全文摘要
本实用新型公开了一种半装配式薄壁桥墩，属于桥梁工程技术领域，所述半装配式薄壁桥墩包括承台和多个预制节段，所述预制节段包括外包超高性能混凝土的纵向空心钢管、纵向外露钢筋、进料通道和出料通道，所述自密实的超高性能混凝土内沿纵向空心钢管的轴向设有进料通道和出料通道。本实用新型提供的半装配式薄壁桥墩，将钢材全部埋在耐腐蚀、抗渗能力强的UHPC内，适合于极端恶劣环境的桥墩结构；整个桥墩造价低，预制节段可提前加工完成，且吊装重量轻，不需要大型设备，不受施工环境制约，使得桥墩的施工周期短，特别适合于跨海桥梁和城市桥梁。
主设计要求
1.一种半装配式薄壁桥墩，其特征在于，包括从下到上依次连接的承台和多个的预制节段；所述承台上设有竖直设置的承台钢管和承台纵向外露钢筋；所述预制节段包括外包超高性能混凝土的纵向空心钢管、纵向外露钢筋、进料通道和出料通道；所述纵向外露钢筋预埋在超高性能混凝土内，所述超高性能混凝土内沿纵向空心钢管的轴向设有进料通道和出料通道，所述进料通道和出料通道分别贯穿超高性能混凝土设置；所述预制节段之间通过所述纵向空心钢管之间的焊接连接，以及所述纵向外露钢筋之间的焊接连接进行拼接；所述预制节段与承台之间通过所述纵向空心钢管与所述承台钢管的焊接连接，以及所述纵向外露钢筋与承台纵向外露钢筋的焊接连接进行拼接；所述预制节段之间的拼接处通过进料通道进料填充有自密实的超高性能混凝土；所述预制节段与承台之间的拼接处通过进料通道进料填充有自密实的超高性能混凝土。
设计方案
1.一种半装配式薄壁桥墩，其特征在于，包括从下到上依次连接的承台和多个的预制节段；
所述承台上设有竖直设置的承台钢管和承台纵向外露钢筋；
所述预制节段包括外包超高性能混凝土的纵向空心钢管、纵向外露钢筋、进料通道和出料通道；所述纵向外露钢筋预埋在超高性能混凝土内，所述超高性能混凝土内沿纵向空心钢管的轴向设有进料通道和出料通道，所述进料通道和出料通道分别贯穿超高性能混凝土设置；
所述预制节段之间通过所述纵向空心钢管之间的焊接连接，以及所述纵向外露钢筋之间的焊接连接进行拼接；
所述预制节段与承台之间通过所述纵向空心钢管与所述承台钢管的焊接连接，以及所述纵向外露钢筋与承台纵向外露钢筋的焊接连接进行拼接；
所述预制节段之间的拼接处通过进料通道进料填充有自密实的超高性能混凝土；
所述预制节段与承台之间的拼接处通过进料通道进料填充有自密实的超高性能混凝土。
2.根据权利要求1所述的半装配式薄壁桥墩，其特征在于，所述预制节段之间的拼接处和预制节段与承台之间的拼接处均设有钢模板，所述钢模板包括多个固定钢板、多个固定钢筋和多个固定锚具；
多个所述固定钢筋分别横向设置于预制节段的两个端部和承台的上端，多个所述固定钢板上设有若干开孔，所述开孔的直径与固定钢筋的直径相同，所述固定钢筋的外露端从固定钢板上的开孔中穿过并通过固定锚具与固定钢板紧固连接。
3.根据权利要求1所述的半装配式薄壁桥墩，其特征在于，所述预制节段的顶部贯穿设置有若干横向空心钢管，所述横向空心钢管内设有受力型钢。
设计说明书
技术领域
本实用新型属于桥梁工程技术领域，具体涉及一种半装配式薄壁桥墩。
背景技术
