一种装配式墩柱的连接施工方法

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，具体而言，涉及一种装配式墩柱的连接施工方法。

背景技术

随着我国城市化进程的不断推进，交通拥堵问题日益突出，逐渐成为影响城市化发展的关键因素，建筑工业化发展带来的建筑装配式发展方向，城市桥梁作为解决我国交通拥堵问题的首选方案，在国内大中小城市得到了广泛的应用，随着预制装配技术的发展，装配式墩柱也逐渐应用于桥梁施工中，装配式墩柱可进行工厂化、标准化预制，具有质量可控、施工速度快、不受施工环境影响等优点。

目前预制墩柱都是基于套筒连接技术，即在预制墩柱内预设连接套筒，在承台顶面设置预埋钢筋，预制墩柱在承台上安装时，将承台上的预埋筋插入套筒内，然后对套筒进行压浆，通过压浆保证钢筋与套筒连接，该方法虽然在一定程度上避免了现浇施工的一些缺点，但其自身也存在一些不足：一是预制装配式墩柱，将混凝土梁、板、柱等构件在工厂浇注生产，然后运至工程现场组装成型，其施工速度快且形态美观，但是在进行桥梁墩柱连接时，由于现有预制墩柱全部由混凝土浇筑成型后运输，重量过大，需要超常规的大型设备进行起吊，施工难度高，对现场的场地硬化要求高，进而整体推高了施工成本，对于交通条件较差的山区，因为大型构件运输、大型设备进场困难，也因此在限制了预制装配式墩柱在山区桥梁中的应用，二是预制墩柱往往是分成多段运送并连接，上部与下部承接结构的连接通常采用压胶等方式，导致连接段之间的抗剪切性能不佳，抗震能力弱，装配完成后的整体性能相较于现场浇筑施工存在不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种装配式墩柱的连接施工方法，其解决了现有的装配式墩柱自重较大，装卸以及装配困难，适用场景较少以及连接装配后，其抗剪切性能以及抗震性能较弱等问题。

本发明的实施例通过以下技术方案实现：一种装配式墩柱的连接施工方法，包括以下步骤：

S1、预制墩柱节段：将墩柱分为多个节段在预制场内预制，相邻的墩柱节段之间通过安装支架支撑堆垛在一起后的高度与墩柱设计高度相同，每个墩柱节段中部均有通孔，且其顶部和底部均开设有安装槽和卡槽，每个墩柱节段内根据墩柱的钢筋设计要求设置多根环向筋，并环向等距设置多根与环向筋焊接的内嵌钢筋，内嵌钢筋的端部向上竖向延伸并连接有螺纹套筒；

S2、运输预制墩柱节段至施工场地，并以两个为一对分为上墩柱和下墩柱，将下墩柱吊装至事先测定好的墩基处并安装；

S3、对应下墩柱顶面多个安装槽的位置，竖向安装竖杆，相邻的竖杆之间通过横杆焊接固定，镜像对称的两个竖杆之间还焊接固定有斜杆，竖杆、横杆以及斜杆共同组成安装支架；

S4、吊装上墩柱至安装支架的顶端，并使上墩柱底面的安装槽与竖杆的顶端一一契合，固定竖杆与上墩柱；

S5、外露钢筋的两端分别连接上墩柱底面以及下墩柱顶面的螺纹套筒，然后在外露钢筋的外部布置缠绕钢筋，缠绕钢筋呈螺旋状结构，竖杆的杆身自上而下等间隔开设有多个穿孔，缠绕钢筋自上而下依次穿过多个穿孔并与外露钢筋焊接固定；

S6、在安装支架的外部设置湿接外壳，湿接外壳由两个抱合的镜像结构拼接组成，湿接外壳的上端和下端分别与上、下墩柱外沿的卡槽卡接固定，随后，通过上墩柱中部的通孔向下浇筑混凝土，待混凝土凝固后，拆除湿接外壳；

