卡扣式预制节段拼装桥墩连接装置的制作方法

本实用新型涉及卡扣式预制节段拼装桥墩连接装置，属于桥梁工程技术领域。

背景技术：

目前桥梁结构一般采用现场浇筑混凝土的施工方法，这种施工方法存在现场养护周期长，现场作业量大，容易引起交通拥堵等问题。预制拼装技术是解决上述问题的可行手段。随着城市交通和跨海大桥建设的推进，对有限场地内桥梁快速建设的需求逐步增加。目前桥梁上部结构的预制技术已经趋于成熟，而桥梁下部结构特别是墩柱的预制拼装技术应用较少。由于节段连接装置的抗震性能尚有待研究，限制了该技术在高烈度区的应用。

在桥梁建设特别是城市桥梁建设中使用节段预制拼装技术不仅可以大幅缩短工期，减少对交通的干扰，而且有助于提高构件的质量，减少全寿命周期成本和对环境的影响。该技术自1962年由米勒用于建造法国塞纳河上的舒瓦齐勒罗瓦大桥以来，逐渐成为桥梁上部结构建设中常用的施工方法之一，在低烈度区的桥梁下部结构中也开始出现了一些工程应用。1971 年，美国德克萨斯州约翰肯尼迪堤道桥首次使用了节段预制拼装桥墩，此后的佛罗里达州七英里大桥、德克萨斯州183高速公路高架桥以及新泽西州胜利大桥都采用了该形式的桥墩。随后在一些重要的跨海大桥和杭州湾大桥以及港珠澳大桥中也开始使用节段预制拼装桥墩。

目前预制拼装桥墩由于接缝的存在，整体性较差，抗震能力薄弱，因此保证接缝牢固、安全以及结构简单便于施工式预制安装技术的关键。目前预制拼装桥墩构件之间的接缝一般采用干接缝，接缝面仅有预应力筋通过，耗能能力较低，地震位移需求大。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有预制拼装桥墩存在的上述缺陷，提出了一种卡扣式预制节段拼装桥墩连接装置，通过连接部将上预制节段与下预制节段连接起来，本实用新型结构简单、安装方便、施工快捷、实现了预制拼装桥墩的机械化施工。

本实用新型是采用以下的技术方案实现的：一种卡扣式预制节段拼装桥墩连接装置，包括自下而上依次连接的下预制节段、连接部和上预制节段，连接部件包括依次连接的第一连接部、减震垫和第二连接部，下预制节段、第一连接部、减震垫、第二连接部和上预制节段上均设有预应力筋孔道，具体需要的预应力筋孔道的数量、直径和位置应根据预应力筋的实际情况确定，预应力筋插入预应力筋孔道以贯穿下预制节段、第一连接部、减震垫、第二连接部和上预制节段，减震垫设置在第一连接部和第二连接部连接后的中间位置；第一连接部上设有下插件和凸出件，凸出件沿第一连接部边缘一周设置；第二连接部设有上插件和件槽，件槽沿第二连接部边缘一周设置，件槽的中心线和凸出件的中心线重合，且件槽的宽度大于凸出件的宽度，第一连接部的凸出件卡进第二连接部的件槽内实现第一连接部和第二连接部的固定；下预制节段与第一连接部的连接处设置有第一凹槽，第一凹槽的中心线与第一连接部下插件的中心线重合，且第一凹槽宽度大于下插件的宽度，第一连接部的下插件插入下预制节段的第一凹槽中实现第一连接部与下预制节段的固定；上预制节段与第二连接部的连接处设置有第二凹槽，第二凹槽的中心线与第二连接部上插件的中心线重合，且第二凹槽宽度大于上插件的宽度，第二连接部的上插件插入上预制节段的第二凹槽内实现第二连接部与上预制节段的固定。

进一步地，下插件横截面为圆形，其数量应根据上、下预制节段的横截面面积设置，一般为6～8个。

进一步地，第一凹槽的横截面为圆形，第一凹槽的直径比下插件的直径大1cm～2cm，从而实现两者之间有限的晃动和有限移动，当二者之间发生移动时，二者之间的空隙提供耗能。

