【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及桥梁工程建造，特别涉及一种剪力钉-双钢管装配式桥墩及其施工方法。
技术介绍
1、目前我国交通基础设施建设迎来大发展时期，装配式桥墩节段拼装施工技术将桥墩沿着竖向模块化拆分为数个构件，经过工厂统一预制，运输到施工场地进行节段拼装。与现浇式桥墩相比，具有缩短工期、工厂化质量可控、环境污染较小、节省人力成本等优势。
2、近年来，我国在装配式桥墩施工中采用的预埋钢筋连接套筒技术，通过对套筒压力灌浆进行多节段桥墩连接，灌浆施工过程复杂，对于节段数量较多的桥墩制作成本较高。为了克服此缺点，相关研究人员提出在立柱预留的通孔内穿预应力钢绞线，将立柱预制节段连接成整体，然而预应力钢筋存在锈蚀问题，影响结构的耐久性。为了克服以上墩柱连接方式的缺陷，亟需研究一种新型预制混凝土墩柱节段拼装方式。本专利技术提出一种剪力钉-双钢管高强装配式桥墩及其施工方法，利用开缝圆钢管和剪力钉进行高效安装定位，免去了为维持墩柱节段稳定的复杂支架安装，简化了施工方法，利用uhpc超高性能混凝土增强预制混凝土墩柱和混凝土承台连接段，增强了塑性铰区的耗能能力，技术优势突出，工程适用性强，具有良好的应用前景。
技术实现思路
1、针对以上技术问题，本专利技术提出一种剪力钉-双钢管高强装配式桥墩及其施工方法，将预制混凝土墩柱底部的圆钢管和混凝土承台顶部钢套箱的剪力钉进行快速定位固定，具有拼装节段自稳定的优势，不仅解决了现有装配式墩柱与混凝土承台安装需要设置复杂支撑的问题，大大简化了施工过程，而且解决了现有装配
2、技术方案：
3、为了实现上述技术目的，本专利技术采用如下技术方案：
4、预制混凝土墩柱，包括开缝圆钢管、混凝土节段、钢筋网和连接钢板；
5、混凝土承台，位于装配式桥墩的最底部，所述混凝土承台中心预留定位孔槽；
6、高强连接段，包括钢套箱、剪力钉以及uhpc材料，用于连接预制混凝土墩柱和混凝土承台；钢套箱内壁上设有多排沿竖向布置的剪力钉；
7、所述开缝圆钢管，其一端与预制混凝土墩柱底部中心处所述连接钢板连接，另一端穿过所述钢套箱后与混凝土承台顶部的定位孔槽插接；
8、所述开缝圆钢管的管壁上开设有对多排所述剪力钉进行避让的多道竖缝，每道竖缝上对应每排多个剪力钉的位置分别设有横槽；
9、通过旋转所述开缝圆钢管，使所述剪力钉插入所述横槽内，实现预制混凝土墩柱与混凝土承台之间的定位。
10、进一步的，所述钢套箱底端与所述混凝土承台固定连接，上端敞口设置且与所述连接钢板焊接连接，钢套箱的箱壁底部预留两个灌浆孔道，顶部预留两个出浆孔道；
11、所述钢套箱内部通过所述灌浆孔道灌注uhpc材料，通过顶部出浆孔道溢出uhpc材料；所述uhpc材料用于连接所述开缝圆钢管和钢套箱内部的剪力钉；
12、所述钢套箱为方形钢管，与混凝土承台内部钢筋网焊接连接，通过混凝土与混凝土承台上表面牢固连接。
13、进一步的，所述预制混凝土墩柱底部设有连接钢板，所述连接钢板与预留在所述预制混凝土墩柱内部钢筋网穿孔塞焊连接；所述开缝圆钢管的上端与所述连接钢板焊接连接。
14、进一步的，所述uhpc材料抗压强度不低于120mpa，坍落扩展度不小于700mm；
15、所述钢套箱、连接钢板以及开缝圆钢管的材料为q235钢材，屈服强度为235mpa；
16、所述开缝圆钢管的轴向高度h1不小于所述预制混凝土墩柱全高h的1/3；
17、所述定位孔槽截面直径d2不小于200mm，深度d3不小于100mm。
18、进一步的，所述剪力钉-双钢管高强装配式桥墩的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
