本發(fā)明涉及交通運輸業(yè)橋涵工程領(lǐng)域，具體是涉及一種預(yù)制拼裝橋墩的預(yù)留灌漿孔連接方法。

背景技術(shù)：

隨著橋梁綠色建設(shè)理念的不斷深入，減小橋梁施工對周邊環(huán)境的影響越來越受到重視。預(yù)制拼裝橋墩通過在工廠完成墩身和承臺構(gòu)件的制作，運輸至現(xiàn)場進行拼裝成為整體，實現(xiàn)了橋梁施工的工廠化、標準化、裝配化和快速化，大幅降低了橋梁施工對周邊環(huán)境的影響。

預(yù)制墩身與承臺的連接方法是影響預(yù)制拼裝橋墩結(jié)構(gòu)性能和施工效率的主要影響因素?，F(xiàn)有的預(yù)制墩身與承臺的連接，主要有灌漿套筒和灌漿金屬波紋管等，但這兩種連接方法中，預(yù)留鋼筋與灌漿套筒或金屬波紋管對接時，對接孔徑小，施工精度要求高，灌漿密實度難以保證，且灌漿套筒或金屬波紋管制作成本高；同時，灌漿套筒或金屬波紋管與灌漿料、混凝土的線膨脹系數(shù)差異較大，當溫度驟然升降時，將導(dǎo)致灌漿套筒或金屬波紋管與混凝土承臺之間產(chǎn)生縫隙，削弱套筒或波紋管對連接鋼筋的錨固能力；而且，在施工過程中，承臺頂部暴露在空氣或水中，常用連接方法所使用的金屬套筒或波紋管受雨、水作用而易于銹蝕。因此，尋求與連接鋼筋對接簡單、灌漿材料粘結(jié)性能優(yōu)異、連接可靠性強、施工速度快的預(yù)制拼裝橋墩連接方法，解決常用連接方法對施工精度與技術(shù)要求高、接縫處套筒大剛度效應(yīng)易產(chǎn)生裂縫和灌漿套筒或金屬波紋管易銹蝕的技術(shù)難題，是十分必要的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種預(yù)制拼裝橋墩的預(yù)留灌漿孔連接方法，解決常用連接方法對施工精度與技術(shù)要求高、接縫處套筒大剛度效應(yīng)易產(chǎn)生裂縫和金屬套筒或波紋管易銹蝕的技術(shù)難題，為橋墩建設(shè)提供一種快速可行的施工方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用以下的技術(shù)方案：預(yù)制拼裝橋墩的預(yù)留灌漿孔連接方法，其特征在于包括如下步驟：

1)預(yù)制橋墩墩身1，預(yù)制時在橋墩墩身1內(nèi)設(shè)置連接鋼筋2，連接鋼筋2預(yù)留伸出部，在連接鋼筋2的底部固定(如焊接)一擴大頭3(也可為一體結(jié)構(gòu))；

2)現(xiàn)場澆筑或工廠預(yù)制承臺，在承臺7澆筑時預(yù)埋出漿口預(yù)埋橡膠棒4、進漿口預(yù)埋橡膠棒5和灌漿孔預(yù)埋橡膠棒(或稱預(yù)留灌漿孔預(yù)埋橡膠棒)6，出漿口預(yù)埋橡膠棒4、進漿口預(yù)埋橡膠棒5的內(nèi)端分別與灌漿孔預(yù)埋橡膠棒6相接觸(出漿口預(yù)埋橡膠棒4、進漿口預(yù)埋橡膠棒5的內(nèi)端分別與灌漿孔預(yù)埋橡膠棒6垂直)；

3)待混凝土初凝后將出漿口預(yù)埋橡膠棒4、進漿口預(yù)埋橡膠棒5和灌漿孔預(yù)埋橡膠棒6抽出，在承臺中形成混凝土孔壁的出漿口8、進漿口9、預(yù)留灌漿孔10；出漿口8、進漿口9的內(nèi)端分別與預(yù)留灌漿孔10相連通；本發(fā)明的特點之一就是預(yù)留孔為混凝土孔壁，這樣增加結(jié)構(gòu)與灌漿料之間的粘結(jié)能力；

