Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｄｅｓｉｇｎ ｌ工程设计Ｉ ·２３９· 装配式桥墩的抗震设计技术与构造措施 林信武 （海峡（福建）交通工程设计有限公司，福建福州３５００００） 摘要：本文分析了装配式桥墩的技术特点，该结构型式抗震性能的关键是连接处的易损性：总结了装配式墩柱节段间 及其与盖梁的连接方式，主要有灌浆套筒连接和后张预应力连接两种方式，并分析了这两种连接方式的技术要点和抗震 构造：归纳了装配式桥墩与承台的连接方式，特别对承插式连接进行了总结分析。保证装配式桥墩接缝连接的易损性， 是对该结构型式抗震性能保障的基础。 关键词：装配式：桥墩：连接构造；抗震设计：构造措施 中图分类号：Ｕ４４２．５＋５ 文献标志码：Ａ 装配式结构通过工厂流水线工艺进行构件预制，现 场采用机械设备进行组装连接，形成完整的受力整体， 具有施工质量易保障、施工效率高、节能减排、环保高 效等技术优势，是未来土木工程发展的重要建造方法。 装配式工艺在建筑工程领域已经广泛发展，例如装配式 住宅。然而，预制装配式桥梁尚处于初期发展阶段，且 主要针对上部桥跨结构，对于桥墩等下部结构的装配式 设计与建造技术，在我国尚处于研究探索阶段。 随着我国桥梁建设技术的改进与发展，以及工业化 建造理念的落实，越来越多的桥梁构件通过工厂标准化 预制和现场机械化的安装，形成桥梁结构整体，改进了 传统现场浇筑施工工艺，产生了良好的经济和环保效益， 因此装配式工艺被视为桥梁设计与施工发展的主流方 向。随着桥跨结构的预制标准化建造理念，桥墩等下部 结构也需要发展相应的预制装配式建造技术。桥墩的受 力特性与桥跨结构显著不同，桥墩主要以承压为主，同 时要求墩柱结构具有较好的延性和稳定性以抵抗突发地 震荷载的作用［１－２］ｏ装配式桥墩的设计与构造技术包含 墩身与盖梁、预制桥墩节段间、桥墩与基础等连接问题， 基于对抗震问题的考虑，分析不同构造方法的特点与性 能，从而为实际桥梁设计中的连接构造方法的选择提供 技术储备。 １ 装配式桥墩技术特点分析 装配式桥墩是有助于工业化建造的结构型式，通过 标准化的节段与连接设计使得可以通过少量的模板系统 实现系统化的预制建造，并建立标准化的技术标准实现 现场机械化安装，保证施工质量的同时极大地提高建设 效率，因此装配式桥墩需要满足如下技术特点。 首先，墩身节段构造要统一化。装配化的目的是实 现工业化流水线式生产，这需要产品的高度统一和标准 化。不仅尺寸外形需要统一，而且构造局部也要统一， 这样可以通过少量的模板生产出成批的预制产品，不仅 能够保证流水线式的生产制造效率，还能更方便地进行 质量管控。桥墩结构的变化性很少，因此主要根据桥墩 墩身特点进行规格的划分。 其次，连接也需要设计标准化。连接的标准化可以 很大程度降低现场的工作量。现场操作时只需要采用标 准化的产品进行连接即可满足结构受力性能的要求。桥 作者简介：林信武（１９８６一），男，本科，路桥工程师，研究 方向：路桥设计。 文章编号：２０９６－２７８９（２０ １ ８）０７—０２３９—０２ 墩结构一般为钢筋混凝土类型，主要连接上下钢筋，实 现钢筋受力的连续性，从而保证结构的整体性以及在突 发地震或者冲击荷载作用下的延性和稳定性。 