一种水上防撞墩环梁及其施工方法与流程

本发明涉及混凝土预制构件施工领域。更具体地说，本发明涉及一种水上防撞墩环梁及其施工方法。

背景技术：

1、随着社会经济持续发展，交通运输事业的不断发展，跨江跨河桥梁大量兴建，船舶运输量也快速增长，航道桥梁的建设在一定程度上改变了船舶通航环境，船撞冲击成为桥梁损伤倒塌的重要原因之一，桥梁桥墩具有自由长度长,长径比大和抗冲击能力相对弱的特点，若发生船舶冲击事故更容易导致其损伤甚至倒塌，且发生船舶冲击事故后的损伤鉴定及修复加固工作必然影响桥梁的正常通车运输工作。

2、船舶冲撞桥墩为一种小概率但危害极严重的事故，为了避免船舶冲击对于桥墩造成损伤，行业内常采用两种方式对于桥墩进行保护，一种为在桥墩外部施工永久式的混凝土防护构筑物，此类方式采用水上支模现浇施工，其施工速度慢，临时措施耗材多，技术经济性价比低，而若采用整体预制防撞墩的方式，则单次运输难度和吊装难度极大，需特种设备进行施工，经济性也较差，近年来多采用在需被保护的桥墩外围固定安设钢制或橡胶制防护墩的方式，如授权公告号cn106284212b的发明专利公开了一种桥墩的防撞装置，其采用中空箱体的防撞内环、防撞外环配合缓冲吸能器以降低船舶冲撞对于桥墩的伤害，除此之外，还有多种连接在桥墩的防撞装置，通过自身结构变形从而缓冲船舶撞击力量的方式，降低船舶撞击对于桥墩的损伤，此类装置在船舶直冲撞击桥墩类型的冲击力较大的事故中难以对桥墩进行有效的保护，且桥梁的设计寿命一般为数十年甚至上百年，但此类装置由于受锈蚀等影响，零部件甚至主体部件必须定期进行更换，长期来看经济性价比也不高。

3、因此，有必要设计一种永久性的水上防撞结构，具备现场施工简单，结构可靠性强的特点。

技术实现思路

1、本发明的一个目的是提供一种水上防撞墩环梁及其施工方法，其满足对于桥墩等水上构筑物可进行永久的防护，本发明结构可靠，可以在船舶直接冲击作用下有效保护构筑物，且现场施工简便快捷。

2、为了实现根据本发明的这些目的和其他优点，根据本发明的一个方面，本发明提供了一种水上防撞墩环梁及其施工方法，其包括：

3、防护环梁，其成非闭合环型结构，防护环梁包括上下层叠的现浇混凝土层和预制环梁层，所述预制环梁层包括多段首尾串联的预制环梁节段，所述预制环梁节段为长条状混凝土构件，每两个相邻的预制环梁节段首尾端面固定连接，所述预制环梁节段垂直向下连接有多个支撑柱。

4、优选的是，相邻的两个预制环梁节段端部之间设有间隔，间隔内浇筑有混凝土填缝段。

5、优选的是，所述预制环梁节段内埋设有水平主筋与u型箍筋，所述水平主筋的端部从所述预制环梁节段的两端面伸出，所述u型箍筋与水平主筋垂直，u型箍筋的两端从预制环梁节段的上表面伸出，两个相对的预制环梁节段端部伸出的水平主筋一一对应并机械连接，共同埋设在对应的混凝土填缝段内。

6、优选的是，所述支撑柱包括钢管柱，其顶端固定有型钢支座，所述预制环梁节段垂直开设有多个预留通孔，所述预留通孔与支撑柱一一对应，预留通孔内沿径向固定有型钢横梁，所述钢管柱的顶端伸入预留通孔内，所述型钢横梁与型钢支座固定连接，所述钢管柱和预留通孔内填充有柱芯混凝土。

7、优选的是，所述型钢支座包括支座梁，所述支座梁水平固定于所述钢管柱的顶端，所述支座梁的顶部固定有多个矩形固定座，矩形固定座的上表面与所述型钢横梁的底部固接。

8、优选的是，所述预制环梁节段内垂直设置有多根抗剪拉筋，所述抗剪拉筋的顶部高出预制环梁节段的上表面并埋设于所述现浇混凝土层内，所述钢管柱沿轴向设置有多根柱芯钢筋，柱芯钢筋的顶部伸出所述预制环梁节段的上表面且埋设于所述现浇混凝土层内。

9、优选的是，上述水上防撞墩环梁的施工方法，包括以下步骤：

10、s1、根据被保护构造物设计所述防护环梁形状，所述防护环梁及所述支撑柱与被保护构筑物完全分隔，根据防护环梁形状，划分并设计预制环梁节段；

11、s2、在预制构件加工厂中，完成预制环梁节段加工；

12、s3、在水中被保护构筑物施工过程中，将所述支撑柱施工完成；

13、s4、将所述预制环梁节段逐一匹配放置于所述支撑柱上，对所述钢管柱及预留通孔内浇筑柱芯混凝土，随后完成混凝土填缝段的浇筑施工；

14、s5、支模后浇筑现浇混凝土层，整体施工完成；

15、优选的是，步骤s4包括以下步骤：

16、a1：吊装所述预制环梁节段至对应支撑柱的正上方，所述预制环梁节段的预留通孔与下方的支撑柱一一对应后，缓慢下放预制环梁节段；

17、a2：下放预制环梁节段直至所述型钢横梁与所述型钢支座接触并进行调平，将所述型钢横梁与型钢支座机械连接后，解除预制环梁节段的起吊；

18、a3：沿所述预留通孔下放柱芯钢筋，所述柱芯钢筋在预留通孔内完成绑扎固定，将预制环梁节段的下表面和所述钢管柱侧壁之间的缝隙进行封堵，随后向钢管柱及预留通孔内浇筑柱芯混凝土；

