一种免焊接带肋薄壁钢管混凝土快速拼装墩柱的制作方法

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1.本实用新型涉及桥梁下部结构建设领域，具体涉及一种免焊接带肋薄壁钢管混凝土快速拼装墩柱。


背景技术：

2.随着我国基础建设的规模不断扩大，桥梁工业化建造技术得到大力发展，对桥梁建设的生产质量、生产效率、节能环保等各方面都提出了更高的要求，其中桥梁下部结构墩柱是桥梁建设中必不可少的构件，需求量大，但工业化程度相比上部结构还有所欠缺。
3.传统的现浇墩柱为在施工现场架立模板、绑钢筋笼、浇筑混凝土，其优点是连接节点抗震性能强，结构整体性好，但存在如下缺点：
4.1需要现场拆立模板，模板需求量大，立模拆模耗时长，周转效率低，施工周期长；
5.2浇筑的墩身混凝土为普通混凝土，抗拉性能和耐久性等相对较弱，常常达不到设计年限就会产生墩身裂缝、腐蚀等病害，后期维护成本高；
6.3现浇墩柱所有工序现场操作，构件质量受工人技术水平、天气状况、周围环境等因素制约，且无法实现标准化生产，生产效率低，现场污染大，不节能环保。
7.传统全预制墩柱为在工厂预制好整个墩柱，运往施工现场进行吊装，浇筑连接节点形成桥梁结构整体，其优点是可实现工业化生产安装，但存在如下缺点：
8.1全预制墩柱与盖梁、承台等构件非整体浇筑，现场浇筑连接节点，连接质量难以保证，结构整体性相对较差，不适宜用在地震高烈度区；
9.2工厂预制好整体墩柱后运输至现场，墩柱重量大，运输成本高，现场定位和吊装难度大；
10.3整体预制墩柱尺寸、长度固定，往往需要定制设计，组装灵活性差，通用性低。
11.随着发展也出现一些预制拼接墩柱，优点是节段质量轻，方便运输与吊装，但存在如下缺点：
12.(1)墩柱节段拼接处采用预应力束施加预压力连接，该连接方式不适用于长期承受动荷载和地震区结构，没有延性保护，长期使用会发生预应力松弛产生脆性破坏，非常危险；
13.(2)墩柱节段拼接处采用部分钢结构组件进行焊接或螺栓连接，现场连接依然需要人工登高操作，搭设登高设备，程序繁琐不便捷；
14.(3)墩柱内依然需要绑扎钢筋笼，以实现结构的抗弯抗拉承载功能，人工投入量大。