进一步地，上插件横截面为圆形，其数量应根据上、下预制节段的横截面面积设置，一般为6～8个。

进一步地，第二凹槽的横截面为圆形，第二凹槽的直径比下插件的直径大1cm～2cm。

进一步地，件槽的横截面为圆形，凸出件的横截面为圆形，件槽的直径大于凸出件的直径1～2cm。

进一步地，第一连接部和第二连接部上设有垫槽，垫槽高度为h,减震垫铺设在垫槽内。

进一步地，减震垫的厚度d比第一连接部和第二连接部连接后中间的两个垫槽高度之和高出2cm～3cm，即d要比2h大2cm～3cm。

进一步地，下预制节段和上预制节段边缘均设有边槽，第一连接部和第二连接部均设有卡件，卡件与边槽配套。第一连接部与下预制节段连接时，第一连接部的卡件卡住下预制节段的边槽，加强第一连接部与下预制节段的连接；第二连接部与上预制节段连接时，第二连接部的卡件卡住上预制节段的边槽，加强第二连接部与上预制节段的连接。

进一步地，下预制节段和上预制节段为钢筋混凝土,第一连接部和第二连接部采用钢材。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型所述的卡扣式预制节段拼装桥墩连接装置，连接装置截面形状可以根据桥墩的截面形状变化；在发生地震作用和受到车辆等一些冲击时，第一连接部和第二连接部之间的减震垫发生变形可以起到缓冲震荡的作用，并且减震垫的厚度大于两个垫槽的高度，使得发生变形后，连接部分的凸出件和件槽不会发生碰撞。在震荡结束后变形恢复，不会影响桥墩的使用，提高桥墩的抗震性能；

(2)本实用新型所述的卡扣式预制节段拼装桥墩连接装置，连接装置采用卡扣式，连接简单，卡扣预制，施工方便快捷，适用于各种有快速建造需求的桥梁工程；

(3)本实用新型所述的卡扣式预制节段拼装桥墩连接装置，第一连接部和第二连接部采用钢材，可以抵抗水平荷载，保证上预制节段和下预制节段之间的可靠连接。上预制节段和第二连接部之间、第二连接部和第一连接部之间、第一连接部和下预制节段之间均存在空隙使结构可进行有限的位移参与耗能；

(4)本实用新型所述的卡扣式预制节段拼装桥墩连接装置，连接部中第二连接部的件槽在第一连接部的凸出件的上部，防止灰尘进入而影响结构的位移，也避免了雨水积存；

(5)本实用新型所述的卡扣式预制节段拼装桥墩连接装置，结构简单，施工方便，为强震区桥梁快速建造，降低由于桥梁建造所引起的交通延误、环境污染等不利社会、经济影响等提了供快捷有效的解决方案。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是图的纵向剖面示意图。

图3是连接部的结构示意图。

图4是跑道形连接部的结构示意图。

图5是圆形连接部的结构示意图。

图6是方形连接部的结构示意图。

图中：1、第一连接部；2、第二连接部；3、下预制节段；4、上预制节段；5、减震垫； 6、预应力筋；

101、下插件；102、凸出件；

201、上插件；202、件槽；203、卡件。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚、明白，下面结合附图和具体实例，对本实用新型提出的卡扣式预制节段拼装桥墩连接装置进行进一步说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型所述的卡扣式预制节段拼装桥墩连接装置，如图1至图3所示，包括自下而上依次连接的下预制节段3、连接部和上预制节段4，连接部件包括依次连接的第一连接部1、减震垫5和第二连接部2，下预制节段3、第一连接部1、减震垫5、第二连接部2和上预制节段4中部均设有预应力筋孔道以方便预应力筋6插入并使预应力筋6贯穿下预制节段3、第一连接部1、减震垫5、第二连接部2和上预制节段4，第一连接部1和第二连接部2上均设有垫槽，垫槽高度为h，减震垫5设置在第一连接部1和第二连接部2连接后的垫槽内，减震垫5的厚度d比第一连接部1和第二连接部2连接后中间的两个垫槽高度之和高出 2cm～3cm，即d要比2h大2cm～3cm，下预制节段3和上预制节段4为钢筋混凝土，第一连接部1和第二连接部2采用钢材，减震垫5可根据实际情况采用不同的材料，如采用橡胶材料。

