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一种装配式梁桥预制桥墩与承台连接系统及其施工方法

2021-02-02 19:27:47

一种装配式梁桥预制桥墩与承台连接系统及其施工方法

  技术领域

  本申请涉及一种装配式梁桥预制桥墩与承台连接系统及其施工方法,属于道路、铁路或桥梁的建筑零件技术领域

  背景技术

  随着桥梁工业化的进一步推进,传统全部在现场浇筑的建造方式慢慢转变为一部分或大部分构件在工厂化预制,然后运至现场安装的建造方式,相较于传统施工方法,工业化生产方式首先有解决的是各预制构件之间的连接。在桥梁工业化进程中,上部结构较早于下部结构,目前所讲的桥梁工业化主要是指下部结构的工业化,即承台、桥墩和盖梁,而承台预制较少,主要还是现浇形式,一般承台与桥墩间主要按照拼装的方式进行连接。

  目前承台与预制桥墩间的连接形式主要采用套筒连接,这种拼装连接方法存在以下两方面的缺陷:

  一方面,套筒连接的拼装方式往往需要在承台与桥墩预制节段内预埋钢筋连接套筒,为了确保承台与桥墩预制间连接性能可靠,需要在承台或桥墩预制中预埋大量钢筋连接套筒,这样大大提高了制造桥墩立柱的成本。

  另一方面,预埋钢筋连接套筒的预制拼装方式对施工精度和灌浆质量要求较高,在拼装施工过程中对各部件之间的准确定位和灌浆均有严苛要求,同时套筒内的灌浆密实度很难检测,由此使得套筒连接方法在实际工程应用中受到一定的限制。

  发明内容

  有鉴于此,本申请首先提供一种装配式梁桥预制桥墩与承台连接系统,该系统克服了套筒连接系统所存在的问题,并以螺栓实现连接,具有结构简单、装配方便、实施过程速度快等优点。

  具体地,本申请是通过以下方案实现的:

  一种装配式梁桥预制桥墩与承台连接系统,包括预制桥墩、承台、钢构件、定位板、紧固件和环氧树脂,环氧树脂位于钢构件与定位板之间,紧固件贯穿钢构件和定位板,紧固件一端与承台固定,另一端与预制桥墩固定。

  本申请装配式梁桥预制桥墩与承台连接系统,在预制桥墩时将钢构件安装在预制桥墩的连接端;在浇筑承台时将紧固件先预埋在承台内,使紧固件一端与承台固定,同时,为保证位置准确,可采用定位板将紧固件进行固定,并保护好紧固件的另一端(也可称为连接端);预制桥墩安装前,先在承台的定位板上敷设环氧树脂层,然后采用紧固件四周连接,而承台与预制桥墩则借助于紧固件即可形成整体。钢构件安装在预制桥墩的连接端,并对钢构件外露部分进行防腐处理。在浇筑承台时将紧固件一端先预埋在承台内,用定位板将紧固件固定好,预埋深度和紧固件的数量,通过现有规范的计算方法确定。本申请连接系统结构简单、施工便捷,可实现装配式施工,避免了传统套筒连接所存在的浆料质量难控和灌浆密实度难以检测等缺陷。

  进一步的,作为优选:

  所述钢构件由螺栓盒、端板和连接板组成,端板位于预制桥墩朝向承台的一端(称为连接端),端板朝向预制桥墩的一侧固定有连接板和螺栓盒,螺栓盒密封,紧固件通过螺栓盒与预制桥墩连接,连接板与端板垂直,端板另一侧敷设环氧树脂层。更优选的,所述连接板上设有开孔,开孔中安装有加强筋。连接板设置若干个,开孔设置有若干个,以提高钢构件与预制桥墩的连接强度,具体根据桥梁桥墩所设计的承载能力,通过现有规范的计算方法确定。预制桥墩、承台、钢构件、定位板、紧固件、环氧树脂层以及螺栓盒的尺寸和构造布置,根据结构形式,通过现有规范计算确定。

