預製預應力鋼管混凝土橋墩的製作方法

2023-07-26 04:50:06 1

專利名稱：預製預應力鋼管混凝土橋墩的製作方法
技術領域：
本發明屬於橋梁技術領域，特別是涉及一種預製預應力鋼管混凝土橋墩。
背景技術：
鋼筋混凝土橋墩是由鋼筋、混凝土共同組成的墩柱結構。在近幾次的破壞性地震中，橋梁震害現象較為嚴重，其中由於橋墩抗剪能力不足而引起的彎剪和剪切破壞佔有很大比重。從以往震害經驗看，箍筋約束不足是造成橋墩在地震中發生脆性彎剪破壞和剪切破壞的重要原因。因而為了增大箍筋約束力，就必須增加箍筋等材料的用量，這樣就會增加施工難度，並且工期長，施工成本高。鋼管混凝土是在鋼管中充填混凝土而形成的構件。該構件能夠通過鋼管和混凝土在受力中的相互作用來彌補兩種材料的不足，同時充分發揮各自的優勢，從而具有承載力高、塑性和韌性好等諸多優點，因此在橋梁與民用建築中已經得到越來越廣泛的應用。與傳統的鋼筋混凝土相比，鋼管混凝土具有承載力高、重量輕、體積小、塑性韌性好、耐疲勞、耐衝擊、耐侵蝕、省工、省料、省時及不受季節限制等一系列優點。另外，由於鋼管混凝土能夠顯著提高建築物或構築物的整體穩定性、抗折性能(特別是高強混凝土的脆性破壞)、抗壓性能及結構變形性能，因此在國內外得到了較深入的研究及廣泛的推廣應用。目前，在施工上無論是鋼筋混凝土橋墩，還是鋼管混凝土橋墩都是現場澆注，這樣大大延長了施工工期，而且現場養護條件存在一定的局限性，會對橋墩的質量產生嚴重的影響，進而會影響整座橋的質量。

發明內容
為了解決上述問題，本發明的目的在於提供一種能夠減少施工工期、降低施工費用、保證橋墩及整座橋梁質量的預製預應力鋼管混凝土橋墩。為了達到上述目的，本發明提供的預製預應力鋼管混凝土橋墩主要包括底部橋墩段和多個上部橋墩預製段；其中底部橋墩段為現場澆築鋼管混凝土結構，其上端中間部位向下凹陷形成有兩個預應力孔道，上端邊緣部位向下凹陷形成有多個抗剪力孔，同時中部外側面上沿橫向形成有兩個分別與上述兩個預應力孔道下端相連通的預應力鋼束孔；多個上部橋墩預製段依次首尾相接而設置在底部橋墩段的上端，每個上部橋墩預製段的中間部位沿軸向貫通形成兩個與底部橋墩段上預應力孔道相對應的預應力孔道，上端邊緣部位向下凹陷形成有多個抗剪力孔，下端邊緣部位向下突出形成有多個抗剪力筋，並且底部橋墩段上所有的預應力孔道和相應的上部橋墩預製段上的預應力孔道內均設置有一束預應力鋼束。所述的底部橋墩段和上部橋墩預製段上的抗剪力孔與上部橋墩預製段上的抗剪力筋位置相對應，並且抗剪力筋的直徑小於抗剪力孔的直徑。所述的底部橋墩段的截面為圓形、橢圓形或矩形，上部橋墩預製段的截面也為相應的圓形、橢圓形或矩形，當橋墩截面為圓形或橢圓形時，多個抗剪力孔及抗剪力筋均沿其環向布置；若橋墩截面為矩形，多個抗剪力孔及抗剪力筋均沿周邊布置。所述的底部橋墩段上的預應力孔道與上部橋墩預製段上的預應力孔道的位置相對應且尺寸相同。所述的底部橋墩段的長度為0. 5 1. 0m。所述的上部橋墩預製段的長度為2 士0. 5m，其具體長度可根據橋墩的長度有所增減。所述的預製預應力鋼管混凝土橋墩還包括安裝在位於最上端的上部橋墩預製段上的蓋梁。本發明提供的預製預應力鋼管混凝土橋墩是將橋墩整體分成一定長度的橋墩預製段在工廠預製，並運輸到現場吊裝、組裝，然後是利用預應力鋼束施加預應力，以此來加強各橋墩預製段之間的連接，因此能夠保證橋墩的整體性。另外，由於橋墩預製段不用現場養護，因此可以大大縮短工期；此外，本預製預應力鋼管混凝土橋墩還具有結構簡單、製作容易及成本低等優點，因此應用前景良好，並可應用於類似預製鋼管混凝土構件的施工作業中。


