本發(fā)明涉及橋梁工程領(lǐng)域，具體涉及一種預(yù)制鋼管約束型鋼混凝土墩柱與蓋梁的快速連接方法。

背景技術(shù)：
在橋梁工程中，隨著鋼鐵工業(yè)的發(fā)展及材料價(jià)格的下降，目前工程界除采用常規(guī)現(xiàn)澆的鋼筋混凝土墩柱、基礎(chǔ)外，還逐步提出和采用一些鋼管混凝土、型鋼混凝土橋墩及鋁合金管約束型鋼混凝土的橋墩墩柱等，尤其是鋼管約束型鋼混凝土結(jié)合了鋼管混凝土與型鋼混凝土的優(yōu)點(diǎn)，具有剛度大、承載力高、抗震性能好、方便預(yù)制施工和裝配的特點(diǎn)。但由于目前研究及工程設(shè)計(jì)相對滯后的限制，我國還沒有針對城市與公路高架橋梁、通過合理設(shè)計(jì)預(yù)制墩柱及蓋梁構(gòu)件、而后在現(xiàn)場采用特定方式進(jìn)行有效聯(lián)接裝配、分段快速施工的橋墩蓋梁等具體規(guī)范。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是為了解決傳統(tǒng)現(xiàn)澆鋼筋混凝土樁柱及蓋梁施工占用場地大、施工工期長、部分連接作業(yè)工序麻煩、焊接困難、可靠性低、施工延誤造價(jià)高等問題。發(fā)明提供一種預(yù)制鋼管約束型鋼混凝土墩柱與蓋梁的快速連接方法，本發(fā)明能夠有效快速連接預(yù)制蓋梁與墩，保證橋墩、蓋梁的承載力、剛度、耐久性以及抗震性能，對交通繁忙或較長里程的城市與公路高架橋梁采用該項(xiàng)技術(shù)具有縮短工期、減少交通干擾、降低工程造價(jià)、節(jié)能環(huán)保等潛在的優(yōu)勢及社會(huì)效益等。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括如下步驟：本發(fā)明實(shí)施連接過程中需要用到鋼筋混凝土蓋梁、外圍鋼管、內(nèi)置型鋼翼緣、內(nèi)置型鋼腹板、開孔榫、墩柱頂端預(yù)埋連接蓋梁鋼筋、縱向鋼筋、橫向鋼筋和鋼管約束混凝土；鋼筋混凝土蓋梁預(yù)留孔內(nèi)的縱向架立構(gòu)造鋼筋及受力鋼筋不能切斷，橫向鋼筋則從內(nèi)置型鋼翼緣的錨固孔穿過；向外圍鋼管內(nèi)澆筑鋼管約束混凝土，拼裝形成鋼管約束型鋼混凝土墩；依次吊裝安裝鋼管約束型鋼混凝土形成的墩柱與鋼筋混凝土蓋梁，精調(diào)墩柱與鋼筋混凝土蓋梁的相對位置，對墩柱頂端預(yù)埋連接蓋梁鋼筋和橫向鋼筋進(jìn)行除銹處理；將墩柱頂端預(yù)埋連接蓋梁鋼筋與鋼筋混凝土蓋梁內(nèi)的縱向鋼筋進(jìn)行搭接連接，將錨固孔中的鋼筋與鋼筋混凝土蓋梁預(yù)留的橫向鋼筋進(jìn)行搭接連接；在鋼筋搭接完成后，在預(yù)留孔中澆筑混凝土；所述的內(nèi)置型鋼翼緣需進(jìn)行沖壓處理，沖壓方向垂直于各板平面，相鄰兩個(gè)內(nèi)置型鋼翼緣沖壓位置的沖壓方向相反，使相鄰開孔榫凸出方向相反；沖壓所形成的錨固孔與鋼筋混凝土蓋梁預(yù)留橫向鋼筋位置對應(yīng)；所述的鋼筋混凝土蓋梁需提前預(yù)制，在預(yù)制時(shí)外圍鋼管與鋼筋混凝土蓋梁連接位置處預(yù)設(shè)預(yù)留孔，預(yù)留孔的直徑介于墩外圍鋼管直徑與型鋼直徑之間，制作預(yù)留孔時(shí)，可采用細(xì)長模板圍成圓形預(yù)留孔，進(jìn)行蓋梁混凝土澆筑，保證鋼筋混凝土蓋梁預(yù)留孔內(nèi)的縱向架立構(gòu)造鋼筋及受力鋼筋不切斷，或先預(yù)留縱向鋼筋孔道，采用圓形模板，待混凝土澆筑成型后，再穿縱向鋼筋，進(jìn)行孔道注漿，從而也保證縱向鋼筋不間斷。另預(yù)留出預(yù)制鋼筋混凝土蓋梁與型鋼將在預(yù)留孔進(jìn)行連接的橫向鋼筋。