一种轻型化模块化预制拼装桥墩结构

摘要

本发明涉及桥梁结构设计及制造技术领域，具体地讲是一种轻型化模块化预制拼装桥墩结构，包括墩底可调节段模块、标准节段模块、墩顶节段模块，所述墩底可调节段模块、标准节段模块、墩顶节段模块按由下至上的顺序依次利用钢绞线串联固定拼装形成预制桥墩，所述墩底可调节段模块、标准节段模块、墩顶节段模块中央均设有预制空腔，本发明采用钢模、空气胶囊或PVC管等形成空心断面，减轻结构自重，便于构件运输和吊装；通过不同模块的组合拼装，适应不同墩高的预制拼装桥墩；解决了预制高墩墩底普通钢筋配筋不足问题。

说明书

技术领域

本发明涉及桥梁结构设计及制造技术领域，具体地讲是一种轻型化模块化预制拼装桥墩结构。

背景技术

目前，随着城市基础设施建设快速发展，以及工程品质要求的不断提高，预制拼装技术由于其施工质量好、速度快、污染少、对周边环境影响小等特点，在城市桥梁中，特别是交通繁忙的核心区域采用预制拼装构件是十分合适的。

但是目前采用的预制装配式技术还存在如下制约：

(1)“构件多工厂制作，少工地现浇”的预制装配原则和城市运输安装条件之间的矛盾日益突出，为解决此矛盾常采用的方案就是尺寸和重量超限构件采用现浇结构，导致构件预制率不高，无法充分发挥其优势；

(2)构件标准化程度不高，导致制作、运输和安装成本较高，经济性不佳；

(3)预制构件设计理念不成熟，简单将构件现场浇筑变为工厂浇筑，未根据预制构件特点对其尺寸、样式和材料等进行优化设计。

为此设计一种轻量化易于运输、标准化可以适应预制拼装技术在桥梁结构装配中的预制化结构是十分有必要的。

发明内容

本发明突破了现有技术的难题，设计了一种轻量化易于运输、标准化可以适应预制拼装技术在桥梁结构装配中的预制化结构，达到加长预制桥墩长度、减少现场拼接工作量、适应预制桥墩适制造的目的。

本发明的另一个目的是提供一种便于制作、运输和安装的模块化预制拼接桥墩方案。

本发明为了达到上述目的，设计了一种轻型化模块化预制拼装桥墩结构，其特征在于：包括墩底可调节段模块、标准节段模块、墩顶节段模块，所述墩底可调节段模块、标准节段模块、墩顶节段模块按由下至上的顺序依次利用钢绞线串联固定拼装形成预制桥墩，所述墩底可调节段模块、标准节段模块、墩顶节段模块中央均设有预制空腔。

相应的，所述预制空腔利用内模制作而成，所述内模为液压钢模、充气胶囊、PVC管中的任一种。

相应的，在拼装预制桥墩时可采用若干个标准节段模块，使得预制桥墩的高度可调节，而且需要说明的是标准节段模块的高度可以根据实际桥墩的造型、运输尺寸和重量限制等设计不同高度的标准节段模块，在具体使用中也可以使用不同高度的标准节段模块从而达到桥墩拼装的目的。

相应的，所述钢绞线为自锁式预应力钢绞线，使得现场拼装连接方便，同时也解决了预制高墩墩底普通钢筋配筋不足的问题。

同时本发明还设计了一种便于制作、运输和安装的模块化预制拼接桥墩方案，其特征在于：按如下步骤进行：

S1根据待预制拼装的桥墩造型、运输尺寸和重量限制将其划分为墩底可调节段模块、若干不同高度的标准节段模块、墩顶节段模块；

S2预制墩底可调节段模块、标准节段模块、墩顶节段模块，采用空心截面实现构件轻型化，利用液压钢模、充气胶囊或者PVC管等制作空心内腔，从而完成轻型化的预制模块制作；