技术实现要素：

15.为解决上述背景技术中提出的在保证桥梁结构整体性好、安全性高、抗震能力强、耐久性好的前提下，实现桥梁墩柱快速生产、模板节约、运输成本及吊装难度减小、人工操作量减少，安装流程简化，生产效率提高等问题，本实用新型提供了一种免焊接带肋薄壁钢
管混凝土快速拼装墩柱。
16.本实用新型所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：一种免焊接带肋薄壁钢管混凝土快速拼装墩柱，由外向内依次包括墩壁、墩质和墩芯；
17.所述墩壁是由薄壁钢板围成的墩柱外壳，向内直接接触包裹所述墩质，所述墩质是由高强纤维混凝土通过离心法形成的墩柱的环形中间层，向内直接接触包裹所述墩芯；
18.所述墩壁和所述墩质组成预制管壳，若干组预制管壳对接组装形成墩柱管壳，所述墩柱管壳的空心仓内为混凝墩芯。
19.本实用新型的进一步技术：
20.优选的，所述墩壁的外表面光滑，内表面均匀布有凸起肋条。
21.优选的，所述预制管壳上端在所述墩质上表面均匀间隔设置凹槽键，所述凹槽键低于所述墩壁顶面，所述预制管壳下端在所述墩质下表面均匀间隔设置凸起键，所述凸起键凸出所述墩壁底面，所述凹槽键和凸起键形状和平面位置均相同；上下两个所述预制管壳拼装时，上预制管壳下端的凸起键卡进下预制管壳上端的凹槽键。
22.优选的，所述预制管壳下端表面涂有一层强力结构胶，并在所述结构胶表面附有一层塑料密封薄膜。
23.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
24.该组合式肋条钢管混凝土无筋拼装墩柱中实用新型了一种由薄壁钢管、高强纤维混凝土中层和后浇混凝土敦芯三种介质组成的组合式墩柱，其中由薄壁钢管和高强纤维混凝土中层组成的预制管壳在工厂采用离心法预制，预制节段为标准长度，现场拼接组装，可作为浇筑墩芯混凝土的模板，现场无需另外拆立模板，施工速度快，生产效率高，同时节约了模板成本。
25.该组合式肋条钢管混凝土无筋拼装墩柱的预制管壳为采用外包钢管，内镶高强纤维混凝土，采用离心法在工厂制作而成，外包钢管有天然良好的抗拉性能，可以取代传统墩柱中的钢筋笼，整体制备工艺简单快捷；高强纤维混凝土材料性能优、强度高，能很大程度上加强墩柱的耐久性，增加使用寿命，减少后期病害，节约养护成本；且外包钢管内壁均匀布有凸起肋条，加强了钢管与高强纤维混凝土中层的连接强度，避免在运输颠簸过程中发生质壁分离。
26.该组合式肋条钢管混凝土无筋拼装墩柱中的预制管壳为标准长度预制节段，两端面设置卡合连接键，可根据墩柱设计长度灵活选择预制管壳数量进行组装，无需定制设计，组装灵活性高，通用性强，便于标准化批量生产安装。
27.该组合式肋条钢管混凝土无筋拼装墩柱中预制管壳上端均匀设置凹槽键，下端均匀设置凸起键，上预制管壳下端的凸起键正好可以卡进下预制管壳上端的凹槽键，实现预制管壳精准定位以及高效拼装，且下端表面涂有一层强力结构胶并附有一层塑料密封薄膜，拼装前撕下薄膜即可进行吊装、对正、拼装、粘结，整个过程一气呵成，无需人工登高连接，操作简单快速，机械化程度高。
28.该组合式肋条钢管混凝土无筋拼装墩柱中墩芯混凝土为现浇混凝土，可实现墩身与盖梁、承台等相关连接节点整体浇筑，桥梁结构的整体性好、抗震能力强，可适用于高烈度区，适用范围广。
29.该组合式肋条钢管混凝土无筋拼装墩柱中的工厂预制部分质量轻、体量小，方便
运输，节约运输成本，并且方便吊装。
附图说明：
30.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；
31.图1为墩柱的立面图；
32.图2为墩柱的三维示意图；
33.图3为墩柱俯视平面示意图；
34.图4为墩壁内表面肋条示意图；
35.图5为拼装墩柱的三维示意图；
36.其中：1、墩壁；2、墩质；3、凹槽键；4、凸起键；5、墩芯；6、凸起肋条；7、强力结构胶。
具体实施方式：
37.为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
38.实施例1：
39.请参阅图1-4，一种免焊接带肋薄壁钢管混凝土快速拼装墩柱，由外向内依次包括墩壁1、墩质2和墩芯5，墩壁1是由薄壁钢板围成的墩柱外壳，向内直接接触包裹所述墩质2，墩质2是由高强纤维混凝土通过离心法形成的墩柱的环形中间层，向内直接接触包裹墩芯5，墩芯5是在墩质2围成的空心内后浇混凝土形成的墩柱核心层。
40.墩壁1和墩质2组成预制管壳，在工厂预制完成，节段长度标准化，根据墩柱设计长度自由组装若干预制管壳形成整体墩柱管壳，如图2。后在整体墩柱管壳的空心仓内浇筑混凝墩芯5，组成完整墩柱，如图1.
41.需要说明的是墩壁1的外表面光滑，内表面均匀布有凸起肋条6。