4)將橋墩墩身1吊裝至承臺7上方，使橋墩墩身伸出的連接鋼筋2和擴大頭3插入承臺的預(yù)留灌漿孔10中；

5)由承臺的進漿口9注入灌漿料11，不斷重復(fù)該灌漿過程，直至灌漿充實，完成預(yù)制拼裝橋墩的連接(將預(yù)制的橋墩墩身和承臺拼接成為整體)。

本發(fā)明的預(yù)留灌漿孔10的尺寸為連接鋼筋的直徑2的2～3倍，目的是使連接鋼筋2與預(yù)留孔10易于對接。預(yù)留孔成型后，需采用化學(xué)試劑或清水沖洗孔道內(nèi)混凝土殘渣，在預(yù)留孔形成孔壁粗糙的混凝土孔洞后，方可從進漿口9注入灌漿料(專用灌漿料)。出漿口8、進漿口9、預(yù)留灌漿孔10形成后，內(nèi)孔壁表面凹凸不平，專用灌漿料注入后與預(yù)留孔壁混凝土直接接觸，二者能夠有效結(jié)合為一體。

本發(fā)明在預(yù)留不同孔徑、不同深度的預(yù)留灌漿孔時，僅需更換使用不同直徑、長度大小的橡膠棒6即可實現(xiàn)。預(yù)留孔洞時所采用的出漿口預(yù)埋橡膠棒4、進漿口預(yù)埋橡膠棒5和灌漿孔預(yù)埋橡膠棒6在承臺7混凝土初凝后需要抽出，出漿口預(yù)埋橡膠棒4、進漿口預(yù)埋橡膠棒5和灌漿孔預(yù)埋橡膠棒6可以重復(fù)利用。

本發(fā)明在擴大頭3的高度為5mm～10mm{連接鋼筋底部焊接5mm～10mm高度的擴大頭(鐵塊)3}，增強了灌漿材料與連接鋼筋的機械咬合力，使連接鋼筋不會發(fā)生滑移。

所述的預(yù)留連接鋼筋采用hrb400等級或以上等級鋼筋，抗拉強度600mpa以上，斷后伸長率0.14以上，且連接鋼筋底部焊接5mm～10mm長度的擴大頭鐵塊。

所采用的灌漿料由干物料和水混合而成，水料比為0.3～0.4；干物料由普通硅酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、石英砂、粉煤灰、外加劑混合而成；外加劑包括減水劑、復(fù)合膨脹劑、激發(fā)劑，其中各組分重量份為：普通硅酸鹽水泥40～50份；硫鋁酸鹽水泥10-15份；石英砂20～35份；粉煤灰10～15份；減水劑0.1～0.3份；復(fù)合膨脹劑1～3份；激發(fā)劑0.1～0.2份。在施工時按照0.3～0.4的水料比經(jīng)現(xiàn)場混合，攪拌均勻后使用。灌漿材料(專用灌漿材料)基本性能要求：初始流動度≥350；豎向自由膨脹率(3d)為0.1～3.5；抗壓強度1d≥45mpa、3d≥60mpa、28d≥80mpa；握裹強度(圓鋼)≥5mpa。

所述的普通硅酸鹽水泥為42.5/52.5普通硅酸鹽水泥，比表面積大于300m²/kg，80um方孔篩余小于10％；所述的硫鋁酸鹽水泥比表面積大于350m²/kg，80um方孔篩余小于10％，初凝時間小于25min，1d抗壓強度大于30mpa；所述的石英砂應(yīng)依據(jù)最緊密堆積原則，經(jīng)篩分再配制形成的14目～48目連續(xù)級配的石英砂；所述的粉煤灰為ⅰ級粉煤灰；所述的減水劑為聚羧酸醚粉狀高效減水劑；所述的復(fù)合膨脹劑為混凝土抗?jié)B防裂型膨脹劑aea、uea或hea一種或多種復(fù)合而成；所述的激發(fā)劑為碳酸鋰或氫氧化鋰中的一種。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的優(yōu)點主要是：

其一.連接的預(yù)留孔為孔壁粗糙的混凝土孔壁，與高早強、微膨脹、與鋼筋裹握力強的專用灌漿材料粘結(jié)性能優(yōu)異，連接可靠性強，避免了接縫處套筒大剛度效應(yīng)而產(chǎn)生裂縫。且連接鋼筋底部焊接5mm～10mm長度的擴大頭鐵塊，加大了鋼筋與專用灌漿料之間的錨固能力，進一步增強了不同構(gòu)件之間的連接可靠性。

