一种加固桥墩的节段装配式混凝土管片及施工方法

1.本发明涉及桥墩技术领域，具体是指一种加固桥墩的节段装配式混凝土管片及施工方法。


背景技术：

2.由于水位有涨有落，桥墩水面接触的部位的一定范围内易发生海水腐蚀，所以需要定期对桥墩进行加固。传统的加固方法，敲掉受损桥墩的外部混凝土后，清理钢筋，对内部钢筋进行除锈处理，然后在外部支一层模板，一般为钢模板或木模板，最后在模板内部浇混凝土。如果桥墩受损严重，敲掉受损桥墩的外部混凝土并对钢筋进行清理后，还需要再绑一层钢筋来加固受损桥墩，然后在钢筋的外部支模板，最后浇混凝土加固桥墩。
3.公布号为cn111648256a的中国发明专利，公开了一种桥墩墩身加固施工方法，该方法包括以下步骤：施工准备，承台基础开挖，脚手架搭设，墩身凿毛处理，钻孔定位放线，墩身及承台钻孔，墩身及承台植筋，护面钢筋绑扎，模板拼装、调整，混凝土拌制、运输，混凝土浇筑，混凝土养护，模板拆除，混凝土后期养护；该方法采用木模板进行桥墩加固施工，降低了施工成本，模板拼装简易、吊装轻便，适用于既有营业线铁路桥梁矩形墩桥墩抱箍形式加固施工，模板强度满足要求，且拆卸灵活、搬运方便，为工作快速循环提供良好条件。但是该方法需要先支模再拆模，施工工艺复杂，工期较长，且需要人工较多，施工成本高。
4.长期浸泡在海水里或者水里的桥墩易发生海水腐蚀，而为了提高桥墩的耐久性以及结构承载能力，从而延长桥墩的使用寿命，利用超高性能混凝土uhpc来进行受损桥墩的加固。从普通高强性能混凝土和uhpc的性能对比数据上来看，普通高强混凝土的抗压强度为80mpa,抗拉强度为5mpa，抗冻性与抗腐蚀性能均为中等/好。而含4％～12％钢纤维的uhpc抗压强度为160～400mpa，抗拉强度为10～30mpa，抗冻性不用引气，绝对抗冻，抗腐蚀性能仅需要5～10mm的钢筋保护层，则到达抗腐蚀性优良的结果。由此可知uhpc在性能上远远要超越普通混凝土。在无裂缝的状态下,uhpc的气体液体渗透性非常低。在高应变微裂缝状态下依旧能够保持低渗透性，甚至还具备良好的自愈合能力，因此uhpc结构具有高耐久性，用在受损桥墩的加固上则是物尽其用。在海洋环境中，uhpc结构的工作寿命可超过200年。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是设计一种节段装配式超高性能混凝土加固受损桥墩技术及其施工方法。
6.为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种加固桥墩的节段装配式混凝土管片，包括横向搭接接头、竖向榫接接头、uhpc环，uhpc环为预制的弧形板体结构，每个uhpc环上均设有一个角钢，角钢端部设有一个横向搭接接头，将两个角钢的横向搭接接头装配连接后，两个角钢也连接在一起，实现uhpc环的安装，角钢的空隙里浇筑混凝土进行加固；uhpc环内侧设有配套的竖向榫接接头。
7.本发明与现有技术相比的优点在于：用预制uhpc面板替代原混凝土，使桥墩的抗压性能与抗腐蚀性能得到显著提高，uhpc模板可以对核心混凝土提供约束力，提高桥墩的安全性，施工费用会有所降低，施工周期则大大缩短，减少了对交通干扰的时间，未来的桥墩养护费用显著降低甚至免除后期维修费用。
8.进一步的，包括以下步骤：
9.步骤一、凿除受损桥墩混凝土保护层，同时开始预制生产uhpc环(3)，在预制生产uhpc环(3)的过程中要在两端嵌入角钢；
10.步骤二、桥墩或钢结构表面清洁，并提前润湿桥墩表面，等待加固；
11.步骤三、绑扎钢筋；
12.步骤四、安装uhpc环(3)，将两个角钢连接在一起，再往空隙里浇筑混凝土进行加固，完成横向拼接；
13.步骤五、将两个拼接好的uhpc环(3)上下拼接在一起，在衔接缝隙之间贴上防漏的海绵胶带，以防混凝土漏出，以此完成竖向拼接；
14.步骤六、浇筑环形板核心混凝土并洒水养护，完成加固施工。
15.进一步的，竖向榫接接头用于uhpc环的竖向拼接，上下uhpc环的拼接缝隙间贴附防漏用的海绵胶带。
附图说明
16.图1是本发明的结构示意图。
17.图2是本发明的uhpc环的竖向拼接示意图。
18.如图所示：1、横向搭接接头，2、竖向榫接接头，3、uhpc环。
具体实施方式
19.下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
20.本发明在具体实施时，如图1至图2所示的实施例中，提出一种加固桥墩的节段装配式混凝土管片，包括横向搭接接头、竖向榫接接头、uhpc环，uhpc环为预制的弧形板体结构，每个uhpc环上均设有一个角钢，角钢端部设有一个横向搭接接头，将两个角钢的横向搭接接头装配连接后，两个角钢也连接在一起，实现uhpc环的安装，角钢的空隙里浇筑混凝土进行加固；uhpc环内侧设有配套的竖向榫接接头。一般桥墩的柱子为圆形，在预制的过程中将uhpc环做成两片半圆状环，再在两片半圆状环中间用螺栓进行连接，这样拼接在一起，形成圆柱。由于uhpc的管片比桥墩的柱子直径要大，所以中间会形成空隙，在空隙中浇入混凝土，以此来免除支模版的施工步骤，也能更好的延长桥墩的使用寿命，以及提高桥墩的耐久性和结构承载能力。即使桥墩的形状千奇百怪也能在预制的过程中进行设计，这也是uhpc的优点之一。