再次，安装具备便易性。装配式结构的突出优势是 将传统繁琐的现场浇筑工艺，转化到工厂有序性的生产 环节中，而在现场仅仅需要进行安装施工即可。然而， 如果构件设计不能满足安装的便易性，就需要在现场花 费较多的辅助设施、机械设备或者人工，配合完成安装， 这显然没有发挥装配式施工的优势，从而会增加装配式 建造工艺的成本价格。 最后，桥墩的抗震性能成为该预制结构的关键。由 于预制结构连接很难保证与现浇结构完全一致，在地震 作用下塑性铰从底部开始发生和发展，现浇结构由于有 连续钢筋因此整个破坏过程是延性的，预制结构首先在 接缝处张开，但由于连接有预应力筋，因此具有一定的 延性储备，当地震完全作用后预应力筋没有屈服，则桥 墩具有较好的可恢复性能够回到原来的位置，因此其抗 震性能也能得到保证。 根据预制装配式桥墩的上述技术特点，在地震作用 下连接处的性能成为控制关键，需要明确不同连接位置 的构造方法，以保证桥墩的抗震安全性能。 ２ 桥墩节段及其与盖梁的连接构造 ２．１连接构造型式 预制桥墩与盖梁需要保持连接，且预制桥墩节段之 间也需要进行连接，这两种连接方式是相同的，大多是 通过拼缝的方式进行连接。为了保证连接处钢筋的连续 性，往往采用后张预应力或者灌浆套筒的型式进行连接。 同时，为了使得墩身节段能够满足长距离的运输要 求，预制构件的尺寸需要满足要求使得能够符合我国公 路的运输，一般预制构件最大宽度不能超过４．２ｍ，最大 节段重量不超过４５ｔ，预制节段高度不超过３ｍ。此外， 预制拼装位置为了更好地实现连接，往往采用健齿状进 行匹配，并最后通过套筒或者后张预应力＋环氧树脂的 方式进行连接。 ２．２灌浆套筒连接 预制墩节段之间的连接主要体现在钢筋连接方式 上，需要定位钢筋的搭接。灌浆套筒的连接一般采用优 质结构钢，一端为空腔结构通过灌注高强无收缩性水泥 实现连接。另一端设置螺纹进行内外螺纹的连接，典型 的灌浆套筒连接方式。墩身上下的精轧螺纹钢筋通过套 筒进行连接，在套筒内进行灌浆使得节段之间形成整体。 ·２４０· ｌ工程设计ｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｄｅｓｉｇｎ ２０ｌ ８年７月 浆ｆ；简迎接ｊｌ仃良 ｒ的延 破坏性奁，ＩＩ＿施Ｉ 精瞍ｉ ｒ 以 ｉｌｌ：ｌｌｌ－ 简的材料强度址钢筋强发的１．５ 以卜， 从… 转移连接的 删叫 １７。 地ｊ芝作用下”Ｊ．以捉ｆｊ＿Ｉ良好 的 ： 干ｌ】抗 能／Ｊ，十ＩＪ对而，、“亥迎接形式的抗震延件有 ， 连接。随 ｝㈨ 埘Ｊ 幺ｌ 段浇筑 擞㈧川 的 ｉｌｌ ， 以及采川旋转成 ［艺，他 凝ｊ 浇筑 孛 、１｛ 接牛固，【Ｉ‘能够做剑设汁 难Ｊ蔓。 化，卡Ｉ乏人减少 １ ｆ Ｊ】 蠢 为 接缝张 将０Ｉ起铡舫连接器】～部的应／Ｊ集 ¨前找 颅制装配 侨墩波 ｔｔＩ，埘 颅圳墩｝ｌ： ｊ ｌ｛ｌ。他 牦能能 Ｊ降低 延 折减，所以 通 用于 ， 也 地 的桥墩建设－Ｉ】。 ２．３后张预应力连接 础的连接 还采用 披 的 』 ．