其二.預(yù)留灌漿孔的孔徑為連接鋼筋直徑的2～3倍，預(yù)留孔直徑大，與連接鋼筋對接簡單，工藝簡便，解決了常用連接方法對施工精度與技術(shù)要求高的技術(shù)難題。

其三.在施工過程中，承臺頂部暴露在空氣或水中，以往連接方法所使用的金屬套筒或波紋管受雨、水作用而易于銹蝕。而本發(fā)明采用的預(yù)留孔，成孔不需要灌漿套筒或金屬波紋管，不僅克服了銹蝕難題，而且節(jié)省灌漿套筒或金屬波紋管等原材料及其制作成本。

本發(fā)明的有益效果是：解決常用連接方法對施工精度與技術(shù)要求高、接縫處套筒大剛度效應(yīng)易產(chǎn)生裂縫和金屬套筒或波紋管易銹蝕的技術(shù)難題，為橋墩建設(shè)提供一種快速可行的施工方法。

附圖說明

圖1為本發(fā)明預(yù)制拼裝橋墩的預(yù)留灌漿孔連接方法施工流程圖。

圖2是本發(fā)明預(yù)制的橋墩墩身及伸出的連接鋼筋示意圖。

圖3是本發(fā)明承臺的預(yù)埋橡膠棒成孔示意圖。

圖4是本發(fā)明承臺預(yù)留孔成型示意圖。

圖5是本發(fā)明預(yù)制的橋墩墩身與承臺拼裝成整體示意圖。

其中：1-橋墩墩身，2-連接鋼筋，3-擴大頭，4-出漿口預(yù)埋橡膠棒，5-進漿口預(yù)埋橡膠棒，6-灌漿孔預(yù)埋橡膠棒，7-承臺，8-出漿口，9-進漿口，10-預(yù)留灌漿孔，11-灌漿料。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實例對本發(fā)明作進一步說明，但不限定本發(fā)明。圖1為預(yù)制拼裝橋墩的預(yù)留灌漿孔連接方法施工流程圖，圖2～圖5為本發(fā)明具體實施的各個階段。

所涉及的橋墩結(jié)構(gòu)包括預(yù)制的橋墩墩身(混凝土墩身)1、現(xiàn)場澆筑或預(yù)制的承臺(混凝土承臺)7兩個部分，承臺內(nèi)部設(shè)置預(yù)留孔(混凝土壁預(yù)留孔)，預(yù)制的橋墩墩身中設(shè)置伸出墩身的連接鋼筋(預(yù)留連接鋼筋)2，其中：預(yù)留孔由預(yù)留灌漿孔(混凝土壁預(yù)留灌漿孔)、進漿口和出漿口組成。

預(yù)制拼裝橋墩的預(yù)留灌漿孔連接方法，包括如下步驟：

1)預(yù)制橋墩墩身1，預(yù)制時在橋墩墩身1內(nèi)設(shè)置連接鋼筋2，連接鋼筋2預(yù)留伸出部(伸出部的長度為鋼筋直徑的20～30倍)，在連接鋼筋2的底部固定(如焊接)一擴大頭3(也可為一體結(jié)構(gòu))；伸出部分的鋼筋直徑依據(jù)設(shè)計規(guī)范決定，從10～32mm均有可能，且跟橋墩內(nèi)部所用鋼筋直徑相同；

2)現(xiàn)場澆筑或工廠預(yù)制承臺，在承臺7澆筑時預(yù)埋出漿口預(yù)埋橡膠棒4、進漿口預(yù)埋橡膠棒5和灌漿孔預(yù)埋橡膠棒(預(yù)留灌漿孔預(yù)埋橡膠棒)6，出漿口預(yù)埋橡膠棒4、進漿口預(yù)埋橡膠棒5的內(nèi)端分別與灌漿孔預(yù)埋橡膠棒6相接觸(出漿口預(yù)埋橡膠棒4、進漿口預(yù)埋橡膠棒5的內(nèi)端分別與灌漿孔預(yù)埋橡膠棒6垂直)；

