CN101935977A

CN101935977A - 采用牛腿代替企口缝传力的装配式空心板桥

Info

Publication number: CN101935977A
Application number: CN 201010295752
Authority: CN
Inventors: 陈淮; 李�杰; 王艳; 李娜; 李静斌
Original assignee: Zhengzhou University
Current assignee: Zhengzhou University
Priority date: 2010-09-29
Filing date: 2010-09-29
Publication date: 2011-01-05
Anticipated expiration: 2030-09-29
Also published as: CN101935977B

Abstract

本发明涉及一种采用牛腿代替企口缝传力的装配式空心板桥。包括相互匹配的装配式空心板边板和中板，在所述装配式空心板中板的顶板的部分或全部向一侧延伸形成突出的牛腿，在其另外一侧腹板与顶板结合部位设置有与所述牛腿相匹配的牛腿支承面；在所述装配式空心板边板一侧顶板位置处设置有与所述装配式空心板中板的牛腿支承面相匹配的牛腿，或在所述装配式空心板边板一侧腹板与顶板结合部位设置有与所述装配式空心板中板的牛腿相匹配的牛腿支承面。本发明采用牛腿构造传递剪力的传力方式明晰，能实现沿桥横向相邻空心板之间传递剪力、提高装配式空心板间横向联系、均化荷载横向分布的目的，且构造简单，设计计算成熟、桥面铺装不需要改变，施工简便。

Description

采用牛腿代替企口缝传力的装配式空心板桥

技术领域

本发明涉及建筑领域，具体涉及一种采用牛腿代替企口缝传力的装配式空心板桥。

背景技术

现有的各种装配式空心板桥均由数块一定宽度的预制钢筋混凝土或预应力混凝土空心板组成（桥梁跨度小时采用钢筋混凝土空心板，桥梁跨度大时采用预应力混凝土空心板，下面以桥梁工程常用的预应力混凝土空心板为例进行说明），空心板间利用板间企口缝填充混凝土和桥面相连接，形成先装配后整体的空心板桥。该类桥梁的空心板可在工厂或工地梁厂预制，空心板横截面通常为单孔或双孔截面形式，预制时采用先张法沿板纵向设置预应力钢筋，梁板侧边为折线形，并预留企口缝钢筋。其架设方法首先是将预制好的空心板吊装就位，然后在相邻空心板之间的企口缝位置处浇筑混凝土，铺装桥面，通过企口缝钢筋和混凝土以及桥面铺装将各块空心板沿桥横向连接成为整体。在荷载作用下，每块空心板相当于单向受力的梁式窄板，除在主跨径方向承受弯曲外，还承受通过板间接缝（绞缝）传递剪力而引起的扭转。因此，每块预制空心板除承受本板内的荷载外，还承受相邻板块作用而引起的竖向剪力和其它内力作用。当不考虑桥面铺装作用时，由于相邻空心板之间仅靠企口缝钢筋和混凝土连接，传递剪力的能力有限，沿桥横向整体性差，桥面易出现企口缝位置处的沿桥纵向的裂缝，特别是板缝间企口缝混凝土出现松动、脱落，造成整桥的横向连接不足，形成单板受力，破坏了桥面的铺装层，造成行车颠簸，从而影响桥梁的正常使用和耐久性，给桥梁通行安全留下了许多隐患。

中国专利文献CN101644032A公开了一种公路桥梁去梁增肋加固工艺，但其同样未能解决上述问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现行的装配式空心板桥依靠板间企口缝传递剪力能力有限的不足，本发明提供一种采用牛腿代替企口缝传力的装配式空心板桥，该空心板结构形式不仅能提高装配式空心板桥的横向整体性，增强板间剪力传递能力，而且施工方便，节省钢材。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