整体现浇的薄壁式钢筋混凝土桥墩已经在我国的高速公路与城市桥梁中得到广泛的应用。然而，由于现浇桥墩的施工需要在现场安装模板并绑扎钢筋，并浇筑大量混凝土，导致施工周期长，且对周边环境影响较大。在城市内的施工往往会占用现有道路，常造成长时期的交通堵塞，严重影响了城市内的道路通行。而一些跨海大桥施工过程中，由于受到恶劣气候和风浪的影响，整体现浇的薄壁式钢筋混凝土桥墩的施工更加困难，施工质量难以保证，且已建成的跨海大桥的混凝土桥墩普遍存在严重的腐蚀现象。为此一些跨海大桥也采用了桥墩节段预制拼装施工，多采用全截面预制拼装，但这种拼装方式吊装重量很大，需要大型机械设备，且接头拼接缝多采用砂浆，其水平抗剪能力较弱。
超高性能混凝土(Ultra-HighPerformance Concrete，UHPC)，由于其抗腐蚀能力强，近年来被逐渐应用于跨海大桥等处于较恶劣环境中的桥梁上，申请号为201711028881.8的中国专利，公开了一种预制拼装桥墩节段连接的构造和作法，该连接构造为基于超高性能混凝土(UHPC)、内套连接钢管和高强螺栓连接的预制拼装钢管混凝土桥墩；连接中将UHPC应用于预制桥墩节段之间，充分利用了UHPC卓越的抗压和抗拉性能，从而解决了预制桥墩节段连接薄弱的问题。但该结构中，现浇UHPC接头的收缩量较大，与预制部分的混凝土在结合面处可能发生脱离；所采用的从水平向浇筑UHPC的结构，其UHPC的密实度难以保证；预制节段自重较大，施工有难度；钢材暴露在空气中，需要定期进行除锈，后期养护成本大。
实用新型内容
为了克服上述现有技术的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种耐腐蚀、抗渗能力强且施工方便的半装配式薄壁桥墩。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种半装配式薄壁桥墩，包括从下到上依次连接的承台和多个的预制节段；
所述承台上设有竖直设置的承台钢管和承台纵向外露钢筋；
所述预制节段包括外包超高性能混凝土的纵向空心钢管、纵向外露钢筋、进料通道和出料通道；所述超高性能混凝土内沿纵向空心钢管的轴向设有进料通道和出料通道，所述进料通道和出料通道分别贯穿自密实超高性能混凝土设置；
所述预制节段之间通过所述纵向空心钢管之间的焊接连接，以及所述纵向外露钢筋之间的焊接连接进行拼接；
所述预制节段与承台之间通过所述纵向空心钢管与所述承台钢管的焊接连接，以及所述纵向外露钢筋与承台纵向外露钢筋的焊接连接进行拼接；
所述预制节段之间的拼接处通过进料通道进料填充有自密实的超高性能混凝土；
所述预制节段与承台之间的拼接处通过进料通道进料填充有自密实的超高性能混凝土。
其中，所述预制节段之间的拼接处和预制节段与承台之间的拼接处均设有钢模板，所述钢模板包括多个固定钢板、多个固定钢筋和多个固定锚具；
多个所述固定钢筋分别横向设置于预制节段的两个端部和承台的上端，多个所述固定钢板上设有若干开孔，所述开孔的直径与固定钢筋的直径相同，所述固定钢筋一端外露，所述固定钢筋的外露端从固定钢板上的开孔中穿过并通过固定锚具与固定钢板紧固连接。
其中，所述预制节段的顶部贯穿设置有若干横向空心钢管，所述横向空心钢管内设有受力型钢。
