一种装配式预应力Y形空心桥墩的制作方法

本实用新型涉及一种桥梁工程领域钢筋混凝土预制构件组合装配的桥墩。

背景技术：

桥梁一般由上部构造、下部结构、支座和附属构造物组成，上部结构又称桥跨结构，是跨越障碍的主要结构，下部结构包括桥台、桥墩和基础，桥墩是支承桥跨结构并将恒载和车辆活载传至地基的构筑物。桥墩分重力式桥墩和轻型桥墩，重力式桥墩一般为采用混凝土或石砌的实体结构。墩身上设墩帽，下接基础。它的特点是充分利用圬工材料的抗压性能，借自身的较大截面尺寸和重量承受竖直方向和水平方向的外力，具有坚固耐久，施工简易，取材方便，节约钢材等优点。缺点是圬工量大，外形粗大笨重，增大地基负荷，当桥墩较高，地基承载力较低时尤为不利。由于这种桥墩受力简单，施工方便，被广泛应用于铁路、公路及城市桥梁中。桥墩除了传递上部荷载外，还需抵抗水平方向的外力，因此，桥墩需要较大的截面尺寸，而桥墩竖向承载截面有较多富裕。轻型桥墩针对重力式桥墩的缺点而出现的桥墩，具有外形轻盈美观，圬工量少，可减轻地基负荷，节省基础工程造价。实现轻型桥墩的主要途径有多种，空心桥墩就是其中的一种，空心桥墩外形类似重力式桥墩，但它是中空的薄壁墩，即保证了外形较大的截面尺寸，又减小了截面面积，可以较少墩身的重量，可采用钢筋混凝土现浇或为预应力混凝土拼装结构，较适用于高桥墩。中国襄渝线襄樊～重庆紫阳汉水桥，3号墩高70.5米，壁厚60厘米，是中国目前最高的铁路桥墩。现有技术重力式桥墩大多数采用现浇施工，在桩基和承台施工完成后，在承台上绑扎钢筋、支模，浇筑混凝土，待混凝土强度达到一定强度后才能拆除模板，施工周期长。现浇重力式桥墩如果采用空心墩，需要支撑内膜，浇筑混凝土后内膜拆除困难，较少混凝土用量与施工难度相比没有明显优势，因此，现有技术的现浇施工重力式桥墩一般都采用实心墩。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种装配式预应力y形空心桥墩，克服现有轻型空心墩需要支撑内膜、模板拆除困难、施工周期长的缺点。

一种装配式预应力y形空心桥墩，桩基和承台为桥梁的基础，桥墩设置在承台上，其特征在于：所述桥墩包括一个调节段、若干个标准段和一个墩帽段，调节段、标准段、墩帽段为预制钢筋混凝土构件，调节段安装在承台之上，调节段上部依次安装若干个标准段，最上面一个标准段的上部安装墩帽段，调节段、标准段、墩帽段均设有孔道，内穿钢绞线，在承台设置锚固点锚固钢绞线，调节段、标准段、墩帽段采用钢绞线施加预应力张拉并锚固，构成一个整体的装配式预应力桥墩。

一种装配式预应力y形空心桥墩，其特征在于：所述的调节段与标准段的横截面相同，外壁的形状为四个角倒成圆角的矩形，内壁是外壁向内偏移相同宽度的倒圆角矩形，外壁和内壁之间构成等厚的墩身，墩身的内部为空腔，装配后的桥墩内部形成空心，孔道沿墩身的一周设置，所述的标准段高度为一定值，同一座桥梁的桥墩的标准段高度相同，所述的调节段位于桥墩的最下部，调节段高度为0.5～1.5倍标准段高度，以0.1～0.2倍标准段高度为极差，以每一极差递增为一个规格，有若干个不同高度的调节段预制构件，装配时采用一节合适高度的调节段安装在承台上，与承台顶面标高结合调节桥墩基底标高，所述的标准段与调节段、标准段之间、标准段与墩帽段的连接为承插口连接，调节段、标准段、墩帽段的下底面，外壁和内壁处边缘为承口，调节段、标准段的上顶面，外壁和内壁处为插口，插口向墩身中央偏移一个承口的宽度，使承口与插口装配时正好吻合，凸起的承口和插口，使上下两个墩身的接缝处形成一个空槽，空槽与孔道相通。

一种装配式预应力y形空心桥墩，其特征在于：所述的墩帽段的底部横截面与标准段横截面一致，墩帽段的外壁向上逐渐扩大，墩帽段两侧顶面为两个支座平台，支座平台上为支座垫石，支座垫石上放置支座，墩帽段顶面中间为一凹槽，为用于更换支座的维修平台，在墩帽段顶面对应孔道处设有锚具槽，锚具设置在锚具槽内，对钢绞线进行张拉施加预应力，墩帽段的两个高出的支座平台和凹下去的维修平台，构成了桥墩“y”字形的顶部。

