一种预制柱、墩柱结构及施工方法与流程

本发明涉及建筑领域，尤其涉及一种预制柱、墩柱结构及施工方法。

背景技术：

目前，我国一般的桥梁墩柱施工，绝大部分采用现浇的方法完成，这种施工方法，就需要把围护足够大施工作业面，而且施工工期长，需要搭设支架、耗用大量模板，特别是在城市市区修建的轨道交通，围护大的作业空间，必将占用大量道路资源，妨碍交通出行，因此将墩柱在预制场内标准化、产业化生产，现场安装的施工方式，就迎合了广大建设者的需求。

预制墩柱，目前也有一些有益的尝试，现有技术中有公开预制桥墩与承台的连接构造，设置杯口安装岛，提高安装精度，在连接段设置外包钢板，以提高抗剪能力，提高了施工效率，但这种方法，会由于外包钢板的锈蚀，产生结构质量降低；

也有采用大桥预制桥墩与承台的桦头式连接方法，该方法改善了连接部位的受力状态，解决了传统连接中的剪切滑移问题，提高了接头的耐久险能。但对拼装施工中的定位问题没有得到更好的解决，容易影响到桥墩的使用寿命。

一种预制桥墩与承台的连接构造中通过剪力键设计，提高了连接构造的抗剪性能，但同样对连接的细部构造及安装精度问题并未给出。

因此，还需发明一种满足施工简便有效、经济效益好的预制桥墩与承台的连接结构与施工方法。

技术实现要素：

本发明第一目的是提供一种预制柱，该预制柱可在工厂内实现预制，与现场结构进行配合安装，施工方便。

本发明第二目的是提供一种预制墩柱结构，该结构可方便对预制桥墩安装时的定位，便于安装，整个结构承载能力、抗剪能力、连接强度、耐久性高。

本发明的第三目的是提供一种预制墩柱结构的施工方法，该方法给出了预制桥墩结构如何被安装的过程，该方法施工简便有效。

为了达成上述目的，本发明提供的第一个技术方案：

一种预制柱，其特征在于，包括截面形状为圆柱形或者矩形的柱体，在柱体的一个端部设置凸起或者凹槽，在柱体内沿着柱体的纵向方向设置有突出柱体端部的钢板，钢板与凸起或者凹槽在柱体的同一端部设置；或者，在柱体内沿着柱体的纵向方向开有用于与钢板配合的孔槽，孔槽的开口方向与凸起或者凹槽在柱体的同一端部设置。该预制柱底部通过凸起或者凹槽与现场的结构进行安装，并通过钢板与现场结构进一步安装，有助于提高预制柱安装的整体可靠性。

本发明提供的第二方案是：

一种预制墩柱结构，包括预制柱，包括预制柱，预制柱通过连接柱设于承台之上，连接柱与承台通过现浇混凝土方式进行构建，预制柱底部设置凸部或凹槽，连接柱顶部形状与预制柱底部的形状相配合，在预制柱内纵向方向设有部分突出于预制柱底部的钢板，在连接柱内设有与钢板配合的孔槽；

或者，在连接柱内纵向方向设有部分突出于连接柱顶部的钢板，相应地，在预制柱内设有与钢板配合的孔槽；且孔槽的深度大于等于钢板突出于预制柱的长度，钢板埋设于预制柱或者连接柱内的长度为钢板长度的六分之一；

上述预制墩柱结构中，通过预制柱与连接柱实现墩柱结构，连接柱设于承台上进行支撑，预制柱与连接柱之间通过钢板与孔槽配合实现初步连接，便于快速对预制柱的定位，预制柱与连接柱通过凸部与凹槽进行卡合，这样的设置有效保证了预制柱的拼接，保证墩柱结构的支撑稳定性；

在所述连接柱顶部预设圈孔，在圈孔内设置密封圈，密封圈为橡胶圈，通过橡胶圈的设置，对预制柱的连接部位在前期进行进一步的密封。

在所述连接柱内设置压浆通道，压浆通道开设到连接柱的顶部，压浆通道与用于向连接柱和预制柱连接处注浆的压浆管连接且压浆通道与一出浆口连通，压浆管的入口设于承台处，预制墩柱结构再通过压浆通道，压浆通道实现对预制柱与连接柱之间的密封连接。此外，压浆通道与所述的孔槽相通，对孔槽也进行密封；

