申请/专利权人：西南交通大学

申请日：2019-07-24

公开（公告）日：2021-02-09

公开（公告）号：CN110387826B

主分类号：E01D21/00(20060101)

分类号：E01D21/00(20060101);E01D19/02(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2021.02.09#授权;2019.11.22#实质审查的生效;2019.10.29#公开

摘要：本发明公开了一种节段预制拼装桥墩钢构件，包括短型钢构件、长型钢构件和锚固定位钢筋，短型钢构件上设置有若干加劲肋一，短型钢构件两端设置有竖向螺栓孔一，且下端钢板上设置有若干水平螺栓孔一；长型钢构件上设置有若干加劲肋二，长型钢构件两端设置有竖向螺栓孔二，且下端钢板上设置有若干水平螺栓孔二；锚固定位钢筋呈均匀分散装设置在钢筋笼中，锚固定位钢筋外端均设置有螺牙，且内侧设置有若干相匹配的加固钢筋。本发明还提供了采用上述钢构件的施工方法和应用。本发明用型钢构件既充当模板和支撑上部结构，临时锚固并增加施工安全性，还可以在施工完成后拆除重复使用，最终实现桥墩的工厂化预制和现场快速拼装的施工操作。

主权项：1.一种节段预制拼装桥墩钢构件，其特征在于，包括短型钢构件（100）、长型钢构件（200）和锚固定位钢筋（300），所述短型钢构件（100）和所述长型钢构件（200）均为半圆形，所述短型钢构件（100）上设置有若干加劲肋一（104），所述短型钢构件（100）两端连接处设置有若干竖向螺栓孔一（101），且下端钢板上设置有若干水平螺栓孔一（102）；所述长型钢构件（200）上设置有若干加劲肋二（204），所述长型钢构件（200）两端连接处设置有若干竖向螺栓孔二（201），且下端钢板上设置有若干水平螺栓孔二（202）；所述锚固定位钢筋（300）呈均匀分散状设置在钢筋笼（401）中，所述锚固定位钢筋（300）外端均设置有螺牙（301），且内侧设置有若干相匹配的加固钢筋（302）；所述短型钢构件（100）和所述长型钢构件（200）上分别设置有用于穿插所述锚固定位钢筋（300）的锚固定位钢筋孔一（103）和锚固定位钢筋孔二（203）。