3)待混凝土初凝后將出漿口預(yù)埋橡膠棒4、進漿口預(yù)埋橡膠棒5和灌漿孔預(yù)埋橡膠棒6抽出，在承臺中形成混凝土孔壁的出漿口8、進漿口9、預(yù)留灌漿孔10；出漿口8、進漿口9的內(nèi)端分別與預(yù)留灌漿孔10相連通；

4)將橋墩墩身1吊裝至承臺7上方，使橋墩墩身伸出的連接鋼筋2和擴大頭3插入承臺的預(yù)留灌漿孔10中；

5)由承臺的進漿口9注入灌漿料11，不斷重復(fù)該灌漿過程，直至灌漿充實，完成預(yù)制拼裝橋墩的連接(將預(yù)制的橋墩墩身和承臺拼接成為整體)。

本發(fā)明的預(yù)留灌漿孔10的尺寸為連接鋼筋的直徑2的2～3倍，目的是使連接鋼筋2與預(yù)留孔10易于對接。預(yù)留孔成型后，需采用化學(xué)試劑或清水沖洗孔道內(nèi)混凝土殘渣，在預(yù)留孔形成孔壁粗糙的混凝土孔洞后，方可從進漿口9注入灌漿料(專用灌漿料)。出漿口8、進漿口9、預(yù)留灌漿孔10形成后，內(nèi)孔壁表面凹凸不平，專用灌漿料注入后與預(yù)留孔壁混凝土直接接觸，二者能夠有效結(jié)合為一體。

本發(fā)明在預(yù)留不同孔徑、不同深度的預(yù)留灌漿孔時，僅需更換使用不同直徑、長度大小的橡膠棒6即可實現(xiàn)。預(yù)留孔洞時所采用的出漿口預(yù)埋橡膠棒4、進漿口預(yù)埋橡膠棒5和灌漿孔預(yù)埋橡膠棒6在承臺7混凝土初凝后需要抽出，出漿口預(yù)埋橡膠棒4、進漿口預(yù)埋橡膠棒5和灌漿孔預(yù)埋橡膠棒6可以重復(fù)利用。

本發(fā)明在擴大頭3的高度為5mm～10mm{連接鋼筋底部焊接5mm～10mm高度的擴大頭(鐵塊)3}，增強了灌漿材料與連接鋼筋的機械咬合力，使連接鋼筋不會發(fā)生滑移。

所述的預(yù)留連接鋼筋采用hrb400等級或以上等級鋼筋，抗拉強度600mpa以上，斷后伸長率0.14以上，且連接鋼筋底部焊接5mm～10mm長度的擴大頭鐵塊。

所采用的灌漿料由干物料和水混合而成，水料比為0.3～0.4；干物料由普通硅酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、石英砂、粉煤灰、外加劑混合而成；外加劑包括減水劑、復(fù)合膨脹劑、激發(fā)劑，其中各組分重量份為：普通硅酸鹽水泥40～50份；硫鋁酸鹽水泥10-15份；石英砂20～35份；粉煤灰10～15份；減水劑0.1～0.3份；復(fù)合膨脹劑1～3份；激發(fā)劑0.1～0.2份。在施工時按照0.3～0.4的水料比經(jīng)現(xiàn)場混合，攪拌均勻后使用。專用灌漿材料基本性能要求：初始流動度≥350；豎向自由膨脹率(3d)為0.1～3.5；抗壓強度1d≥45mpa、3d≥60mpa、28d≥80mpa；握裹強度(圓鋼)≥5mpa。

所述的普通硅酸鹽水泥為42.5/52.5普通硅酸鹽水泥，比表面積大于300m²/kg，80um方孔篩余小于10％；所述的硫鋁酸鹽水泥比表面積大于350m²/kg，80um方孔篩余小于10％，初凝時間小于25min，1d抗壓強度大于30mpa；所述的石英砂應(yīng)依據(jù)最緊密堆積原則，經(jīng)篩分再配制形成的14目～48目連續(xù)級配的石英砂；所述的粉煤灰為ⅰ級粉煤灰；所述的減水劑為聚羧酸醚粉狀高效減水劑；所述的復(fù)合膨脹劑為混凝土抗?jié)B防裂型膨脹劑aea、uea或hea一種或多種復(fù)合而成；所述的激發(fā)劑為碳酸鋰或氫氧化鋰中的一種。

