[发明专利]预制高强混凝土桥墩及其成型模具和制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及建筑桥梁技术领域，是涉及一种桥墩形状和结构的改进及其桥墩的成型模具和桥墩的制造方法。具体的说，是一种预制高强混凝土桥墩及其成型模具和制造方法。

背景技术

在公路和市政道路中的高架桥墩中，大多采用现场浇筑式。现场浇筑的混凝土桥墩受现场环境影响较大，如雨天施工，对于市区高架的桥墩的质量和施工工期无法保证，对周围的环境也会产生一定破坏。另外，由于现场浇筑式的桥墩是在施工现场直接将混凝土填充进预制好的钢筋中，经自然养护成型，其混凝土强度影响因素多。当桥墩为空心截面时，采用双模的结构形式，模具安装复杂、工期长，且这种工艺生产混凝土桥墩存在钢筋笼制作复杂、桩身混凝土抗压和抗渗能力较差、存在耐久性较差、易出现裂缝等诸多问题，质量得不到保证，浇筑制作时消耗混凝土、钢材等材料过多且浪费国家资源。

由此，部分工程的桥墩由现浇转变成工厂预制，但在预制桥墩的制作工艺中，普遍存在机械化程度不高，尤其是在钢筋骨架笼的制作上，仍然较多的依靠人工绑扎进行，这不仅影响工作效率，还会导致钢筋笼因人为因素的原因存在牢固性差，主筋容易滑动，预制桥墩成型过程中，容易发生主筋错位，甚至出现主筋外露等严重质量问题。

目前对于常用的模具如圆形、正方形等，这种模具的结构和配件适合用于制作管桩和空心方桩等预制桩产品，不适用于桥梁用的异形桥墩的生产，因此，需对现有的模具结构进行改进及重新设计不同的生产用配件。

发明内容

为克服以上问题，本发明提供一种力学性能优、混凝土强度等级高、工厂制作、生产工艺简单方便、吊装运输便捷、经济高效的预制混凝土桥墩，以解决现场浇筑的混凝土桥墩存在的问题。另外，本发明还提供制备该预制混凝土桥墩的成型模具以及方法。

本发明的桥墩采用的技术方案如下：

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，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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，所述连接件的两端为钩状。

本发明的模具采用的技术方案如下：

预制高强混凝土桥墩的成型模具，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；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；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。

本发明的制造方法采用的技术方案如下：

预制高强混凝土桥墩的制造方法，包括如下步骤：