19、a4；待到柱芯混凝土强度达到设计要求后，将任两个相邻的预制环梁节段相邻端面伸出的水平主筋一一对应并机械连接，随后支模并浇筑完成混凝土填缝段。

20、优选的是，步骤s5包括以下步骤：

21、b1；以所述预制环梁节段上表面伸出的u型箍筋的伸出段、柱芯钢筋的伸出段、抗拉钢筋的伸出段为基础，将现浇混凝土层内部的钢筋绑扎施工完成；

22、b2；以所述预制环梁层为底部模板，支设侧模板及吊模；

23、b3；当所述混凝土填缝段的强度达到设计要求时，浇筑现浇混凝土层并进行养护。

24、本发明至少包括以下有益效果：

25、第一、本发明的水上防撞墩环梁及施工方法，通过将整个大尺寸水中防撞墩环梁进行合理划分，分离出预制环梁节段，配合部分现浇的工艺完成整体水上防撞墩环梁的施工，降低了常规水中混凝土浇筑的混凝土调度及成型问题，降低了采用整体预制构件时现场施工时安装的起重量要求，有效地解决了常规做法中预制水中大尺寸防撞墩环梁整体吊装需要大型起重船的问题，省去了现浇形式的水中大尺寸防撞墩环梁施工需要的钢吊箱、钢平台等临时措施，节约了辅材，技术经济性价比高。

26、第二、本发明的水上防撞墩环梁满足质量和安全要求，通过将预制下节段环梁与现浇上节段环梁有效地结合，形成整体结构，共同受力，永临结合，实现了小撞不坏，大撞不倒，适用于桥梁受撞击损坏的场景。

27、第三、本发明的水上防撞墩环梁使用寿命较长，且对于受保护构造物有着极佳的保护作用，无需再在使用过程中更换零配件，维护成本低。

28、本发明的其他优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

技术特征：

1.水上防撞墩环梁，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的水上防撞墩环梁，其特征在于，相邻的两个预制环梁节段端部之间设有间隔，间隔内浇筑有混凝土填缝段。

3.如权利要求2所述的水上防撞墩环梁，其特征在于，所述预制环梁节段内埋设有水平主筋与u型箍筋，所述水平主筋的端部从所述预制环梁节段的两端面伸出，所述u型箍筋与水平主筋垂直，u型箍筋的两端从预制环梁节段的上表面伸出，两个相对的预制环梁节段端部伸出的水平主筋一一对应并机械连接，共同埋设在对应的混凝土填缝段内。

4.如权利要求3所述的水上防撞墩环梁，其特征在于，所述支撑柱包括钢管柱，其顶端固定有型钢支座，所述预制环梁节段垂直开设有多个预留通孔，所述预留通孔与支撑柱一一对应，预留通孔内沿径向固定有型钢横梁，所述钢管柱的顶端伸入预留通孔内，所述型钢横梁与型钢支座固定连接，所述钢管柱和预留通孔内填充有柱芯混凝土。

5.如权利要求4所述的水上防撞墩环梁，其特征在于，所述型钢支座包括支座梁，所述支座梁水平固定于所述钢管柱的顶端，所述支座梁的顶部固定有多个矩形固定座，矩形固定座的上表面与所述型钢横梁的底部固接。

6.如权利要求5所述的水上防撞墩环梁，其特征在于，所述预制环梁节段内垂直设置有多根抗剪拉筋，所述抗剪拉筋的顶部高出预制环梁节段的上表面并埋设于所述现浇混凝土层内，所述钢管柱沿轴向设置有多根柱芯钢筋，柱芯钢筋的顶部伸出所述预制环梁节段的上表面且埋设于所述现浇混凝土层内。

7.如权利要求1-6任一项所述的水上防撞墩环梁施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

8.如权利要求7所述的水上防撞墩环梁施工方法，其特征在于，所述步骤s4包括以下步骤：

9.如权利要求7所述的水上防撞墩环梁施工方法，其特征在于，所述步骤s5包括以下步骤：

技术总结本发明公开了一种水上防撞墩环梁及其施工方法，包括防护环梁，其成非闭合环型结构，防护环梁包括上下层叠的现浇混凝土层和预制环梁层，所述预制环梁层包括多段首尾串联的预制环梁节段，所述预制环梁节段为长条状混凝土构件，每两个相邻的预制环梁节段首尾端面固定连接，所述预制环梁节段垂直向下连接有多个支撑柱，本发明的水上防撞墩环梁，可以为被保护构筑物提供永久且高强度的防护，本发明采用现浇与预制相结合，大幅降低了施工难度并提升了施工效率。技术研发人员：马建华,李文俊,闫明俊,李文,张弛,蔡伟,黄兵,李孟晖,李洪军,贺科蓝受保护的技术使用者：中国港湾工程有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/6/5