第一连接部1上还设有下插件101和凸出件102，下插件101横截面为圆形，采用6或8 个下插入件，凸出件102沿第一连接部1边缘一周设置，凸出件102的横截面为圆形。

第二连接部2上还设有上插件201和件槽202，上插件201横截面为圆形，采用6个或8 个上插入件，件槽202的横截面为圆形，并沿第二连接部2边缘一周设置，件槽202的中心线和凸出件102的中心线重合，且件槽202的宽度要比凸出件102的宽度宽1cm，第一连接部1的凸出件102卡进第二连接部2的件槽202内实现第一连接部1和第二连接部2的固定。

下预制节段3与第一连接部1的连接处设置有第一凹槽，第一凹槽的中心线与第一连接部1下插件101的中心线重合，第一凹槽的横截面为圆形，其直径要比第一连接部1上的下插件101的直径大1cm，第一连接部1的下插件101插入下预制节段3的第一凹槽中实现第一连接部1与下预制节段3的固定。

上预制节段4与第二连接部2的连接处设置有第二凹槽，第二凹槽的中心线与第二连接部2上插件201的中心线重合，第二凹槽的横截面为圆形，其直径要比下插件101的直径大 1cm，第二连接部2的上插件201插入上预制节段4的第二凹槽内实现第二连接部2与上预制节段4的固定。

下预制节段3和上预制节段4边缘均设有边槽，第一连接部1和第二连接部2均设有卡件203，卡件203与边槽配套。第一连接部1与下预制节段3连接时，第一连接部1的卡件 203卡住下预制节段3的边槽，加强了第一连接部1与下预制节段3的连接；第二连接部2 与上预制节段4连接时，第二连接部2的卡件203卡住上预制节段4的边槽，加强了第二连接部2与上预制节段4的连接。

卡扣式的连接装置的截面形状可以根据桥墩的截面形状变化，如，当桥墩横截面分别为跑道形、圆形或方形时，连接装置的横截面相应地为跑道形、圆形或方形，如图4至图6所示。

施工时，首先将下预制节段3吊装到预定位置，穿过预先设置的预应力筋6。再安装第一连接部1，将第一连接部1的下插件101插入到下预制节段3的第一凹槽中，第一连接部1 的卡件203卡住下预制节段3的边槽；第一连接部1安装完成后在第一连接部1的垫槽内铺设减震垫5，再安装第二连接部2；将第二连接部2的件槽202对准第一连接部1的凸出件102，凸出件102插入件槽202安装完成后，最后安装上预制节段4；将上预制节段4的第二凹槽对准第二连接部2的上插件201，第二连接部2的卡件203卡住上预制节段4的边槽，完成最后的拼装。为了节约工期或者有场地较小的限制，也可以线性将连接装置拼装好，即将第一连接部1上部铺减震垫5，再安装第二连接部2，即可完成连接装置的拼装。

第一连接部1和第二连接部2中间设有减震垫5进行缓冲震荡，且减震垫5厚度比连接部分中间中空部分垫槽高度大，发生变形后减震垫5弹性恢复不会对桥墩产生损伤。连接装置采用卡扣式，施工方便，构件预制，连接简单。第一连接部1和第二连接部2截面形状、预应力筋孔道数量等均可根据实际情况变化。第一连接部1和第二连接部2采用刚材能很好的提供抗剪力。第一连接部1与下预制节段3连接部分之间、第二连接部2与第一连接部1 之间、上预制节段4与第二连接部2存在空隙，发生有限移动，提供耗能。

当然，上述内容仅为本实用新型的具体实施方式，不能被认为用于限定对本实用新型的保护范围。本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的均等变化与改进等，均应归属于本实用新型的涵盖范围内。