全文数据：一种节段预制拼装桥墩钢构件及施工方法和应用技术领域本发明属于土木工程技术领域，具体涉及到一种节段预制拼装桥墩钢构件及施工方法和应用。背景技术常规的桥梁建设是在施工范围封锁场地进行现场支模浇筑混凝土，这将严重影响原有的交通，同时机械的施工噪声大对周边环境的干扰较大，而部分拼装桥墩在使用过程中还存在拼接处耐久性不足的问题。新型混凝土材料如超超高性能混凝土的研发和应用，促使桥梁施工工艺发生很大的变化，桥梁的上部结构已经实现节段拼装化施工，而部分拼装桥墩在使用过程中还存在拼接处耐久性不足的问题。对于跨海、河的大桥，桥墩的数量多尺寸大，以及海洋环境的严重腐蚀性导致钢模板的周转重复使用率比较低；对于城市桥梁，由于受人、车流量比较大及施工建设的场地比较小等因素的影响，不利于现代机械化的施工。因此需要一种节段预制拼装桥墩的施工方法，将尺寸较大、现场不便于施工的桥墩在工厂进行节段预制，运至现场准确定位后用超高性能混凝土进行各预制节段间的连接。发明内容针对上述不足，本发明提供一种节段预制拼装桥墩钢构件及施工方法和应用，以超高性能混凝土作为连接材料、型钢构件实现阶段桥墩间拼装的施工方法。用型钢构件既充当模板和支撑上部结构，临时锚固并增加拼装桥墩的施工安全性，还可以在施工完成后拆除重复使用，增加钢材的使用率，最终实现桥墩的工厂化预制和现场快速拼装的施工操作。该施工方法采用工厂化生产，既能保证桥墩的施工质量、减少现场施工量，还可以进一步加快桥梁的工厂化建设速度。为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种节段预制拼装桥墩钢构件，包括短型钢构件、长型钢构件和锚固定位钢筋。短型钢构件和长型钢构件均为半圆形，短型钢构件上设置有若干加劲肋一，短型钢构件两端连接处设置有若干竖向螺栓孔一，且下端钢板上设置有若干水平螺栓孔一；长型钢构件上设置有若干加劲肋二，长型钢构件两端连接处设置有若干竖向螺栓孔二，且下端钢板上设置有若干水平螺栓孔二；锚固定位钢筋呈均匀分散状设置在钢筋笼中，锚固定位钢筋外端均设置有螺牙，且内侧设置有若干相匹配的加固钢筋。进一步，短型钢构件和长型钢构件上分别设置有用于穿插锚固定位钢筋的锚固定位钢筋孔一和锚固定位钢筋孔二。进一步，水平螺栓孔一和水平螺栓孔二大小相同。采用上述节段预制拼装桥墩钢构件进行桥墩的施工方法，包括以下步骤：1将锚固定位钢筋和钢筋笼绑扎，并在两端预留用于连接桥墩节段的连接钢筋，然后浇筑混凝土并进行养护；2在步骤1养护完成后的节段桥墩下端拼接两块短型钢构件，在节段桥墩上端连接两块长型钢构件，并形成杯口，同时通过固定螺栓将短型钢构件和长型钢构件分别与锚固定位钢筋连接；3在步骤2的杯口中灌满超高性能混凝土并振捣，然后拼装桥墩节段，连接钢筋均匀分布在拼接处，再通过高强螺栓连接短型钢构件和长型钢构件，待超高性能混凝土硬化后，拆除短型钢构件和长型钢构件，完成节段预制拼装桥墩施工。进一步，两块短型钢构件通过高强螺栓在竖向螺栓孔一上连接，两块长型钢构件通过高强度螺栓在竖向螺栓孔二上连接。进一步，将长型钢构件预埋入承台内，实现承台和节段桥墩的连接。进一步，将短型钢构件预埋入盖梁内，实现盖梁和节段桥墩的连接。进一步，短型钢构件和长型钢构件可采用钢抱箍构造。上述节段预制拼装桥墩钢构件在圆形墩、矩形墩、多边形墩和圆端矩形空心墩施工方面的应用。综上所述，本发明具有以下优点：1、在节段桥墩预制时预留的锚固定位钢筋可保证型钢构件和桥墩节段间的连接，各构件端部的型钢构件既可以临时锚固并承担构件上部的重力，还可以起到模板的作用。在工厂预制的各节段桥墩构件并预留由于现场搭接的钢筋，准确定位拼装后用混凝土进行连接。由于在连接处纵筋数量加倍和超高性能混凝土可以有效锚固钢筋，使拼装桥墩可以达到相同尺寸桥墩整体现浇的力学特性。2、型钢构件重复使用减少钢材的消耗，可降低桥梁建设的综合成本；型钢构件既可以支撑上部结构还可以起到临时锚固的作用，保证节段桥墩拼装施工的安全性。3、节段墩柱可在工厂预制，可保证工程的施工质量，各构件之间的拼装效率高；各预制构件端部预留有搭接钢筋，可直接在现场进行拼装施工，施工效率高。4、占用场地空间小，只有承台是在现场浇筑施工，墩身和盖梁都在在工厂预制，故不用搭设用于浇筑墩身和盖梁的模板，减小了施工场地的面积。5、小型机械化施工。对于尺寸较大的桥墩，可以通过增加预制节段的数目来减少各节段的重量，减少大型机械的施工操作。6、受施工环境干扰小，适用范围广、缩短工期。