本实用新型的有益效果在于：本实用新型的半装配式薄壁桥墩，包括从下到上依次连接的承台和多个的预制节段；预制节段的钢材全部埋在耐腐蚀、抗渗能力强的超高性能混凝土(UHPC)内，适合于极端恶劣环境的桥墩结构；所述预制节段不同于现有预制节段，在UHPC里设有进料通道和出料通道，后期施工时向进料通道浇筑，自密实的超高性能混凝土从进料通道灌入，从出料通道流出，进而在拼接处灌满自密实的超高性能混凝土，由于其纵向高度较高，灌注自密实的超高性能混凝土时，无需加压仅依靠重力对底部产生的压强便可保证底部接缝处混凝土处于密实状态，施工方便快捷，大大提高了拼接的速度，同时提高了拼接处的强度；而在纵向空心钢管内灌注有普通混凝土，替代了跨海大桥桥墩常用的海工混凝土，能够大幅节约成本，降低桥梁造价；所有预制节段可提前加工完成，吊装重量轻，后期施工时不需要大型设备，不受施工环境制约，利于缩短桥墩的施工周期，对周边环境及道路交通影响小，特别适用于跨海桥梁和城市桥梁。
附图说明
图1为本实用新型具体实施方式的半装配式薄壁桥墩的预制节段的俯视剖面结构示意图；
图2为本实用新型具体实施方式的半装配式薄壁桥墩的正视剖面结构示意图；
图3为本实用新型具体实施方式的半装配式薄壁桥墩的预制节段之间拼接处的侧视剖面结构示意图；
图4为本实用新型具体实施方式的半装配式薄壁桥墩的预制节段与施工平台的侧视剖面结构示意图；
标号说明：
1、纵向空心钢管；2、纵向外露钢筋；3、超高性能混凝土；4、进料通道；5、出料通道；6、承台；7、承台钢管；8、固定钢板；9、固定钢筋；10、固定锚具；11、普通混凝土；12、横向空心钢管；13、受力型钢；14、施工平台。
具体实施方式
为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
本实用新型最关键的构思在于：通过在方形钢管内设置竖向的进料通道和出料通道，便于后期施工时在没有额外加压的情况下，对拼接处底部产生压强便，保证底部接缝处混凝土处于密实状态，便于快速完成预制节段之间及预制节段与承台之间的拼装。
请参照图1至图4，一种半装配式薄壁桥墩，包括从下到上依次连接的承台6和多个的预制节段；
所述承台6上设有竖直设置的承台钢管7和承台纵向外露钢筋；
所述预制节段包括外包有超高性能混凝土3的纵向空心钢管1、纵向外露钢筋2、进料通道4和出料通道5；所述纵向外露钢筋2预埋在超高性能混凝土3内，所述超高性能混凝土3内沿纵向空心钢管1的轴向设有进料通道4和出料通道5，所述进料通道4和出料通道5分别贯穿超高性能混凝土3设置；
所述预制节段之间通过所述纵向空心钢管1之间的焊接连接，以及所述纵向外露钢筋2之间的焊接连接进行拼接；
所述预制节段与承台6之间通过所述纵向空心钢管1与所述承台钢管7的焊接连接，以及所述纵向外露钢筋2与承台纵向外露钢筋的焊接连接进行拼接；
所述预制节段之间的拼接处通过进料通道4进料填充有自密实的超高性能混凝土；
所述预制节段与承台6之间的拼接处通过进料通道4进料填充有自密实的超高性能混凝土。
从上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：本实用新型提供的半装配式薄壁桥墩，包括从下到上依次连接的承台和多个的预制节段；预制节段的钢材全部埋在耐腐蚀、抗渗能力强的超高性能混凝土(UHPC)内，适合于极端恶劣环境的桥墩结构；所述预制节段不同于现有预制节段，在UHPC里设有进料通道和出料通道，后期施工时向进料通道浇筑，自密实的超高性能混凝土从进料通道灌入，从出料通道流出，进而在拼接处灌满自密实的超高性能混凝土，由于其纵向高度较高，灌注自密实的超高性能混凝土时，无需加压仅依靠重力对底部产生的压强便可保证底部接缝处混凝土处于密实状态，施工方便快捷，大大提高了拼接的速度，同时提高了拼接处的强度；而在纵向空心钢管内灌注有普通混凝土，替代了跨海大桥桥墩常用的海工混凝土，能够大幅节约成本，降低桥梁造价；所有预制节段可提前加工完成，吊装重量轻，后期施工时不需要大型设备，不受施工环境制约，利于缩短桥墩的施工周期，对周边环境及道路交通影响小，特别适用于跨海桥梁和城市桥梁。
