一种多尺度桥墩轻量化预制装配式建造方法与流程

本发明涉及装配式桥梁下部结构，特别是山地城市或山区受地形起伏导致桥墩尺度变化大，标准程度低，大型桥墩实现轻量化预制装配式建造的方法。

背景技术：

1、山地城市或山区桥梁受地形起伏，桥墩尺寸变化大，构件体量大、建设周期长，在城市中还存在与市政道路、市政管网等基础设施同步推进的情况，压缩城市道路通行空间，增大了城市道路拥堵状况。过去山地城市或山区高架桥梁通常采用现浇作业方式，其作业环境较差、材料利用率低，资源浪费较多，还存在机械设备生产率低，劳动力投入大，不符合我国桥梁领域绿色发展的要求。传统现浇结构施工时自下而上分步实施，且其桥梁结构形式根据建设场地条件和单个项目标准确定，导致模板支架需专门定制，通用性较低。

2、根据国家提出建筑行业高质量发展的要求，工厂预制、机械吊装的工业化建造是一个很好的模式，其具有施工效率高、质量可靠、节能环保、改善作业环境等特点，其社会综合效益高，有利于促进山地城市或山区桥梁装配式建造的快速发展。

3、近年来，在建筑工业化、智能化蓬勃发展的背景下，桥梁智能建造持续发展。重庆等山地城市相续应用了节段预制拼装、整孔预制吊装和纵向分块预制拼装等多种装配式建造方案，其中节段预制拼装、整孔预制吊装的装配式建造方案均需专用架设设备对装配式构件进行安装，不利于装配式建筑的推广，虽然纵向分块预制拼装的装配式建造方案克服了这一缺点，但该装配式建造方案存在各分块预制构件之间的连接依靠现浇湿接头，整孔拼装的现场作业时间较长等缺陷。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供山地城市或山区多尺度桥墩轻量化预制装配式建造方法。

2、本发明的目的通过以下技术方案来实现：山地城市或山区多尺度桥墩轻量化预制装配式建造方法，包括预制工序、装配工序和后浇工序；

3、预制工序包括墩柱预制和盖梁预制，墩柱由两个u形薄壁墩组成，u形薄壁墩采用平卧预制，将两个u形薄壁墩相对拼装成矩形空心结构；

4、装配工序包括以下步骤：第一步，利用螺栓和锚固钢筋将墩柱锁定在承台上，形成常规的法兰连接，并对管道进行压力注浆将管道填充密实；第二步，将盖梁吊装在墩柱的顶部，且墩顶预留钢筋直接插入预制空心盖梁体内；

5、后浇工序包括对墩柱底部与承台的界面及连接螺栓位置进行砼封闭，然后在墩柱底部内腔进行混凝土浇筑施工，浇筑高度控制1～2m，最后对盖梁后浇混凝土核心体进行二次浇筑，将预埋钢筋埋入二次浇筑的混凝土内。

6、盖梁包括预制薄壁外壳、后浇混凝土核心体、波形芯模和整体钢筋骨架笼，预制薄壁外壳为组装或预制形成顶面开口的空心箱体，整体钢筋骨架笼由框架主筋、箍筋、斜筋、骨架构造筋、连接构造筋组成且呈立体网状结构，在预制薄壁外壳时，整体钢筋骨架笼与薄壁外壳预制浇筑为一体，形成盖梁的预制部分，波形芯模的形状与预制薄壁外壳的空腔相匹配，波形芯模位于整体钢筋骨架笼内，波形芯模的侧壁上开设有对应的穿孔，穿孔内穿设有连接构造筋，且连接构造筋一端埋设于预制薄壁外壳内，另一端埋设于后浇混凝土核心体内，后浇混凝土核心体浇筑在预制薄壁外壳的空腔内，后浇混凝土核心体将预制薄壁外壳内腔填充密实并与预制薄壁外壳顶面齐平。

7、盖梁在预制时，先将整体钢筋骨架笼捆扎好，然后在整体钢筋骨架笼内用开口形波形板或闭口波形板组装波形芯模，然后在波形芯模上穿设连接构造筋，然后再在整体钢筋骨架笼外侧搭建外模板，外模板搭建好后，外模板与波形芯模之间则形成薄壁空腔，往薄壁空腔内浇筑混凝土，便形成了预制薄壁外壳。

8、盖梁在与预制时，先将整体钢筋骨架笼捆扎好，然后在整体钢筋骨架笼内用开口形波形板或闭口波形板组装波形芯模，然后在波形芯模上穿设连接构造筋，然后再在整体钢筋骨架笼外侧搭建外模板，外模板搭建好后，外模板与波形芯模之间则形成薄壁空腔，往薄壁空腔内浇筑混凝土，便形成了预制薄壁外壳。

