[發明專利]一種節段預制拼裝式橋墩可更換體外鋼質剪力鍵及施工方法

在審

• 申請號: 202010029586.X
• 申請日: 2020-01-10
• 公開（公告）號: CN112301874A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 孫樹禮;白鴻國;蘇偉;張帥;牟兆祥;馮文章
• 申請（專利權）人: 中國國家鐵路集團有限公司;中國鐵路設計集團有限公司
• 主分類號: E01D19/02
• 分類號: E01D19/02;E01D21/00
• 代理公司: 天津璽名知識產權代理有限公司 12237
• 代理人: 陳杰;韓劍峰

本發明提供一種節段預制拼裝式橋墩可更換體外鋼質剪力鍵及施工方法，可更換體外鋼質剪力鍵包括預埋鋼板、預埋套筒、錨筋、橡膠板和抗剪鋼板。預制空心墩節段在工廠內制造時，將預埋鋼板及預埋套筒預埋在拼接縫兩側的節段空心墩壁內表面，并通過錨筋固定，現場預制空心墩節段拼接完成后，安裝橡膠板、抗剪鋼板及抗剪肋板，施擰螺栓，安裝完成體外鋼制剪力鍵，保證預制節段間不發生錯動、滑移等，起到節段間抗剪作用。本發明體外鋼制剪力鍵制作簡單，傳力路徑明確、可靠；空心墩壁體內可不設混凝土剪力鍵，避免與鋼筋、預應力管道等干擾，方便節段制造；鋼制剪力鍵抗剪能力強，特別適用于高震區；設置少數剪力鍵即可滿足要求，現場安裝快捷。

技術領域

本發明涉及橋梁結構建筑技術領域，尤其涉及一種節段預制拼裝式橋墩可更換體外鋼質剪力鍵及施工方法。

背景技術

隨著預制拼裝建造技術的發展，在橋墩結構領域采用節段預制拼裝法建造的工程逐漸增多。空心墩作為橋墩結構中最基本的墩型之一，具有剛度大、節段重量輕等優點，特別在墩高較高時應用較多。

節段預制拼裝式空心橋墩將橋墩沿高度方向劃分為多個節段，每個節段間通過接縫構造拼接而成，接縫構造是節段預制拼裝式空心橋墩最核心的構造，其連接強度和施工質量直接決定了橋墩整體性能和結構安全，因此，節段間需要設置連接可靠、構造簡單、拼裝快捷、易于控制施工質量的接縫構造。

目前，節段預制拼裝式空心橋墩節段間一般在空心墩墩壁上設置混凝土剪力鍵，類似拼裝式箱梁間剪力鍵構造，即在下節段設置凸型鍵齒，在上節段對應位置設置凹形齒槽，拼裝時上、下節段間凸型鍵齒和凹形齒槽對位拼接，依靠凹凸鍵相互咬合形成混凝土剪力鍵，起到節段間抗剪作用，防止拼裝節段間發生錯位、滑移等剪切破壞。此類混凝土剪力鍵在制造、拼裝、運營中存在以下主要缺點：

1.在空心墩墩壁上設置的體內混凝土剪力鍵高度較小，一般采用素混凝土結構，施工時不易振搗密實，在脫模時容易造成破損，存放、運輸過程中易發生碰撞而破壞，一旦混凝土剪力鍵破損將難以修復，即便修復仍然會削弱其抗剪能力，將不利于節段間抗剪作用發揮。

2.體內混凝土剪力鍵設置在墩壁上，而墩壁上需要預留鋼筋、設置預應力管道等，相互間干擾大；剪力鍵的位置將會影響節段面上鋼筋、鋼束的布置，有時會對接縫面細部構造設計造成困難。

3.節段制造時為保證混凝土凹凸剪力鍵成型，需要加工專門的特殊端模板，費用高，且模板需要隨節段尺寸、剪力鍵構造的變化而特殊制作，不利于倒用。

4.采用帶體內混凝土剪力鍵的節段制作工藝復雜，對制造精度要求高，凹凸剪力鍵需要精確對位，現場拼接難度大，節段間難以快速拼接。

5.體內混凝土剪力鍵不可更換，在遭遇地震等荷載作用下可能發生破壞，而拼裝式橋墩在地震作用下往往節段本身不發生較大破壞，僅接縫處局部破壞，但體內混凝土剪力鍵破壞后難以修復或更換，不得不對整個拼裝式橋墩進行重建。

針對現有常用體內混凝土剪力鍵的缺點，研發一種節段預制拼裝式空心橋墩可更換體外鋼質剪力鍵及其施工方法是個亟待解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提出一種段預制拼裝式空心橋墩可更換體外鋼質剪力鍵及其施工方法，該構造連接可靠、施工簡便、后期可更換，可有效避免上述問題，從而提高節段預制拼裝式空心橋墩節段間抗剪能力。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：