S7、按照上述施工方法，在此组上墩柱的上方布置新的安装支架，并吊装新一组的下墩柱至安装支架的顶端，循环施工，完成后续墩柱节段的装配。

进一步在于，S1步骤中，内嵌钢筋呈内外两圈环状分布。

进一步在于，S1步骤中，卡槽位于墩柱节段顶面和底面的外沿，而安装槽位于墩柱节段顶面和底面的内沿。

进一步在于，S2步骤中，转运和吊装墩柱节段时，通过墩柱节段上带吊环的螺栓连接吊机。

进一步在于，S3步骤中，镜像对称的两个竖杆之间共交叉设置有两个斜杆，两个斜杆呈X形结构布置。

进一步在于，S3步骤中，竖杆为工字钢。

进一步在于，S3步骤中，竖杆的上端和下端均设置有横杆。

进一步在于，S5步骤中，内圈的外露钢筋与穿过穿孔的缠绕钢筋还可以通过钢丝捆绑实现连接固定。

进一步在于，S6步骤中，湿接外壳由UHPC材质制成。

进一步在于，S6步骤中，在安装支架上等角度径向布置有多个螺杆，在安装湿接外壳时，使螺杆穿过湿接外壳，当湿接外壳与卡槽卡接后，使用螺帽与螺杆丝接并最终锁紧湿接外壳。

本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：

相较于传统技术方案，本方法的优点在于大幅降低了装配时墩柱的重量，便于运输、吊装，便于在山区及交通不便区域推广应用；同时，改善了墩柱节段之间的连接方式，由于上、下墩柱受力可靠，上下墩柱节段间采用安装支架连接，并通过螺旋结构的缠绕钢筋连接外露钢筋，安装槽与竖杆的契合也能增加抗剪能力，使预制装配式墩柱的抗剪切性能以及抗震性能得到稳定提升。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明提供的一种装配式墩柱的连接施工方法的施工流程图；

图2为本发明中上墩柱、安装支架以及下墩柱连接后的结构示意图；

图3为本发明中安装支架的俯视图；

图4为本发明中安装支架的立体结构示意图；

图5为本发明中下墩柱的立体结构示意图；

图6为本发明中装配式墩柱装配完成后的立体结构示意图；

图7为本发明中装配式墩柱装配完成后的剖视图。

图标：1、上墩柱；2、下墩柱；3、安装支架；31、竖杆；311、穿孔；32、横杆；33、斜杆；4、内嵌钢筋；41、螺纹套筒；5、外露钢筋；6、缠绕钢筋；7、安装槽；8、卡槽；9、湿接外壳。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种装配式墩柱的连接施工方法，如图1所示，使用如图2-图7所示的装配式墩柱以及安装支架3，具体包括以下步骤：

S1、预制墩柱节段：将墩柱分为多个节段在预制场内预制，并以两个为一对分为镜像布置的上墩柱1和下墩柱2，相邻的墩柱节段之间通过安装支架3支撑堆垛在一起后的高度与墩柱设计高度相同，每个墩柱节段中部均有通孔，墩柱节段在本实施例中呈中部开设有通孔的环形结构；

如图3和图4所示，安装支架3由多个竖杆31、横杆32以及斜杆33组成，多个竖杆31关于上墩柱1和下墩柱2的直径周向布置，相邻的竖杆31之间通过横杆32焊接固定，横杆32为板式结构，竖杆31的上端和下端均设置有横杆32，镜像对称的两个竖杆31之间还连接有斜杆33。

如图3和图4所示，镜像对称的两个竖杆31之间共交叉设置有两个斜杆33，两个斜杆33呈X形结构布置，其中，一个斜杆33的两端分别连接镜像对称设置的两个竖杆31的顶端和底端，另一个斜杆33的两端分别连接镜像对称设置的两个竖杆31的底端和顶端，多个斜杆33在连接件的中心位置交汇并焊接固定。

本实施例中，竖杆31为工字钢，且竖杆31的杆身自上而下等间隔开设有多个穿孔311。

如图5和图7所示，上墩柱1的底面和下墩柱2的顶面对应竖杆31的位置均开设有安装槽7，安装槽7与竖杆31的横截面大小一致，如图6和图7所示，上墩柱1的底面和下墩柱2的顶面外沿均开设有卡槽8，卡槽8位于墩柱节段顶面和底面的外沿，而安装槽7位于墩柱节段顶面和底面的内沿。

