基于钢筋搭接的湿接缝预制装配式桥墩的制作方法及桥墩

1.本发明涉及桥梁工程技术领域，具体为一种基于钢筋搭接的湿接缝预制装配式桥墩的制作方法及桥墩。


背景技术：

2.采用现浇施工方法对桥墩进行施工，对现场的环境污染大，施工噪音大且施工工期长；这就导致施工效率低并且施工质量难以得到保证。将桥墩在工厂进行预制生产可以大幅提升桥墩的制作水平与施工质量，缩短施工周期，提高施工效率，并且施工精度高，但现阶段装配式桥墩对现场吊装的精度要求高。而这种桥墩新型连接构造技术对于现场的吊装技术要求大大降低，将成为桥墩建造技术领域新的发展趋势。
3.装配式桥墩连接构造形式对于桥墩在现场拼装的过程中有着很大的影响。装配还是桥墩与承台的连接是该装配式工艺的重点和难点。


技术实现要素：

4.本发明旨在提供一种基于钢筋搭接的湿接缝预制装配式桥墩的制作方法及桥墩，采用榫卯结构方案起到降低传统装配高精度要求的效果，同时在桥墩塑性铰区域通过浇筑超高性能混凝土(uhpc)以起到提高桥墩延性抗震设计的功能，提升桥梁震后可修复性。将在桥梁工程下部结构的预制拼装技术领域具有广泛应用的前景。通过在预制拼装桥墩、盖梁与承台引入榫卯结构，避免传统施工拼装中承台预埋钢筋与桥墩立柱预留灌浆套筒对准存在的精度要求，降低了装配的精度以及对施工的要求，引入超高性能混凝土(uhpc)用以提高预制装配式桥墩塑性铰区域的抗裂性能与延性性能。可以广泛应用于桥梁下部结构预制拼装建设中。
5.为实现上述的一种基于钢筋搭接的新型湿接缝预制装配式桥墩的目的，本发明提供如下技术方案：一种基于钢筋搭接的新型湿接缝预制装配式桥墩的制作方法，包括：s1：提供墩柱与承台，所述墩柱包括主体部、设于主体部底部的塑性铰核心区及设于塑性铰核心区底部的榫芯，所述主体部顶部设有后浇带，所述主体部底部设有多个立柱纵筋，多个所述立柱纵筋围绕所述塑性铰核心区，所述主体部顶部设有多个立柱顶部竖向钢筋，所述立柱顶部竖向钢筋穿过所述后浇带；所述承台设有插槽，所述承台穿设有竖向连接钢筋；将榫芯插入插槽并将立柱纵筋与竖向连接钢筋搭接；s2：围绕塑性铰核心区搭设模板并浇筑高性能混凝土，形成墩底塑性铰区扩大uhpc柱脚，墩底塑性铰区扩大uhpc柱脚围绕所述塑性铰核心区；s3：提供盖梁，盖梁底部设有后浇带及与后浇带连通的灌浆孔道，灌浆孔道延伸至盖梁顶部，盖梁底部后浇带设有竖向钢筋；将盖梁底部的竖向钢筋与立柱顶部竖向钢筋搭接，通过灌浆孔道向盖梁底部后浇带与立柱顶部后浇带进行灌注高性能混凝土，形成墩顶后浇uhpc核心混凝土。
6.进一步的，所述主体部的横截面面积大于所述塑性铰核心区的横截面面积，所述
塑性铰核心区的横截面面积大于所述榫芯的横截面面积。
7.进一步的，所述墩底塑性铰区扩大uhpc柱脚两端分别连接所述主体部及所述承台。
8.进一步的，所述墩底塑性铰区扩大uhpc柱脚的横截面面积大于所述主体部的横截面面积。
9.本发明还提供一种通过基于钢筋搭接的新型湿接缝预制装配式桥墩的制作方法制作的桥墩，包括：承台，顶部设有插槽及多个围绕所述插槽设置的竖向连接钢筋；墩柱，包括主体部、设于主体部底部的塑性铰核心区及设于塑性铰核心区底部的榫芯，所述主体部顶部设有后浇带，所述主体部底部设有多个立柱纵筋，多个所述立柱纵筋围绕所述塑性铰核心区，所述主体部顶部设有多个立柱顶部竖向钢筋，所述立柱顶部竖向钢筋穿过所述后浇带；所述榫芯插入所述插槽，多个所述立柱纵筋分别与多个竖向连接钢筋搭接；墩底塑性铰区扩大uhpc柱脚，围绕所述塑性铰核心区，多个所述立柱纵筋分别与多个竖向连接钢筋于所述墩底塑性铰区扩大uhpc柱脚内搭接；盖梁，底部设有后浇带，后浇带内设有多个竖向钢筋，盖梁底部的后浇带与主体部顶部的后浇带相适配，多个竖向钢筋分别与多个立柱顶部竖向钢筋搭接；墩顶后浇uhpc核心混凝土，填充于主体部的后浇带及盖梁的后浇带。
10.进一步的，所述主体部的横截面面积大于所述塑性铰核心区的横截面面积，所述塑性铰核心区的横截面面积大于所述榫芯的横截面面积。
