本發(fā)明涉及一種橋墩和承臺結構，特別是一種鋼筋混凝土裝配式空心橋墩-承臺節(jié)點構造及其施工方法，屬于結構工程。

背景技術：

1、預制裝配式橋墩憑借其施工速度快、構件質(zhì)量好、對既有交通及環(huán)境影響小等優(yōu)勢，在現(xiàn)在橋梁工程中逐漸得到應用。由于預制裝配式橋墩的生產(chǎn)、制作均在構件預制工廠中進行，為將其與橋梁其他構件組成整體，需將墩柱運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，并利用相應的吊裝設備對其進行吊裝、安裝等工序，故在施工現(xiàn)場預制裝配式橋墩的施工便捷性至關重要。

2、現(xiàn)有預制裝配式橋墩中，橋墩截面絕大部分為實心截面，從而導致現(xiàn)場吊裝過程中，墩柱整體吊裝重量較大，不利于橋墩施工便捷性的提高。與此同時，在預制裝配式橋墩結構體系中，往復荷載作用下橋墩-承臺連接節(jié)點處的性能表現(xiàn)成為影響整個結構體系抗震性能的重要因素之一。在現(xiàn)有預制裝配式橋墩-承臺連接方式中，承插式連接作為一種具有施工工藝簡單、施工容錯率高、節(jié)點連接性能可靠等優(yōu)點的連接方式，被廣泛應用于預制裝配式橋墩-承臺節(jié)點中，但在承插連接方式中，為保證節(jié)點連接可靠，墩柱需具備一定的承插段長度，故需在承臺或蓋梁內(nèi)設置一定深度的承插槽，從而導致承臺或蓋梁體積較大，不利于預制裝配式橋墩結構體系整體經(jīng)濟性，因此需進一步優(yōu)化設計預制裝配式橋墩-承臺承插式連接節(jié)點構造，降低對承臺或蓋梁要求，同時保證節(jié)點整體抗震性能。

3、綜上所述，優(yōu)化預制裝配式橋墩-承臺節(jié)點構造，減小預制裝配式墩柱整體吊裝重量，增強預制裝配式橋墩-承臺節(jié)點施工便捷性和整體經(jīng)濟性，提升預制裝配式橋墩-承臺節(jié)點整體抗震性能，對推廣和發(fā)展預制裝配式橋墩結構體系具有重要意義。

技術實現(xiàn)思路

1、為了解決背景技術中所提出的裝配式橋墩-承臺節(jié)點構造連接存在的問題，本發(fā)明提出了一種鋼筋混凝土裝配式空心橋墩-承臺節(jié)點構造及其施工方法，用以解決預制墩柱整體重量、施工便捷性和整體經(jīng)濟性以及整體抗震性能的問題。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案如下：

3、一種鋼筋混凝土裝配式空心橋墩-承臺節(jié)點構造，所述節(jié)點構造主要由預制中空墩柱、墩柱外包鋼板、可更換的l型耗能裝置、承臺、uhpc灌漿料、插槽鋼筋籠和微膨脹填芯混凝土組成；

4、所述預制中空墩柱包括與混凝土澆筑在一起的墩柱縱筋、墩柱箍筋；所述墩柱縱筋和墩柱箍筋綁扎成為墩柱鋼筋籠并安放于設計位置，并在預制中空墩柱底部設置有所述墩柱外包鋼板；所述墩柱外包鋼板與預制中空墩柱接觸一側設有剪力鍵，另一側設有用于安裝可更換的l型耗能裝置的連接螺栓；通過在預制中空墩柱設計位置內(nèi)外側支立模板，從而將墩柱縱筋、墩柱箍筋以及墩柱外包鋼板澆筑成為整體，同時在預制中空墩柱內(nèi)部形成所述墩柱中空層；

5、所述可更換的l型耗能裝置包括l型耗能鋼板和連接螺栓；l型耗能鋼板安放于預制中空墩柱底部設計位置處，利用連接螺栓將l型耗能鋼板分別與墩柱外包鋼板和底部的承臺進行連接，用于實現(xiàn)可更換的l型耗能裝置與墩柱和承臺的協(xié)同工作，增強預制墩柱的耗能能力；

6、所述承臺設置于預制中空墩柱底部，包括承插槽和插槽鋼筋籠；所述插槽鋼筋籠設置于承臺中心的承插槽內(nèi)部，并上端外伸于承插槽內(nèi)，所述預制中空墩柱底部裝配至承插槽內(nèi)，且插槽鋼筋籠伸入墩柱中空層內(nèi)，并灌注有微膨脹填芯混凝土，從而將插槽鋼筋籠澆筑為整體；此外，承臺承插槽內(nèi)與預制中空墩柱底部之間還灌注有uhpc灌漿料，用于形成對預制中空墩柱的有效錨固。

7、進一步地，所述墩柱縱筋和墩柱箍筋的屈服強度均不低于400mpa，且墩柱縱筋和墩柱箍筋間形成有效綁扎。

8、進一步地，所述墩柱外包鋼板屈服強度不低于345mpa，且墩柱外包鋼板與預制中空墩柱接觸一側密布有多根剪力鍵，以保證墩柱外包鋼板與預制中空墩柱有效粘結在一起，進而共同工作。

9、進一步地，所述可更換的l型耗能裝置中，l型耗能鋼板的屈服強度為235mpa，以充分發(fā)揮其變形耗能能力。

10、進一步地，所述連接螺栓需將可更換的l型耗能裝置分別與預制中空墩柱和承臺有效、可靠連接起來，以保證可更換的l型耗能裝置與預制中空墩柱和承臺協(xié)同工作，增強預制中空墩柱的耗能能力。

