，其中，所述第一预埋管预埋于所述承台，所述第二预埋管预埋于预制墩身。
15.一些实施例中，在向预留槽中浇筑高强无收缩灌浆料，形成密封连接承台与预制墩身的第一密封体系之前，还包括以下步骤：将密封圈置于所述预留槽中，并将所述密封圈套于第一预埋管外，其中，所述第一预埋管预埋于预留槽对应的区域。
16.本发明提供的技术方案带来的有益效果包括：
17.本发明实施例提供了一种墩台连接处嵌入式密封的装配式桥墩及施工方法，通过在承台上设置预留槽，不仅可以供预制墩身插入实现预制墩身安装于承台上，并且可以容纳高强无收缩灌浆料，避免灌浆料流出。相比于将灌浆料浇筑在平面上，可以通过预留槽的深度控制灌浆料的厚度，提高对承台与预制墩身的密封效果。提高了装配式桥梁在海洋环境下的抗腐蚀性能。因此，可以通过在承台的顶部设置预留槽，在实现预制墩身安装的过程中，保证了高强度无收缩灌浆料的深度，提高了预制墩身与承台的密封效果。提高了装配式桥梁在海洋环境下的抗腐蚀性能。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本发明实施例提供的一种墩台连接处嵌入式密封的装配式桥墩的立体结构示意图；
20.图2为本发明实施例提供的承台的立体结构示意图；
21.图3为本发明实施例提供的墩身的立体剖视示意图；
22.图4为本发明实施例提供的预应力装置的结构示意图；
23.图5为本发明实施例提供的墩身承台连接位置的局部结构示意图。
24.图中：
25.1、承台；11、第一预埋管；12、预留槽；13、限位凸起；
26.2、预制墩身；21、第二预埋管；22、凹槽；23、减重孔；
27.3、预应力装置；31、固定端锚具；
28.4、密封圈。
具体实施方式
29.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.本发明实施例提供了墩台连接处嵌入式密封的装配式桥墩及施工方法，其能解决相关技术中装配式桥梁在海洋环境下容易被腐蚀的问题。
31.参见图1至图5所示，为本发明实施例提供的墩台连接处嵌入式密封的装配式桥墩，其可以包括：承台1，所述承台1的顶部设有预留槽12；预制墩身2，所述预制墩身2的底部插入所述预留槽12中；所述预留槽12中填充有高强无收缩灌浆料，以形成密封连接所述承台1与所述预制墩身2的第一密封体系。也就是说，通过将预制墩身2的底部插入承台1顶部的预留槽12中实现预制墩身2安装于承台1中，通过预留槽12明确了预制墩身2的安装位置，并且降低了预制墩身2安装于承台1的难度。通过向预留槽12中浇筑高强度无收缩灌浆料形成第一密封体系，设于预留槽12中的高强无收缩灌浆料可以将承台1与预制墩身2的连接处包裹，而非仅可以将端面连接。可以提高预制墩身2与承台1连接处的密封效果，提高装配式桥梁在海洋坏境下的抗腐蚀性能。其中灌浆材料为由高强胶结组分、矿物增强组分、膨胀组分、优选级配集料组分以及微量改性组分以适当比例在工厂预拌制成的一种粉状材料，施工现场只需要加水搅拌可成为高强无收缩灌浆料。通过将高强无收缩灌浆料浇筑与预留槽12中，可以通过预留槽12的侧壁提高高强无收缩灌浆料的深度，进而提高预制墩身2与承台1的连接强度。相比将承台1的顶面制成平面结构而言，灌注同体积的灌浆料时，预留槽12可以将灌浆料汇集起来形成更厚的密封结构。且可以避免灌浆料沿承台1的顶部平面流出，降低了灌浆料的损耗。
32.参见图2及图3所示，在一些可选的实施例中，所述承台1在所述预留槽12区域预埋有第一预埋管11；所述预制墩身2预埋有第二预埋管21；预应力装置3，所述预应力装置3穿过所述第一预埋管11及所述第二预埋管21，所述预应力装置3将所述预制墩身压紧于所述承台1。也就是说，通过预应力装置3可以将预制墩身2压紧在承台1上方，提高预制墩身2与承台1之间的连接强度，使预制墩身2的底部紧密固定于高强无收缩灌浆料形成的第一密封体系中，提高装配式桥梁的抗腐蚀性能。通过将预应力装置3穿过第一预埋管11与第二预埋管21中，降低了预应力装置腐蚀的风险。预应力装置3包括固定端锚具、张拉端锚具、波纹管及绞线，固定端锚具31设置于第一预埋管11底部，预埋固定端锚具31时要确保固定端锚具31的预埋深度满足锚具厂家提供的技术数据。本实施例中，第一预埋管11凸出预留槽12的高度减去预留槽12的深度为30～50mm，即第一预埋管11的顶面高于承台1的顶面30～50mm。