圖1為現澆樁基、承臺和本發明提供的預製預應力鋼管混凝土橋墩中底部橋墩段結構示意圖。圖2為本發明提供的預製預應力鋼管混凝土橋墩中上部橋墩預製段結構示意圖。圖3為圖2示出的上部橋墩預製段截面為圓形時橫向截面示意圖。圖4為圖2示出的上部橋墩預製段截面為矩形時橫向截面示意圖。圖5為無蓋梁時本發明提供的預製預應力鋼管混凝土橋墩示意圖。圖6為有蓋梁時本發明提供的預製預應力鋼管混凝土橋墩示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明提供的預製預應力鋼管混凝土橋墩進行詳細說明。如圖1-圖4所示，本發明提供的預製預應力鋼管混凝土橋墩主要包括底部橋墩段 1和多個上部橋墩預製段2 ；其中底部橋墩段1為現場澆築鋼管混凝土結構，其上端中間部位向下凹陷形成有兩個預應力孔道3，上端邊緣部位向下凹陷形成有多個抗剪力孔4，同時中部外側面上沿橫向形成有兩個分別與上述兩個預應力孔道3下端相連通的預應力鋼束孔5 ；多個上部橋墩預製段2依次首尾相接而設置在底部橋墩段1的上端，每個上部橋墩預製段2的中間部位沿軸向貫通形成兩個與底部橋墩段2上預應力孔道3相對應的預應力孔道6，上端邊緣部位向下凹陷形成有多個抗剪力孔7，下端邊緣部位向下突出形成有多個抗剪力筋8，並且底部橋墩段1上所有的預應力孔道3和相應的上部橋墩預製段2上的預應力孔道6內均設置有一束預應力鋼束9。所述的底部橋墩段1和上部橋墩預製段2上的抗剪力孔4，7與上部橋墩預製段2 上的抗剪力筋8位置相對應，並且抗剪力筋8的直徑小於抗剪力孔4，7的直徑。所述的底部橋墩段1的截面為圓形、橢圓形或矩形，上部橋墩預製段2的截面也為相應的圓形、橢圓形或矩形，當橋墩截面為圓形或橢圓形時，多個抗剪力孔4，7及抗剪力筋 8均沿其環向布置；若橋墩截面為矩形，多個抗剪力孔4，7及抗剪力筋8均沿周邊布置。所述的底部橋墩段1上的預應力孔道4與上部橋墩預製段2上的預應力孔道6的位置相對應且尺寸相同。所述的底部橋墩段1的長度為0. 5 1. 0m。所述的上部橋墩預製段2的長度為2士0. 5m，其具體長度可根據橋墩的長度有所增減。所述的預製預應力鋼管混凝土橋墩還包括安裝在位於最上端的上部橋墩預製段2 上的蓋梁12。現將本發明提供的預製預應力鋼管混凝土橋墩安裝過程進行說明1)首先在地基中現場澆築好多根樁基10，然後將底部橋墩段1下端的鋼管插入到承臺11的鋼筋籠上部一定長度，之後將承臺11的主體與底部橋墩段1上鋼管內部的混凝土一同澆築；2)在底部橋墩段1上預應力鋼束孔5的上端預埋預應力錨墊板，並在錨墊板上部的預應力孔道4內設置螺旋狀預應力鋼束9，以增加錨墊板下混凝土的承載能力，然後將上述預應力鋼束9從下向上穿過將要設置在底部橋墩段1上的第一節上部橋墩預製段2上相應的預應力孔道6內，以將底部橋墩段1和第一節上部橋墩預製段2之間用預應力鋼束9 連成整體，上部橋墩預製段2是在工廠預製加工而製成；3)在底部橋墩段1上端的多個抗剪力孔4內灌注混凝土砂漿或工程中常用的化學膠，然後將第一節上部橋墩預製段2下端的抗剪力筋8分別插入到上述多個抗剪力孔4 內，以抵抗水平方向的剪力，並增加預製鋼管混凝土橋墩的整體性；然後再按照上述方法設置第二節上部橋墩預製段2，如此反覆，直至達到橋墩設計高度；4)將底部橋墩段1上的預應力鋼束孔5用混凝土封死，如圖4所示，若橋墩的頂部沒有蓋梁12，直接在最上端的上部橋墩預製段2頂部張拉預應力鋼束9 ；如圖5所示，若橋墩頂部設有蓋梁12，先吊裝預製好的蓋梁12，並在蓋梁12頂端張拉預應力鋼束9 ；5)焊接底部橋墩段1與上部橋墩預製段2及相鄰上部橋墩預製段2之間拼接處的
