[发明专利]一种套管约束预制节段拼装墩柱及其施工方法

说明书

本发明公开了一种套管约束预制节段拼装墩柱及其施工方法，其先在墩柱基础上预留耗能钢筋一、耗能钢筋二和预应力筋，然后通过后张拉预应力筋快速将底部预制节段、标准预制节段以及顶部预制节段连接形成拼装墩柱，再在拼装墩柱外围加装约束套管，最后在约束套管和拼装墩柱之间浇筑混凝土以提高拼装墩柱的整体性，达到解决湿连接施工难度大、周期长，干连接整体性差、不能应用中高烈度区的问题。

技术领域

本发明涉及桥梁工程技术领域，具体涉及一种套管约束预制节段拼装墩柱 及其施工方法。

背景技术

随着高速铁路网、高速公路网、城乡交通网、越江跨海大桥等重大基础设 施建设的不断推进，面对城市交通和环境的施工干扰问题、海上复杂多变的施 工环境甚至恶劣的缺水或高原严寒环境，如何保证桥梁结构的高质量、高效率 和生态化建造是当前急需解决的问题。

预制拼装技术采用构件工厂化生产和现场装配化施工的快捷绿色建造技 术为解决上述问题提供了重要的有效途径。预制节段拼装墩柱也因采用将墩身 沿纵向划分为若干节段进行工厂模块化预制，再在建造现场将预制节段进行机 械化拼装形成整体的建造技术而在桥梁下部结构中具有广阔的应用前景。预制 节段拼装墩柱通常采用的连接方式有湿连接和干连接两种。湿连接墩柱一般具 有等同现浇墩柱的受力性能，可按现浇混凝土结构的规范设计。但该类连接存 在接缝处现场钢筋连接对位困难，施工难度大，接缝处的模板架立和混凝土浇 筑养护所需时间长等一系列问题。干连接墩柱因采用将纵向钢筋在接缝处断 开，通过现场后张拉预应力将预制节段连接成整体的施工方法而具有高效施工性能和区别于整体现浇柱的良好自复位性能，但其接缝处易成为抗震和耐久性 要求的薄弱环节。节段连接成为当前制约桥梁工程预制拼装的技术瓶颈之一。

发明内容

针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种套管约束预制节段拼 装墩柱，其解决了湿连接施工难度大、周期长，干连接整体性差、不能应用中 高烈度区的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种套管约束预制节段拼装墩柱，包括墩柱基础、拼装墩柱、 预应力筋、耗能钢筋一、耗能钢筋二、套管以及混凝土，所述拼装墩柱包括从 下到上依次同轴线设置的底部预制节段、若干个标准预制节段以及顶部预制节 段；所述预应力筋的一端在所述墩柱基础内锚固，另一端穿过所述拼装墩柱中 心在所述顶部预制节段上锚固，所述耗能钢筋一和所述耗能钢筋二均呈环形阵 列布置且与所述拼装墩柱同轴线设置，所述耗能钢筋二的两端分别与所述拼装 墩柱和所述墩柱基础锚固，所述拼装墩柱外围嵌套有所述套管，所述套管与所 述拼装墩柱形成环形腔，所述环形腔内灌注有所述混凝土，所述耗能钢筋一的 两端分别与所述混凝土和所述墩柱基础锚固。

优选地，所述耗能钢筋一和所述耗能钢筋二材质包括低合金钢筋、低屈服 点钢筋、不锈钢筋以及不锈钢覆层钢筋。

优选地，所述预应力筋材质包括钢绞线、高强度钢筋和纤维增强复合材料 (FRP)筋。

优选地，所述套管种类包括钢套管和FRP套管，其截面形状包括圆形、矩 形、椭圆形和等边多边形。

优选地，标准预制节段与底部预制节段、标准预制节段与顶部预制节段以 及相邻的两个标准预制节段的面与面之间形成的拼缝处，根据需要预留抗剪 键，抗剪键同时能够用于各个标准预制节段的定位安装。

优选地，所述标准预制节段、所述底部预制节段以及所述顶部预制节段的 截面形状包括圆形、矩形、椭圆形和等边多边形，所述标准预制节段根据截面 尺寸及计算要求采用实心形式或者空心形式，当采用实心形式时，标准预制节 段应预留预应力筋孔道。

优选地，所述底部预制节段、所述标准预制节段以及所述顶部预制节段上 均开有预应力筋孔道，所述底部预制节段上开有耗能钢筋孔道，所述耗能钢筋 孔道表面为粗糙面。

优选地，所述套管的高度小于所述拼装墩柱的高度1～5cm。