實施例1：

其中，灌漿料(專用灌漿料)的原材料組成如下：

普通硅酸鹽水泥：為52.5普通硅酸鹽水泥，比表面積大于300m²/kg，80um方孔篩余小于10％；硫鋁酸鹽水泥：為42.5硫鋁酸鹽水泥，比表面積大于350m²/kg，80um方孔篩余小于10％，初凝時間小于25min，1d抗壓強度大于30mpa；石英砂：依據(jù)最緊密堆積原則，經(jīng)篩分再配制形成的14目～48目連續(xù)級配的石英砂；粉煤灰：ⅰ級粉煤灰；減水劑：聚羧酸醚粉狀高效減水劑；復(fù)合膨脹劑：混凝土抗?jié)B防裂型膨脹劑uea；激發(fā)劑：氫氧化鋰。

灌漿料的各成分配比為：52.5普通硅酸鹽水泥45份；42.5硫鋁酸鹽水泥15份；連續(xù)級配石英砂30份；ⅰ級粉煤灰10份；聚羧酸醚粉狀高效減水劑0.2份；uea膨脹劑2份；氫氧化鋰0.2份。

在施工時按照0.38的水料比經(jīng)現(xiàn)場混合，攪拌均勻后使用。

依據(jù)gb/t50448《水泥基灌漿材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》測定方法，測定的專用灌漿材料性能如下：

初始流動度：355；30min：300；

豎向自由膨脹率(3d)：0.15；

抗壓強度1d：48mpa；3d：65mpa；28d：90mpa；

握裹強度(圓鋼)≥5mpa。

本實施例采用一種適用于橋梁下部預(yù)制橋墩的預(yù)留灌漿孔連接方式，預(yù)留孔為混凝土孔壁，連接鋼筋底部焊接擴大頭鐵塊，充分利用專用灌漿材料高早強、微膨脹、與鋼筋裹握力強和粘結(jié)性能好的特點，有效提高了鋼筋與專用灌漿料之間的錨固能力。與常用的灌漿套筒和灌漿金屬波紋管等連接方式相比，具有施工精度要求低、連接可靠性強、無套筒銹蝕、無大剛度效應(yīng)和成本低的特點。此外，該連接方式的專用灌漿料1～3天即可達到70％的強度，且施工所需場地小，有效解決了傳統(tǒng)預(yù)制拼裝技術(shù)存在的現(xiàn)場作業(yè)時間長，占地面積大的問題。

實施例2：

所采用的灌漿料(專用灌漿料)原材料組成如下：

52.5普通硅酸鹽水泥50份；42.5硫鋁酸鹽水泥10份；連續(xù)級配石英砂35份；ⅰ級粉煤灰15份；聚羧酸醚粉狀高效減水劑0.2份；uea復(fù)合膨脹劑3份；氫氧化鋰0.2份。

在施工時按照0.35的水料比經(jīng)現(xiàn)場混合，攪拌均勻后使用。

依據(jù)gb/t50448《水泥基灌漿材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》測定方法，測定的專用灌漿材料性能如下：

初始流動度：350；30min：300；

豎向自由膨脹率(3d)：0.18；

抗壓強度1d：46mpa；3d：62mpa；28d：85mpa；

握裹強度(圓鋼)≥5mpa。

實施例3：

所采用的灌漿料(專用灌漿料)原材料組成如下：

52.5普通硅酸鹽水泥40份；42.5硫鋁酸鹽水泥15份；連續(xù)級配石英砂30份；ⅰ級粉煤灰15份；聚羧酸醚粉狀高效減水劑0.2份；uea復(fù)合膨脹劑2份；氫氧化鋰0.1份。

在施工時按照0.4的水料比經(jīng)現(xiàn)場混合，攪拌均勻后使用。

依據(jù)gb/t50448《水泥基灌漿材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》測定方法，測定的專用灌漿材料性能如下：

初始流動度：360；30min：305；

豎向自由膨脹率(3d)：0.15；

抗壓強度1d：45mpa；3d：60mpa；28d：85mpa；

握裹強度(圓鋼)≥5mpa。

本發(fā)明所列舉的各原料，以及本發(fā)明各原料的上下限、區(qū)間取值，以及工藝參數(shù)(如溫度、時間等)的上下限、區(qū)間取值都能實現(xiàn)本發(fā)明，在此不一一列舉實施例。