一种装配式预应力y形空心桥墩，其特征在于：所述的钢绞线张拉完成后，向孔道内注入水泥浆，注浆的同时空槽内被水泥浆填充密实，增加上下两个墩身的接触面，孔道注满水泥浆后，锚具槽被注满水泥浆，锚具被封闭在锚具槽内。

本实用新型的优点是：本实用新型桥墩采用钢筋混凝土预制，现场装配组合，减少了现浇混凝土绑扎钢筋、支模、浇筑混凝土、养护、拆模等工序，缩短了现场施工的工期，钢筋混凝土构件采用钢绞线施加预应力张拉，使构件之间牢固固定。桥墩的预制构件采用空心结构，减轻了桥墩的重量，降低了地基承载力要求。

附图说明

图1为本实用新型桥梁结构示意图；图2为本实用新型桥墩装配构造立面示意图；

图3为标准段横剖面图；图4为墩帽段俯视图；

图5为图3的a-a剖面图；图6为接缝构造剖面图；

图中：1-桩基，2-承台，3-桥墩，4-调节段，5-标准段，6-墩帽段，7-孔道，8-钢绞线，9-锚固点，10-锚具槽，11-锚具，12-外壁，13-内壁，14-墩身，15-空腔，16-支座平台，17-支座垫石，18-支座，19-维修平台，20-承口，21-插口，22-空槽。

具体实施方式

现结合附图详细说明本实用新型结构的实施方式：

本实用新型的桥墩采取工厂预制的钢筋混凝土构件，现场施加预应力装配组合。本实用新型桥梁结构示意图见图1，桩基1和承台2为桥梁的基础，桥墩3设置在承台2上，桥墩3上部为箱梁或其他类型的桥跨结构。本实用新型桥桥墩装配构造立面示意图见图2，一种装配式预应力y形空心桥墩，桥墩3包括一个调节段4、若干个标准段5和一个墩帽段6，调节段4、标准段5、墩帽段6为预制钢筋混凝土构件，构件的尺寸、钢筋配筋、混凝土强度等级根据桥梁荷载设计确定。调节段4、标准段5、墩帽段6均设有孔道7，内穿钢绞线8。在承台2对应于调节段4的孔道7位置设置锚固点9，将钢绞线8锚固在承台2内，调节段4安装在承台2之上，调节段4上部依次安装若干个标准段5，最上面一个标准段5的上部安装墩帽段6。钢绞线8穿入每一段的孔道7内，在墩帽段6顶面对应孔道7处设有锚具槽10，锚具11设置在锚具槽10内，对钢绞线8进行张拉施加预应力，锚具11将钢绞线8锁紧，调节段4、标准段5、墩帽段6在钢绞线8预应力的作用下，牢固地固定成一个整体的桥墩3，构成一个装配式预应力桥墩。调节段4与标准段5的横截面相同，外壁12的形状为四个角倒成圆角的矩形，内壁13是外壁12向内偏移相同宽度的倒圆角矩形，外壁12和内壁13之间构成等厚的墩身14，墩身14的内部为空腔15，装配后的桥墩3内部形成空心，孔道7沿墩身14的一周设置。标准段5横剖面图见图3。标准段5高度为h，h取值范围1～2m，h可根据桥墩3的总高确定，同时还应兼顾吊装设备的起重能力。如果桥墩3的总高不超过20m，标准段5一节的高度h取1m为宜，如果桥墩3的总高在20～40m，h取1.5m为宜，超过40mh取2m为宜。调节段4高度k为0.5～1.5倍h，以0.1～0.2倍h为极差⊿h，k从0.5h到1.5h以每一极差⊿h递增为一个规格，有若干个不同高度k的预制构件。如：标准段5高度为h为1m，以0.1m为一个极差⊿h，则调节段4高度k有0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5m十一种高度的构件，以利于调节桥墩3的基底标高。墩帽段6是桥墩3最上部承托桥梁跨桥结构的构件，墩帽段6的底部横截面与标准段5横截面一致，墩帽段6的外壁12向上逐渐扩大，见图2，墩帽段6的高度j为1.5～2.5h，墩帽段6两侧顶面为两个支座平台16，支座平台16上为支座垫石17，支座垫石17的高度为f，支座垫石17上放置支座18，墩帽段6顶面中间为一凹槽，为用于更换支座的维修平台19，墩帽段6的两个高出的支座平台16和凹下去的维修平台19，构成了桥墩“y”字形的顶部。墩帽段俯视图见图4，图4显示的是上部跨桥结构为连续结构的中间桥墩，每侧支座平台16上的支座垫石17为一个，设置在中间，如果是跨桥结构为简支结构或者连续结构的端部桥墩，每侧支座平台16上的支座垫石17为两个，支座18也为两个，图4中未示出两个支座垫石17的形式。标准段5与调节段4、标准段5之间、标准段5与墩帽段6的连接为承插口连接，调节段4、标准段5、墩帽段6的下底面，外壁12和内壁13处边缘为承口20，调节段4、标准段5的上顶面，外壁12和内壁13处为插口21，插口21向墩身14中央偏移一个承口20的宽度，使承口20与插口21装配时正好吻合，便于装配快速定位，标准段5立剖面图见图5，图5为图3的a-a剖面，调节段4的承插口和墩帽段6的承口参照图5。凸起的承口20和插口21，使上下两个墩身14的接缝处形成一个空槽22，空槽22与孔道7相通，接缝构造剖面图见图6。桥墩装配施工时，根据设计的桥墩高度选择适当的调节段4高度k；选择标准段5的高度h和数量n，同一座桥梁的桥墩的标准段5高度h应相同，一个桥墩3使用标准段5的数量n，根据与标准段5组合的调节段4和墩帽段6的高度及桥墩3的高度确定；选择墩帽段6高度j，同一座桥梁的桥墩3的墩帽段6高度j应相同。同一座桥梁相同高度的标准段5和墩帽段6便于施工且较美观。根据桥墩的高度，以及选择的调节段4高度k、标准段5的高度h和数量n、墩帽段6高度j，计算出承台2的顶面标高，承台2的顶面一般埋入地下0.5～1.0m，如果在河道上设置桥墩，承台2埋设深度应满足防止水力冲刷的要求。

