[发明专利]一种预制拼装桥墩节段连接的构造和作法

摘要

本发明公开了一种预制拼装桥墩节段连接的构造和作法，属于桥梁工程领域。该连接构造为基于超高性能混凝土(UHPC)、内套连接钢管和高强螺栓连接的预制拼装钢管混凝土桥墩。该连接构造包括承台、预埋节段、预制钢管混凝土节段、内套连接钢管和盖梁。预制钢管混凝土节段和预埋节段的外部均为预制钢管节段。预制钢管混凝土节段中填充混凝土为部分填充，预制钢管混凝土节段的两端预留高度为内套连接钢管的一半。连接中将超高性能混凝土UHPC应用于预制桥墩节段之间，充分利用了超高性能混凝土UHPC卓越的抗压和抗拉性能，从而解决了预制桥墩节段连接薄弱的问题。

主权项

1.一种预制拼装桥墩节段连接构造的作法，实现该作法的连接构造为基于超高性能混凝土(UHPC)(9)、内套连接钢管(11)和高强螺栓(6)连接的预制拼装钢管混凝土桥墩；该连接构造包括承台(3)、预埋节段(7)、预制钢管混凝土节段(2)、内套连接钢管(11)和盖梁(1)；预制钢管混凝土节段(2)和预埋节段(7)的外部均为预制管节段(12)；预埋节段(7)埋置在承台(3)和盖梁(1)中，承台(3)和盖梁(1)通过预埋节段(7)与桥墩墩身中的预制钢管混凝土节段(2)连接；预制钢管混凝土节段(2)之间以及预制钢管混凝土节段(2)与预埋节段(7)之间通过现浇UHPC接头连接，现浇UHPC接头包括内套连接钢管(11)、超高性能混凝土(UHPC)(9)和高强螺栓(6)，内套连接钢管(11)设置在预制管节段(12)内，内套连接钢管(11)的内部填充有超高性能混凝土(UHPC)(9)，内套连接钢管(11)与预制管节段(12)之间通过高强螺栓(6)进行紧固连接；为保证预埋节段(7)与承台(3)以及预埋节段(7)与和盖梁(1)之间的可靠连接，在预埋节段(7)端部焊接有端板(5)，端板(5)和预埋节段(7)的预制管节段(12)之间焊接有加劲肋(8)，端板(5)四周安装有锚栓(4)；预制拼装桥墩的墩身由多节预制钢管混凝土节段(2)组成，预制钢管混凝土节段(2)由预制管节段(12)、填充混凝土(10)、预埋PVC管(13)、UHPC浇筑入口(15)和UHPC浇筑出口(14)组成，填充混凝土(10)设置在预制管节段(12)中；为保证现浇UHPC接头的顺利浇筑，采用不含粗骨料的超高性能混凝土(UHPC)(9)，且在填充混凝土(10)中预埋PVC管(13)，同时在填充混凝土(10)的端部设置UHPC浇筑入口(15)和UHPC浇筑出口(14)，UHPC浇筑入口(15)和UHPC浇筑出口(14)的直径取决于现浇UHPC接头中的超高性能混凝土(UHPC)(9)的浇筑量；其特征在于：步骤一：在工厂中制备预埋节段(7)，预制钢管混凝土节段(2)和内套连接钢管(11)，具体步骤如下：1)首先将钢板切割成目标尺寸后在对应位置处开出螺栓孔(16)和UHPC浇筑入口(15)、UHPC浇筑出口(14)；2)预埋节段(7)由预制管节段(12)、端板(5)、加劲肋(8)、锚栓(4)组成；预制管节段(12)由钢板焊接得到；将预制管节段(12)焊接至端板(5)，预制管节段(12)和端板(5)四周焊接加劲肋(8)；端板(5)四周开有螺栓孔，将锚栓(4)连接在端板(5)上；将预埋节段(7)埋置于承台中，预埋节段(7)上部出露高度为内套连接钢管(11)长度的一半；3)预制钢管混凝土节段(2)由预制管节段(12)、填充混凝土(10)、预埋PVC管(13)、UHPC浇筑入口(15)、UHPC浇筑出口(14)组成；制作时首先将预埋PVC管(13)插入UHPC浇筑入口(15)和UHPC浇筑出口(14)，并用密封材料将PVC管内部端口密封，防止混凝土灌入PVC管内；同时在PVC管和钢管连接处用密封材料密封，防止浇筑时混凝土浆液外泄；浇筑时将一钢棒插入PVC管作为支撑，避免浇筑混凝土时PVC管发生位置偏离；填充混凝土(10)两端的模板应做成锯齿状；4)制作内套连接钢管(11)时，先在钢板螺栓孔处点焊上螺帽(17)；为了便于连接，内套连接钢管(11)的外径应比预制钢管混凝土节段(2)的内径小1‑2mm；内套连接钢管(11)的长度根据塑性铰计算公式得到，或取内套连接钢管(11)长度等于桥墩宽度或桥墩直径；5)将内套连接钢管(11)插入预制钢管混凝土节段(2)的一端并用高强螺栓(6)连接；步骤二：预制节段桥墩现场拼装，流程如下：1)将含有预埋节段(7)的混凝土承台(3)吊装至设计位置并固定；2)将预制钢管混凝土节段(2)吊起，未安装内套连接钢管(11)的一端朝下；然后将底节内套连接钢管(11)插入预制钢管混凝土节段(2)下端，用高强螺栓将二者连接；3)向内套连接钢管(11)中浇筑超高性能混凝土(UHPC)(9)；浇筑时超高性能混凝土从UHPC浇筑入口(15)灌入，当混凝土浆液从UHPC浇筑出口(14)溢出时浇筑完成；浇筑完成后用密封材料将浇筑出入口密封；4)重复步骤二中的2)和3)完成整个桥墩的拼装。