11.进一步的，所述墩底塑性铰区扩大uhpc柱脚两端分别连接所述主体部及所述承台。
12.进一步的，所述墩底塑性铰区扩大uhpc柱脚的横截面面积大于所述主体部的横截面面积。
13.与现有技术相比，本发明提供了一种基于钢筋搭接的新型湿接缝预制装配式桥墩，具备以下有益效果：1、本一种基于钢筋搭接的新型湿接缝预制装配式桥墩，通过带有榫芯槽孔的结构可以降低预制桥墩在现场装配时的；连接精度要求的，提高装配式桥墩的装配效率。
14.2、本一种基于钢筋搭接的新型湿接缝预制装配式桥墩，通过将高性能混凝土材料(uhpc)应用于立柱与承台、盖梁连接结构中，利用(uhpc)这种材料的高的抗裂性能与抗压抗拉强度，提升预制拼装桥墩的抗裂性与承载能力。
附图说明
15.图1为本发明一种基于钢筋搭接的湿接缝预制装配式桥墩的整体结构及分解示意图；图2为本发明带有竖向钢筋的底承台示意图；图3为本发明带榫芯及顶部后浇带的墩柱示意图；图4为本发明墩柱的另一角度的示意图；图5为本发明带有竖向钢筋和后浇带的盖梁示意图；
图6为本发明带有竖向钢筋和后浇带的盖梁的另一角度的示意图；图7为本发明桥墩另一角度的示意图以示出后浇超高性能混凝土(uhpc)；图8为本发明桥墩在浇筑超高性能混凝土(uhpc)前的装配示意图；图中：包括1、承台；2、墩柱；3、盖梁；4、后浇uhpc混凝土；5、竖向连接钢筋；6、立柱顶部竖向钢筋；7、盖梁竖向钢筋；8、立柱纵筋；101、承台；102承台竖向连接钢筋；103、插槽；201、主体部；202、榫芯；203、立柱顶部竖向钢筋；204、立柱顶部后浇带；301、盖梁主体；302、灌浆孔道；303、盖梁底部竖向钢筋；304、盖梁底部后浇带；401、墩底塑性铰区扩大uhpc柱脚；402、墩顶后浇uhpc核心混凝土。
具体实施方式
16.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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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。
17.请参阅图1-7，本实施例提供一种基于钢筋搭接的新型湿接缝预制装配式桥墩的制作方法，包括：s1：提供墩柱2与承台1，所述墩柱2包括主体部201、设于主体部201底部的塑性铰核心区及设于塑性铰核心区底部的榫芯202，所述主体部201顶部设有后浇带204，所述主体部201底部设有多个立柱纵筋8，多个所述立柱纵筋8围绕所述塑性铰核心区，所述主体部201顶部设有多个立柱顶部竖向钢筋203，所述立柱顶部竖向钢筋203穿过所述后浇带204；所述承台1设有插槽103，所述承台1穿设有承台竖向连接钢筋102；将榫芯202插入插槽103并将立柱纵筋8与承台竖向连接钢筋102搭接；s2：围绕塑性铰核心区搭设模板并浇筑高性能混凝土，形成墩底塑性铰区扩大uhpc柱脚401，墩底塑性铰区扩大uhpc柱脚401围绕所述塑性铰核心区；s3：提供盖梁3，盖梁3底部设有后浇带304及与后浇带304连通的灌浆孔道302，灌浆孔道302延伸至盖梁3顶部，盖梁3底部后浇带304设有竖向钢筋；将盖梁3底部的竖向钢筋与立柱顶部竖向钢筋203搭接，通过灌浆孔道302向盖梁3底部后浇带304与立柱顶部后浇带204进行灌注高性能混凝土，形成墩顶后浇uhpc核心混凝土402。
18.进一步的，所述主体部201的横截面面积大于所述塑性铰核心区的横截面面积，所述塑性铰核心区的横截面面积大于所述榫芯202的横截面面积。
19.进一步的，所述墩底塑性铰区扩大uhpc柱脚401两端分别连接所述主体部201及所述承台1。
20.进一步的，所述墩底塑性铰区扩大uhpc柱脚401的横截面面积大于所述主体部201的横截面面积。
21.本发明还提供一种通过基于钢筋搭接的新型湿接缝预制装配式桥墩的制作方法制作的桥墩，包括：承台1，顶部设有插槽103及多个围绕所述插槽103设置的承台竖向连接钢筋102；墩柱2，包括主体部201、设于主体部201底部的塑性铰核心区及设于塑性铰核心区底部的榫芯202，所述主体部201顶部设有后浇带204，所述主体部201底部设有多个立柱纵
