一种墩底设置柔性层的预制拼装桥墩—承台节点连接方式及其作法制造技术

本发明专利技术公开一种墩底设置柔性层的预制拼装桥墩—承台节点连接方式及其作法，节点连接方式包括预制桥墩底部的柔性层，预制桥墩底部伸出的纵向钢筋，承台内预埋金属波纹管，承台顶面预留凹槽，金属波纹管灌注的自密实高强微膨胀灌浆料。叠层钢板橡胶层安装在桥墩底部与桥墩一起浇筑预制成型，所述承台中预埋金属波纹管内灌注自密实高强微膨胀灌浆料，并使其溢出灌满凹槽，然后将所述预制桥墩底部伸出的纵向钢筋插入预埋金属波纹管内，直到预制桥墩底部插入凹槽内压实即可。本发明专利技术构造方式简单，桥墩预制成型，加快工程现场施工速度，提高工程质量。预制桥墩底部设置的叠层钢板橡胶层可显著提高桥墩的延性，降低墩柱塑性铰区损伤程度。

【技术实现步骤摘要】
一种墩底设置柔性层的预制拼装桥墩—承台节点连接方式及其作法
本专利技术涉及桥梁快速建造
，主要用于桥梁快速建造过程中预制拼装桥墩与承台节点的可靠连接和性能提升。
技术介绍
随着建筑工业化进程的发展，预制拼装技术在桥梁建设中的作用日益凸显。桥梁快速建造技术是将桥梁结构主要构件在预制场进行预制加工，由大型运输机械将预制构件运输至桥梁建设场地，采用吊装设备将预制构件吊装入位，仅在现场进行少量工序就可快速完成桥梁结构的建造。预制拼装桥梁建设将极大程度缩短在桥梁建设场地的工程量，减少材料损耗和建筑垃圾，降低环境污染和噪声污染，减少城市桥梁建设场地周边交通拥堵，极大提高建造效率和工程质量。从我国桥梁工程预制装配技术工程应用情况看，桥梁上部结构预制拼装技术工程实践较多，预制T梁、预制箱梁及铁路桥梁中整垮箱梁预制等工程应用已较为普遍。而桥梁下部结构的预制拼装技术则处于初期研发和少量工程示范阶段。另外，桥墩是桥梁结构抗震的关键构件，决定了桥梁结构的整体抗震性能。预制装配桥墩的节点连接方式及其抗震性能是决定预制装配桥梁下部结构的关键因素。预制拼装桥墩的节点连接构造及抗震能力提升是完善预制拼装桥梁结构的重要内容。目前，基于延性抗震设计理念的桥梁结构设计允许在强震发生时桥墩塑性铰区混凝土通常被压碎严重发生塑性破坏，往往震后难以修复。为改善预制拼装体系的抗震性能，国内外学者提出多种新型结构体系，如将桥墩底部与承台分离，桥墩内采用预应力筋提供抗侧能力及自恢复能力，或者在桥墩上特定部位附加耗能装置以耗散地震能量，从而避免桥墩构件发生严重损伤。因此，有必要提出合理构造或措施降低桥墩塑性铰区混凝土损伤破坏。
技术实现思路
本专利技术公开一种墩底设置柔性层的预制拼装桥墩—承台节点连接方式及其作法，在满足预制拼装快速建造桥墩的同时，可有效减小地震荷载作用下预制拼装桥墩底部塑性铰区的损伤破坏，并提供剑豪的延性性能，提高预制桥梁结构体系的整体抗震性能。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种墩底设置柔性层的预制拼装桥墩—承台节点连接方式，其特征在于：包括预制墩身(1)、柔性层(2)、墩底预留纵向钢筋(3)、预埋金属波纹管(5)、承台(6)、承台顶部预留凹槽(4)和自密实高强微膨胀灌浆料；柔性层(2)与预制墩身(1)一起预制并连接成型，成型过程中使墩底预留纵向钢筋(3)穿过柔性层(2)中预留的穿筋孔，并伸出一段长度，伸出一段长度用于锚固；墩底预留纵向钢筋(3)底部的伸出一段长度插入承台(6)中预埋金属波纹管(5)中，承台顶部预留凹槽(4)设置在承台(6)的表面，通过在金属波纹管(5)中灌注高强微膨胀灌浆料将预制墩身(1)与承台(6)连接；金属波纹管(5)内灌满自密实高强微膨胀灌浆料，并溢出布满承台顶面预留凹槽(4)内。柔性层(2)包括预埋矩形钢管(8)、带肋钢筋螺杆(9)和叠层钢板橡胶层(10)，预埋矩形钢管(8)设置在叠层钢板橡胶层(10)中间，带肋钢筋螺杆(9)设置在叠层钢板橡胶层(10)的周向；所述叠层钢板橡胶层(10)由上连接钢板(13)、薄层钢板(15)、薄层橡胶(16)、橡胶保护层(12)、下连接钢板(14)组成，叠层钢板橡胶层(10)在支座加工厂经硫化工艺制成。