[发明专利]预制高强混凝土桥墩及其成型模具和制造方法

权利要求书

1.预制高强混凝土桥墩，包括墩身、钢筋骨架笼和吊装孔，墩身为通长中空结构，其特征在于，所述墩身的横截面外轮廓形状是由四条以上的直线段以及四条以上的圆弧段组合而成，所有的圆弧段位于同一圆周上；所述墩身底端的外表面上设置有凹凸槽段；所述吊装孔沿墩身圆周环向布置且贯穿墩身；所述墩身内设有两层以上的钢筋骨架笼，每层钢筋骨架笼均包括主筋和箍筋，其中，最外层的钢筋骨架笼为异形，其主筋设置在箍筋的内侧，主筋头端设置有螺纹，主筋尾端设置有带内螺纹的套筒；其余层的钢筋骨架笼为圆形，其主筋设置在箍筋的外侧，主筋头端和尾端均设置有带内螺纹的套筒；相邻两层的钢筋骨架笼之间通过连接件进行连接。

2.根据权利要求1所述的预制高强混凝土桥墩，其特征在于，所述圆弧段所在圆的直径为所述直线段长度的1.5倍～2.5倍。

3.根据权利要求1所述的预制高强混凝土桥墩，其特征在于，所述凹凸槽段设置在距墩身底端0.4倍的墩身长度范围内；所述吊装孔设置在距墩身顶端0.3倍的墩身长度范围内，所述吊装孔的数量为两个以上且沿环向对称均匀布置。

4.根据权利要求1所述的预制高强混凝土桥墩，其特征在于，所述最外层的钢筋骨架笼的顶端长于墩身顶端，其底端与墩身底端齐平或短于墩身底端10cm内；其余层的钢筋骨架笼的顶端和底端与墩身的齐平。

5.根据权利要求1所述的预制高强混凝土桥墩，其特征在于，所述最外层的钢筋骨架笼的形状是由四条以上的直线段以及四条以上的圆弧段组合而成，所有的圆弧段位于同一圆周上，所述圆弧段所在圆的直径为所述直线段长度的1.5倍～2.5倍。

6.根据权利要求1所述的预制高强混凝土桥墩，其特征在于，所述最外层的钢筋骨架笼的主筋头端设置的螺纹长度不大于40cm。

7.根据权利要求1所述的预制高强混凝土桥墩，其特征在于，所述连接件的两端为钩状。

8.预制高强混凝土桥墩的成型模具，其特征在于，该模具包括上模、下模、尾板和固定板；所述上模设置有筋板、合模孔和跑轮；所述下模设置有筋板、合模螺栓和跑轮；所述固定板包括内板、外板、加强杆、张拉杆和锁紧螺母，所述加强杆设置在内板和外板之间，所述张拉杆通过锁紧螺母固定在外板上，所述内板上设置有两层以上的固定孔，所述外板上设置有一层以上的固定孔；所述尾板上设置有卡台、连接孔以及两层以上的固定孔；所述模具合拢后的内腔截面的形状是由四条以上的直线段以及四条以上的圆弧段组合而成，所有的圆弧段位于同一圆周上；在所述上模和下模合拢的位置处设有可相互咬合封闭的凹槽和凸条。

9.根据权利要求8所述的预制高强混凝土桥墩的成型模具，其特征在于，所述圆弧段所在圆的直径为所述直线段长度的1.5倍～2.5倍。

10.预制高强混凝土桥墩的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)钢筋骨架笼制作：所有钢筋骨架笼均采用自动滚焊形成，钢筋骨架笼滚焊前逐一对外层钢筋骨架笼的主筋头端加工螺纹，内层钢筋骨架笼滚焊成型后，逐一对外层钢筋骨架笼的主筋尾端安装带有内螺纹的套筒，并逐一对内层钢筋骨架笼的主筋头端和尾端安装带有内螺纹的套筒，内、外层钢筋骨架笼通过连接件连成一个具有多层钢筋骨架笼的钢筋骨架笼；

(2)钢筋骨架笼与模具安装：将制作好的多层钢筋骨架笼送至模具的下模，采用螺栓与钢筋骨架笼的主筋尾端上的套筒连接，将钢筋骨架笼固定在模具尾端的尾板上；然后将外层钢筋骨架笼的主筋头端穿过固定板的内板和外板，将内层钢筋骨架笼的主筋头端上的套筒靠近内板，采用螺栓分别将外层钢筋骨架笼固定在外板上、内层钢筋骨架笼固定在内板上；

(3)混凝土布料与预应力张拉，有两种方式：将混凝土料布置在模具的下模后，合上上模，然后对钢筋骨架笼进行预应力张拉；或者，将模具的上模和下模合模后，先对钢筋骨架笼进行预应力张拉，然后通过泵送的工艺方式，将混凝土料注入模具的内腔，完成混凝土的浇筑；预应力张拉力为钢筋抗拉强度标准值的0.3倍内；

(5)离心成型：采用离心法对桥墩进行成型，整个离心工艺分为8-10个离心阶段，两相邻的离心阶段模具转速相差30-180转/分，离心时间相差2-15分钟；

(6)蒸汽养护：将离心后的桥墩与模具一起放置在蒸养窑或蒸养池中，通入蒸汽进行养护，通过自动控制将温度由常温均匀升至设计温度，升温的过程包括四个以上的升温阶段，两相邻升温阶段每小时温度的变化速率不大于20℃/h；

(7)成品：养护结束后，对模具进行拆模即可得到预制高强混凝土桥墩。