进一步的，所述预制节段之间的拼接处和预制节段与承台之间的拼接处均设有钢模板，所述钢模板包括多个固定钢板8、多个固定钢筋9和多个固定锚具10；
多个所述固定钢筋9分别横向设置于预制节段的上端靠近顶部处、预制节段的下端靠近底部处和承台的上端，多个所述固定钢板8上设有若干开孔，所述开孔的直径与固定钢筋9的直径相同，所述固定钢筋9的一端外露，所述固定钢筋9的外露端从固定钢板8上的开孔中穿过并通过固定锚具10与固定钢板8紧固连接。
由上述描述可知，通过在拼接处设置固定钢板，所述固定钢板与固定钢筋通过固定锚具进行紧固连接，而固定钢筋设置于预制节段内的上下端部，可在拼接处形成钢模板，能够在拼装阶段起到对拼接处加固的作用，拼接完成后拆除即可，不会影响桥墩外部美观性。
进一步的，所述预制节段的顶部贯穿设置有若干横向空心钢管12，所述横向空心钢管12内设有受力型钢13。
由上述描述可知，在靠近预制节段桥墩顶部处预留若干横向空心钢管，施受力型钢可从中穿过，用以搭设施工平台，受力型钢作为施工平台的主要受力部分，起着承载平台上所有工人及设备重量的作用。工人可在施工平台上进行钢筋绑扎，钢管焊接，钢模板拼装等作业。待作业结束，拆卸平台即可。可以节约大量的脚手架的使用，且搭建与拆卸都方便、快捷，同时可于双肢墩同级预制节段之间进行搭建，施工平台的安全性能也显著提高。
本实用新型的实施例一为：
半装配式薄壁桥墩，包括从下到上依次连接的承台6和多个预制节段；
所述承台6上设有竖直设置的承台钢管7和承台纵向外露钢筋；
所述预制节段包括外包超高性能混凝土3的两个纵向空心钢管1、多个纵向外露钢筋2、进料通道4和出料通道5；所述纵向空心钢管1两端外露，多个所述纵向外露钢筋2预埋在超高性能混凝土3中且两端外露，所述超高性能混凝土3内沿纵向空心钢管1的轴向设有进料通道4和出料通道5，所述进料通道4和出料通道5分别贯穿超高性能混凝土3设置；
所述预制节段之间通过所述纵向空心钢管1之间的焊接连接，以及所述纵向外露钢筋2之间的焊接连接进行拼接；
所述预制节段与承台6之间通过所述纵向空心钢管1与所述承台钢管7的焊接连接，以及所述纵向外露钢筋2与承台纵向外露钢筋的焊接连接进行拼接；
所述预制节段之间的拼接处通过进料通道4进料填充有自密实的超高性能混凝土；
所述预制节段与承台6之间的拼接处通过进料通道4进料填充有自密实的超高性能混凝土。
本实用新型的实施例二为：
半装配式薄壁桥墩，包括从下到上依次连接的承台6和多个预制节段；
所述承台6上设有竖直设置的承台钢管7和承台纵向外露钢筋；
所述预制节段包括外包超高性能混凝土3的纵向空心钢管1、多个纵向外露钢筋2、进料通道4和出料通道5；所述纵向空心钢管1两端外露，多个所述纵向外露钢筋2预埋在超高性能混凝土3中且两端外露，所述超高性能混凝土3内沿纵向空心钢管1的轴向设有进料通道4和出料通道5，所述进料通道4和出料通道5为竖向圆形空心钢管，所述进料通道4和出料通道5分别贯穿超高性能混凝土3设置；所述预制节段的端部设置若干水平方向的预留孔；
