CN101831875A - 预应力混凝土圆柱式空心桥墩预制拼装工艺 - Google Patents

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周江
刘士林
赵永国
叶莉
岳振民
李雅娟
陈金涛
崔贵云
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Abstract

本发明涉及一种预应力混凝土圆柱式空心桥墩预制拼装工艺。传统工艺施工工期较长、就地现浇的施工受环境的影响较大、施工质量不易控制。本发明提供一种预应力混凝土圆柱式空心桥墩预制拼装工艺，主要包括准备预制组件、现场浇注承台、安装过渡段、安装标准段、安装墩顶段、张拉预应力粗钢筋并在张拉锚固施工槽处锚固、压浆、在墩顶段上端的预应力张拉锚固施工槽处浇注混凝土，对预应力粗钢筋的锚固端头进行封闭保护等十个步骤。本发明能大量节约建筑材料，充分发挥高强材料的作用，同时缩短了施工工期，利于质量控制，且施工效率高。

Description

预应力混凝土圆柱式空心桥墩预制拼装工艺
技术领域
本发明涉及公路桥梁桥墩的设计和施工技术领域，具体涉及等截面圆柱桥墩的设计和施工工艺，进一步涉及一种预应力混凝土圆柱式空心桥墩预制拼装工艺。
背景技术
目前，国内公路桥梁的圆柱式墩大多采用实心截面，材料采用普通钢筋混凝土，其施工工艺主要采用就地现浇的方法。这种传统工艺主要的缺点在于：施工工期较长、就地现浇的施工受环境的影响较大、施工质量不易控制。以城市桥梁为例，在完成基础施工后，在桥墩的后续施工中，各个工序均需在现场进行（绑扎钢筋、安置模板、浇注混凝土、拆模、养生等），在墩柱施工完成，混凝土达到一定强度后，方可进行上部结构的施工，这对工期要求较高的项目是一个制约；同时，由于现场浇注施工需要占用较大的场地，这种工艺流程对日益拥挤的城市交通体系是一个非常不利的影响。再以海上桥梁施工为例，如果采用现场浇注的施工方法，对临时施工平台、便桥的投入将非常大；同时由于受潮汐、台风的影响，现场浇注对工期控制也是不利的。
基于以上原因，目前在海上桥梁施工中，已经开始采用预制拼装技术，目前常用的工艺是这样的：在预制件的接头处预留钢筋，将预制件吊装到位后，采用焊接等方法使钢筋连接，然后现场浇注混凝土湿接头。这种方法的优点是采用了预制拼装这种能提高海上桥梁施工质量和缩短施工工期的先进工艺，但是这种工艺在预制件的接头处采用的仍然是传统的湿接头工法——现场焊接预留钢筋、浇注接头混凝土。这种施工方法在现场焊接和浇注接头混凝土的过程中仍然需要搭设相应的施工平台，并在施工后仍要对后浇注的混凝土结构进行一定时间的养护，不利于混凝土质量控制和提高施工效率及缩短工期。
发明内容
本发明要提供一种预应力混凝土圆柱式空心桥墩预制拼装工艺，以克服现有技术存在的不利于质量控制、施工效率低和工期长的问题。
一种预应力混凝土圆柱式空心桥墩预制拼装工艺，依次包括下述步骤：
一、准备预制组件：
Figure 429401DEST_PATH_IMAGE001
截面为圆形的空心墩柱：包括过渡段和标准段两种，其中过渡段的一端上设置有安装台阶，标准段的两端均设置有安装台阶；
Figure 697572DEST_PATH_IMAGE002
实心的墩顶段，墩顶段下端设置有可与标准段上安装台阶嵌套配合的安装台阶，上端的外圈上设置有环形的预应力张拉锚固施工槽；
所说的空心墩柱的环形壁内纵向设置有上下贯通的预留孔，墩顶段相应位置也设置有纵向的上下贯通的预留孔，所述预留孔在空心墩柱和墩顶段的环形截面上均布设置；所说标准段中预留孔的一端设置有连接器预留槽；
二、现场浇注承台，在承台上施工好环形的预留槽，在承台内预埋好预应力粗钢筋；
三、安装过渡段：使过渡段的安装台阶一端向上，预应力粗钢筋穿入过渡段1环形壁内的预留孔，过渡段的下端设置于预留槽内，并对预留槽与过渡段根部侧壁之间的缝隙用水泥砂浆填充；
四、在标准段中连接器预留槽的对应位置处，用连接器连接预应力粗钢筋；
五、安装标准段：将预应力粗钢筋穿入标准段环形壁内的预留孔，标准段下端的安装台阶与过渡段上端的安装台阶嵌套配合；
六、重复“步骤四和五”，直至安装完所有标准段；
七、安装墩顶段：预应力粗钢筋穿入墩顶段内的预留孔，墩顶段下端的安装台阶与标准段上端的安装台阶嵌套配合；
八、张拉预应力粗钢筋并在张拉锚固施工槽处锚固；
九、压浆；
十、在墩顶段上端的预应力张拉锚固施工槽处浇注混凝土，对预应力粗钢筋的锚固端头进行封闭保护。
