[发明专利]跨海大桥预制桥墩与承台的榫头式连接方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种桥墩与承台的连接方法。

背景技术

跨海大桥的长度一般均在几公里以上、甚至几十公里，这就决定了跨海长桥必定由通航孔桥和大量的非通航孔桥组成。为尽量减少海上作业时间、保证海上施工的安全和质量，跨海长桥的非通航孔桥墩一般采用在岸上大型预制场预制、海上吊装就位并完成与承台连接的施工方式。其中，预制墩身与承台的连接是设计中的关键技术问题。

目前，预制墩身与承台的连接一般采用分别在承台顶部、预制墩身底部预留连接钢筋，墩身吊装就位后完成钢筋的现场焊接，浇注连接段混凝土的方法。这种连接方法存在如下一些不足：

(1)在受力方面，现浇混凝土连接段直接承受桥墩传递的上部结构荷载和墩身的自重荷载；在不平衡弯矩作用下，连接段内存在一个剪切滑移面，这部分结构是整个墩身受力的薄弱环节，

(2)在耐久性方面，跨海桥梁的桥墩和承台的连接部位处在浪溅区，在湍急的海流冲蚀及长年的海风吹袭作用下，将遭受比较强烈的腐蚀作用，现浇混凝土易开裂，存在安全隐患，

(3)在施工吊装方面，预制墩身一般采用短导向柱定位，海上作业环境较恶劣、风浪较大，重达上百吨的桥墩准确定位难度大，

(4)在施工操作方面，必须现场焊接连接段钢筋、现浇连接段混凝土，增加了海上作业量。

为解决预制墩身与承台连接部位存在的上述不足，目前也有一些有益的尝试，例如将预制墩身的底部做成裙状使其与承台直接接触等，但是这些措施均未能从实质上解决连接部位存在的问题。

发明内容

本发明的目的是针对上述现状，旨在提供一种稳定性能高，生产效率高的跨海大桥预制桥墩与承台的榫头式连接方法。

本发明目的的实现方式为，跨海大桥预制桥墩与承台的榫头式连接方法，其具体步骤如下：

1)在陆上预制场内预制墩身，并用运输驳拖至现场，

2)同时浇注承台与承台榫头混凝土，

3)在预制墩身下端与承台的连接缝隙处敷设墩脚密封条，利用海上浮吊将预制墩身吊装到承台上，并完成定位，

4)在墩身与承台榫头的连接缝隙处浇注微膨胀现浇缝混凝土，完成预制墩身与承台的连接。

本发明成功消除了传统连接中的剪切滑移面，提高了接头的耐久性能，改善了连接部位的受力状态。

采用本发明，桥墩与承台连接结构简洁、受力可靠、施工方便、操作简单，可以减少海上钢筋焊接及现浇混凝土的工作量，大大加快施工进度，节约施工成本，经济效益显著。

附图说明

图1是采用本发明的桥墩与承台连接状态图，

图2是图1的A-A向示图，

图3是图1的B-B向示图，

图4是采用本发明现浇缝混凝土放大示意图。

具体实施方式

本发明的具体步骤如下：

1)在陆上预制场内预制墩身3，并用运输驳拖至现场，

2)承台榫头是预制墩身与承台之间的传力结构，与承台一起浇注成型，其高度需根据墩身承担的荷载经过结构计算确定，其横断面尺寸与预制墩身横断面的内轮廓尺寸相似，以方便定位，

3)在预制墩身3下端与承台4的连接缝隙处敷设墩脚密封条5，利用海上浮吊将预制墩身吊装到承台上，并完成定位，

4)预制墩身3吊装就位后，在墩身与承台榫头的连接缝隙处浇注现浇缝混凝2，并振捣密实，完成如图1、2、3所示的预制墩身与承台的连接结构。

现浇缝混凝土2使预制墩身3和承台榫头1共同受力，传递上部结构荷载至承台。

参照图4，现浇缝混凝土2与预制墩身3连接部位设置预制墩身侧壁预留钢筋6，现浇缝混凝土2与承台榫头1连接部位设置榫头侧壁预留钢筋7。预留钢筋是为了保证荷载能够从墩身匀顺、有效地通过现浇混凝土缝，传递至承台榫头。预留钢筋的数量根据传递荷载的大小确定，当墩身结构承受的不平衡弯矩较小时，可不设置预留钢筋，同时减小现浇混凝土缝的宽度。

榫头内受力钢筋应与承台钢筋网同时绑扎，并与其连接成整体。

墩身侧壁预留钢筋6与榫头侧壁预留钢筋7应在水平面上予以交错布置，并保持一定间距，以确保预制墩身能够顺利吊装就位。

墩脚密封条5由预制墩身的自重将其压密，实现密封的目的。密封条应在预制墩身起吊前在承台上敷设就位。

采用本发明连接的传力路径是：

桥墩承受的荷载包括：上部结构传递下来的荷载、风荷载、水流冲击力、冰压力、船舶撞击力等。其荷载作用形式可归结为竖向力、水平力和不平衡弯矩。