采用牛腿结构代替企口缝传递空心板间的剪力，即一种采用牛腿代替企口缝传力的装配式空心板桥，包括相互匹配的装配式空心板边板和装配式空心板中板，在所述装配式空心板中板的顶板的部分或全部向一侧延伸形成突出的牛腿，在其另外一侧腹板与顶板结合部位设置有与所述牛腿相匹配的牛腿支承面；在所述装配式空心板边板一侧顶板位置处设置有与所述装配式空心板中板的牛腿支承面相匹配的牛腿，或在所述装配式空心板边板一侧腹板与顶板结合部位设置有与所述装配式空心板中板的牛腿相匹配的牛腿支承面。

在所述牛腿支承面上设置有橡胶垫层或细石混凝土找平层。

所述牛腿根部设置倒角构造以利于结构受力。

常用的效果好的牛腿结构形式包括直角矩形断面搭接、梯形断面搭接等。

所述装配式空心板桥的建造包括以下步骤：

（1）预制装配式空心板：对于所述装配式空心板中板，去除腹板与顶板结合部位一侧的部分混凝土，使其形成缺口状的牛腿支承面，在该板另一侧顶板预制突出的牛腿；对于装配式空心板边板，根据与其搭接的装配式空心板中板的情况，在腹板与顶板结合部位的内侧预留牛腿支承面，或在顶板位置处预制牛腿；那么两片预制空心板的缺口和突出的牛腿传递空心板所受的力；装配式空心板桥在预制空心板时，不用改变内模，仅需对靠近腹板处顶板的外模和顶板钢筋进行局部调整即可；

（2）吊装空心板：将一片预制完成的装配式空心板运输到桥梁建设场地并吊装就位，预制空心板吊装位置需严格满足施工容许误差要求；

（3）牛腿：对于预制空心板有缺口的牛腿支承面，放置橡胶垫，也可用细石混凝土找平，另一片预制梁板吊装，且突出的牛腿放置于该支承面；牛腿根部可设置承托（或称为倒角）构造以利于结构受力。

本发明具有积极有益的效果：

1.首次在预制空心板中引入牛腿构造，通过牛腿构造传递剪力，提高了空心板桥沿桥横向的整体性，克服了传统工艺中仅靠空心板企口缝混凝土传递剪力、横向整体性差、易出现桥面空心板企口缝位置处的沿桥纵向裂缝，造成板缝间混凝土出现松动、脱落，造成整桥的空心板横向连接不足，形成单板受力的缺点，改变了空心板桥只应用企口缝而牛腿结构只应用于横梁上的传统偏见。

2.通过牛腿构造形式的不同，可满足不同桥宽、跨度的空心板桥的不同抗剪要求，解决了传统工艺中空心板企口缝抗剪能力单一，不能随桥长和宽度变化设计成不同值的缺点。

3.采用空心板牛腿传递剪力，对均化荷载横向分布、提高预制空心板桥在车辆荷载作用下的动力性能均能起到有利作用，特别是当桥梁单跨跨径较长时，本发明的益处将更加显著。

4.简化了传统工艺中空心板的预制及施工工艺，空心板侧边不需要预制成复杂的折线边界，也不需要预留企口缝钢筋，吊装完成后也不需要进行企口缝的钢筋连接及混凝土浇筑，简化了装配式空心板的预制及施工工艺，预制空心板的内模板不用改变，外模板仅需进行小的调整。

5.采用牛腿构造传递剪力的传力方式明晰，能实现沿桥横向相邻空心板之间传递剪力、提高装配式空心板间横向联系、均化荷载横向分布的目的，且构造简单，设计计算成熟、桥面铺装不需要改变，施工简便。