上述标准段有多种长度供选择，使用中可根据需要组合使用。
近年来，随着材料科学的不断发展和桥梁设计技术的进步，桥墩结构向着轻型、高强和快速施工的方向发展，本发明的设计理念就是将桥墩墩身分解成若干轻型部件，在工厂或预制厂集中预制，再运往现场拼接成桥墩。与现有技术相比，本发明的优点是：
1、节约建筑材料：在满足结构受力的前提下，可以减少混凝土材料的使用量，以120cm直径的空心圆柱墩为例，如果采用30cm的壁厚，截面混凝土的用量相比实心截面可以减少约25%，同时由于墩身自重的减轻，可以减少下部桩基的工程量，不失为一种低碳的结构设计。
2、充分发挥高强材料的作用：墩身可采用较高等级的混凝土材料，由于采用了工场预制的构件制作方式，混凝土材料强度的保证率高；同时因为采用了预应力粗钢筋，亦可为墩身提供较高等级的承载力，加之墩身存在预压力，减少了墩身裂缝的发生，提高了结构的耐久性。
3、缩短施工工期：由于采用了工场预制的工艺，可以在施工下部基桩的时候，同时进行桥墩的预制，在基桩施工完毕后，可在最短时间内完成桥墩的施工，为上部的施工节约宝贵的时间。这对于地处繁忙交通状况下的城市桥梁施工具有非常显著的经济和社会效益。同样对于受海浪和天气影响的海上桥梁施工来说，这种施工工艺无疑具有明显的优势。
4、利于质量控制：按照传统的现场浇注施工工艺进行桥墩施工时，需要在施工现场进行绑扎钢筋、安置模板、浇注混凝土、拆模、养生等工序，而现场浇注施工的质量往往受外界环境的影响较大，同时由于施工人员数量较多，施工场地规模大，加之人员施工水平良莠不齐，造成现场施工管理和质量检验的工作较为繁重，施工质量控制的难度大。工场预制的工艺则完全可以克服上述缺点，由于采用了集中预制、工厂化生产的模式，从施工机具、材料、人员、工艺等均可严格按照统一的质量管理体系来控制，可以显著地提高工程质量。
5、施工效率高：在传统的现场浇注施工过程中，桥墩的施工一般要在桩基的施工完成后，才能开始进行，时间上的先后顺序决定了二者不能同时进行，这必然造成工期的延长和施工效率的降低。工场预制的工艺则可以避免这种情况：由于在施工桩基时，同时可以开始桥墩的预制工作，在基桩施工完成后，可在较短时间完成桥墩的施工，为上部施工创造了有利条件，节约了工期，提高了施工效率。
附图说明
图1是本发明的装配结构示意图；
图2是图1的A-A剖视图；
图3是墩顶段的结构示意图；
图4是标准段的结构示意图；
图5是带有安装台阶的结构段断面示意图。
附图标记说明如下：
1-过渡段，2-标准段，3-墩顶段，4-预留孔，5-预应力粗钢筋，6-承台，7-预留槽，8-安装台阶，9-连接器预留槽，10-预应力张拉锚固施工槽。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明进行详细地说明。
参见图1～图5，一种预应力混凝土圆柱式空心桥墩预制拼装工艺，依次包括下述步骤：
一、准备预制组件：
Figure 752115DEST_PATH_IMAGE001
截面为圆形的空心墩柱：包括过渡段1和标准段2两种，其中过渡段1的一端上设置有安装台阶8，标准段2的两端均设置有安装台阶8；实心的墩顶段3，墩顶段3下端设置有可与标准段2上安装台阶嵌套配合的安装台阶，上端的外圈上设置有环形的预应力张拉锚固施工槽10；
所说的空心墩柱的环形壁内纵向设置有上下贯通的预留孔4，墩顶段相应位置也设置有纵向的上下贯通的预留孔4，所述预留孔4在空心墩柱和墩顶段3的环形截面上均布设置；所说标准段2中预留孔4的一端设置有连接器预留槽9（用来容纳比预应力粗钢筋外径稍大的连接器）；
二、现场浇注承台6，在承台6上施工好环形的预留槽7，在承台6内预埋好预应力粗钢筋；
三、安装过渡段：使过渡段1的安装台阶8一端向上，预应力粗钢筋5穿入过渡段1环形壁内的预留孔4，过渡段1的下端设置于预留槽7内，并对预留槽7与过渡段1根部侧壁之间的缝隙用水泥砂浆填充；
四、在标准段2中连接器预留槽9的对应位置处，用连接器连接预应力粗钢筋；
五、安装标准段2：将预应力粗钢筋5穿入标准段2环形壁内的预留孔4，标准段2下端的安装台阶与过渡段1上端的安装台阶嵌套配合；
六、重复“步骤四和五”，直至安装完所有标准段；
七、安装墩顶段3：预应力粗钢筋5穿入墩顶段3内的预留孔4，墩顶段3下端的安装台阶与标准段2上端的安装台阶嵌套配合；
八、张拉预应力粗钢筋并在张拉锚固施工槽10处锚固；
九、压浆；
十、在墩顶段3上端的预应力张拉锚固施工槽10处浇注混凝土，对预应力粗钢筋5的锚固端头进行封闭保护。