薄层钢板(15)和薄层橡胶(16)相互交替布置组成叠层钢板橡胶层(10)的主体结构，上连接钢板(13)和下连接钢板(14)分别设置在叠层钢板橡胶层(10)的主体结构的上部和下部；上连接钢板(13)和下连接钢板(14)之间以及叠层钢板橡胶层(10)的主体结构外侧之间的部分设有橡胶保护层(12)；橡胶保护层(12)用于保护薄层钢板(15)与薄层橡胶(16)之间的连接。预留穿筋孔(11)和螺纹孔(17)均沿叠层钢板橡胶层(10)的圆周方向布置，预留穿筋孔(11)设置在螺纹孔(17)的外侧；叠层钢板橡胶层(10)的中心设有预留钢管孔(18)，预留钢管孔(18)为矩形孔；螺纹孔(17)用来锚固带肋钢筋螺杆(9)；带肋钢筋螺杆(9)一端带有螺纹，拧紧于螺纹孔(17)内；所述螺纹孔(17)内壁预留和带肋钢筋螺杆(9)相匹配的螺纹；所述预埋矩形钢管(8)外径小于中心预留矩形孔(18)的边长；薄层钢板(15)和薄层橡胶(16)厚度根据所需抗压刚度确定，并确定预留穿筋孔(11)和中心预留矩形孔(18)的孔径大小。将预埋矩形钢管(8)插入叠层钢板橡胶层(10)的中心预留矩形孔(18)中，使得预埋矩形钢管(8)处在中间位置，其间隙上下两端用植筋胶封住；所述带肋钢筋螺杆(9)与预制墩身(1)一起浇筑时用于锚固桥墩底部以增加叠层钢板橡胶层(10)与墩底部混凝土之间的锚固强度。预制桥墩底部的柔性层(2)，在预制墩身(1)浇筑时，将预埋矩形钢管(8)底部端口堵住，上部端口敞开，使得其中填充混凝土形成钢管混凝土，提高其抗剪强度。承台顶面预留凹槽(4)的半径大于预制墩身(1)的半径，承台顶面预留凹槽(4)的深度为5mm，用于校正墩身竖向垂直度和水平位置。预制拼装时，首先在预埋的金属波纹管(5)内灌满自密实高强微膨胀灌浆料，并溢出布满承台顶面预留凹槽(4)内，将墩底预留纵向钢筋(3)对中并插入金属波纹管(5)内，待墩底预留纵向钢筋(3)完全插入承台中预埋金属波纹管(5)内。附图说明图1为本专利技术墩底设置柔性层的预制拼装桥墩—承台节点连接构造正视图图2为本专利技术墩底设置柔性层的预制拼装桥墩—承台节点连接构造俯视图图3为本专利技术构造中墩顶柔性层构造正视图图4为本专利技术构造中叠层钢板橡胶构造俯视图图5为A-A剖面图图6为B-B剖面图图中：1—预制桥墩墩身；2—柔性层；3—墩底预留纵向钢筋；4—承台顶部预留凹槽；5—预埋金属波纹管；6—承台；7—桩基础；8—矩形钢管；9—带肋钢筋螺杆；10—叠层钢板橡胶；11—预留穿筋孔；12—橡胶保护层；13—上连接钢板；14—下连接钢板；15—薄层钢板；16—薄层橡胶；17—预留螺孔；18—预留钢管孔。具体实施方式如图1至图6，本专利技术提出一种墩底设置柔性层的预制拼装桥墩—承台节点连接方式及其作法，包括预制桥墩底部的柔性层2、桥墩底部预留伸出的纵向钢筋3、承台内预埋金属波纹管5、金属波纹管里需要灌注的自密实高强微膨胀灌浆料等主要构造及其预制拼装施工作法。具体为，首先制作柔性层2，将带肋钢筋螺杆9拧紧于预留螺孔17内，同时将矩形钢管8插入叠层钢板橡胶10中的预留钢管孔18内，使矩形钢管8位于叠层钢板橡胶10中间，并在矩形钢管8和预留钢管孔18之间两端间隙处涂抹植筋胶，防止叠层钢板橡胶2与桥墩1浇筑在一起时泥浆等流入矩形钢管8和预留钢管孔之间的间隙。接下来，绑扎预制桥墩墩身1的纵筋和箍筋，同时将墩底预留纵向钢筋3穿过叠层钢板橡胶10中的预留穿筋孔11中并伸出一定长度。同时，在墩底预留纵向钢筋3与预留穿筋孔11之间的两端间隙处涂抹植筋胶，防止预制桥墩墩身1浇筑混凝土时候水泥浆流入墩底预留纵向钢筋3和预留穿筋孔11之间的间隙。另外，墩底预留纵向钢筋3处于叠层钢板橡胶10之间的无粘结段可以减小塑性铰区钢筋的集中塑性变形，同时叠层钢板橡胶10内的预留穿筋孔11可以约束纵向钢筋屈曲。