筋8，多个所述立柱纵筋8围绕所述塑性铰核心区，所述主体部201顶部设有多个立柱顶部竖向钢筋203，所述立柱顶部竖向钢筋203穿过所述后浇带204；所述榫芯202插入所述插槽103，多个所述立柱纵筋8分别与多个承台竖向连接钢筋102搭接；墩底塑性铰区扩大uhpc柱脚401，围绕所述塑性铰核心区，多个所述立柱纵筋8分别与多个承台竖向连接钢筋102于所述墩底塑性铰区扩大uhpc柱脚401内搭接；盖梁3，底部设有后浇带304，后浇带304内设有多个竖向钢筋，盖梁3底部的后浇带304与主体部201顶部的后浇带204相适配，多个竖向钢筋分别与多个立柱顶部竖向钢筋203搭接；墩顶后浇uhpc核心混凝土402，填充于主体部201的后浇带204及盖梁3的后浇带304。
22.进一步的，所述主体部201的横截面面积大于所述塑性铰核心区的横截面面积，所述塑性铰核心区的横截面面积大于所述榫芯202的横截面面积。
23.进一步的，所述墩底塑性铰区扩大uhpc柱脚401两端分别连接所述主体部201及所述承台1。墩底塑性铰区扩大uhpc柱脚将墩柱与承台2结合成整体。
24.进一步的，所述墩底塑性铰区扩大uhpc柱脚401的横截面面积大于所述主体部201的横截面面积。
25.盖梁3底部的后浇带304与主体部201顶部的后浇带204相适配是指盖梁3底部的后浇带304与主体部201顶部的后浇带204大小形状相匹配，且相连通形成一更大的空间。在向盖梁3底部的后浇带304与主体部201顶部的后浇带204浇筑uhpc混凝土形成墩顶后浇uhpc核心混凝土402将盖梁3与墩柱结合成整体。
26.进一步的，灌浆孔道302为预留波纹管孔道。
27.本实施例中，墩柱2为长方体，塑性铰核心区、榫芯202均为长方体。墩底塑性铰区扩大uhpc柱脚401为中空的长方体结构，墩顶后浇uhpc核心混凝土402为实心的长方体。可以理解，在其他实施例中，此种构造同样适用于圆柱形墩柱以及其他类似桥墩墩柱。
28.本实施例中，所述的墩柱柱脚外包部分与盖梁与墩柱后浇带浇筑部分均采用超高性能混凝土(uhpc)作为基底材料，盖梁、承台与墩柱的其余部分均采用普通混凝土作为基底材料；本发明的工作使用流程以及安装方法为，本发明为一种基于钢筋搭接的新型湿接缝预制装配式桥墩：在使用时，通过榫芯与插槽的榫卯结构，有效降低了装配式桥墩在拼装时的精度要求；通过后期浇筑补强，可以提高预制桥墩的整体性，增强桥墩的抗侧倾能力，通过将超高性能混凝土材料(uhpc)应用于预制桥墩拼装连接中，利用uhpc这种材料的高的抗裂性能与抗压抗拉强度，提升预制桥墩的抗裂性与承载能力。
29.与传统承插式相比，新型构造将预制墩柱榫芯插入承台预留孔内或承台榫芯插入墩柱预留孔内，并在连接处用超高性能混凝土材料(uhpc)进行浇筑完成连接。
30.同时，通过从承台中预留竖向钢筋，用以连接预制桥墩与盖梁，增加桥墩的整体性、抗侧倾的能力以及抗震性能。通过盖梁中预留波纹管灌浆孔道将桥墩立柱中预留的空腔采用uhpc进行灌注，将预留的竖向钢筋进行连接。
31.此外，超高性能混凝土(uhpc)具有较高的强度以及延性，能够提高预制桥墩在塑性铰区的抗裂性能以及耐损伤性能，将这种材料用于节段预制桥墩的薄弱部位，对于提高
桥墩的抗震性能具有很好的帮助。
32.需要说明的是，在本文中，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”、
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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。
33.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。