11、進一步地，所述承插槽內(nèi)uhpc灌漿料的抗壓強度不低于120mpa。

12、進一步地，所述承臺頂部設置有承臺凸起，所述l型耗能鋼板通過連接螺栓固定在承臺凸起上。

13、進一步地，多組剪力鍵伸入并綁扎在鋼筋籠內(nèi)，且插槽鋼筋籠底部縱筋水平外伸至承臺內(nèi)。

14、進一步地，所述預制中空墩柱以及承臺橫截面為方形或圓形，墩柱外包鋼板、可更換的l型耗能裝置對稱設置在預制中空墩柱四周。

15、上述鋼筋混凝土裝配式空心橋墩-承臺節(jié)點構造的施工方法，包括如下步驟：

16、s1、將墩柱縱筋和墩柱箍筋進行綁扎，形成墩柱鋼筋籠，將其安放于設計位置；

17、s2、在墩柱鋼筋籠底部設置墩柱外包鋼板，且墩柱外包鋼板與預制中空墩柱接觸一側密布剪力鍵，并另一側通過連接螺栓安裝可更換的l型耗能裝置，而后分別設置預制中空墩柱內(nèi)、外模板，將墩柱縱筋、墩柱箍筋和墩柱外包鋼板澆筑為一體，并形成預制墩柱中空層，同時進行混凝土相應的振搗和養(yǎng)護；

18、s3、綁扎承臺鋼筋籠，并分別在承臺內(nèi)設置、預埋與可更換的l型耗能裝置相連的連接螺栓和插槽鋼筋籠，而后分別支立承臺模板，并澆筑混凝土，同時進行相應的振搗和養(yǎng)護；

19、s4、待承臺和預制中空墩柱混凝土澆筑、養(yǎng)護完畢后，將預制中空墩柱裝配至承臺的承插槽指定位置，并向承插槽內(nèi)灌注uhpc灌漿料；

20、s5、利用連接螺栓將可更換的l型耗能裝置分別與預制中空墩柱和承臺相連接，實現(xiàn)可更換的l型耗能裝置與墩柱和承臺的協(xié)同工作；

21、s6、向墩柱中空層內(nèi)灌注一定量的微膨脹混凝土，將承插槽內(nèi)的插槽鋼筋籠澆筑成為整體，澆筑高度與承臺頂面平齊，進而完成鋼筋混凝土裝配式空心橋墩-承臺節(jié)點的制作、裝配工作。

22、相比現(xiàn)有技術，本發(fā)明的實施能夠取得以下顯著效果：

23、本發(fā)明提出一種鋼筋混凝土裝配式空心橋墩-承臺節(jié)點構造，在實現(xiàn)墩柱-承臺節(jié)點預制裝配式化的前提下，在預制墩柱截面內(nèi)設置中空層，顯著減小預制墩柱整體重量。與此同時優(yōu)化墩柱承插段構造，在承臺內(nèi)設置插槽鋼筋籠，實現(xiàn)墩柱與承臺淺承插連接，降低對采用承插連接的節(jié)點承臺構造要求，且保證墩柱-承臺節(jié)點實現(xiàn)可靠連接。在預制墩柱底部設置可更換的l型耗能裝置，增強地震荷載作用下墩柱-承臺節(jié)點的耗能能力，進而提升節(jié)點整體抗震性能。由于該墩柱-承臺節(jié)點中墩柱和承臺均采用工廠預制制作，與此同時，預制墩柱內(nèi)部設置中空層，在充分發(fā)揮預制裝配式結構施工速度快優(yōu)勢的同時，顯著減小墩柱整體重量，降低裝配過程中對吊裝設備的要求，有利于進一步提升預制裝配式墩柱-承臺節(jié)點整體經(jīng)濟、環(huán)境效益，具體有益效果如下：

24、1.本發(fā)明針對墩柱-承臺節(jié)點，采用預制裝配化技術分別實現(xiàn)節(jié)點中墩柱、承臺的預制生產(chǎn)，與此同時，在預制墩柱內(nèi)部通長設置中空層，顯著減小預制墩柱整體吊裝重量，明顯減少了預制裝配式墩柱裝配過程中所耗費的人力、物力和財力，提高墩柱-承臺節(jié)點的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。

25、2.為增強在地震荷載作用下預制墩柱-承臺節(jié)點的耗能能力，保證節(jié)點整體抗震性能，在預制墩柱底部設置可更換的l型耗能裝置?？筛鼡Q的l型耗能裝置由耗能鋼板和相應的安裝螺栓組成，將可更換的l型耗能裝置安放墩柱底部設計位置處，同時利用螺栓將可更換的l型耗能裝置與墩柱和承臺進行連接，從而實現(xiàn)與墩柱和承臺協(xié)同工作，進而增強墩柱耗能能力。

26、3.在預制墩柱-承臺節(jié)點中，承臺內(nèi)預埋插槽鋼筋籠，待預制墩柱裝配至指定位置后，分別向承插槽內(nèi)灌注uhpc灌漿材料和一定量的微膨脹混凝土，使得預制墩柱與承臺之間形成可靠連接，并增強墩柱承插段截面的抗彎和抗剪能力。插槽鋼筋籠的存在可有效減小墩柱承插段長度，實現(xiàn)淺承插式的有效連接，進一步降低對承臺的要求，有利于預制墩柱-承臺節(jié)點整體經(jīng)濟效益的提高。