[发明专利]一种利用钢纤维自密实混凝土制备拼装式桥梁墩柱的方法

说明书

技术领域

本发明涉及桥梁建筑施工领域，特别设计一种利用钢纤维自密实混凝土制备拼装式桥梁墩柱的方法。

背景技术

目前，桥梁下部结构采用的墩柱，多采用普通钢筋混凝土结构，由普通混凝土、钢筋组成。在施工时，需要在现场绑扎钢筋、设置模板、浇筑商品混凝土，经过养护后达到使用要求。现场作业要求较大的场地放置材料和模板，浇筑混凝土时，需人工振捣确保密实度，对钢筋密集接头部位浇筑往往欠密实，成品的钢混结构墩柱在受到弯矩作用时，易开裂，从而导致墩柱耐久性下降。

为解决该问题，国内外开始采用节段预制拼装桥墩结构体系。节段预制拼装桥墩的结构体系是完全在预制场加工制作，现场采用干（胶接缝）或湿接缝形式连接，拼装完毕进行预应力张拉形成墩柱整体结构，最大程度减少了现场焊接及现场混凝土浇筑工作量，有益于质量控制，加快了施工进度，降低了对交通和周边环境的影响，符合环保节能低碳的经济增长方式主题。

但理论计算和实验证明：采用普通混凝土浇筑的干接缝节段拼装桥墩，如接头仅采用凹凸剪力键，在地震力作用下，表现出如下不足：1、桥墩节段接头部位容易出现撞击损坏，接头位置的混凝土剥落严重；2、桥墩整体的抗冲击性能、墩身耗能、节段间潜在塑性铰区域震后修复等动力性能欠佳，不宜用于地震频发区；3、成品墩柱表面混凝土容易开裂，耐久性有待提高。

针对上述不足，本发明提供了一种利用某种钢纤维自密实混凝土制备拼装式桥梁墩柱的方法，使其能克服上述技术缺陷。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种利用钢纤维自密实混凝土制备拼装式桥梁墩柱的方法，采用自主研制的特种钢纤维自密实混凝土，在节段接缝间使用剪力键和短钢筋，所得的预制节段以及拼装后的墩身具有良好的动力性能，同时具有良好的耗能能力，可延迟节段间潜在塑性铰区混凝土的开裂，显著提高构件抗裂能力和耐久性，更好的保护节段构件及墩身的安全，可满足地震频发区等特殊地理环境对节段预制拼装桥墩的设计要求。

本发明的目的是通过以下技术手段解决的：一种利用钢纤维自密实混凝土制备拼装式桥梁墩柱的方法，包括以下步骤：

A，配置混凝土，具体工艺为：

a，按如下重量份配比配备混凝土原材料：水泥300—350份，Ⅰ级粉煤灰190—205份，细度模数为2.3—3的中砂765—775份，连续级配的碎石900—910份，减水剂8—9份，水溶性钢纤维39—40份，水180—185份；

b，制备自密实钢纤维混凝土：按a中所取得的碎石和中砂投料拌合均匀后，加入水泥和Ⅰ级粉煤灰，拌合均匀后，逐渐向拌合物内加水，加入二分之一水量后，加入减水剂，再逐渐添加剩余二分之一水，直至拌合物均匀；最后投钢纤维，拌合均匀即可；

B，预制桥墩节段：在平台上绑扎钢筋笼，以立模板浇筑的方式制备第一桥墩节段，自密实钢纤维混凝土浇筑时，不可使用振捣机具，避免钢纤维产生方向性，然后将预制桥墩节段养护至设计强度；以此类推，浇筑好其他节段，并做好编号标记；

C，现场拼装：在既定位置浇筑承台，在承台上按照预先标记的顺序依次安装桥墩节段，张拉预应力形成整体墩柱，如有盖梁，可将其与承台、墩身一同张拉锚固。

进一步，所述水溶性钢纤维的体积率为0.3％－0.6％、钢纤维的等效直径为0.1－0.3ｍｍ、长径比为40—70、钢纤维的抗拉强度不低于1000MPa。

进一步，步骤a中，按如下重量份配比配备混凝土原材料：水泥330份，Ⅰ级粉煤灰200,份，细度模数为2.3—3的中砂768份，连续级配的碎石902份，减水剂8.46份，水溶性钢纤维39.25份，水181.5份。

进一步，所述桥墩节段包括桥墩节段本体，桥墩节段本体的顶部沿周向设置有短钢筋，底部沿周向设置用于供短钢筋插入限位的预留孔，所述预留孔的孔直径大于短钢筋的直径；桥墩节段本体的一端设置剪力键，另一端设置剪力键凹槽；所述桥墩节段本体沿周向设置多个轴向贯穿的预应力筋孔。

进一步，步骤C中，在承台底座上预埋短钢筋和剪力键凹槽，然后将第一桥墩节段底部的剪力键放入凹槽内，预埋短钢筋插入预留孔内，依次类推；全部就位后，将预应力筋穿过预应力筋孔进行预应力张拉和锚固。如有盖梁，盖梁与相邻桥墩节段间仅插单独的短钢筋即可。

进一步，所述剪力键的高度与剪力键凹槽的深度相同，放入后对接吻合良好。

进一步，所述桥墩节段本体为空心结构。

进一步，步骤B中，为方便定位剪力键和短钢筋孔，第2节段可以第1节段顶面为模板进行浇筑，其余类推。