一种装配式钢混组合桥墩与盖梁连接系统及其施工方法与流程

本申请涉及一种装配式钢混组合桥墩与盖梁连接系统及其施工方法，属于道路、铁路或桥梁的建筑零件技术领域。

背景技术：

随着桥梁工业化的进一步推进，传统全部在现场浇筑的建造方式慢慢转变为一部分或大部分构件在工厂化预制，然后运至现场安装的建造方式，相较于传统施工方法，工业化生产方式首先有解决的是各预制构件之间的连接和预制构件自重大等问题。在桥梁工业化进程中，上部结构较早于下部结构，目前所讲的桥梁工业化主要是指下部结构的工业化，即盖梁、桥墩和盖梁，一般预制盖梁与桥墩间主要按照拼装的方式进行连接。

目前盖梁与钢混组合桥墩间的连接形式主要采用套筒连接，这种拼装连接方法往往存在以下缺陷：

第一，需要在盖梁或桥墩预制节段内预埋钢筋连接套筒，为了确保盖梁与桥墩预制间连接性能可靠，需要在盖梁或桥墩预制中预埋大量钢筋连接套筒，这样大大提高了制造桥墩和盖梁的成本，同时预制构件自重大，吊装和运输成本增加。

第二，预埋钢筋连接套筒的预制拼装方式对施工精度和灌浆质量要求较高，在拼装施工过程中对各部件之间的准确定位和灌浆要求，同时套筒内的灌浆密实度很难检测，由此使得套筒连接方法在实际工程应用中受到一定的限制。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请首先提供一种装配式钢混组合桥墩与盖梁连接系统，该系统可采用螺栓连接，内置钢壳，结构简单、强调高、自重轻、连接牢固，施工速度快且方便，并可采用装配式施工，可以克服目前采用套筒连接存在浆料质量难以控制灌浆密实度和难以检测以及预制构件自重大等弊病。

具体地，本申请是通过以下方案实现的：

一种装配式钢混组合桥墩与盖梁连接系统，包括钢混组合桥墩、盖梁、钢构件、定位板、紧固件、环氧树脂层以及螺栓盒。钢混组合桥墩由钢筋混凝土、钢壳、加劲肋和剪力键组成，钢壳作为钢混组合桥墩的芯模，属于永久结构的一部分，参与共同受力，为了防止钢壳在浇筑钢筋混凝土时发生局部屈服，在钢壳四周布置加劲肋，同时为了提高钢壳与钢筋混凝土可靠连接，在钢壳与钢筋混凝土交界面布置剪力键；在加工钢混组合桥墩时将钢构件安装在钢混组合桥墩的连接端；在浇筑盖梁时将紧固件的螺杆先预埋在盖梁内，为了保证位置准确，用定位板将预埋螺杆固定好，并保护好预埋螺杆的有丝连接端，便于螺母的安装；钢构件由螺栓盒、端板和连接板组成，制作桥墩时，在连接板的孔中插入钢筋，以提高钢构件与钢混组合桥墩的连接强度，螺栓盒要密封，不能灌入混凝土，便于紧固件的安装；在钢混组合桥墩安装前，先在盖梁的定位板上敷设环氧树脂层，然后用紧固件四周连接，将盖梁与钢混组合桥墩形成整体。

本发明结构简单、强度大、自重轻，承载能力高，连接牢固，施工速度快且方便，并可采用装配式施工，可以克服目前采用套筒连接存在浆料质量难以控制灌浆密实度和难以检测以及预制构件自重大等弊病。

