本發明專利涉及一種橋梁結構及施工技術領域。

背景技術：

預制安裝的概念早已被人們接受，但主要是對上部結構。混凝土梁或鋼梁在工廠制作完成后，運至工地，只等墩臺蓋梁做完，就可以把梁架上去。目前，預制安裝概念正在擴展到下部結構。蓋梁和立柱開始在工廠預制，再運到工地安裝。例如，在美國的一些無地震區(如德克蕯斯州)就已經實施了這一工藝。但在一些地震多發地區，就很少采用這種方法。從構造上講，立柱和蓋梁兩個構件采用預制安裝最方便。因為它們都是直桿，制作、運輸、吊裝都很簡單。但在地震地區，問題恰恰出現在兩者連接界面上。從抗震角度出發，這個界面是最關鍵部位，要求該部位要有足夠的強度和延性。而在大部分情況下，蓋梁立柱的預制安裝會造成抗震性能下降。

在龐大的公路橋梁群體中，約有1/4的橋梁已經老化過時或功能缺失。也就是說，有成千上萬的橋梁需要維修、加固或更換。橋梁的改造升級，從長遠考慮無疑是件好事，是必要的；但從當下考慮，它會給日常交通帶來極大麻煩。斷交、繞道不但會造成交通混亂，而且還會造成用戶延誤時間和不必要的燃料消耗，經濟損失巨大。因此，在橋梁加固改建過程中，應盡量縮短工期，最小限度干擾交通。

采用預制安裝方法施工無疑比現澆更能加快工程進度，減少現場操作時間，這是早已得到證實的結論。預制安裝工藝可以平行作業，大量工作在工廠內完成，少占用現場的空間和時間，不必長時間地關閉交通和繞道。另外，還降低了工人在混亂場面中工作的危險性。

國內下部結構節段預制拼裝技術研究和應用相對較少，但正逐漸獲得我國工程師的關注和重視。節段預制拼裝橋墩是將橋沿垂直方向分成若干塊件，如承臺、柱、蓋梁等，工廠預制，運輸到施工場地，現場拼裝。工程預制構件容易標準化，更能發揮預制工藝的優點：預制工廠化，便于質量控制；對周邊環境和交通影響小；能有效消除危險區域作業的安全隱患；預制混凝土收縮徐變小等。

現有預制下部結構，均為蓋梁、墩柱、基礎分開預制，各部位現場連接，但蓋梁與墩柱、墩柱與基礎間的連接方式或復雜、或抗震性能得不到保證。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種橋梁的全預制下部結構與施工方法，以解決蓋梁、墩柱與基礎間的連接方式既簡單，又保證良好的抗震性能等技術問題。

為了實現上述發明目的，本發明所采用的技術方案如下：

一種橋梁的全預制下部結構，主要由單塊整體預制下部構件1、預制墊板2、預應力鋼絞線3、抗震鋼筋4組成；在工廠整體預制的單塊整體預制構件1由蓋梁、墩柱、擴大基礎組成；每個整體預制下部構件1的蓋梁均預留波紋管，現場組裝時預應力鋼絞線3通過預留波紋管串聯各構件；所述單塊整體預制下部構件1擴大基礎間設置混凝土現澆段，在現場施工時將單塊整體預制下部構件1擴大基礎連為一體；在整幅基礎底部設置整塊預制墊板2；各個單塊整體預制下部構件1的蓋梁頂部預留待預制主梁施工時伸入主梁預留孔的抗震鋼筋4。

一種橋梁的全預制下部結構的施工方法，由蓋梁、墩柱、擴大基礎組成的整體單塊預制構件1、預制墊板2在預制工廠預制完成后，運輸至工程現場，現場施工；

步驟一：開挖基坑，場地整平；將預制墊板2放置于墩位處，初步調整墊板頂面水平；

步驟二:吊裝下部構件1，將下部構件1置于墊板2頂面，并微調構件1垂直度、高程；構件1垂直度、高程微調方法：墊板2頂面放置千斤頂，千斤頂的頂端通過構件1周邊的鋼牛腿支撐構件1，通過調整各千斤頂高度微調構件1垂直度和高程；構件1調整后，固定千斤頂，擴大基礎與預制墊板間隙填充快硬高強砂漿，以確保構件1垂直度、高程的保持；

步驟三：澆筑構件1擴大基礎間現澆混凝土，張拉貫穿蓋梁預應力鋼絞線3；

步驟四：施工上部結構，將抗震鋼筋4伸入主梁預留孔，同時進行基坑回填。

本發明與現有預制下部結構技術方案相比，主要有以下優點及積極效果：

1、預制下部構件1的蓋梁、墩柱、擴大基礎在工廠一體化預制澆筑，下部結構為全預制構件，無需現場連接蓋梁和墩柱、墩柱和基礎節點，無需現場澆筑混凝土，且基礎為擴大基礎，無需施工樁基，盡可能簡化施工工藝，縮短工期。