桥墩装配构造立面示意图见图2，调节段4位于桥墩3的最下部，作为桥墩3的基底。承台2施工时，将钢绞线8锚固在对应于调节段4的孔道7位置的锚固点9上，钢绞线8可采用公称直径φ12.7mm的1×7（七股）钢绞线。装配时采用一节适合高度k的调节段4构件，将钢绞线8穿过调节段4的孔道7，调节段4安装在承台2上，与承台2结合调节桥墩3基底标高。安装调节段4时应保证与标准段5衔接面水平，才能保证装配后的桥墩3垂直，可以在调节段4与承台2之间采用楔形垫铁调整，采用水泥砂浆将调节段4的外壁12和内壁13与承台2的缝隙密封。在调节段4上依次安装标准段5和墩帽段6，钢绞线8从对应的孔道7穿过，每安装一节，应对桥墩3外缘进行垂直度检验，墩帽段6安装完成后，将锚具11套在钢绞线8上，嵌入锚具槽10内，在每根钢绞线8上安装穿心千斤顶，对钢绞线8进行张拉，张拉速度要基本同步，达到设计张拉应力后，千斤顶缓缓卸压，锚具的楔形夹片将钢绞线8锁紧在锚具上，调节段4、标准段5、墩帽段6被紧紧地固定在一起。钢绞线8张拉完成后，向孔道7内注入水泥砂浆，水泥砂浆的强度等级不应低于构件混凝土的强度等级，注浆的同时两节之间的空槽22内被水泥浆填充密实。预制构件连接面再平整，也不可能接触面完全吻合，是由许多点支撑接触面，在接触面设置空槽22，采用水泥砂浆注浆，增加上下两个墩身14的接触面，提高桥墩3的承载能力。孔道7注满水泥浆后，锚具槽10被注满水泥浆，锚具11被封闭在锚具槽10内。注浆完成后进行支座垫石17施工。测量墩帽段6顶面支座平台16的标高，根据设计支座18的顶面标高，减去支座18的厚度，计算支座垫石17的高度f，通过支座垫石17的高度f可以精确调整支座18的顶面标高。在支座平台16上支模，采用混凝土现浇支座垫石17。

实施例1，预制的标准段5高度h为1.0m，墩帽段6高度j为1.5m，调节段4高度k有0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5m十一种高度。一桥墩支座18顶面标高为41.273，桥墩处地面标高为30.131，露出地面的桥墩高度11.142m。支座18厚度50mm，支座垫石17设计厚度100mm，则支座平台16顶面标高为41.123，支座平台16顶面至地面的高度为10.992m，一节墩帽段6加上九节标准段5高度为10.5m，选择1.2m高的调节段4组合，承台2施工时，承台2的高度必须按照设计施工，调整承台2在桩基1上下的位置，控制承台2的顶面标高为29.423，调节段4埋深0.708m，露出地面0.492m。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。本实用新型申请文件及附图所描述的构造仅是一个装配式桥墩的实施例，采用调节段、标准段、墩帽段组合装配的桥墩，都在本申请的保护范围。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，则应当视为属于本实用新型所提交的权利要求书确定的保护范围。

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