本实施例中，如图5所示，每个墩柱节段内根据墩柱的钢筋设计要求设置多根环向筋，并环向等距设置多根与环向筋焊接的内嵌钢筋4，内嵌钢筋4的端部向上竖向延伸并连接有螺纹套筒41，多根内嵌钢筋4呈内外两圈分布。

S2、运输预制墩柱节段至施工场地，将下墩柱2吊装至事先测定好的墩基处并安装，转运和吊装墩柱节段时，通过墩柱节段上带吊环的螺栓连接吊机；

S3、对应下墩柱2顶面多个安装槽7的位置，竖向安装竖杆31，在装配时，先将多个竖杆31的下端分别插入至下墩柱2顶面的安装槽7内，然后使用横杆32将相邻的竖杆31焊接固定，最后焊接斜杆33；

S4、吊装上墩柱1至安装支架3的顶端，并使上墩柱1底面的安装槽7与竖杆31的顶端一一契合，固定竖杆31与上墩柱1；

S5、如图2和图3所示，在安装支架3的外周周向布置有若干个外露钢筋5，若干个外露钢筋5以上墩柱1和下墩柱2的轴线为中心点共围成两圈，且外露钢筋5的两端分别竖向连接上墩柱1底面以及下墩柱2顶面对应位置处的螺纹套筒41，如图2、图3和图4所示，内圈的多个外露钢筋5之间以及外圈的多个外露钢筋5之间均通过缠绕钢筋6连接固定，缠绕钢筋6呈螺旋状结构，一个缠绕钢筋6自上而下依次穿过多个穿孔311并与内圈的多个外露钢筋5连接，连接方式可以采用焊接以及钢丝捆绑，螺旋环绕的缠绕钢筋6依次与多个外露钢筋5连接，相较于传统的混凝土墩柱压胶连接，这样的连接方式极大的提升了装配时墩柱成型后的抗剪切性能以及抗震性能，且施工方便，效率高；

S6、如图6和图7所示，在安装支架3的外部设置湿接外壳9，湿接外壳9由两个抱合的镜像结构拼接组成，湿接外壳9的上端和下端分别与上、下墩柱外沿的卡槽8卡接固定，当上墩柱1、连接件以及下墩柱2连为一体后，使用UHPC材质的湿接外壳9抱合在上墩柱1与下墩柱2之间的空腔处，本实施例中，湿接外壳9呈两个半圆状结构，二者的上沿以及下沿通过与卡槽8卡接固定，实现湿接外壳9的拼合，随后可以从上墩柱1的通孔向下浇筑混凝土，直至混凝土填实下墩柱2、上墩柱1以及连接件内部的空隙，待混凝土硬化后，可以拆除湿接外壳9；

考虑到施工环境不同，仅使用卡槽8固定限位湿接外壳9存在掉落的几率，因此可在安装支架3上等角度径向布置有多个螺杆，在安装湿接外壳9时，使螺杆穿过湿接外壳9，当湿接外壳9与卡槽8卡接后，使用螺帽与螺杆丝接并最终锁紧湿接外壳9。

S7、按照上述施工方法，在此组上墩柱1的上方布置新的安装支架3，并吊装新一组的下墩柱2至安装支架3的顶端，循环施工，完成后续墩柱节段的装配。

相较于传统技术方案，本方法的优点在于大幅降低了装配时墩柱的重量，便于运输、吊装，便于在山区及交通不便区域推广应用，同时，改善了墩柱节段之间的连接方式，由于上、下墩柱受力可靠，上、下墩柱节段间采用安装支架3连接，并通过螺旋结构的缠绕钢筋6连接外露钢筋5，安装槽7与竖杆31的契合也能增加抗剪能力，使预制装配式墩柱的抗剪切性能以及抗震性能得到稳定提升。

本实施例中上墩柱1、下墩柱2以及安装支架3的长度均可以调整，可以通过多对上墩柱1、下墩柱2以及安装支架3堆垛出设计的墩柱高度，对接的上、下墩柱之间均采用上述方式进行连接固定。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。