  所述紧固件为螺栓,螺栓的螺杆固定在承台内,有丝一端作为连接端位于预制桥墩内。更优选的,所述螺栓有丝一端位于螺栓盒中,以便于螺母的安装。

  所述定位板上设置开孔,开孔沿定位板周边设置,紧固件四周连接,将承台与预制桥墩形成一体;开孔中装入钢筋作为加强筋,且开孔和加强筋均为多个;对应的,端板四周也预留孔洞,且孔洞为多个,具体根据桥梁桥墩所设计的承载能力,通过现有规范的计算方法确定。在预制桥墩安装前,先在承台的定位板上敷设环氧树脂层,然后采用紧固件四周连接,紧固件的预紧力大小根据现有规范确定。

  同时,本申请还提供了上述装配式梁桥预制桥墩与承台连接形式的施工方法,包括如下工艺步骤:

  1)、施工现场绑扎承台钢筋,安装定位板,预埋紧固件,浇筑承台混凝土,并养护至设计强度;

  2)、根据设计图纸加工钢构件,并对钢构件进行防腐处理,在预制桥墩时将其固定于预制桥墩内,螺栓盒和端板暴露在预制桥墩对接侧;

  3)、根据设计要求,在连接板的开孔中插入钢筋作为加强筋,待桥墩钢筋制作完成后,安装桥墩模板,浇筑桥墩混凝土,对桥墩进行养护,待混凝土板强度达到后,拆除桥墩模板体系;

  4)、将预制桥墩运至施工现场,在承台的定位板上敷设环氧树脂层;

  5)、吊装预制桥墩,安装到位后,通过预埋紧固件插入预留孔洞内,穿过端板,用预埋紧固件将预制桥墩与承台连接起来;

  6)、待紧固件连接牢固后,在暴露的紧固件上涂上黄油,封闭螺栓盒。

  与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:

  (1)施工方便,安装简单。采用本发明连接系统,与传统灌浆套筒连接相比,钢构件可以一次性与预制桥墩的钢筋骨架对接,速度快;预制桥墩运至施工现场,在承台的定位板上敷设环氧树脂层,吊装到位后,通过紧固件把两片预制桥墩相连接,操作简单,采用快速装配化施工,节约成本,减少现场灌浆湿作业工作,对周围环境污染小。

  (2)检测手段简单,质量便于控制。采用本发明连接系统,与传统灌浆套筒连接相比,减少灌浆的这道隐蔽作业环节,不需要对灌浆料的质量和灌浆的密实度进行检测,更能对连接节点的质量控制。

  (3)提高施工速度,节约施工成本。采用本发明连接系统,与传统灌浆套筒连接相比,大大减少了工程材料使用和施工作业环节,简化施工作业工序,加快了施工速度,节省施工成本。

  附图说明

  图1为本申请的连接结构平面布置图;

  图2是本申请中钢构件俯视图;

  图3是本申请中钢构件侧视图;

  图4是本申请中定位板俯视图。

  其中:1.预制桥墩;2.承台;3.钢构件;4.紧固件;5.环氧树脂层;6.螺栓盒;7.定位板;71.孔洞;8.端板;9.连接板;91.开孔。

  具体实施方式

  本实施例首先介绍一种装配式梁桥预制桥墩与承台连接系统,结合图1,包括预制桥墩1、承台2、钢构件3、定位板7、紧固件4和环氧树脂层5,环氧树脂层5位于钢构件3与定位板7之间,紧固件4贯穿钢构件3和定位板7,紧固件4一端与承台2固定,另一端与预制桥墩1固定。