进一步的，作为优选：

所述钢混组合桥墩、盖梁、钢构件、定位板、紧固件、环氧树脂层以及螺栓盒的尺寸和构造布置，根据结构形式，通过现有规范计算确定。

所述钢构件安装在钢混组合桥墩的连接端，并对钢构件外露部分进行防腐处理。

在浇筑盖梁时将紧固件的螺杆先预埋在盖梁内，用定位板将预埋螺杆固定好，螺杆的预埋深度和螺杆的数量，通过现有规范的计算方法确定。

所述钢构件由螺栓盒、端板和连接板组成，端板四周预留螺栓孔洞，且孔洞为多个，具体根据桥梁桥墩所设计的承载能力，通过现有规范的计算方法确定。

所述连接板的孔中插入钢筋，且开孔和钢筋为多个，具体根据桥梁桥墩所设计的承载能力，通过现有规范的计算方法确定。

在钢混组合桥墩安装前，先在盖梁的定位板上敷设环氧树脂层，然后采用紧固件四周连接，紧固件的预紧力大小根据现有规范确定

本发明还提供了一种装配式梁桥钢混组合桥墩与盖梁连接系统的施工方法，包括如下工艺步骤：

1）、施工现场绑扎盖梁钢筋，安装定位板，预埋紧固件，浇筑盖梁混凝土，并养护至设计强度；

2）、根据设计图纸加工在钢筋车间转制钢壳，在钢壳内测焊接加劲肋，在钢壳外测焊接剪力键，将螺栓盒和端板安装在钢混组合桥墩的对接侧的钢壳上，并对钢结构进行防腐处理；

3）、根据设计图纸进行钢筋骨架下料，将加工好的钢结构竖立，先绑扎内层钢筋骨架，并在连接板的孔中插入钢筋，再绑扎外层钢筋骨架，然后用拉筋将内外层钢筋骨架连成整体，待钢混组合桥墩钢筋绑扎完成后，安装钢混组合桥墩模板，浇筑钢混组合桥墩混凝土，对钢混组合桥墩进行养护，待混凝土强度达到后，拆除钢混组合桥墩模板体系；

4）、将钢混组合桥墩和盖梁运至施工现场，在盖梁的定位板上敷设环氧树脂层；

5）、吊装钢混组合桥墩，安装到位后，再吊装盖梁，然后通过预埋紧固件插入预留孔洞内，穿过端板，用预埋紧固件将钢混组合桥墩与盖梁连接起来；

6）、待紧固件连接牢固后，在暴露的紧固件上涂上黄油，封闭螺栓盒。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1.施工方便，安装简单。采用本发明施工方法，与传统灌浆套筒连接相比，钢构件可以一次性与钢混组合桥墩的钢筋骨架对接，不需要定位，速度快；钢混组合桥墩运至施工现场，在端板上敷设环氧树脂层，吊装到位后，通过紧固件把两片钢混组合桥墩相连接，操作简单，采用快速装配化施工，节约成本，减少现场灌浆湿作业工作，对周围环境污染小。

2.检测手段简单，质量便于控制。采用本发明施工方法，与传统灌浆套筒连接相比，减少灌浆的这道隐蔽作业环节，不需要对灌浆料的质量和灌浆的密实度进行检测，更能对连接节点的质量控制。

3.提高施工速度，节约施工成本。采用本发明施工方法，与传统灌浆套筒连接相比，大大减少了工程材料使用和施工作业环节，简化施工作业工序，与预制混凝土桥墩相比，由于预制混凝土桥墩自重轻，提高构件运输和制作效率，加快了施工速度，节省施工成本。

4.自重减少，施工效率增加。采用本发明钢混组合桥墩，与常规预制混凝土桥墩相比，本申请所提供的钢混组合桥墩采用钢壳作为芯模，大大减少构件自重，提高构件运输和制作效率，加快了施工速度，在进行钢混组合桥墩吊装时，大大减少对吊具和安装场地的要求，使得钢混组合桥墩的安装更简单，施工更方便。

附图说明

图1为本发明连接系统的侧面图；

图2是本发明钢混组合桥墩的竖剖面图。

图3是本发明钢混组合桥墩的俯视图。

图4是本发明钢构件的俯视图。

图5是本发明钢构件的侧视图

图6是本发明定位板的俯视图。

其中：1.钢混组合桥墩；11.加劲肋；12.剪力键；13.钢筋混凝土；14.钢壳；2.盖梁；3.钢构件；4.紧固件；41.螺杆部；42.连接部；5.环氧树脂层；6.螺栓盒；7.定位板；8.端板；9.连接板。

具体实施方式

本实施例首先介绍一种装配式梁桥预制桥墩，结合图1、图2和图3，由钢混组合桥墩1、盖梁2、钢构件3、紧固件4、环氧树脂层5、螺栓盒6以及定位板7组成。钢混组合桥墩1由钢壳14、加劲肋11、剪力键12和钢筋混凝土13组成，钢壳14作为钢混组合桥墩1的芯模，属于永久结构的一部分，参与共同受力，为了防止钢壳14在浇筑钢筋混凝土13时发生局部屈服，在钢壳14四周布置加劲肋11，同时为了提高钢壳14与钢筋混凝土13可靠连接，在钢壳14与钢筋混凝土13交界面布置剪力键12；在加工钢混组合桥墩时将钢构件3安装在钢混组合桥墩1的连接端；在浇筑盖梁2时将紧固件4的螺杆先预埋在盖梁2内，为了保证位置准确，结合图6，用定位板7将预埋螺杆固定好，并保护好预埋螺杆的有丝连接端，便于螺母的安装；结合图4、图5，钢构件3由螺栓盒6、端板8和连接板9组成，端板8四周预留螺栓孔洞；制作桥墩时，在连接板9的孔中插入钢筋，以提高钢构件3与钢混组合桥墩1的连接强度，螺栓盒6要密封，不能灌入混凝土，便于紧固件4的安装；在钢混组合桥墩1安装前，先在定位板7上敷设环氧树脂层5，然后采用紧固件4四周连接，将钢混组合桥墩1与盖梁2形成整体。