9、墩柱的两u形薄壁墩的u形开口相对设置，两u形薄壁墩的侧壁为连接臂，两对应连接臂通过后浇混凝土连接，且两对应连接臂的拼接面贴合，连接臂的接触区域为台阶结构，两对应台阶结构组成凹槽，后浇混凝土将对应凹槽填满，连接臂上预埋有若干第一预埋箍筋和若干第二预埋箍筋，若干第一预埋箍筋纵向间隔设置和若干第二预埋箍筋均纵向间隔设置，且第一预埋钢筋与对应的第二预埋钢筋紧密贴合，且在连接臂顶部的投影面上，第一预埋箍筋与第二预埋箍筋垂直，第一预埋箍筋的一个边角位于台阶结构内，第二预埋箍筋的两个边角位于u形薄壁墩的内侧。

10、后浇混凝土内埋设有若干第二箍筋，若干第二箍筋纵向间隔设置，且若干第二箍筋位于凹槽的外侧，后浇混凝土内埋设有若干第一箍筋，若干第一箍筋纵向间隔设置，且部分第一箍筋位于凹槽内。

11、后浇混凝土内还纵向埋设有纵向连接筋，在连接臂顶部的投影面上，第一预埋箍筋和第一箍筋的交汇处通过纵向连接筋连接，第二预埋箍筋和第二箍筋的交汇处通过纵向连接筋连接。

12、墩柱的两u形薄壁墩的u形开口相对设置，且墩柱还包括：紧固孔，开设于u型薄壁墩内壁；连接孔，开设于两个u型薄壁墩接触面；弧形通道，开设于u型薄壁墩内，且将紧固孔、连接孔相连通；弧形紧固件，弧形紧固件穿设在弧形通道内；其中，两个u型薄壁墩的接触面处均开设有槽体；在弧形紧固件两端部分别位于相邻两个u型薄壁墩的紧固孔外侧时，两个相对设置的u型薄壁墩紧密贴合。

13、装配工序具体包括以下步骤：

14、施工准备：提前做承台和构件安装准备，主要为定位放线、安置调平钢板、清洁、砌筑座浆挡沿；

15、试吊：吊车就位，运输车辆就位，然后进行试吊；

16、墩柱吊装：墩柱在空中翻转，翻转完毕后，由双机抬吊转换为单机吊装；

17、预安装墩柱：墩柱预埋孔道与承台预埋钢筋的对位，然后将墩柱预安装在承台上，使得预埋钢筋穿过预埋孔道；

18、墩柱座浆：墩柱预安装到位后，提升墩柱，使得墩柱距离承台顶面的间距在45cm～55cm，铺设座浆料，厚度为1.8cm～2.2cm，座浆料高出承台预埋钢板，开始座浆；

19、墩柱锁紧：座浆完成后，调整墩柱与承台连接钢筋位置，使预埋钢筋位于预埋孔道中心，并锁紧，扭力值控制为270n.m～280n.m；

20、盖梁预安装：安装盖梁吊具，提升盖梁至墩柱顶面上方，将盖梁预留孔道和墩柱预留钢筋对位，将墩顶预留钢筋直接插入预制空心盖梁体内，完成盖梁预装；

21、盖梁座浆：盖梁预安装到位后，提升盖梁，使得盖梁距离墩柱顶面的间距在45cm～55cm，铺设座浆料，厚度为1.8cm～2.2cm，座浆料高出墩柱顶面预埋钢板，开始座浆；

22、墩柱压力注浆：盖梁安装到位后，对墩柱预留管道压浆。

23、后浇工序具体包括以下步骤：墩柱底部与承台的界面及连接螺栓位置进行砼封闭，然后在墩柱底部内腔进行混凝土浇筑施工，浇筑高度控制1～2m，最后对盖梁后浇混凝土核心体进行二次浇筑，将预埋钢筋埋入二次浇筑的混凝土内。

24、本发明具有以下优点：

25、1、本发明的墩柱由两个u形薄壁墩组成，u形薄壁墩采用平卧预制，解决了山地城市或山区高架桥墩高度、尺寸变化大、常规预制方法难以在同一生产线上生产的难题；

26、2、墩柱底部与承台采用法兰连接，决轨道交通墩底水平推力大、现有连接方案可靠性尚无充分验证的问题；

27、3、盖梁为组合装配式盖梁，解决大型盖梁自重大，运架难，工期长的难题，首次实现大型盖梁带钢筋笼整体空心预制，在预制时，全部钢筋在工厂整体加工，预制构件减轻重量60％以上，便于运输安装，二次浇筑时，浇筑效率高，两小时内就可完成，且无需模板和支架；

28、4、材料常规化、工艺通用化、构件轻量化、设备常规化，解决山地城市或山区桥墩尺寸多样化，构件非标准化，克服运架设备难以规模化作业、工程投资高，广泛推行装配建造难的问题，其中，采用汽车吊装；座浆采用常规材料铺设，质量可肉眼观察；管道采用注浆机压入，其密实性可肉眼观察；大型构件空心化，实现运架减重，现场无模化浇筑。