S3现场拼装预制模块，采用自锁式预应力钢绞线进行每个节段之间的串联连接，形成桥梁结构。

在S2中，预制墩底可调节段模块时，其高度可以根据施工方案、运输吊装条件、构造等确定；墩顶节段模块则根据桥墩的外观造型和运输吊装条件确定其高度。

本发明与现有技术相比，具有以下优势：

(1)桥墩采用钢模、空气胶囊或PVC管等形成空心断面，减轻结构自重，便于构件运输和吊装；

(2)桥墩模块化设计，通过不同模块的组合拼装，适应不同墩高的预制拼装桥墩；

(3)节段模块可标准化批量制作，节段标准化程度高，模板利用率高，节约了模板费用；

(4)节段模块间采用自锁式预应力钢绞线连接方式，现场拼装连接方便，同时也解决了预制高墩墩底普通钢筋配筋不足问题。

附图说明

图1为一具体实施例中一种轻型化模块化预制拼装桥墩结构的墩底可调节模块的剖视图。

图2为一具体实施例中一种轻型化模块化预制拼装桥墩结构的标准节段模块的剖视图。

图3为一具体实施例中一种轻型化模块化预制拼装桥墩结构的墩顶节段模块的剖视图。

图4为一具体实施例中一种轻型化模块化预制拼装桥墩结构中利用液压钢模制作的预制空腔的结构示意图。

图5为一具体实施例中一种轻型化模块化预制拼装桥墩结构中利用充气胶囊制作的预制空腔的结构示意图。

图6为一具体实施例中一种轻型化模块化预制拼装桥墩结构中利用PVC管制作的预制空腔的结构示意图。

图7为一具体实施例中一种轻型化模块化预制拼装桥墩结构中无标准节段模块时的桥墩拼装结构示意图。

图8为一具体实施例中一种轻型化模块化预制拼装桥墩结构中单一标准节段模块时的桥墩拼装结构示意图。

图9为一具体实施例中一种轻型化模块化预制拼装桥墩结构中多标准节段模块时的桥墩拼装结构示意图(不同高度)。

其中，1为墩底可调节段模块，2为标准节段模块，3为墩顶节段模块，4为预制空腔，5为钢绞线。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述，但不作为对本发明的限定。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。

在本发明中，术语如“上”、“下”、“底”、“顶”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本发明各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本发明中任一部件或元件，不能理解为对本发明的限制。

本发明中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本发明中的具体含义，不能理解为对本发明的限制。

参见图1～3，本发明将待预制的桥墩分解成墩底可调节段模块1、标准节段模块2、墩顶节段模块3，每个节段模块采用预制空腔4来降低预制模块的重量，达到轻量化的目的，而预制空腔4则是采用液压钢模、充气胶囊、PVC管等不同形式的内模板制成，如图4～6所示。

在具体实施中可以根据桥墩的特性选择不同节段的模块进行组拼，利用自锁式预应力钢绞线连接各模块形成桥墩。

参见图7～9，展示了本发明的组拼，根据桥墩的高度范围、断面尺寸、预制构件运输吊装条件等对标准节段模块2的数量、高度进行调节、选择。

在具体实施中，可以根据项目桥墩高度范围、桥墩断面尺寸、预制构件运输吊装条件等确定节段模块的长度和种类，并将各类型节段模块进行编号，如表1所示。

表1模块类型统计示意表

根据每个桥墩的要求，选择合适的模块进行组合，为了减少桥墩节段数量，在满足运输吊装条件的前提下，可以增加标准节段模块2的高度，也可以将模块编号1～3之间连梁组合形成单个预制节段，如表2所示，5个模块满足了墩高4～24所有墩高桥墩的预制和拼装。

表2桥墩模块组合示意表

采用本发明的轻型化、模块化预制拼装桥墩，所有桥墩均采用预制空腔，节段自重大大降低，运输和吊装更为方便。桥墩节段模块化预制和拼装，模块间多样组合满足了不同墩高桥墩预制要求，同时模块标准化程度更高，有利于节约模板、运输、拼装等成本；本发明的轻型化、模块化预制拼装桥墩可在城市桥梁工程中广泛运用。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。