１ 址找…《ｌＪ 式按缝的研宄较晚，十Ｉ１天¨‘ 经验少， Ｊ 、】： ｌｇ 采川ｔ他统的 接缝 构， 。随竹找 刈／Ｒ抓 ℃墩 连接方 ｎ 入研宄． 地随用和技 ， 张坝ｆ、 力，Ｊ Ｊ 以 Ｊ Ｊｌ 入 ｌ提“ 构的，Ｒｆ／￣－能 ＾ 长预应力将的颅圳墩 ’ 段 成 个 休，通过 施ＪＪ 【ｌ坝１、 提 接缝Ｉ，ｌ｛Ｊ连接刚Ｊ ，从而提“ 构的可复 化能／Ｊ。为Ｊ，捉－ 桥墩连接 化的丰￡能特性， ‘般住接 缝 处们改’定数｛ 勺耗能制 ，外保证接缝ｎ勺耐久性 能。为Ｊ 接缝的 构 能，墩牲节段的接缝之ｎ１Ｊ需 嘤 川 氟树忻进 结，ｊｉ：ｎ 必 情况卜捉商连接 山 ，Ｊｊ Ｊ、［ 乐找 。足 型的通过』 张预应 进仃桥墩节 段连接的 式。 ４ 结论 工业化址造技术 ：找…”始 一泛ｍ ，颅制能 结构具仃 准化的设计 Ｉ缃造，【】Ｊ 以ｆ 。他地进 ｌ Ｊ 流水线武 及现场机 化谈 ，小仪 地提ｒ ＾Ｊ 施 ｌ：效率，还能保障建设顷 ，儿仃ｆ 泛ｎ 】 ｊｊ 。驶 ３ 桥墩与基础的连接构造 颅制墩挂 承 连接也址 装 Ｊ Ｉ：艺的 点和难 ＾，ｌＩ胁 现场浇筑干ｌ１承插连接 种方法。现场浇筑跟 传统的浇筑 艺十Ｉｊ川，通过 ｝：乐俞坝 和预制墩柱底部 分圳颅 连接钢筋，带墩牲ｆ 装剑他进行浇筑，ｔ 具 侨墩町以利Ｊ 桥梁的上，ｌｋ化址造， ｊ 受缱迎拨赴抗ｊ 性能保障的天键。本文 分析Ｊ， 』＼＝轿上｝殳的墩ｆ０ １Ｉ 段问及其‘ｊ 的连接｛＝；：Ｊ造 以搜抗 造 Ｉ，Ｊ‘ 法：同时 述Ｊ 桥墩与Ｊ … 近拔办 Ｊ抗 构造，Ｊ。 ， 保证桥墩 ｆｆ Ｊ的抗震安个 。 ：仃施ｒ 火、人 Ｊ嘤求多、连接几卮墨难以保证等特＾。 承插』 址近年水技 的墩牲 ｊ水 连接方式，ｎ前也ｌ手 仃 张颅廊力连接平｝ｌ瀚浆套简连接 种方 ‘ Ｊ。 』Ｊ 张预应力连接迎过预 筋将皋础干¨墩 节段进 ＿迮拨形成 休， 通过铡筋连接器进行普ｊｉ』１俐筋的截 参考文献： ［１］张利铨．桥梁装配式预制技术研究综述［Ｊ］．华东公路，！（１１ ５ （５）：７。 ［２］宋凯，张剑英预制节段拼装桥墩研究进捷［Ｊ］．城市通桥 与防洪．２（）１４（６）：２８２—２８５． 断 连接，预戍力的仃 可以允抓捉一 墩身的ｌＪ． 复何性， 还能提ｒ 结构的托能能力。采川滞浆套筒连接，Ｈ样的 例筋截断处耗能能力 及后张预』、 力方式。 承插式连接Ｊ 小思路是将 制墩朴插入乐台预留孔 内，ｊｉ： 底部钏没砂浆及 Ｕ刷 混凝十填史，浇筑充 ［３］陈家勇．预制装配桥埭的构造设计及抗 性能研究［Ｄ］．东 南大学．２（）ｌ４． ［４］苏波，陈占力．浅析预制装配式桥梁抗震设计及抗震措施 ［Ｊ］．市政技术，２０Ｉ２，３０（３）：６５—６７． 粮食科技与经济 国家Ａ类学术期刊 《粮食科技与经济》是经国家新闻出版广电总局批准，湖南省粮食经济科技学会、中国储备粮管理 集团有限公司湖南分公司主办，面向国内外公开发行的国家Ａ类学术期刊 国内统一连续出版物号： ＣＮ ４３—１２５２／ＴＳ，国际标；住连续出版物号：ＩＳＳＮ １ ＩＩ（）７—１ ４５８ 主要栏目设置：粮食安全、粮食经济、检测与标准、仓储与物流、粮油工程、粮食深加工及食品、前瞻 与未来、经营管理、三农关注等栏目。