最后，以墩底柔性层2作为底模，与固定于叠层钢板橡胶10的上连接板13的带肋钢筋螺杆9以及桥墩1的纵筋和箍筋一起本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种墩底设置柔性层的预制拼装桥墩—承台节点连接方式，其特征在于：包括预制墩身(1)、柔性层(2)、墩底预留纵向钢筋(3)、预埋金属波纹管(5)、承台(6)、承台顶部预留凹槽(4)和自密实高强微膨胀灌浆料；柔性层(2)与预制墩身(1)一起预制并连接成型，成型过程中使墩底预留纵向钢筋(3)穿过柔性层(2)中预留的穿筋孔，并伸出一段长度，伸出一段长度用于锚固；墩底预留纵向钢筋(3)底部的伸出一段长度插入承台(6)中预埋金属波纹管(5)中，承台顶部预留凹槽(4)设置在承台(6)的表面，通过在金属波纹管(5)中灌注高强微膨胀灌浆料将预制墩身(1)与承台(6)连接；金属波纹管(5)内灌满自密实高强微膨胀灌浆料，并溢出布满承台顶面预留凹槽(4)内。

【技术特征摘要】
1.一种墩底设置柔性层的预制拼装桥墩—承台节点连接方式，其特征在于：包括预制墩身(1)、柔性层(2)、墩底预留纵向钢筋(3)、预埋金属波纹管(5)、承台(6)、承台顶部预留凹槽(4)和自密实高强微膨胀灌浆料；柔性层(2)与预制墩身(1)一起预制并连接成型，成型过程中使墩底预留纵向钢筋(3)穿过柔性层(2)中预留的穿筋孔，并伸出一段长度，伸出一段长度用于锚固；墩底预留纵向钢筋(3)底部的伸出一段长度插入承台(6)中预埋金属波纹管(5)中，承台顶部预留凹槽(4)设置在承台(6)的表面，通过在金属波纹管(5)中灌注高强微膨胀灌浆料将预制墩身(1)与承台(6)连接；金属波纹管(5)内灌满自密实高强微膨胀灌浆料，并溢出布满承台顶面预留凹槽(4)内。2.根据权利要求1所述的一种墩底设置柔性层的预制拼装桥墩—承台节点连接方式，其特征在于：柔性层(2)包括预埋矩形钢管(8)、带肋钢筋螺杆(9)和叠层钢板橡胶层(10)，预埋矩形钢管(8)设置在叠层钢板橡胶层(10)中间，带肋钢筋螺杆(9)设置在叠层钢板橡胶层(10)的周向。3.根据权利要求2所述的一种墩底设置柔性层的预制拼装桥墩—承台节点连接方式，其特征在于：所述叠层钢板橡胶层(10)由上连接钢板(13)、薄层钢板(15)、薄层橡胶(16)、橡胶保护层(12)、下连接钢板(14)组成，叠层钢板橡胶层(10)在支座加工厂经硫化工艺制成；薄层钢板(15)和薄层橡胶(16)相互交替布置组成叠层钢板橡胶层(10)的主体结构，上连接钢板(13)和下连接钢板(14)分别设置在叠层钢板橡胶层(10)的主体结构的上部和下部；上连接钢板(13)和下连接钢板(14)之间以及叠层钢板橡胶层(10)的主体结构外侧之间的部分设有橡胶保护层(12)；橡胶保护层(12)用于保护薄层钢板(15)与薄层橡胶(16)之间的连接；预留穿筋孔(11)和螺纹孔(17)均沿叠层钢板橡胶层(10)的圆周方向布置，预留穿筋孔(11)设置在螺纹孔(17)的外侧；叠层钢板橡胶层(10)的中心设有预留钢管孔(18)，预留钢管孔(18)为矩形孔；螺纹孔(17)用来锚固带肋钢筋螺杆(9)；带肋钢筋螺杆(9)一端带有螺纹，拧紧于螺纹孔(17)内；所述螺纹孔(17)内壁预留和带肋钢筋螺杆(9)相匹配的螺纹；所述预埋矩形钢管(8)外径小于中心预留矩形孔(18)的边长；薄层钢板(15)和薄层橡胶(16)厚度根据所需抗压刚度确定，并确定预留穿筋孔(11)和中心预留矩形孔(18)的孔径大小；将预埋矩形钢管(8)插入叠层钢板橡胶层(10)的中心预留矩形孔(18)中，使得预埋矩形钢管(8)处在中间位置，其间隙上下两端用植筋胶封住；所述带肋钢筋螺杆(9)与预制墩身(1)一起浇筑时用于锚固桥墩底部以增加叠层钢板橡胶层(10)与墩底部混凝土之间的锚固强度；预制桥墩底部的柔性层(2)，在预制墩身(1)浇筑时，将预埋矩形钢管(8)底部端口堵住，上部端口敞开，使得其中填充混凝土形成钢管...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾俊峰，郭扬，韩强，杜修力，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11