所述预制节段之间通过所述纵向空心钢管1之间的焊接连接，以及所述纵向外露钢筋2之间的焊接连接进行拼接；
所述预制节段与承台6之间通过所述纵向空心钢管1与所述承台钢管7的焊接连接，以及所述纵向外露钢筋2与承台纵向外露钢筋的焊接连接进行拼接；
所述预制节段之间的拼接处通过进料通道4进料填充有自密实的超高性能混凝土；
所述预制节段与承台6之间的拼接处通过进料通道4进料填充有自密实的超高性能混凝土；
所述预制节段之间和预制节段与承台之间的拼接处均的拼接处设有钢模板，所述钢模板包括多个固定钢板8、多个固定钢筋9和多个固定锚具；
多个所述固定钢筋9分别横向设置于预制节段的上端靠近顶部处、预制节段的下端靠近底部处和承台的上端，多个所述固定钢板8上设有若干开孔，所述开孔的直径与固定钢筋9的直径相同，所述固定钢筋9的外露端从固定钢板8上的开孔中穿过并通过固定锚具10与固定钢板8紧固连接；所述固定钢筋9的大小与预留孔相匹配。
本实用新型的实施例三为：
所述半装配式薄壁桥墩，包括从下到上依次连接的承台6和多个的预制节段；
所述承台6上预埋有竖直设置的承台钢管7和承台纵向外露钢筋；
所述预制节段包括外包超高性能混凝土3的纵向空心钢管1、纵向外露钢筋2、进料通道4和出料通道5；多个所述纵向外露钢筋2预埋在超高性能混凝土3中且两端外露，所述超高性能混凝土3内沿纵向空心钢管1的轴向设有进料通道4和出料通道5，所述进料通道4和出料通道5为竖向圆形空心钢管，所述进料通道4和出料通道5分别贯穿超高性能混凝土3设置；所述预制节段的端部设置若干水平方向的预留孔；
所述预制节段之间的拼接处设有钢模板，所述钢模板包括多个固定钢板8、多个固定钢筋9和多个固定锚具；所述固定钢筋9的大小与预留孔相匹配；
多个所述固定钢筋9分别横向设置于预制节段的上端靠近顶部处和预制节段的下端靠近底部处，多个所述固定钢板8上设有若干开孔，所述开孔的直径与固定钢筋9的直径相同，所述固定钢筋9的外露端从固定钢板8上的开孔中穿过并通过固定锚具10与固定钢板8紧固连接；
所述预制节段的顶部贯穿设置有若干横向空心钢管12，所述横向空心钢管12内设有受力型钢13。
上述半装配式薄壁桥墩的装配方法，具体包括以下步骤：
步骤1：将第一预制节段的纵向空心钢管1的下端与承台6的承台钢管7进行焊接连接，再将第一预制节段的纵向外露钢筋2与承台6的承台纵向外露钢筋进行焊接连接；
步骤2：将多个固定钢筋9的一端插入预留孔中，使固定钢筋9设置于预制节段的下端和承台的上端，将固定钢板8的开孔穿过固定钢筋9，再通过固定锚具10将固定钢板8与固定钢筋9进行紧固连接，得到第一钢模板；
步骤3：向纵向空心钢管1内灌注普通混凝土11；然后向进料通道4内灌注自密实的超高性能混凝土，直至自密实的超高性能混凝土从出料通道5内溢出；
步骤4：将受力型钢13从预制第一节段顶部的若干横向空心钢管12中穿过，在受力型钢13上搭设施工平台14；
步骤5：将第二预制节段吊装至第一预制节段之上，将第一预制节段的纵向空心钢管1和第二预制节段的纵向空心钢管1进行焊接连接，再将第一预制节段的纵向外露钢筋2和第二预制节段的纵向外露钢筋2进行焊接连接；
步骤6：将多个固定钢筋9的一端插入预留孔中，使固定钢筋9设置于第一预制节段的上端和第二预制节段的下端，将固定钢板8的开孔穿过固定钢筋9，再通过固定锚具10将固定钢板8与固定钢筋9进行紧固连接，得到第二钢模板；