Claims (2)

1.一种预应力混凝土圆柱式空心桥墩预制拼装工艺，依次包括下述步骤：
一、准备预制组件：
Figure 995709DEST_PATH_IMAGE001
截面为圆形的空心墩柱：包括过渡段（1）和标准段（2）两种，其中过渡段（1）的一端上设置有安装台阶（8），标准段（2）的两端均设置有安装台阶（8）；实心的墩顶段（3），墩顶段（3）下端设置有可与标准段（2）上安装台阶嵌套配合的安装台阶，上端的外圈上设置有环形的预应力张拉锚固施工槽（10）；
所说的空心墩柱的环形壁内纵向设置有上下贯通的预留孔（4），墩顶段相应位置也设置有纵向的上下贯通的预留孔（4），所述预留孔（4）在空心墩柱和墩顶段（3）的环形截面上均布设置；所说标准段（2）中预留孔（4）的一端设置有连接器预留槽（9）；
二、现场浇注承台（6），在承台（6）上施工好环形的预留槽（7），在承台（6）内预埋好预应力粗钢筋；
三、安装过渡段：使过渡段（1）的安装台阶（8）一端向上，预应力粗钢筋（5）穿入过渡段（1）环形壁内的预留孔（4），过渡段（1）的下端设置于预留槽（7）内，并对预留槽（7）与过渡段（1）根部侧壁之间的缝隙用水泥砂浆填充；
四、在标准段（2）中连接器预留槽（9）的对应位置处，用连接器连接预应力粗钢筋；
五、安装标准段（2）：将预应力粗钢筋（5）穿入标准段（2）环形壁内的预留孔（4），标准段（2）下端的安装台阶与过渡段（1）上端的安装台阶嵌套配合；
六、重复“步骤四和五”，直至安装完所有标准段；
七、安装墩顶段（3）：预应力粗钢筋（5）穿入墩顶段（3）内的预留孔（4），墩顶段（3）下端的安装台阶与标准段（2）上端的安装台阶嵌套配合；
八、张拉预应力粗钢筋并在张拉锚固施工槽（10）处锚固；
九、压浆；
十、在墩顶段（3）上端的预应力张拉锚固施工槽（10）处浇注混凝土，对预应力粗钢筋（5）的锚固端头进行封闭保护。
2.根据权利要求1所述的预应力混凝土圆柱式空心桥墩预制拼装工艺，其特征在于：所述的标准段（2）有多种长度供选择，使用中可根据需要组合使用。
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