42.预制管壳上端在所述墩质2上表面均匀间隔设置凹槽键3，凹槽键3低于墩壁1顶面，预制管壳下端在墩质2下表面均匀间隔设置凸起键4，凸起键4凸出述墩壁1底面，述凹槽键3和凸起键4形状和平面位置均相同；上下两个预制管壳拼装时，上预制管壳下端的凸起键4正好可以卡进下预制管壳上端的凹槽键3，实现预制管壳定位与拼装。
43.预制管壳下端表面涂有一层强力结构胶7，并在结构胶表面附有一层塑料密封薄膜。在吊装前将预制管壳下端塑料密封薄膜撕掉漏出结构胶，然后将吊装的预制管壳下端的凸起键4卡进先就位的预制管壳上端的凹槽键3内，既可以通过结构胶粘接牢固。
44.如图5，本实用新型的墩柱进行组合，在工厂内采用薄壁肋条钢板制备圆柱形墩壁1，随即将墩壁1作为外部壳膜，利用离心法将高强纤维混凝土制备成紧贴墩壁1的环形墩质2，两者结合预制管壳标准阶段，并根据需要批量生产；
45.将批量预制管壳运往施工现场，依次吊装预制管壳并进行拼装形成整体墩柱管壳，需要注意的是在吊装前需要将预制管壳下端塑料密封薄膜撕掉漏出结构胶，然后使后吊装的预制管壳下端的凸起键4卡进先就位的预制管壳上端的凹槽键3内，通过结构胶的作
用将连接的多段预制管壳标准节段粘接牢固，形成满足设计要求高度的整体墩柱管壳；
46.施工现场通过整体墩柱管壳上口向其围成的连续圆柱形空仓内浇筑混凝土，经过养护固结形成墩芯5，由此由外向内由若干标准节段的肋条钢管墩壁1和高强纤维混凝土墩质2组成的预制管壳和后浇混凝土墩芯5共同组成了一个完整墩柱。
47.该实施例中的方案可以与其他实施例中的方案进行选择性的组合使用。
48.需要说明的是，在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
49.以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型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实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型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实用新型范围内。本实用新型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：
1.一种免焊接带肋薄壁钢管混凝土快速拼装墩柱，其特征在于：由外向内依次包括墩壁(1)、墩质(2)和墩芯(5)；所述墩壁(1)是由薄壁钢板围成的墩柱外壳，向内直接接触包裹所述墩质(2)，所述墩质(2)是由高强纤维混凝土通过离心法形成的墩柱的环形中间层，向内直接接触包裹所述墩芯(5)；所述墩壁(1)和所述墩质(2)组成预制管壳，若干组预制管壳对接组装形成墩柱管壳，所述墩柱管壳的空心仓内为混凝墩芯(5)。2.根据权利要求1所述的一种免焊接带肋薄壁钢管混凝土快速拼装墩柱，其特征在于：所述墩壁(1)的外表面光滑，内表面均匀布有凸起肋条(6)。3.根据权利要求1所述的一种免焊接带肋薄壁钢管混凝土快速拼装墩柱，其特征在于：所述预制管壳上端在所述墩质(2)上表面均匀间隔设置凹槽键(3)，所述凹槽键(3)低于所述墩壁(1)顶面，所述预制管壳下端在所述墩质(2)下表面均匀间隔设置凸起键(4)，所述凸起键(4)凸出所述墩壁(1)底面，所述凹槽键(3)和凸起键(4)形状和平面位置均相同；上下两个所述预制管壳拼装时，上预制管壳下端的凸起键(4)卡进下预制管壳上端的凹槽键(3)。4.根据权利要求1所述的一种免焊接带肋薄壁钢管混凝土快速拼装墩柱，其特征在于：所述预制管壳下端表面涂有一层强力结构胶(7)，并在所述结构胶表面附有一层塑料密封薄膜。

技术总结
本实用新型公开了一种免焊接带肋薄壁钢管混凝土快速拼装墩柱，涉及桥梁下部结构建设领域，由外向内依次包括墩壁、墩质和墩芯，所述墩壁是由薄壁钢板围成的墩柱外壳，向内直接接触包裹所述墩质，所述墩质是由高强纤维混凝土通过离心法形成的墩柱的环形中间层，向内直接接触包裹所述墩芯；所述墩壁和所述墩质组成预制管壳，若干组预制管壳对接组装形成墩柱管壳，所述墩柱管壳的空心仓内浇筑混墩芯，组成完整墩柱。预制管壳两端面设置卡合连接键，下端表面涂有一层强力结构胶并附有一层塑料密封薄膜，拼装前撕下薄膜即可进行吊装、对正、拼装、粘结，整个过程一气呵成，无需人工登高连接，操作简单快速，机械化程度高。机械化程度高。机械化程度高。


技术研发人员：王倩 殷亮 杨凯 朱俊 谢玉萌 周云 李剑鸾 殷涛 慈伟主
受保护的技术使用者：安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司
技术研发日：2023.02.24
技术公布日：2023/7/28