[发明专利]预应力混凝土圆柱式空心桥墩预制拼装工艺

说明书

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：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；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。