CN100559003C - 预应力混凝土空心板梁及采用其架设路桥的施工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型预应力混凝土空心板梁，包括一空心立方型本体，两端头，端头与本体为一体构成并预埋有钢筋；端头为榫头型并为实心体。本发明还公开了一种应用上述空心板梁架设路桥的施工工艺，在盖梁或桥台顶面安装相应数量的临时支座；将空心板梁架设在临时支座上；在盖梁或桥台顶面安装固定支座；连接相邻端头之间及本体内的预埋钢筋；现场浇筑用于连接本体及相邻端头的现浇混凝土连接部及一体的垫块，并使垫块水平地搁置在固定支座上；重复上述步骤以使路桥表面全部由空心板梁连接贯通。本发明由于采用了特别设计的板梁及分步浇筑工艺，较方便地满足了现行“新规范”的要求，同时加强了板梁的整体性及耐久性，缩短了设计、施工周期。

Description

预应力混凝土空心板梁及采用其架设路桥的施工工艺

技术领域

本发明涉及路桥施工领域，尤其涉及预应力混凝土空心板梁，还涉及采用该空心板梁架设路桥的施工工艺。

技术背景

在建筑领域，空心板梁被经常性地应用在架桥筑路上。但现有技术中的空心板梁在桥、路的使用过程中常发生一些病害，还包括一些设计施工中的不便利，具体如：

a、由于来自空心板梁路、桥上部的荷载作用、桥面雨水的渗透锈蚀以及施工不慎等多种因素影响，空心板梁在使用一段时间后互相间的铰缝易断裂，形成单梁受力，而使桥梁结构加速破坏；

b、由于雨水渗入空心板梁端部封头板内，使板梁孔内存留积水，长期的积水浸泡使空心板梁内的预应力钢筋因锈蚀而产生预应力失效，严重影响各空心板梁的承载能力；

c、在空心板梁路、桥上部动、静荷载的共同作用下，靠近支座的端头部分易发生沿斜截面剪切破坏的现象；

d、根据《公路桥涵设计通用规范》(JIG D60-2004)和《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D60-2004)规定，公路桥梁不宜使用带球冠的板式橡胶支座或坡形的板式橡胶支座，且当板式橡胶支座设置在大于某一规定坡度的公路桥梁上时，应在支座表面与梁底之间采取措施，例如在板底设置钢或混凝土垫板构件以使支座上下立面保持水平。但前述规定的要求给路桥的设计、施工带来较多繁杂的工作，不仅提高了人员成本，也延长了设计、施工的工期。

而在实际施工中，一般当纵坡大于1％、横坡大于2％的情况下即需要在支座表面与梁底之间采用措施，使支座上、下传力面保持水平。

为解决上述问题，本发明的发明人在中国实用新型200520041399.4中公开了一种用于桥梁支座的楔形垫板，该楔形垫板是一四棱柱板体，包括上表面、下表面和四个侧面，其中四个侧面都与下表面垂直，四个侧面相交处形成棱柱高度，各棱柱高度的关系为：设楔形块长为a、纵坡度为i1，楔形块宽为b、横坡度为i2，当第一棱柱高度为δ₁时，第二棱柱高度为δ₂＝δ₁+b*i2，第三棱柱高度为δ₃＝δ₁+a*i1，第四棱柱高度为δ₄＝δ₃+b*i2或δ₂+a*i1。

该实用新型的技术方案在实施时，能较好地解决支座表面与梁底之间的受力均衡问题，但由于各楔形垫板均需根据地形参数单独计算且计算复杂，明显地增加了设计、施工的工作量，使设计、施工周期大为延长，也难以更好地提高楔形垫板的精度。

同时，还由于上述楔形垫板与构成路桥面的板梁为分体设计、施工，在使用一定时间后由于受力状况变化等因数，两者之间易形成剪切滑动而受破坏，使路桥使用寿命缩短。

因此，有必要对现有技术中的技术方案做进一步的改进，以弥补现有技术中的缺陷。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种耐用性好、设计施工简便的新型预应力混凝土空心板梁。

本发明的另一目的是提供一种耐用性好、整体强度高、设计施工均简便的采用新型预应力混凝土空心板梁架设路桥的施工工艺。

为实现上述目的，本发明提供了一种新型预应力混凝土空心板梁，所述空心板梁包括一空心的立方型本体，所述本体顶端的两侧分别形成有铰缝，分别位于所述本体两端部的两端头，所述端头与所述本体为一体构成，并且所述端头和本体预埋有起连接作用的钢筋；所述端头为榫头型，并为实心体。

较佳地，所述端头宽度小于所述本体宽度的一半。

本发明还提供了一种采用新型预应力混凝土空心板梁架设路桥的施工工艺，包括以下步骤：

步骤一，在施工区域的盖梁或桥台顶面根据所述空心板梁的宽度及间距，安装相应数量的临时支座；

步骤二，将预制的所述空心板梁架设在所述临时支座上，相邻所述端头间形成间隙；

步骤三，在所述盖梁或桥台顶面上对应所述间隙的区域，安装符合设计规范要求的顶面水平的固定支座；

步骤四，根据所述本体高度及所述间隙的宽度，连接相邻所述端头内及所述本体内的预埋钢筋；

步骤五，现场浇筑连接所述本体及相邻所述端头的现浇混凝土连接部，所述现浇混凝土连接部底面一体地同时浇筑一垫块，所述现浇混凝土连接部底面具有一坡度，所述垫块的底面为水平，所述现浇混凝土连接部通过所述垫块搁置在顶面水平的所述固定支座上；