33.参见图4所示，在一些可选的实施例中，所述预应力装置3包括固定端锚具31，所述固定端锚具31与所述第一预埋管11之间密封连接。也就是说，通过将第一预埋管11与固定端锚具31密封连接，避免水汽接触预应力钢筋，本实施例中，第一预埋管11与固定端锚具31之间通过玻璃胶或热缩管密封。
34.优选的，所述预应力装置3为自锁式预应力体系。通过将预应力装置3设置为自锁式预应力体系，可以避免预应力连接所需的锚固端齿块，方便了桥墩施工。见图4所示，固定端锚具31套设于第一预埋管11的外部。
35.参见图3及图5所示，在一些可选的实施例中，所述预制墩身2的底部开设有凹槽22，所述凹槽22位于所述第二预埋管21的下方，且所述凹槽22与所述第二预埋管21相连通，所述凹槽22的内径大于所述第一预埋管11的外径；当所述预制墩身2安装于所述承台1时，所述第一预埋管11的顶部插入所述凹槽22中，且所述凹槽22上内壁高于所述第一预埋管11的顶面。也就是说，通过预制墩身2底部的凹槽22容纳第一预埋管11的顶部。通过将凹槽22的内径大于第一预埋管11的外径，可降低凹槽22套设于第一预埋管11外的难度。本实施例中，第一预埋管11的外径为8cm，凹槽22的内径为10cm。即凹槽22单边留有1cm的余量以避免加工误差及安装误差。
36.参见图2及图5所示，优选的，所述第一预埋管11的顶面凸出所述预留槽12的顶面；所述承台1与所述预制墩身2的接缝处设有密封圈4，且所述密封圈4套设于所述第一预埋管11外，以形成密封连接所述承台1与所述预制墩身2的第二密封体系。也就是说，通过设置于承台1与预制墩身2之间的密封圈4提高两者的密封程度。进一步对第一预埋管11密闭处理，提高桥梁的抗腐蚀能力。预应力装置3可以将预制墩身2压持在承台1上，实现对密封圈4的压紧。如果灌浆料开裂或者灌浆料内部的毛细通道形成后，处于压紧状态的密封圈4可以阻隔水汽进入波纹管内部，避免了预应力钢绞线的腐蚀。本实施例中，密封圈4位于预留槽12中。本实施例中，密封圈4为橡胶密封圈。本实施例中密封圈4粘接于预留槽12中。
37.参见图2、图3及图5所示，在一些可选的实施例中，所述预制墩身2开设有减重孔23，所述预留槽12中设有与所述减重孔23相对应的限位凸起13；当所述预制墩身2的底部插入所述预留槽12中时，所述限位凸起13插入所述减重孔23中。也就是说，通过在预制墩身2上设置减重孔23实现对预制墩身2的减重，方便装配，降低施工难度。通过设置限位凸起13，在安装预制墩身2时，限位凸起13会插入减重孔23中，保证预制墩身2的安装精度。且在预留槽12中设置限位凸起13，可以使灌注于预留槽12中的高强度无收缩灌浆料沿限位凸起13的侧壁与减重孔23的侧壁接触。降低了对高强度无收缩灌浆料的损耗。本实施例中，预制墩身2开设有两个减重孔23以形成左右对称的跑道环形结构，且在跑道环形结构的中央设置有连接筋将跑道环形结构的两侧连接。对称的结构可以使安装预制墩身2时有两个角度安装。在其它实施例中，预制墩身2也可以为非对称结构。
38.本发明实施例还提供了一种施工方法，其包括以下步骤：将预制墩身2的底部插入承台1顶部的预留槽12中；向预留槽12中浇筑高强无收缩灌浆料，形成密封连接承台1与预制墩身2的第一密封体系。通过插接的方式将预制墩身2安装于承台1的顶部，预留槽12可以作为预定位的结构，降低预制墩身2的安装难度。通过向预留槽12中灌注高强无收缩灌浆料，可以形成第一密封体系，使预制墩身2与承台1的连接处密封，提高装配式桥梁在海洋环境下的抗腐蚀效果。将高强无收缩灌浆料浇筑于预留槽12中，可以通过预留槽12的侧壁使同体积的高强无收缩灌浆料形成加厚的一层，进而可以形成包裹预制墩身2与承台1连接处的第一密封体系。相比在承台1的顶面浇筑高强无收缩灌浆料只可以在承台1的顶面形成薄薄的一层密封结构而言，预留槽12可以避免高强无收缩灌浆料沿承台1的顶面流出承台1而无法实现高强无收缩灌浆料累积。也就预留槽12可以汇集更深的高强无收缩灌浆料，提高了密封连接的效果。
