[发明专利]一种基于UHPC接缝的预制拼装桥墩结构及施工方法

说明书

本发明提供一种基于UHPC接缝的预制拼装桥墩结构及施工方法，预制拼装桥墩结构包括预制墩柱和UHPC接缝，预制墩柱包括第一预制墩柱和第二预制墩柱，两个预制墩柱形状为倒L型，在其水平部分端面设置有剪力键，剪力键设置在截面中部，在其水平部分分别设有第一预埋钢筋和第二预埋钢筋，第一预埋钢筋和第二预埋钢筋布置在端面四周，伸出端面一定长度，相互交错布置，且在截面横向每列相互错开；在第一预制墩柱和第二预制墩柱中间浇筑UHPC接缝，完成拼装施工。该连接结构帽梁与墩柱间拼接处受力牢靠、拼装精度要求低、施工速度快、施工质量高，解决单个帽梁尺寸大、重量重，运输、吊装困难等问题，为帽梁和墩柱间提供一种新型高效拼装方案。

技术领域

本发明涉及桥梁建造领域，尤其涉及一种基于UHPC接缝的预制拼装桥墩结构及施工方法。

背景技术

桥梁工程节段预制拼装建造作为未来智能建造主要发展方向之一，其预制节段间的安全、快速拼装成为研究热点。框架式门型墩广泛应用于铁路、城市轨道交通、公路、市政等工程中，其基本形式由墩柱和帽梁组成，一般将其划分为墩柱节段、帽梁节段，在工厂内进行预制，现场拼装时先将墩柱节段和基础进行拼装，再将帽梁节段与墩柱节段进行拼装，形成整体结构。墩柱节段和基础之间、帽梁节段与墩柱节段之间常用的连接形式为套筒灌浆连接、波纹管连接等。

常用的上述连接形式存在以下问题：

1.帽梁节段与墩柱节段间存在两个拼接缝，施工时需要先将墩柱预留钢筋一一插入帽梁中的套筒或者波纹管，进行坐浆法安装，再进行套筒或者波纹管灌浆，工序较多。

2.存在较多的钢筋接头，钢筋与套筒或波纹管间一一对孔穿入精度要求高，控制难度大，特别是帽梁需要在两个墩柱上同时安装，其水平度、高程控制难度大，当帽梁需要姿态调整时较为困难。

3.帽梁和墩柱间存在较多的钢筋接头，且需逐一进行灌浆，施工速度慢。

4.帽梁因上部需要布置支座，尺寸大、重量重，造成单个帽梁的运输、吊装难度增大。

超高性能混凝土(UHPC)作为一种具有超高的力学性能和超高的耐久性能的水泥基复合材料，成为工程研究和应用热点。因此，研发一种基于UHPC接缝的预制拼装桥墩结构及施工方法是个亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种基于UHPC接缝的预制拼装桥墩结构及施工方法，本连接结构通过将部分帽梁与墩柱共同预制，形成倒L型墩柱节段，再将两个倒L型墩柱节段通过UHPC相连，完成拼装施工。该连接结构中帽梁与墩柱间拼接处受力牢靠、拼装精度要求低、施工速度快、施工质量高，解决单个帽梁尺寸大、重量重，运输、吊装困难等问题，为帽梁和墩柱间提供一种新型高效拼装方案。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种基于UHPC接缝的预制拼装桥墩结构，包括预制墩柱和UHPC接缝，所述预制墩柱包括第一预制墩柱和第二预制墩柱，所述第一预制墩柱和第二预制墩柱的形状为倒L型，所述第一预制墩柱和第二预制墩柱的开口向内相对设置，在所述第一预制墩柱和第二预制墩柱的水平部分相对的端面上设置有剪力键，在所述第一预制墩柱的水平部分设有第一预埋钢筋，在所述第二预制墩柱的水平部分设有第二预埋钢筋，所述第一预制墩柱和第二预制墩柱通过UHPC接缝连接，所述第一预埋钢筋和第二预埋钢筋分别伸出各自端面一定长度在UHPC接缝内相互搭接，使预埋钢筋间相互搭接传力，在所述第一预埋钢筋和第二预埋钢筋的周圈设有箍筋，两个预制墩柱就位后，用箍筋绑扎住预埋钢筋，增强结构抗扭能力。

进一步的，在所述第一预制墩柱和第二预制墩柱上预埋螺栓，第一预制墩柱和第二预制墩柱拼装完成后通过螺栓将定型模板固定在这两个预制墩柱上。

进一步的，在所述第一预制墩柱和第二预制墩柱的水平部分端面的两侧面和底面设置外护板，两个预制墩柱的外护板预留25cm的间隙，从节段顶部浇筑UHPC接缝时，对间隙进行塞缝处理，可利用外护板作为施工模板，从而可不设置定型模板。