所述的型鋼具體制造過程如下：內(nèi)置型鋼翼緣能夠從墩柱與鋼筋混凝土蓋梁底交界面處延伸至蓋梁頂部受力鋼筋下方，而墩柱外圍鋼管不延伸；在鋼管約束型鋼混凝土墩與鋼筋混凝土蓋梁連接位置處，將內(nèi)置型鋼腹板在鋼管約束型鋼混凝土墩吊入拼裝就位后切割去除內(nèi)置型鋼腹板的外露部分，而保留內(nèi)置型鋼翼緣；在墩柱頂端預(yù)埋連接蓋梁鋼筋，方便頂端墩柱段與鋼筋混凝土蓋梁連接，其錨固長度及埋入鋼筋混凝土蓋梁的深度符合有關(guān)橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范構(gòu)造要求。本發(fā)明采用了以上技術(shù)方案，具有顯著的技術(shù)效果：1、鋼管約束型鋼混凝土墩柱可根據(jù)橋墩的高度及橋梁荷載合理設(shè)計(jì)墩柱直徑、每一預(yù)制段的高度及每一橋墩柱數(shù)，方便吊裝運(yùn)輸及接長等，同時(shí)具有較大承載力、剛度、耐久性、抗沖擊以及抗震性能。2、型鋼延伸至預(yù)制鋼筋混凝土蓋梁預(yù)留孔內(nèi)，加強(qiáng)了墩與蓋梁間的剛性連接，無需現(xiàn)場澆筑蓋梁的模板，同時(shí)通過在現(xiàn)場澆筑少量的混凝土即可實(shí)現(xiàn)墩柱與蓋梁的有效連接，施工快速方便。3、通過在蓋梁預(yù)留孔內(nèi)的型鋼翼板錨固孔穿越布置橫向鋼筋、并與蓋梁預(yù)留孔周邊鋼筋一起，共同連接受力，確保了此類橋墩連接的可靠性及承載能力，增強(qiáng)了其抗力及抗沖擊性能和剛度。4、開孔榫增大了型鋼與混凝土的接觸面積，進(jìn)一步增加了蓋梁與墩之間連接的剛度，同時(shí)使得介于錨固孔的鋼筋與開孔榫間的混凝土不易被壓碎，保證墩與蓋梁間連接的可靠性。腹板上相鄰兩開孔榫的凸出方向相反，使得連接處受力更均勻，增加了連接節(jié)點(diǎn)處的整體性能。本發(fā)明針對城市與公路高架橋梁的下部結(jié)構(gòu)快速施工技術(shù)要求，提出了一種采用分段或分構(gòu)件預(yù)制的鋼管約束型鋼混凝土柱式墩身及鋼筋混凝土蓋梁、而后進(jìn)行聯(lián)接的方法，它具有設(shè)計(jì)、預(yù)制、吊運(yùn)及安裝施工方便、聯(lián)接快速、剛度大、受力性能好等優(yōu)點(diǎn)。附圖說明下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。圖1是墩與蓋梁連接位置附近鋼管約束型鋼混凝土結(jié)構(gòu)圖。圖2是圖1俯視圖。圖3是墩與蓋梁連接位置立面圖。圖4是圖3的I-I剖視圖。圖中1.鋼筋混凝土蓋梁，2.外圍鋼管，3.內(nèi)置型鋼翼緣，4.內(nèi)置型鋼腹板，5.預(yù)留孔，6.錨固孔，7.開孔榫，8.墩柱頂端預(yù)埋連接蓋梁鋼筋，9.縱向鋼筋，10.橫向鋼筋，11.鋼管約束混凝土。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。如圖1-圖3所示，一種預(yù)制鋼管約束型鋼混凝土墩柱與蓋梁的快速連接方法在實(shí)施過程中需要用到鋼筋混凝土蓋梁1、外圍鋼管2、內(nèi)置型鋼翼緣3、內(nèi)置型鋼腹板4、開孔榫7、墩柱頂端預(yù)埋連接蓋梁鋼筋8、縱向鋼筋9、橫向鋼筋10和鋼管約束混凝土11。鋼筋混凝土蓋梁1預(yù)留孔內(nèi)的縱向架立構(gòu)造鋼筋及受力鋼筋不能切斷，橫向鋼筋10則根據(jù)型鋼翼緣寬度作適當(dāng)避讓、彎折或從內(nèi)置型鋼翼緣3的錨固孔6穿過。在預(yù)制鋼筋混凝土蓋梁1對應(yīng)于墩的位置上所預(yù)留孔5，其預(yù)留孔5的直徑介于墩鋼管直徑和型鋼之間，預(yù)留孔5的深度貫穿整個(gè)鋼筋混凝土蓋梁1，可采用細(xì)長模板圍成圓形預(yù)留孔5，保證鋼筋混凝土蓋梁1預(yù)留孔內(nèi)的縱向架立構(gòu)造鋼筋及縱向鋼筋9不能切斷，或先預(yù)留縱向鋼筋9孔道，采用圓形模板，待混凝土澆筑成型后，再穿縱向鋼筋9，進(jìn)行孔道注漿，從而也保證縱向鋼筋9不間斷。