步骤六，重复步骤一至步骤五，以使所述路桥表面全部由所述空心板梁连接贯通。

较佳地，在步骤五之后，取出所述临时支座。

较佳地，在相邻所述本体的铰缝中浇筑掺入纤维的混凝土。

本发明的混凝土空心板梁一方面节省了现有技术中需隔离的部分钢筋长度，另一方面由于对现有技术中的板梁的形状做了改进，形成了实心的榫头型端头，为后期的现浇施工预留了空间，通过后续的施工现浇混凝土连接部及垫块，简化了设计、施工的步骤，大大缩短了设计周期。

本发明的施工工艺通过现浇端头加强了板梁间的整体性，提高了板梁的强度，较方便地满足了现行“新规范”的要求。同时由于通过现浇的端头封堵了板梁内的空腔的开口，省却了现有技术中单独的封头板，解决了现有板梁封头板处的渗水问题。

本发明的施工工艺，还由于通过现浇形成垫块，省却了垫块顶面坡度的复杂计算，简化了设计过程，现场浇筑的施工工艺又提高了垫块的精度，解决了板梁底支座水平搁置的问题。

由于本发明的垫块是与现浇端头一体形成的，消除了垫块和端头之间剪切滑动的隐患，提高了整体的支撑能力，延长了路桥的使用寿命。

本发明的施工工艺还由于在板梁之间加入纤维铰缝，加强了板梁间铰接作用，使多个铰接的板梁的整体性获得提升，提高了板梁的承载能力。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本发明的空心板梁一具体实施例的局部俯视图；

图2是图1中A-A处剖视图；

图3是图1中B-B处剖视图；

图4是本发明的施工工艺一实施例在步骤三中端头局部仰视立体示意图；

图5是图4所示实施例的在步骤五的局部俯视示意图；

图6是图5中C-C处剖视图。

具体实施方式

如图1所示为本发明的新型预应力混凝土空心板梁的一具体实施例，空心板梁的材料为预应力钢筋混凝土，包括一四方型本体11，本体11的顶面大致平整，在内部具有贯通的空腔111，以及分别位于本体11两端部的两端头12，两端头12与本体11为一体构成，并在本体11和两端头12连贯地预埋有预应力钢筋15。由于本实施例中两端头12的形状、受力均对称地相同，以下仅说明其中端头12部。

如图1、图2、图3所示，端头12为榫头型，伸出本体约1米，并为实心体，其顶面及底面均与本体11的顶面、底面平齐。端头12的宽度略小于本体11宽度的一半。因此，实心的端头12封闭了空腔111的开口的一部分，空腔111的开口的大半部分为开放状态，预留做为放气后的橡胶胶囊抽出空腔111时的通道。在后续的施工中，空腔111的开口的开放部分将被现浇的混凝土连接部封闭而使整个空腔两端均为封闭状态。本体11中的预应力钢筋15张拉后切割面分别设在端头12的施工面和本体11的端面上。本体11中预埋钢筋15将与后期的现浇混凝土连接部的钢筋焊接。

本发明的混凝土空心板梁由于对现有技术中的板梁的形状做了改进，设计了凸出于本体的端头，并将端头设计为实心的榫头型，因而在多个板梁并列架设时，在相邻的端头与端头之间形成足够大的间隙，为后期的现浇施工预留了空间，使本发明的施工方法得以实施。本发明的板梁可以省却现有技术中的独立的封头板，简化了板梁的结构。

作为本发明的空心板梁的一种改进，空心板梁的顶面在纵向(即本体11的长度方向)或横向(即本体11的宽度方向)上相对底面可以具有一定倾斜度，以适用于具有一定坡度的路桥。

如图4、图5、图6所示为本发明的的施工工艺的一具体实施例，包括以下步骤：

步骤一，在施工区域的立柱或桥台顶面，根据空心板梁1的宽度、间距等相关数据安装相应数量的临时支座21。临时支座21搁置在施工现场内的斜坡上，斜坡由根据要求设置的盖梁或桥台顶面形成。本实施例中，因后续将架设三根空心板梁1，需在三根空心板梁的两端共计安装6个临时支座21，图4中仅示出处于同一端的3个临时支座21。临时支座21用于在施工过程中搁置端头12而使空心板梁1被架设在预定位置。