接縫；6)在預應力孔道3，6內壓菜，由此即可完成整個預製預應力鋼管混凝土橋墩安裝過程。以上所述僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明的結構作任何形式上的限制。凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明的技術方案的範圍內。
權利要求
1.一種預製預應力鋼管混凝土橋墩，其特徵在於所述的預製預應力鋼管混凝土橋墩主要包括底部橋墩段(1)和多個上部橋墩預製段O)；其中底部橋墩段(1)為現場澆築鋼管混凝土結構，其上端中間部位向下凹陷形成有兩個預應力孔道(3)，上端邊緣部位向下凹陷形成有多個抗剪力孔(4)，同時中部外側面上沿橫向形成有兩個分別與上述兩個預應力孔道C3)下端相連通的預應力鋼束孔(5)；多個上部橋墩預製段( 依次首尾相接而設置在底部橋墩段(1)的上端，每個上部橋墩預製段O)的中間部位沿軸向貫通形成兩個與底部橋墩段( 上預應力孔道C3)相對應的預應力孔道(6)，上端邊緣部位向下凹陷形成有多個抗剪力孔(7)，下端邊緣部位向下突出形成有多個抗剪力筋(8)，並且底部橋墩段(1)上所有的預應力孔道( 和相應的上部橋墩預製段( 上的預應力孔道(6)內均設置有一束預應力鋼束(9)。
2.根據權利要求1所述的預製預應力鋼管混凝土橋墩，其特徵在於所述的底部橋墩段(1)和上部橋墩預製段( 上的抗剪力孔G，7)與上部橋墩預製段( 上的抗剪力筋 (8)位置相對應，並且抗剪力筋(8)的直徑小於抗剪力孔(4，7)的直徑。
3.根據權利要求1所述的預製預應力鋼管混凝土橋墩，其特徵在於所述的底部橋墩段(1)的截面為圓形、橢圓形或矩形，上部橋墩預製段O)的截面也為相應的圓形、橢圓形或矩形，當橋墩截面為圓形或橢圓形時，多個抗剪力孔(4，7)及抗剪力筋(8)均沿其環向布置；若橋墩截面為矩形，多個抗剪力孔(4，7)及抗剪力筋(8)均沿周邊布置。
4.根據權利要求1所述的預製預應力鋼管混凝土橋墩，其特徵在於所述的底部橋墩段(1)上的預應力孔道(4)與上部橋墩預製段( 上的預應力孔道(6)的位置相對應且尺寸相同。
5.根據權利要求1所述的預製預應力鋼管混凝土橋墩，其特徵在於所述的底部橋墩段(1)的長度為0. 5 1. Om0
6.根據權利要求1所述的預製預應力鋼管混凝土橋墩，其特徵在於所述的上部橋墩預製段O)的長度為2 士0.5m。
7.根據權利要求1所述的預製預應力鋼管混凝土橋墩，其特徵在於所述的預製預應力鋼管混凝土橋墩還包括安裝在位於最上端的上部橋墩預製段( 上的蓋梁(12)。
全文摘要
一種預製預應力鋼管混凝土橋墩。其包括底部橋墩段和多個上部橋墩預製段；底部橋墩段為現場澆築鋼管混凝土結構；多個上部橋墩預製段依次首尾相接而設置在底部橋墩段的上端，並且底部橋墩段上所有的預應力孔道和相應的上部橋墩預製段上的預應力孔道內均設置有一束預應力鋼束。本發明的預製預應力鋼管混凝土橋墩是將橋墩整體分成一定長度的橋墩預製段在工廠預製，並運輸到現場吊裝、組裝，然後是利用預應力鋼束施加預應力，以此來加強各橋墩預製段之間的連接，因此能夠保證橋墩的整體性。另外，由於橋墩預製段不用現場養護，因此可以大大縮短工期；此外，本預製預應力鋼管混凝土橋墩還具有結構簡單、製作容易及成本低等優點，因此應用前景良好。
文檔編號E01D101/28GK102493335SQ20111039603
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月2日 優先權日2011年12月2日
發明者常潔, 龐微, 李歡, 李自林, 石紹立, 連延金, 陳迅, 高玉彬 申請人:天津城市建設學院