由钢混组合桥墩1、盖梁2、钢构件3、紧固件4、环氧树脂层5、螺栓盒6以及定位板7构成，钢混组合桥墩1、盖梁2、钢构件3、紧固件4、环氧树脂层5、螺栓盒6以及定位板7的尺寸和构造布置，根据结构形式，通过现有规范计算确定。

钢混组合桥墩1由钢壳14、加劲肋11、剪力键12和钢筋混凝土13组成，需要对钢材外露部分进行防腐处理。

在钢壳14与钢筋混凝土13交界面布置剪力键12，剪力键12的数量，通过现有规范的计算方法确定。

钢构件3安装在钢混组合桥墩1的连接端，并对钢构件外露部分进行防腐处理。

在浇筑盖梁2时将紧固件4的螺杆先预埋在盖梁2内，用定位板7将预埋螺杆固定好，螺杆的预埋深度和螺杆的数量，通过现有规范的计算方法确定。

钢构件3由螺栓盒6、端板8和连接板9组成，端板8四周预留螺栓孔洞，且孔洞为多个，具体根据桥梁桥墩所设计的承载能力，通过现有规范的计算方法确定。

连接板9的开孔中插入钢筋，且开孔和钢筋为多个，具体根据桥梁桥墩所设计的承载能力，通过现有规范的计算方法确定。

在钢混组合桥墩1安装前，先在盖梁2的定位板7上敷设环氧树脂层5，然后采用紧固件4四周连接，紧固件的预紧力大小根据现有规范确定。

本实施例对装配式钢混组合桥墩与盖梁连接系统的施工方法做了进一步的阐述，具体步骤如下：

1）、施工现场绑扎盖梁2钢筋，安装定位板6，预埋紧固件4，浇筑盖梁2混凝土，并养护至设计强度。

2）、根据设计图纸加工在钢筋车间转制钢壳14，在钢壳14内测焊接加劲肋11，在钢壳14外测焊接剪力键12，将螺栓盒5和端板6安装在钢混组合桥墩1的对接侧的钢壳14上，并对钢结构进行防腐处理；

3）、根据设计图纸进行钢筋骨架下料，将加工好的钢结构竖立，先绑扎内层钢筋骨架，并在连接板7的孔中插入钢筋，再绑扎外层钢筋骨架，然后用拉筋将内外层钢筋骨架连成整体，待钢混组合桥墩1钢筋绑扎完成后，安装钢混组合桥墩1模板，浇筑钢混组合桥墩1混凝土，对钢混组合桥墩1进行养护，待混凝土强度达到后，拆除钢混组合桥墩1模板体系；

4）、将钢混组合桥墩和盖梁运至施工现场，在盖梁2的定位板6上敷设环氧树脂层5；

5）、吊装钢混组合桥墩1，安装到位后，再吊装盖梁2，然后通过预埋紧固件4插入预留孔洞内，穿过端板8，用预埋紧固件4将钢混组合桥墩1与盖梁2连接起来；

6）、待紧固件4连接牢固后，在暴露的紧固件4上涂上黄油，封闭螺栓盒6。

连接螺栓和剪力键强度等级、尺寸和位置的大小，通过现有规范确定。螺栓布置数量，按现有规范计算确定。剪力键布置数量，按现有规范计算确定。钢板厚度和钢板类型根据设计需要算确定。连接板的开孔数量根据设计需要算确定。

本实施例的钢混组合桥墩1、盖梁2、钢构件3、紧固件4、环氧树脂层5、螺栓盒6、定位板7、端板8、连接板9、钢壳14、加劲肋11、剪力键12以及钢筋混凝土13的布置形式如图1-6所示。钢混组合桥墩1为长方体，横截面为矩形，外围尺寸为2m×3m×5m，钢壳14尺寸为为1m×2m×5m，盖梁2为长方体，横截面为矩形，尺寸为3m×3m×2m，环氧树脂层5厚度为2mm，加劲肋5的厚度为20mm，钢壳8厚度为25mm，连接板9的厚度为20mm，定位板7和端板8厚度为25mm，钢板四周均匀预留孔洞，紧固件4采用高强度螺栓。

本实施例的钢混组合桥墩与盖梁布置如图1所示。端板8预留孔洞具体坐标位置：在端板8四周，尺寸为比紧固件4的螺杆直径大2mm的圆孔，孔间净距为20mm，并沿钢板四周均匀布置，孔洞个数根据实际桥墩受力情况，通过设计计算得出。

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