19、s1、将开缝圆钢管顶面和连接钢板底面进行焊缝连接，然后将连接钢板顶面与预制混凝土墩柱内部纵向钢筋进行穿孔焊接；
20、s2、对预制混凝土墩柱的内部钢筋网架起模板，浇筑预制混凝土墩柱，预制混凝土墩柱(1)制作完成；
21、s3、将剪力钉对称焊接在钢套箱内部，钢套箱底部与混凝土承台钢筋焊接，支模浇筑混凝土承台，混凝土承台制作完成；
22、s4、吊装预制混凝土墩柱，将预制混凝土墩柱底部的开缝圆钢管与混凝土承台的定位孔槽进行精确定位，逐步放下预制混凝土墩柱，使剪力钉从开缝圆钢管的竖缝穿过；
23、s5、顺时针水平旋转预制混凝土墩柱30°，使剪力钉和开缝圆钢管的横槽对齐横准，此时预制混凝土墩柱定位完成；将钢套箱顶面和连接钢板进行焊接，预制混凝土墩柱安装完成；
24、s6、通过灌浆设备从钢套箱的灌浆孔道加压，从下往上灌注uhpc材料进入钢套箱内部空间，当uhpc材料浆体从钢套箱的出浆孔道稳定流出时停止灌浆，封堵灌浆孔道和出浆孔道，到此全部施工过程完成。
25、有益效果：
26、(1)本专利技术提出的一种剪力钉-双钢管高强装配式桥墩在施工中具有免支撑快速安装的优势。将预制混凝土墩柱底部的圆钢管和混凝土承台顶部钢套箱的剪力钉进行快速定位固定，通过混凝土承台底部的孔槽进行圆钢管精确定位，解决了现有装配式墩柱与混凝土承台安装需要设置复杂支撑的问题，克服了墩身垂直度难以控制的难题，不仅保证墩柱装配过程中的可靠性和安全性，而且大大简化了施工过程。
27、(2)本专利技术提出的新型墩柱和混凝土承台的连接段具有高强高延性优势。通过钢套箱底部预留孔道压力注浆uhpc高性能混凝土材料，填充混凝土承台钢套箱和圆钢管的空腔，利用钢管对混凝土的约束效果，对桥墩墩底的塑性铰区域进行钢套箱局部加强，提高了桥墩的抗剪、抗弯强度，增强了桥墩塑性铰的变形能力，可以有效减小桥墩的残余位移，在震后修复和应急加固方面具有突出优势。
28、(3)本专利技术提出的双钢管增强桥墩连接段具有浇筑混凝土自动密实的特点。在高烈度地区，对桥墩塑性铰区域耗散地震能量要求较高，本专利技术的钢套箱构造保障填充的uhpc高性能混凝土材料密实，不仅解决了现有装配式桥墩中连接段混凝土施工过程复杂、无法浇筑密实的问题，保障了构件装配牢固性，有效增强了塑性铰区的耗能能力。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种剪力钉-双钢管高强装配式桥墩，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种剪力钉-双钢管高强装配式桥墩，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的一种剪力钉-双钢管高强装配式桥墩，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的一种剪力钉-双钢管高强装配式桥墩，其特征在于：
5.根据权利要求1～4中任一所述剪力钉-双钢管高强装配式桥墩的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种剪力钉-双钢管高强装配式桥墩，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种剪力钉-双钢管高强装配式桥墩，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的一种剪力钉-双钢管高强装配式桥墩...
【专利技术属性】
技术研发人员：万水，吴振凡，李书利，王刚，黄硕，范磊，孙海兴，刘建设，朱坤宁，罗浩，刘永超，周彦锋，徐瑞丰，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。