[发明专利]一种预制钢管约束型钢混凝土墩柱与盖梁的快速连接方法

说明书

技术领域

本发明涉及桥梁工程领域，具体涉及一种预制钢管约束型钢混凝土墩柱与盖梁的快速连接方法。

背景技术

在桥梁工程中，随着钢铁工业的发展及材料价格的下降，目前工程界除采用常规现浇的钢筋混凝土墩柱、基础外，还逐步提出和采用一些钢管混凝土、型钢混凝土桥墩及铝合金管约束型钢混凝土的桥墩墩柱等，尤其是钢管约束型钢混凝土结合了钢管混凝土与型钢混凝土的优点，具有刚度大、承载力高、抗震性能好、方便预制施工和装配的特点。但由于目前研究及工程设计相对滞后的限制，我国还没有针对城市与公路高架桥梁、通过合理设计预制墩柱及盖梁构件、而后在现场采用特定方式进行有效联接装配、分段快速施工的桥墩盖梁等具体规范。

发明内容

本发明的目的是为了解决传统现浇钢筋混凝土桩柱及盖梁施工占用场地大、施工工期长、部分连接作业工序麻烦、焊接困难、可靠性低、施工延误造价高等问题。

发明提供一种预制钢管约束型钢混凝土墩柱与盖梁的快速连接方法，本发明能够有效快速连接预制盖梁与墩，保证桥墩、盖梁的承载力、刚度、耐久性以及抗震性能，对交通繁忙或较长里程的城市与公路高架桥梁采用该项技术具有缩短工期、减少交通干扰、降低工程造价、节能环保等潜在的优势及社会效益等。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案包括如下步骤：

本发明实施连接过程中需要用到钢筋混凝土盖梁、外围钢管、内置型钢翼缘、内置型钢腹板、开孔榫、墩柱顶端预埋连接盖梁钢筋、纵向钢筋、横向钢筋和钢管约束混凝土；钢筋混凝土盖梁预留孔内的纵向架立构造钢筋及受力钢筋不能切断，横向钢筋则从内置型钢翼缘的锚固孔穿过；向外围钢管内浇筑钢管约束混凝土，拼装形成钢管约束型钢混凝土墩；依次吊装安装钢管约束型钢混凝土形成的墩柱与钢筋混凝土盖梁，精调墩柱与钢筋混凝土盖梁的相对位置，对墩柱顶端预埋连接盖梁钢筋和横向钢筋进行除锈处理；将墩柱顶端预埋连接盖梁钢筋与钢筋混凝土盖梁内的纵向钢筋进行搭接连接，将锚固孔中的钢筋与钢筋混凝土盖梁预留的横向钢筋进行搭接连接；在钢筋搭接完成后，在预留孔中浇筑混凝土；

所述的内置型钢翼缘需进行冲压处理，冲压方向垂直于各板平面，相邻两个内置型钢翼缘冲压位置的冲压方向相反，使相邻开孔榫凸出方向相反；冲压所形成的锚固孔与钢筋混凝土盖梁预留横向钢筋位置对应；

所述的钢筋混凝土盖梁需提前预制，在预制时外围钢管与钢筋混凝土盖梁连接位置处预设预留孔，预留孔的直径介于墩外围钢管直径与型钢直径之间，制作预留孔时，可采用细长模板围成圆形预留孔，进行盖梁混凝土浇筑，保证钢筋混凝土盖梁预留孔内的纵向架立构造钢筋及受力钢筋不切断，或先预留纵向钢筋孔道，采用圆形模板，待混凝土浇筑成型后，再穿纵向钢筋，进行孔道注浆，从而也保证纵向钢筋不间断。另预留出预制钢筋混凝土盖梁与型钢将在预留孔进行连接的横向钢筋。

所述的型钢具体制造过程如下：内置型钢翼缘能够从墩柱与钢筋混凝土盖梁底交界面处延伸至盖梁顶部受力钢筋下方，而墩柱外围钢管不延伸；在钢管约束型钢混凝土墩与钢筋混凝土盖梁连接位置处，将内置型钢腹板在钢管约束型钢混凝土墩吊入拼装就位后切割去除内置型钢腹板的外露部分，而保留内置型钢翼缘；在墩柱顶端预埋连接盖梁钢筋，方便顶端墩柱段与钢筋混凝土盖梁连接，其锚固长度及埋入钢筋混凝土盖梁的深度符合有关桥梁设计规范构造要求。

本发明采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：

1、钢管约束型钢混凝土墩柱可根据桥墩的高度及桥梁荷载合理设计墩柱直径、每一预制段的高度及每一桥墩柱数，方便吊装运输及接长等，同时具有较大承载力、刚度、耐久性、抗冲击以及抗震性能。

2、型钢延伸至预制钢筋混凝土盖梁预留孔内，加强了墩与盖梁间的刚性连接，无需现场浇筑盖梁的模板，同时通过在现场浇筑少量的混凝土即可实现墩柱与盖梁的有效连接，施工快速方便。

3、通过在盖梁预留孔内的型钢翼板锚固孔穿越布置横向钢筋、并与盖梁预留孔周边钢筋一起，共同连接受力，确保了此类桥墩连接的可靠性及承载能力，增强了其抗力及抗冲击性能和刚度。

4、开孔榫增大了型钢与混凝土的接触面积，进一步增加了盖梁与墩之间连接的刚度，同时使得介于锚固孔的钢筋与开孔榫间的混凝土不易被压碎，保证墩与盖梁间连接的可靠性。腹板上相邻两开孔榫的凸出方向相反，使得连接处受力更均匀，增加了连接节点处的整体性能。