39.优选的，在向预留槽12中浇筑高强无收缩灌浆料，形成密封连接承台1与预制墩身2的第一密封体系之前，所述施工方法还包括以下步骤：将预应力装置3的预应力钢筋穿过
第一预埋管11及第二预埋管21，以将所述预制墩身2压紧于所述承台1，其中，所述第一预埋管11预埋于所述承台1，所述第二预埋管21预埋于预制墩身2。也就是说，先通过预应力装置3将预制墩身2压紧于承台1后，再向预留槽12中浇筑高强无收缩灌浆料，形成第一密封体系。通过预应力装置3可以提高预制墩身2与承台1的连接强度。通过将预应力装置3穿过预埋设置的第一预埋管11及第二预埋管21，可以避免预应力装置3的预应力钢索暴露在外界。本实施例中，通过将第一预埋管11设置于预留槽12区域，可以通过高强无收缩灌浆料将第一预埋管11与第二预埋管21的连接处密封，进一步降低预应力装置3被腐蚀的风险。本实施例中，本实施例中，还包括浇筑承台1，承台钢筋绑扎，固定端锚具31安装，其中固定端锚具31与第一预埋管11的密封连接，墩身侧面模板和预留槽12孔模板的安装，混凝土浇筑和养护以及拆模。而预制墩身2可与承台1平行施工，预制墩身2的制作过程包括墩身钢筋绑扎，牛腿预埋件安装，第二预埋管21的安装，模板安装，混凝土浇筑和养护以及拆模。本实施例中，要求第一预埋管11的垂直度不小于h/1000且不大于3mm(h为波纹管长度)。其中预应力装置3通过张拉预应力钢筋将预制墩身2压紧于承台1，张紧预应力钢筋包括以下步骤：将预应力钢筋穿束；将预应力钢筋交叉对称张拉。通过将预应力钢筋交叉对称张拉可以使预应力钢筋受力更均匀。
40.优选的，在向预留槽12中浇筑高强无收缩灌浆料，形成密封连接承台1与预制墩身2的第一密封体系之前，所述施工方法还包括以下步骤：将密封圈4置于所述预留槽12中，并将所述密封圈4套于第一预埋管11外，其中，所述第一预埋管11预埋于预留槽12对应的区域。也就是，通过将密封圈4置于预留槽12中并套设于第一预埋管11外，实现对密封圈4的定位，通过将密封圈4设置于承台1与预制墩身2之间，对预应力装置3提供更好的防腐蚀效果。通过向预留槽12中灌注高强无收缩灌浆料，利用灌浆料连接承台1与预制墩身2，提高两者的连接强度，进一步避免水汽的侵入。提高预应力装置3的防腐蚀效果，提高桥梁的使用寿命。本实施例中，还可以通过起吊预制墩身2，以实现预制墩身2的安装，以便预制墩身2的底部嵌于预留槽12中，并将第一预埋管11插入预制墩身2的凹槽22中。安装过程中还可以利用三维千斤顶微调墩身的水平坐标及标高，其中，水平坐标与标高的调整可以交替进行。保证预制墩身2的位置精度，在灌浆料养护好后将千斤顶撤除并拆除钢牛腿。其中，密封圈4通过粘接的方式固定于预留槽12中。
41.本发明实施例提供的一种墩台连接处嵌入式密封的装配式桥墩及施工方法的原理为：
42.通过在承台1的顶部设置预留槽12，以供预制墩身2的底部插接，方便了预制墩身2的对准安装。通过高强无收缩灌浆料浇筑于预留槽12中实现连接预制墩身2与承台1，可以使高强无收缩灌浆料包裹在预制墩身2与承台1的连接处，相比在平面灌注高强无收缩灌浆料而言，可通过预留槽12的侧壁降低高强无收缩灌浆料沿承台1顶面流出的风险，可以快速的形成较厚的高强无收缩灌浆料层，提高装配式桥梁在海洋环境下的抗腐蚀效果。
43.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连
接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
44.需要说明的是，在本发明中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
45.以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。