21.在本发明的一个实施例中，如图1至图2所示，本发明的工作原理：。节段装配式uhpc加固的施工方法与步骤：
22.1)预制uhpc环；
23.2)安装uhpc环板，将两个角钢连接在一起，再往空隙里浇筑混凝土进行加固；
24.3)将两个拼接好的uhpc环上下拼接在一起，在衔接缝隙之间贴上防漏的海绵胶
带，防止混凝土漏出，以此完成竖向拼接。
25.在实际操作中，需凿除受损桥墩混凝土保护层，同时开始预制生产uhpc环形板；在预制生产uhpc环形板的过程中要在两端嵌入角钢。桥墩或钢结构表面清洁，并提前润湿桥墩表面，等待加固。绑扎钢筋。安装uhpc环板；将两个角钢连接在一起，再往空隙里浇筑混凝土进行加固，完成横向拼接。将两个拼接好的uhpc环上下拼接在一起，在衔接缝隙之间贴上防漏的海绵胶带，以防混凝土漏出，以此完成竖向拼接。浇筑环形板核心混凝土并洒水养护，完成加固施工。uhpc能与混凝土牢固粘接，充分发挥加固与保护作用，在连接预制混凝土构件中具有很大的技术优势，但必须做好施工中每一个细节，包括混凝土表面处理、清洁与湿润、振捣和养护等，才能发挥出uhpc-混凝土优良的界面粘接质量和低界面孔隙率。
26.在本发明的一个实施例中，如图1至图2所示，本方案选用的uhpc的价值体现在用于创新轻质高强韧性混凝土结构；在一些特定工程项目中，降低结构工程的综合建造成本。建造超高耐久性和超长工作寿命的工程结构，降低养护维修的费用，获得比传统结构低寿命周期成本。运用uhpc建造的结构，具有显著的节材,节能，减排的效果，有利于走可持续发展的绿色工程道路。而运用节段装配式来加固桥墩则可以进行设计，也可以从减小构件重量，可免去支模版，拆模板的过程，从而节省工期，节省人工来获得经济性。预制装配式框架构件的连接还有可靠的抗震性能。uhpc装配式框架构件实现轻量化、高品质、高效率和高环保，还提高结构的可靠性和抗震性。因此用节段装配式高强性能混凝土管片加固受损桥墩是解决延长桥墩使用寿命的较为合适的解决方案。
27.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：
1.一种加固桥墩的节段装配式混凝土管片，包括横向搭接接头(1)、竖向榫接接头(2)、uhpc环(3)，其特征在于：所述uhpc环(3)为预制的弧形板体结构，每个uhpc环(3)上均设有一个角钢，角钢端部设有一个横向搭接接头(1)，将两个角钢的横向搭接接头(1)装配连接后，两个角钢也连接在一起，实现uhpc环(3)的安装，所述角钢的空隙里浇筑混凝土进行加固；所述uhpc环(3)内侧设有配套的竖向榫接接头(2)。2.根据权利要求1所述的一种加固桥墩的节段装配式混凝土管片的施工方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、凿除受损桥墩混凝土保护层，同时开始预制生产uhpc环(3)，在预制生产uhpc环(3)的过程中要在两端嵌入角钢；步骤二、桥墩或钢结构表面清洁，并提前润湿桥墩表面，等待加固；步骤三、绑扎钢筋；步骤四、安装uhpc环(3)，将两个角钢连接在一起，再往空隙里浇筑混凝土进行加固，完成横向拼接；步骤五、将两个拼接好的uhpc环(3)上下拼接在一起，在衔接缝隙之间贴上防漏的海绵胶带，以防混凝土漏出，以此完成竖向拼接；步骤六、浇筑环形板核心混凝土并洒水养护，完成加固施工。3.根据权利要求1所述的一种加固桥墩的节段装配式混凝土管片，其特征在于：所述竖向榫接接头(2)用于uhpc环(3)的竖向拼接，上下uhpc环(3)的拼接缝隙间贴附防漏用的海绵胶带。

技术总结
本发明公开了一种加固桥墩的节段装配式混凝土管片及施工方法，管片包括横向搭接接头、竖向榫接接头、UHPC环，UHPC环为预制的弧形板体结构，每个UHPC环上均设有一个角钢，角钢端部设有一个横向搭接接头，将两个角钢的横向搭接接头装配连接后，两个角钢也连接在一起，实现UHPC环的安装，角钢的空隙里浇筑混凝土进行加固；UHPC环内侧设有配套的竖向榫接接头。本发明与现有技术相比的优点在于：用预制UHPC面板替代原混凝土，使桥墩的抗压性能与抗腐蚀性能得到显著提高，UHPC模板可以对核心混凝土提供约束力，提高桥墩的安全性，施工费用会有所降低，施工周期则大大缩短，减少了对交通干扰的时间，未来的桥墩养护费用显著降低甚至免除后期维修费用。除后期维修费用。除后期维修费用。


技术研发人员：廉婕 胡翱翔 邱敏 陈沁雯 廖翕
受保护的技术使用者：深圳职业技术学院
技术研发日：2023.05.12
技术公布日：2023/8/16