考慮到鋼筋混凝土蓋梁1的吊運(yùn)安全，必要時(shí)應(yīng)增加鋼筋混凝土蓋梁1兩側(cè)及底部的縱向架立或縱向鋼筋9面積。預(yù)制型鋼時(shí)，在其與蓋梁連接部分的內(nèi)置型鋼翼緣3進(jìn)行沖壓形成錨固孔6與開孔榫7，沖壓方向垂直于各板平面。內(nèi)置型鋼翼緣3從墩與蓋梁底交界面處一般要延伸至鋼筋混凝土蓋梁1頂部受力鋼筋下方，而墩柱外圍鋼管2不延伸，但要在頂端墩柱段預(yù)埋與蓋梁連接的豎向鋼筋，其錨固長度及埋入蓋梁深度應(yīng)符合有關(guān)橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范構(gòu)造要求。為防止預(yù)制鋼筋混凝土蓋梁的縱向架立構(gòu)造鋼筋及縱向鋼筋9在穿越內(nèi)置型鋼時(shí)不切斷，確保其施工吊裝時(shí)的受力及構(gòu)件安全，其內(nèi)置型鋼腹板4在鋼管約束型鋼混凝土墩柱吊入拼裝就位后應(yīng)切割去除其外露部分，而保留內(nèi)置型鋼翼緣3，待調(diào)入鋼筋混凝土蓋梁1使其縱向鋼筋9從型鋼翼緣兩側(cè)穿過；另部分蓋梁橫向鋼筋10則根據(jù)型鋼翼緣寬度作適當(dāng)避讓或彎折；同時(shí)將橫向鋼筋10從內(nèi)置型鋼翼緣3開的錨固孔6中穿過，并將墩柱頂端預(yù)埋連接蓋梁鋼筋8與蓋梁鋼筋連接，在預(yù)留孔5內(nèi)澆筑高一級蓋梁混凝土標(biāo)號的快速硬化連接混凝土，進(jìn)行養(yǎng)生，使其到達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度，再進(jìn)入下一道施工工序。如圖1所示，在制造型鋼時(shí)，保證內(nèi)置型鋼翼緣3可從墩與鋼筋混凝土蓋梁1底交界面處延伸至蓋梁頂部受力鋼筋下方，而墩柱外圍鋼管2不延伸。在鋼管約束型鋼混凝土墩與鋼筋混凝土蓋梁1連接位置處，將內(nèi)置型鋼腹板4在鋼管約束型鋼混凝土墩柱吊入拼裝就位后應(yīng)切割去除其外露部分，而保留內(nèi)置型鋼翼緣3。在墩柱頂端預(yù)埋連接蓋梁鋼筋8，方便頂端墩柱段預(yù)埋與鋼筋混凝土蓋梁1連接，其錨固長度及埋入蓋梁深度應(yīng)符合有關(guān)橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范構(gòu)造要求。如圖2所示，對內(nèi)置型鋼翼緣3進(jìn)行沖壓處理，沖壓方向垂直于各板平面，相鄰兩個(gè)內(nèi)置型鋼翼緣3沖壓位置的沖壓方向相反，使相鄰開孔榫7凸出方向相反。沖壓所形成的錨固孔6應(yīng)與鋼筋混凝土蓋梁1預(yù)留橫向鋼筋位置對應(yīng)。如圖3所示，在預(yù)制鋼筋混凝土蓋梁1時(shí)，在外圍鋼管2與鋼筋混凝土蓋梁1連接位置處預(yù)設(shè)預(yù)留孔5，預(yù)留孔5的直徑介于墩外圍鋼管直徑與型鋼直徑之間，預(yù)留出預(yù)制鋼筋混凝土蓋梁1與型鋼將在預(yù)留孔5進(jìn)行連接的橫向鋼筋10。如圖3所示，向外圍鋼管2內(nèi)澆筑鋼管約束混凝土11，拼裝形成鋼管約束型鋼混凝土墩。依據(jù)施工圖紙，依次吊裝安裝鋼管約束型鋼混凝土墩與預(yù)制鋼筋混凝土蓋梁1，精調(diào)墩與鋼筋混凝土蓋梁1相對位置，滿足設(shè)計(jì)要求后，對蓋梁預(yù)留的墩柱頂端預(yù)埋連接蓋梁鋼筋8和橫向鋼筋10進(jìn)行除銹處理。將墩柱頂端預(yù)埋連接蓋梁鋼筋8與鋼筋混凝土蓋梁1內(nèi)的縱向鋼筋9進(jìn)行搭接連接，將錨固孔6中的鋼筋與預(yù)制鋼筋混凝土蓋梁1預(yù)留的橫向鋼筋10進(jìn)行搭接連接。如圖4所示，在鋼筋搭接完成后，在預(yù)留孔5中澆筑混凝土，要求混凝土等級高于原蓋梁混凝土一個(gè)等級。待混凝土養(yǎng)護(hù)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，整個(gè)組合橋墩可投入使用。