进一步地，出浆口同样设于承台处，出浆口通过出浆管与压浆通道连通。

进一步地，凸部为楔形形状，可设有彼此相连的多个凸部，以提高连接的紧密性。

所述孔槽的尺寸大于所述钢板的尺寸，如钢板尺寸为8～10mm，则孔槽的尺寸为10～12mm。

在相邻的预制柱之间、连接柱与预制柱之间涂刷有环氧砂浆，环氧砂浆有助于提高预制柱的耐久性能。

所述钢板的横向截面形状为工字形状，工字形状的钢板受力面积大，使得钢板与预制柱的接触面积大，提高结构的抗剪能力，有效保证预制柱的连接可靠性。

所述钢板对称设置于所述的预制柱内，这样的设置有助于分散桥墩的承重力，优选方案是，钢板为四个，四个对称设置在预制柱内。

为了保证墩柱的承载稳定性，与承台连接的连接柱的高度不小于预制柱的直径。

所述的一种预制墩柱结构的施工方法，具体步骤如下：

在预制场内预制所述的预制柱并运输到施工现场；

2)将连接柱竖直设于承台上并通过现场浇筑进行连接；

3)在连接柱上部设置预制柱；

4)在连接柱与预制柱之间涂刷环氧砂浆；

5)通过压浆管进行注浆，浆液通过压浆通道流向预制柱与连接柱的连接面，进一步进行封闭；压浆过程中采用高强无收缩水泥灌浆材料，持压0.6MPa，5min，达到灌浆密实，内无气孔。

此外，在所述步骤1)完成后，对预制柱的端面进行凿毛处理。

本发明具有以下优点：

1)本发明预制柱之间通过凸部、凹槽连接，再通过钢板与孔槽连接，最后再通过压浆管、压浆通道实现对连接处的进一步密封，有效保证墩柱结构的连接可靠性。

2)本发明连接结构受力明确，设置的工字钢板及楔形槽口，提高结构的抗剪能力，橡胶胶条及环氧砂浆，保证了连接部位的密封，提高了结构的耐久性能。

3)本发明的结构施工快速、简便，安全、耐久，降低了现场混凝土的工作量，可实现标准化、产业化生产，有利于节能减排及工程质量的提高。

附图说明

图1为发明整体结构图；

图2为连接段上截面图；

图3为预制墩柱下截面图；

图4为连接部位大样图；

图中，1、承台，2.连接柱，3.连接柱内预埋的钢筋，4.钢板，5.圈孔，6.预制柱内预埋的钢筋，7.压浆管的入口，8.出浆口，9.压浆通道，10.孔槽。

具体实施方式

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、完整的描述。

实施例1

一种预制柱，包括截面形状为圆柱形或者矩形的柱体，在柱体的一个端部设置凸起或者凹槽，在柱体内沿着柱体的纵向方向设置有突出柱体端部的钢板，钢板与凸起或者凹槽在柱体的同一端部设置，预制柱的横截面为方形或者圆形，上表面为平面用于支撑桥梁。

一种预制墩柱结构，如图1所示，包括上述的预制柱，预制柱通过连接柱2设于承台1之上，连接柱2与承台1通过现浇混凝土方式进行构建，预制柱与连接柱2的连接端面通过相互配合的凸部与凹槽进行配合，凸部为楔形形状，在预制柱内纵向方向设有部分突出于预制柱底部的钢板4，在连接柱内设有与钢板4配合的孔槽10；或者，在连接柱2内纵向方向设有部分突出于连接柱顶部的钢板，相应地，在预制柱内设有与钢板配合的孔槽；此外，在预制柱内横向方向有预制柱内预埋的钢筋6以提高预制柱的刚度，在连接柱内同样具有连接柱内预埋的钢筋3，预制柱内预埋的钢筋6、连接柱内预埋的钢筋3各自可设置有多条，基本呈环形设置，最优方案是这两个钢筋靠近连接柱与预制柱的连接处进行设置，从而提高连接处接口的刚度。