步骤二，将三根预制的空心板梁1并列贴靠地架设在临时支座21上，使各空心板梁1的端头12分别搁置在对应的临时支座21上。各空心板梁1处于彼此独立并临时搁置的状态。

步骤三，在盖梁或桥台顶面上对应相邻端头12间隙的区域，安装固定支座22，固定支座22水平搁置在盖梁或桥台顶面，并保持顶面水平；由于本发明的空心板梁1具有榫头型的端头12，相邻的端头12之间具有足够大的间隙，因而为本步骤中固定支座22的安装提供了空间。为使空心板梁1保持平衡，一般地在端头12的两侧分别设置一固定支座22，因此本实施例中，三根空心板梁1在两端部共需安装12个固定支座22，图4中仅示出位于同一端的6个固定支座22。

步骤四，根据本体11的高度及相邻端头12的间距，连接相邻端头12之间及本体11内预埋的钢筋15，在结构上为相邻的两个空心板梁1整体连接作准备。

步骤五，现场浇筑用于连接本体11及相邻端头12的现浇混凝土连接部13及垫块14。垫块14位于现浇混凝土连接部13的底部并与现浇混凝土连接部13一体浇筑，垫块14的底面保持水平并与顶面水平的固定支座22紧密贴合，从而使现浇混凝土连接部13架设在固定支座22上。图5中阴影部分所示即为现浇混凝土连接部13。

待现浇混凝土连接部13、垫块14干结达到预定强度要求后，取出临时支座21。由于现浇混凝土连接部13、垫块14与端头12之间在浇筑后形成一体的连接，因此，各空心板梁1及垫块14以整体的结构支撑在固定支座22上，承载能力及强度与现有技术中分体的结构相比有明显的提高。本发明的施工工艺，通过分步浇筑的施工工艺，先期形成预制的空心板梁，后期现浇混凝土连接部及一体的垫块，解决了板梁底支座水平搁置的问题，减少了设计、施工中较为繁琐的板底调平工作，提高了工作效率，降低了设计、施工误差。

取出的临时支座21可再次使用，以降低施工成本。

相邻的本体11在结合面形成了铰缝112，在铰缝112中浇筑掺入纤维的混凝土使相邻的本体11铰接固定。由于在铰缝112中浇筑了掺入纤维的混凝土，本发明的施工工艺加强了板梁间铰缝耐久性，使多个铰接的板梁的整体性获得提升，提高了板梁的承载能力。

当需要架设更多空心板梁1时，重复步骤一至步骤五，以使路桥表面全部由空心板梁1连接并贯通。

再结合图6所示，本发明的施工工艺通过现浇端头加强了板梁间的整体性，提高了板梁的强度，延长了板梁的使用寿命。同时由于省却了单独的封头板，通过现浇的端头封堵了位于板梁中心的空腔的开口，解决了现有板梁封头板处的渗水问题。图6中不同垫块14的顶面可以根据施工地的具体情况为具有不同坡度i％的斜面，或是倾角为0％的水平面，以满足设计的横坡要求。

由于本发明的施工工艺采用了现浇的垫块，省却了垫块顶面坡度的设计计算过程，在本发明的其他实施例中，可以容易地实现同时具有不同倾角的横坡和不同倾角的纵坡的路桥，即使路桥角度多变也可以及时施工，大大缩短了施工周期，具有良好的技术效果和显著的经济效益。

本发明的施工工艺中后期的现浇混凝土连接部，使各空心板梁通过各自的端头、及一体浇筑的垫块连为一体，大大增强了单独的空心板梁的承载能力。

综上所述，本说明书中所述的只是本发明的几种较佳具体实施例。凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在本发明的权利要求保护范围内。

Claims (5)

1、一种预应力混凝土空心板梁，所述空心板梁包括一空心的立方型本体，所述本体顶端的两侧分别形成有铰缝，分别位于所述本体两端部的两端头，所述端头与所述本体为一体构成，并且所述端头和本体预埋有起连接作用的钢筋；其特征在于：所述端头为榫头型，并为实心体。

2、如权利要求1所述的空心板梁，其特征在于：所述端头宽度小于所述本体宽度的一半。

3、一种采用如权利要求1所述的预应力混凝土空心板梁架设路桥的施工工艺，包括以下步骤：

步骤一，在施工区域的盖梁或桥台顶面根据所述空心板梁的宽度及间距，安装相应数量的临时支座；

步骤二，将预制的所述空心板梁架设在所述临时支座上，相邻所述端头间形成间隙；

步骤三，在所述盖梁或桥台顶面上对应所述间隙的区域，安装符合设计规范要求的顶面水平的固定支座；

步骤四，根据所述本体高度及所述间隙的宽度，连接相邻所述端头内及所述本体内的预埋钢筋；

步骤五，现场浇筑连接所述本体及相邻所述端头的现浇混凝土连接部，所述现浇混凝土连接部底面一体地同时浇筑一垫块，所述现浇混凝土连接部底面具有一坡度，所述垫块的底面为水平，所述现浇混凝土连接部通过所述垫块搁置在顶面水平的所述固定支座上；

步骤六，重复步骤一至步骤五，以使所述路桥表面全部由所述空心板梁连接贯通。

4、如权利要求4所述的施工工艺，其特征在于：在步骤五之后，取出所述临时支座。

5、如权利要求4所述的施工工艺，其特征在于：在相邻所述本体的铰缝中浇筑掺入纤维的混凝土。

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