步骤7：重复步骤3-6直至所有预制节段装配完成；
步骤8：拆除钢模板；
步骤9：将受力型钢13从横向空心钢管12中抽出，向横向空心钢管12内灌注自密实的超高性能混凝土，然后在横向空心钢管12的管口涂抹防腐涂料。
所述施工平台14包括受力型钢13、设置在受力型钢13上的平台、斜撑型钢和护栏，所述受力型钢13底面设置受力钢板。
所述施工平台15包括施工平台受力钢筋14和设置在施工平台受力钢筋14上的平台和护栏，所述施工平台受力钢筋14底面设置受力钢板，所述受力钢板一端与施工平台受力钢筋14连接另一端与预制节段的侧壁连接。
综上所述，本实用新型提供的一种半装配式薄壁桥墩，包括承台和多个预制节段，预制节段的钢材全部埋在耐腐蚀、抗渗能力强的超高性能混凝土(UHPC)内，适合于极端恶劣环境的桥墩结构；所述预制节段不同于现有预制节段，在UHPC里设有进料通道和出料通道，后期施工时向进料通道浇筑，自密实的超高性能混凝土从进料通道灌入，从出料通道流出，进而在拼接处灌满自密实的超高性能混凝土，由于其纵向高度较高，灌注自密实的超高性能混凝土时，无需加压仅依靠重力对底部产生的压强便可保证底部接缝处混凝土处于密实状态，施工方便快捷，大大提高了拼接的速度，同时提高了拼接处的强度；而在纵向空心钢管内灌注有普通混凝土，替代了跨海大桥桥墩常用的海工混凝土，能够大幅节约成本，降低桥梁造价；所有预制节段可提前加工完成，吊装重量轻，后期施工时不需要大型设备，不受施工环境制约，利于缩短桥墩的施工周期，对周边环境及道路交通影响小，特别适用于跨海桥梁和城市桥梁；
通过在拼接处设置固定钢板，所述固定钢板与固定钢筋通过固定锚具进行紧固连接，而固定钢筋设置于预制节段内的上下端部，可在拼接处形成钢模板，能够在拼装阶段起到对拼接处加固的作用；
通过在预制节段预留若干横向空心钢管，可在拼接过程中搭建施工平台，受力型钢从横向空心钢管中穿过，作为施工平台的主要受力部分，起着承载平台上所有工人及设备重量的作用，工人可在施工平台上进行钢筋焊接，钢管焊接，钢模板拼装等作业。待作业结束，拆卸平台即可。可以节约大量的脚手架的使用，且搭建与拆卸都方便、快捷，同时可于双肢墩同级预制节段之间进行搭建，施工平台的安全性能也显著提高。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920084236.6
申请日:2019-01-18
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:35(福建)
授权编号:CN209669688U
授权时间:20191122
主分类号:E01D 19/02
专利分类号:E01D19/02;E01D21/00
范畴分类:36A;
申请人:福建工程学院
第一申请人:福建工程学院
申请人地址:350100 福建省福州市闽侯县上街镇福州地区大学新校区学园路3号
发明人:林上顺;林长庚;詹刚毅;夏樟华;杨切;谢铭勤;王金泽;陈苏
第一发明人:林上顺
当前权利人:福建工程学院
代理人:林志峥
代理机构:35214
代理机构编号:福州市博深专利事务所(普通合伙) 35214
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计