各构件的预制工作都在工厂内完成的，不受施工环境影响；湿接缝段的混凝土浇筑完成后就可进行下一步施工操作，不再需要搭设模板，加快了桥梁的建设速度。附图说明图1为短型钢构件的示意图；图2为长型钢构件的示意图；图3为锚固定位钢筋布置示意图；图4为锚固定位钢筋俯视图；图5为节段墩柱施工示意图；图6为节段桥墩与钢构件连接示意图；图7为短型钢构件和长型钢构件连接示意图；图8为钢构件施工示意图；其中，100、短型钢构件；101、竖向螺栓孔一；102、水平螺栓孔一；103、锚固定位钢筋孔一；104、加劲肋一；200、长型钢构件；201、竖向螺栓孔二；202、水平螺栓孔二；203、锚固定位钢筋孔二；204、加劲肋二；300、锚固定位钢筋；301、螺牙；302、加固钢筋；400、节段桥墩；401、钢筋笼；402、连接钢筋；403、高强螺栓；404、固定螺栓；405、杯口；406、连接螺栓；407、混凝土；500、承台；600、盖梁。具体实施方式下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。本发明的一个实施例中，如图1-8所示，提供了一种节段预制拼装桥墩钢构件，包括短型钢构件100、长型钢构件200和锚固定位钢筋300，短型钢构件100和长型钢构件200均为半圆形，短型钢构件100上设置有若干加劲肋一104，短型钢构件100两端连接处设置有若干竖向螺栓孔一101，且下端钢板上设置有若干水平螺栓孔一102；长型钢构件200上设置有若干加劲肋二204，长型钢构件200两端连接处设置有若干竖向螺栓孔二201，且下端钢板上设置有若干水平螺栓孔二202，水平螺栓孔一102和水平螺栓孔二202大小相同；锚固定位钢筋300呈均匀分散状设置在钢筋笼401中，锚固定位钢筋300外端均设置有螺牙301，且内侧设置有若干相匹配的加固钢筋302；短型钢构件100和长型钢构件200上分别设置有用于穿插锚固定位钢筋300的锚固定位钢筋孔一103和锚固定位钢筋孔二203。采用上述节段预制拼装桥墩钢构件进行桥墩的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：1将锚固定位钢筋300和钢筋笼401绑扎，并在两端预留用于连接节段桥墩400的连接钢筋402，然后浇筑混凝土407并进行养护；2在步骤1养护完成后的节段桥墩400下端拼接两块短型钢构件100，在节段桥墩400上端连接两块长型钢构件200，并形成杯口405，两块短型钢构件100通过高强螺栓403在竖向螺栓孔一101上连接，两块长型钢构件200通过高强度螺栓在竖向螺栓孔二201上连接；同时通过固定螺栓404将短型钢构件100和长型钢构件200分别与锚固定位钢筋300连接；3在步骤2的杯口405中灌满混凝土407并振捣，然后拼装节段桥墩400，连接钢筋402均匀分布在拼接处，再通过高强螺栓403连接短型钢构件100和长型钢构件200，待混凝土407硬化后，拆除短型钢构件100和长型钢构件200，完成节段预制拼装桥墩施工。其中，将长型钢构件200预埋入承台500内，实现承台500和节段桥墩400的连接；将短型钢构件100预埋入盖梁600内，实现盖梁600和节段桥墩400的连接。短型钢构件100和长型钢构件200之间通过连接螺栓406连接；用于支承上一节段墩柱重量和后浇段模板的短型钢构件100和长型钢构件200采用钢抱箍构造。上述节段预制拼装桥墩钢构件在圆形墩、矩形墩、多边形墩和圆端矩形空心墩施工方面的应用。在节段桥墩400预制时预留的锚固定位钢筋300可保证型钢构件和节段桥墩400间的连接，各构件端部的型钢构件既可以临时锚固并承担构件上部的重力，还可以起到模板的作用。在工厂预制的各节段桥墩400构件并预留由于现场搭接的钢筋，准确定位拼装后用混凝土407进行连接。由于在连接处纵筋数量加倍和超高性能混凝土407可以有效锚固钢筋，使拼装桥墩可以达到相同尺寸桥墩整体现浇的力学特性。型钢构件重复使用减少钢材的消耗，可降低桥梁建设的综合成本；型钢构件既可以支撑上部结构还可以起到临时锚固的作用，保证节段桥墩400拼装施工的安全性。节段墩柱可在工厂预制，可保证工程的施工质量，各构件之间的拼装效率高；各预制构件端部预留有搭接钢筋，可直接在现场进行拼装施工，施工效率高。虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可作出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。