2、預制墊板2提高基礎與地基接觸面積，降低基底壓應力，并減小基礎沉降。將各預制構件1置于同一塊墊板，可以減小橫橋向構件1的不均勻沉降。墊板2就位后保持水平，可確保下部結構垂直度滿足要求。

3、通過預應力鋼絞線3、預制構件1基礎之間混凝土現澆段加強預制構件橫向聯系，使橫向分塊的下部結構在現場連為一體。

4、抗震鋼筋4為工廠預制，現場施工時直接插入主梁預留孔即可，減小現場施工工序，縮短工期。

5、通過墊板2位置水平，初步保證墩柱垂直度，預制構件1就位后再次微調垂直度，可確保蓋梁、墩柱、承臺垂直度滿足使用要求。同時一體化預制下部構件1蓋梁、墩柱、擴大基礎只需調整一次垂直度，而豎向分塊預制下部結構需分別調整蓋梁、墩柱、承臺垂直度。

6、解決了預制下部結構吊裝、運輸的難題。如預制下部構件1吊裝重量過大或尺寸過大，可將下部結構橫向分塊，減小吊裝重量和構件尺寸，降低施工場地、吊裝器械要求，可滿足運輸車輛限高、限載要求。相鄰下部構件1連接節點位于擴大基礎橫橋向位置，不為受力控制點，連接簡單。

7、構件1墩柱鋼筋采用延性抗震設計，通過配置足夠箍筋確保其為延性構件，可滿足抗震要求。解決了豎向分塊的預制下部結構現場連接復雜、連接節點抗震性能不足的難題。

附圖說明

圖1是本發明的組裝結構示意圖。

圖2是本發明的預制構件1斷面結構示意圖。

圖3是本發明的預制構件1立面結構示意圖。

圖4是本發明的預制構件1俯視示意圖。

圖5是本發明的施工方法步驟一的示意圖。

圖6是本發明的施工方法步驟二的示意圖。

圖7是本發明的施工方法步驟三的示意圖。

圖8是本發明的施工方法步驟四的示意圖。

圖9是本發明的預制構件1垂直度微調示意圖。

圖中編號：1、預制下部構件，1-1、稚墻，1-2、預制蓋梁，1-3、預制擴大基礎，1-4、預留鋼筋，1-5、預制墩，2、預制墊板，2-1快硬高強砂漿，3、預應力鋼絞線，4、抗震鋼筋，5、預制下部結構間現澆混凝土段，6、鋼牛腿，7、千斤頂。

具體實施方式

本發明所述的下部結構整幅斷面構造圖如圖1所示，主要由整體預制下部構件1、預制墊板2、預應力鋼絞線3、抗震鋼筋4組成。主要設計原理：對于可采用擴大基礎的橋梁下部結構整體預制，可根據吊裝重量、運輸尺寸采用橫向分塊預制，將各預制構件1運輸到現場組裝。單塊預制構件1由蓋梁、墩柱、擴大基礎組成，構件1在工廠整體預制。構件1蓋梁預留波紋管，現場組裝時通過預應力鋼絞線3串聯各構件，加強構件1間橫向聯系。構件1擴大基礎間設置混凝土現澆段，現場施工時將構件擴大基礎連為一體。整幅基礎底部設置整塊預制墊板2。各構件蓋梁頂部預留抗震鋼筋4，待預制主梁施工時伸入主梁預留孔，保護主梁在地震作用下不落梁。

單塊下部構件1具體構造如圖2、3、4所示。預制廠搭設整塊下部構件1模板，一次性綁扎蓋梁、墩柱、擴大基礎鋼筋，采用c40混凝土一次性澆筑蓋梁、墩柱、擴大基礎，確保預制構件1具有與現澆結構相同的整體性，邊墩下部結構需預制雉墻。蓋梁頂部預制時預留抗震鋼筋4，待主梁施工時伸入主梁預留孔，保護主梁在地震作用下不落梁。下部結構采用延性抗震設計，將鋼筋混凝土橋墩中通過配置足夠鋼筋確保其為延性構件。

本發明的施工方法：整體預制下部構件1、預制墊板2在預制工廠預制完成后，運輸至工程現場，現場施工步驟如圖5、6、7、8所示。

步驟一：參見圖5所示，開挖基坑，場地整平。將預制墊板2放置于墩位處，初步調整墊板頂面水平。

步驟二:參見圖6所示，吊裝下部構件1，將下部構件1置于墊板2頂面，并微調構件1垂直度、高程。構件1垂直度、高程微調方法：墊板2頂面用千斤頂支撐構件1，通過調整各千斤頂高度微調構件1垂直度和高程。如圖9所示。

步驟三：參見圖7所示，澆筑構件1擴大基礎間現澆混凝土，張拉貫穿蓋梁預應力鋼絞線3。

步驟四：參見圖8所示，施工上部結構，將抗震鋼筋4伸入主梁預留孔，同時進行基坑回填。