[發明專利]法蘭連接預制拼裝橋墩結構及其施工方法

有效

• 申請號: 201911037255.4
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN110777661B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 王經琰;江輝;楊亮;方浩源;李辰;黃磊
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: E01D21/00
• 分類號: E01D21/00;E01D19/02
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 黃曉軍

本發明提供了一種法蘭連接預制拼裝橋墩結構及其施工方法。該結構包括承臺(1)、預制節段(2)、預制蓋梁(3)、預應力筋(4)及法蘭構件。4個預制節段(2)的兩端面對齊，依次垂直疊放在承臺(1)上，預制蓋梁(3)設置在預制節段(2)上，承臺(1)、預制節段(2)、預制蓋梁(3)通過預應力筋(4)連接形成整體，預應力筋的非張拉錨固端(5)預埋在承臺(1)內，預應力筋的張拉錨固端(6)設置在預制蓋梁(3)頂部，承臺(1)與底部預制節(2)段之間、各預制節段(2)之間、頂部預制節段(2)與預制蓋梁(3)之間通過法蘭構件進行連接，法蘭構件包括節段預埋法蘭(7)、承臺/蓋梁預埋法蘭(8)與外置法蘭(9)。本發明利用軟鋼耗能能力強、彈簧自復位性能穩定等優點，可以有效地提高橋墩的被動耗能能力與自復位能力。

技術領域

本發明涉及橋梁建筑技術領域，尤其涉及一種法蘭連接預制拼裝橋墩結構及其施工方法。

背景技術

預制拼裝橋墩是指通過在工廠分節段預制，并在施工現場通過節段間連接構造拼裝成整體的預應力鋼筋混凝土橋墩。傳統的現澆鋼筋混凝土橋梁不可避免地會出現施工工期長、混凝土質量不易保證、干擾城市既有交通等問題。預制拼裝技術憑借其簡單快速的施工操作和高質量的施工保證，可以有效地解決傳統現澆混凝土橋梁存在的問題。此外，國家出臺一系列與預制拼裝結構相關的新政策，促使了預制拼裝技術在橋梁建設上的應用。有關橋梁上部結構的預制拼裝技術已日趨成熟，而預制拼裝橋梁的下部結構由于耗能能力較低，導致其不易在高烈度地震區推廣使用。因此，研究適用于高烈度地震區的橋梁下部結構預制拼裝技術，具有重要的科學意義和現實應用價值。

針對預制拼裝橋墩在接縫處不連續，致使其在地震作用下出現耗能能力差、橋墩側向位移較大等問題，在混凝土節段之間設置橡膠減震墊、預埋耗能鋼筋是提高橋墩耗能能力的有效措施。

現有技術中的橋梁下部結構預制拼裝方案包括：

1、耗能技術方案

(1)橡膠墊層：在預制混凝土橋墩節段的拼接縫之間預留空間，現場組裝時將減震橡膠墊設置在預留空間內，必要時可對橡膠進行防腐處理，最后進行密封。

(2)耗能鋼筋：在預制混凝土橋墩節段之間預埋一定數量的貫通縱向鋼筋，通過合理的設計可以達到增加橋墩的耗能能力、提高橋墩延性的效果。

2、拼接技術方案

(3)平接縫干連接：橋墩沿豎向分割成若干個節段，縱向受力鋼筋及橫向箍筋在接縫處不連續，接縫表面平整且不增加其他任何材料或措施，單純依靠后張預應力筋的方式將節段縱向串聯成整體的連接形式。

(4)混凝土剪力鍵連接：預制橋墩節段端面設置相應的對接凸鍵和凹鍵，剪力鍵形狀可制成棱臺形、圓柱形或圓臺形，現場拼接時需將凸鍵與凹鍵對接安裝，起到防止節段相互滑移的作用。

上述現有技術中的橋梁下部結構預制拼裝方案的缺點為：

(1)橡膠墊層：橡膠隨著使用年限的增加會出現老化現象，進而逐漸喪失減震功能。

(2)耗能鋼筋：耗能鋼筋嚴重屈服后會引起過大的殘余位移，導致預制拼裝橋墩自復位能力降低，橋墩震后修復困難。

(3)平接縫干連接：接縫區域連接薄弱，橋墩在橫向荷載作用下，節段間易于發生相對錯動或轉動。

(4)混凝土剪力鍵連接：在荷載作用下剪力鍵周圍容易出現應力集中現象，導致混凝土局部壓潰或破碎，嚴重時導致凸鍵剪斷破壞，凹鍵周圍混凝土出現嚴重的斜裂縫而破壞。

發明內容

本發明的實施例提供了一種法蘭連接預制拼裝橋墩結構及其施工方法，以克服現有技術的問題。

為了實現上述目的，本發明采取了如下技術方案。