在所述连接柱内设置压浆通道9，压浆通道9开设到连接柱2的顶部，压浆通道9与用于向连接柱和预制柱连接处注浆的压浆管连接且压浆通道与一出浆口连通，压浆管的入口7设于承台1处；出浆口同样设于承台处，出浆口8的设置用于通气，保证浆液顺利通入到压浆通道内，出浆口8通过出浆管与压浆通道9连通，这样的设置便于施工人员在低处对连接柱2与预制柱，相邻的预制柱之间的空隙进行密封连接，同时，压浆通道9与连接柱2内的孔槽10连通，对孔槽内的间隙同样进行密封。

上述预制墩柱结构中，通过多根拼接的预制柱与连接柱2实现墩柱结构，连接柱2设于承台1上进行支撑，连接柱2与预制柱端部通过凸部与凹槽进行卡合，这样的设置有效保证了预制柱的拼接，保证墩柱结构的支撑稳定性；再通过压浆通道9实现对预制柱与连接柱之间的密封连接。

在所述连接柱2顶部均预设圈孔5，如图3和图4所示，圈孔5靠近连接柱2或者预制柱外圈设置，因连接柱结构是现浇结构，圈孔5设于竖直设置的钢筋的外圈，保证连接柱2与预制柱之间连接紧密，在圈孔5内设置密封圈，密封圈为橡胶圈，通过橡胶圈的设置，对预制柱的连接部位在前期进行进一步的密封。

所述孔槽10的尺寸大于所述钢板4的尺寸，通常情况下，大于钢板厚度2mm左右，为了对孔槽10与钢板之间空隙的密封，压浆通道9与孔槽10相通，压浆通道9呈十字的方式布置于连接柱2内，压浆通道9与孔槽10在浇筑时通过放置木板进行设置，这样在注浆填充完成后，保证了连接柱2内部是实心体，如图2所示。

在连接柱2与预制柱之间涂刷有环氧砂浆，环氧砂浆有助于提高预制柱的耐久性能。

所述钢板4的横向截面形状为工字形状，如图3所示，工字形状的钢板受力面积大，使得钢板与预制柱的接触面积大，提高结构的抗剪能力，有效保证预制柱的连接可靠性。

所述钢板4对称设置于所述的预制柱内，这样的设置有助于分散桥墩的承重力，优选方案是，钢板为四个，四个对称设置在预制柱内。

为了保证墩柱的承载稳定性，与承台连接的连接柱的高度不小于预制柱的直径。

所述的一种预制墩柱结构的施工方法，具体步骤如下：

1)在预制场内预制所述的预制柱并运输到施工现场；

2)将连接柱2竖直设于承台上并通过现场浇筑进行连接；

3)在连接柱2上部设置预制柱；

4)在连接柱2与预制柱之间涂刷环氧砂浆；

5)通过压浆管进行注浆，浆液通过压浆通道9流向预制柱与连接柱2的连接面，进一步进行封闭；压浆过程中采用高强无收缩水泥灌浆材料，持压0.6MPa，5min，达到灌浆密实，内无气孔。

此外，在所述步骤1)完成后，对预制柱的端面进行凿毛处理。

实施例2

一种预制柱，其特征在于，包括截面形状为圆柱形或者矩形的柱体，在柱体的一个端部设置凸起或者凹槽，在柱体内沿着柱体的纵向方向开有用于与钢板配合的孔槽，孔槽的开口方向与凸起或者凹槽在柱体的同一端部设置。

一种预制墩柱结构，包括预制柱，预制柱通过连接柱设于承台之上，连接柱与承台通过现浇混凝土方式进行构建，预制柱底部设置凸部或凹槽，连接柱顶部形状与预制柱底部的形状相配合，在连接柱内纵向方向设有部分突出于连接柱顶部的钢板，相应地，在预制柱内设有与钢板配合的孔槽。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。