权利要求：1.一种节段预制拼装桥墩钢构件，其特征在于，包括短型钢构件100、长型钢构件200和锚固定位钢筋300，所述短型钢构件100和所述长型钢构件200均为半圆形，所述短型钢构件100上设置有若干加劲肋一104，所述短型钢构件100两端连接处设置有若干竖向螺栓孔一101，且下端钢板上设置有若干水平螺栓孔一102；所述长型钢构件200上设置有若干加劲肋二204，所述长型钢构件200两端连接处设置有若干竖向螺栓孔二201，且下端钢板上设置有若干水平螺栓孔二202；所述锚固定位钢筋300呈均匀分散状设置在钢筋笼401中，所述锚固定位钢筋300外端均设置有螺牙301，且内侧设置有若干相匹配的加固钢筋302。2.如权利要求1所述的节段预制拼装桥墩钢构件，其特征在于，所述短型钢构件100和所述长型钢构件200上分别设置有用于穿插所述锚固定位钢筋300的锚固定位钢筋孔一103和锚固定位钢筋孔二203。3.如权利要求1所述的节段预制拼装桥墩钢构件，其特征在于，所述水平螺栓孔一102和所述水平螺栓孔二202大小相同。4.采用权利要求1-3任一项所述的节段预制拼装桥墩钢构件进行桥墩的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：1将锚固定位钢筋300和钢筋笼401绑扎，并在两端预留用于连接节段桥墩400的连接钢筋402，然后浇筑混凝土407并进行养护；2在步骤1养护完成后的节段桥墩400下端拼接两块短型钢构件100，在节段桥墩400上端连接两块长型钢构件200，并形成杯口405，同时通过固定螺栓404将短型钢构件100和长型钢构件200分别与锚固定位钢筋300连接；3在步骤2的杯口405中灌满混凝土407并振捣，然后拼装节段桥墩400，连接钢筋402均匀分布在拼接处，再通过高强螺栓403连接短型钢构件100和长型钢构件200，待混凝土407硬化后，拆除短型钢构件100和长型钢构件200，完成节段预制拼装桥墩施工。5.如权利要求4所述的节段预制拼装桥墩钢构件的施工方法，其特征在于，步骤2中，两块所述短型钢构件100通过高强螺栓403在竖向螺栓孔一101上连接，两块所述长型钢构件200通过高强度螺栓403在竖向螺栓孔二201上连接。6.如权利要求4所述的节段预制拼装桥墩钢构件的施工方法，其特征在于，将长型钢构件200预埋入承台500内，实现承台200和节段桥墩400的连接。7.如权利要求4所述的节段预制拼装桥墩钢构件的施工方法，其特征在于，将短型钢构件100预埋入盖梁600内，实现盖梁600和节段桥墩400的连接。8.如权利要求4所述的节段预制拼装桥墩钢构件的施工方法，其特征在于，短型钢构件100和长型钢构件200可采用钢抱箍构造。9.权利要求1-3任一项所述的节段预制拼装桥墩钢构件在圆形墩、矩形墩、多边形墩和圆端矩形空心墩施工方面的应用。

百度查询： 西南交通大学 一种节段预制拼装桥墩钢构件及施工方法和应用

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