[发明专利]桥梁预制混凝土墩柱与桥梁基础齿键承插结构及施工方法

说明书

桥梁预制混凝土墩柱与桥梁基础齿键承插结构及施工方法，该结构包括预制的墩柱和桥梁基础，墩柱包括墩柱外露端和墩柱嵌入端，桥梁基础顶面向下设置预留的承插槽，承插槽的形状与墩柱嵌入端的形状相匹配以使墩柱嵌入端能够嵌入承插槽内，墩柱嵌入端沿外壁一圈设置环形墩柱键槽，承插槽沿内壁一圈设置相对应的环形桥梁基础键槽，墩柱嵌入端嵌入承插槽后、墩柱嵌入端底面与承插槽底面间留有插槽底部间隙，端柱嵌入端的外壁与承插槽的内壁之间留有插槽间隙；插槽间隙内自顶部入口现浇灌注物在墩柱键槽与桥梁基础键槽内凝结为环形齿键。本发明可解决现有齿键承插结构多个齿键受力分布不均、灌浆料的密实度难以保证、注浆效率低的技术问题。

技术领域

本发明属于装配式桥梁技术领域，具体为桥梁预制混凝土墩柱与桥梁基础齿键承插结构及施工方法。

背景技术

目前桥梁预制墩柱与承台或扩大基础的连接主要有钢绞线连接、灌浆套筒钢筋连接、灌浆波纹管连接、现浇湿接头连接和承插式连接等形式。其中钢绞线连接多用于墩柱分节预制情况，预应力将墩柱节段串连起来；灌浆套筒钢筋连接是采用灌浆套筒连接墩柱钢筋，连接套筒预制在混凝土墩柱内部，通过套筒灌浆形成连接；灌浆波纹管连接是在预制墩柱上预留钢筋，在承台上预留波纹管钢筋孔，施工时将预留钢筋插入预留钢筋孔并进行孔道灌浆，形成连接，其实质是墩柱钢筋锚固到承台中；现浇湿接头连接在近海桥梁上利用比较多，在预制墩柱下端预留一段现浇段，和承台浇注为一体而形成连接；承插式连接是在承台上预留插槽，预制墩柱安装到插槽中，预制墩柱和插槽之间的缝隙用混凝土现浇，形成连接。

其中，灌浆套筒钢筋连接和灌浆波纹管连接目前国内仅大量应用在低震区，在高震区的应用还有待进一步验证。国外有相关资料显示，在高烈度地震区不建议采用灌浆套筒连接。且不论灌浆套筒还是灌浆波纹管连接，施工时均需将墩柱全断面的钢筋插入预留孔道，并逐孔灌浆，施工难度较大。

在上述现有的连接方式中，现浇湿接头连接和承插式连接的应用时间较久，但是这两种各自都有一定的局限性：现浇湿接头方法对墩柱吊装设备要求很高，且墩柱下段现浇混凝土量也比较大；承插式连接一般要求承台插槽深度不小于墩柱直径的2倍左右，这样就要求承台的厚度有所增加。

专利号为CN201510967124的名为“桥梁预制桥墩立柱与承台承插式连接结构及其拼装方法”的专利中，公开了一种承插式连接结构，其墩柱与承台插槽间的缝隙一般为2cm左右，缝隙中用灌浆料压浆，缝隙内设置多个深度方向的小齿键。然而，在地震力的作用下，由于多个齿键受力分布不均匀，易造成最上面的小齿键先形成破坏，之后剪力逐步下移，小齿键被逐个击破。另一方面，由于其缝隙较小，压浆或灌浆后易出现空腔，不能保证浆料饱满，即缝隙中灌浆料的密实度较难保证，密实度检测也较困难。由于墩柱与承台插槽间的缝隙小，无法直接从缝隙上方注浆，需要在承台上开设压浆通道，必然会对承台强度造成影响，且压浆作业效率低。

发明内容

为了克服上述技术的缺陷和不足，本发明提供一种桥梁预制混凝土墩柱与桥梁基础齿键承插结构及施工方法，解决现有齿键承插结构多个齿键受力分布不均、灌浆料的密实度难以保证、注浆效率低的技术问题。

本发明采用如下的技术手段：桥梁预制混凝土墩柱与桥梁基础齿键承插结构，包括预制的墩柱和桥梁基础，所述墩柱包括墩柱外露端和墩柱嵌入端，所述桥梁基础顶面向下设置预留的承插槽，所述承插槽的形状与所述墩柱嵌入端的形状相匹配以使所述墩柱嵌入端能够嵌入所述承插槽内，所述墩柱嵌入端沿外壁一圈设置一个内凹的环形墩柱键槽，所述承插槽沿内壁一圈设置一个相对应的内凹的环形桥梁基础键槽，所述墩柱嵌入端嵌入承插槽后、所述墩柱嵌入端底面与承插槽底面间留有插槽底部间隙，所述端柱嵌入端的外壁与所述承插槽的内壁之间留有插槽间隙，所述墩柱键槽与桥梁基础键槽相对应；所述插槽间隙内自顶部入口现浇灌注物，所述墩柱键槽与桥梁基础键槽内的灌注物凝结为环形齿键。

所述墩柱为同轴阶梯柱，所述墩柱的粗段为嵌入端、细段为外露端，所述墩柱侧壁内设置一圈贯通嵌入端的竖向主钢筋，所述主钢筋与墩柱键槽内凹侧壁的距离为2～4cm。