  本实施例装配式梁桥预制桥墩与承台连接系统,在预制桥墩1时将钢构件3安装在预制桥墩1的连接端;在浇筑承台2时将紧固件4先预埋在承台2内,使紧固件4一端与承台2固定,同时,为保证位置准确,可采用定位板7将紧固件4进行固定,并保护好紧固件4的另一端(也可称为连接端);预制桥墩1安装前,先在承台2的定位板7上敷设环氧树脂层5,然后采用紧固件4四周连接,而承台2与预制桥墩1则借助于紧固件4即可形成整体。钢构件3安装在预制桥墩1的连接端,并对钢构件3外露部分进行防腐处理。在浇筑承台2时将紧固件4一端先预埋在承台2内,用定位板7将紧固件4固定好,预埋深度和紧固件4的数量,通过现有规范的计算方法确定。本申请连接系统结构简单、施工便捷,可实现装配式施工,避免了传统套筒连接所存在的浆料质量难控和灌浆密实度难以检测等缺陷。

  同时本申请还提供了一种装配式梁桥预制桥墩与承台连接系统的施工方法,包括如下工艺步骤:

  1)、施工现场绑扎承台2钢筋,安装定位板7,预埋紧固件4,浇筑承台2混凝土,并养护至设计强度;

  2)、根据设计图纸加工钢构件3,并对钢构件进行防腐处理,在预制桥墩时将其固定于预制桥墩1内,螺栓盒6和端板8暴露在预制桥墩1对接侧;

  3)、根据设计要求,结合图3,在连接板9的开孔91中插入钢筋(图中未显示),待桥墩钢筋制作完成后,安装桥墩模板,浇筑桥墩混凝土,对桥墩进行养护,待混凝土板强度达到后,拆除桥墩模板;

  4)、将预制桥墩1运至施工现场,在承台2的定位板7上敷设环氧树脂层5;

  5)、吊装预制桥墩1,安装到位后,通过预埋紧固件4插入预留孔洞71内,穿过端板8,用预埋紧固件4将预制桥墩1与承台2连接起来;

  6)、待紧固件4连接牢固后,在暴露的紧固件4上涂上黄油,封闭螺栓盒6。

  本实施例中,紧固件4强度等级、尺寸和位置的大小,通过现有规范确定。

  本实施例中,紧固件4布置数量结构,按现有规范计算确定。

  本实施例中,定位板7的厚度和类型根据设计需要算确定。

  本实施例中,连接板9的开孔数量根据设计需要算确定。

  采用上述工艺所获得的连接系统包括预制桥墩1、承台2、钢构件3、紧固件4、环氧树脂层5、螺栓盒6、定位板7、端板8以及连接板9的布置形式如图1所示。预制桥墩1为长方体,横截面为矩形,尺寸为1.2m×1.2m×5m,承台2为长方体,横截面为矩形,尺寸为3m×3m×2m,环氧树脂层5厚度为2mm,连接板9的厚度为20mm,定位板7和端板8厚度为25mm,结合图4,定位板7和端板8均可采用钢板,定位板7四周均匀预留孔洞71,紧固件4采用高强度螺栓。

  本实施例的预制桥墩1与承台2之间布置如图1所示,端板8预留孔洞具体坐标位置:在端板8四周,尺寸为比紧固件4的螺杆直径大2mm的圆孔,孔间净距为20mm,并沿端板8四周均匀布置,孔洞个数根据实际桥墩受力情况,通过设计计算得出。

  在预制桥墩1时将钢构件3安装在预制桥墩1的连接端;在浇筑承台2时将紧固件4的螺杆先预埋在承台2内,为了保证位置准确,用定位板7将预埋螺杆固定好,并保护好预埋螺杆的有丝连接端,便于螺母的安装;钢构件3由螺栓盒6、端板8和连接板7组成,制作预制桥墩1时,在连接板9的开孔91中插入钢筋,以提高钢构件3与预制桥墩1的连接强度,螺栓盒6要密封,不能灌入混凝土,便于紧固件4的安装;在预制桥墩1安装前,先在承台2的定位板7上敷设环氧树脂层5,然后采用紧固件4四周连接,将承台2与预制桥墩1形成整体。

  以上是本申请优选实施方式,在本发明构思前提下所做出若干其他简单替换和改动,都应当视为属于本发明的保护范畴。

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