6.本发明适合各种跨径的预应力混凝土或钢筋混凝土装配式空心板桥。

附图说明

图1为一种采用牛腿代替企口缝传力的装配式空心板桥的桥面结构示意图；

图2为图1的A-A视图；

图3为图1中空心板桥的边板构造图之一；

图4为图1中空心板桥的边板构造图之二；

图5为图1中空心板桥的中板构造图。

图中：1为无企口缝单孔空心板左边板；2为无企口缝单孔空心板中板；3为牛腿支承面；4为牛腿；5为为无企口缝单孔空心板右边板。

具体实施方式

实施例1 采用牛腿代替企口缝传力的装配式空心板桥，参见图1、图2、图3、图4、图5，其建造方法，包括以下步骤：

（1）预制装配式空心板：按设计要求在预制厂预制空心板。空心板侧边为直线边，对于装配式空心板的中板，去除腹板与顶板结合部位一侧的部分混凝土（根据计算和构造要求，去除混凝土截面的最短边一般不小于顶板厚度的1/2），缺口形成牛腿支承面3，在该板另一侧预制突出的牛腿4；对于装配式空心板的边板1、5，对应内板将腹板与顶板结合部位内侧进行相应构造处理；那么两片预制空心板的缺口和突出的顶板形成牛腿构造。

（2）吊装空心板：将预制完成的装配式空心板1、2、5运输到桥梁建设场地并吊装就位，预制空心板吊装位置需严格满足施工容许误差要求。

（3）在预制空心板有缺口的牛腿支承面上，可放置橡胶垫，也可用细石混凝土找平，另一片预制空心板突出的牛腿放置于该支承面。

具体实施时，可以采用以下实施方式：

在本例中，桥梁标准跨径l _k=13m；计算跨径l=12.6m；桥面净空为2.5m+4×3.75m+2.5m；设计荷载为公路－Ⅱ级荷载，人群荷载3.0kN/m²。空心板块混凝土采用C40，桥面铺装为C30沥青混凝土，栏杆和人行道为C25混凝土。全桥宽采用20块预制预应力混凝土空心板，每块空心板宽99cm，高62cm。

①根据桥梁等级、跨度、桥面宽度等设计参数进行空心板桥结构分析，计算确定空心板的截面尺寸、普通钢筋及纵向预应力钢筋，并根据相邻梁板间抗剪设计要求计算确定牛腿构造的结构尺寸。按照本例的桥梁结构具体情况，考虑汽车冲击系数及车道折减系数，根据承载能力极限状态设计时的基本组合，可得到纵向单位长度空心板之间的剪力为43.23kN，依据《公路圬工桥涵设计规范》（JTG D61-2005），偏保守不考虑牛腿中钢筋，以混凝土牛角直接受剪计算牛角截面尺寸：

若取

则

单位长度时，设牛腿截面高为h，

则

，即

同时，牛腿的尺寸需满足配置普通钢筋的构造要求，因此最终取

。

式中相关字母含义详见《公路圬工桥涵设计规范》（JTG D61-2005）。

②在预制厂预制空心板，如建造图1所示空心板桥共需要预制20块无企口缝单孔空心板1，其侧边为直线边；对于空心板桥的中板，去除腹板与顶板结合部位一侧的部分混凝土设置缺口形成牛腿支承面，在该板另一侧顶板预制突出的牛腿；对于装配式空心板的边板，对应内板将腹板与顶板结合部位内侧进行相应构造处理；那么两片预制空心板的缺口和突出的顶板形成牛腿构造。

③将预制完成的无企口缝单孔空心板1运输到桥梁建设场地并吊装就位，无企口缝单孔空心板1腹板与顶板结合部位的顶板一侧为牛腿，另一侧为牛腿支承面。

④在空心板1牛腿支承面上放置橡胶垫，或者用细石混凝土找平。

⑤待橡胶垫放置完成或者用细石混凝土找平后，吊装空心板2就位，确保空心板2的牛腿支承于空心板1的牛腿支承面上。

⑥按照步骤（4）依次吊装其它各片空心板，直至桥梁架设完成。

具体实施方式是结合图1的 20块单孔空心板组成的单跨空心板桥进行说明，同样适用于采用其它挖孔截面形式、其它空心板数量的单跨或多跨装配式空心板桥。

Claims

1.一种采用牛腿代替企口缝传力的装配式空心板桥，包括相互匹配的装配式空心板边板和中板，其特征在于，在所述装配式空心板中板的顶板部分或全部向一侧延伸形成突出的牛腿，在其另外一侧腹板与顶板结合部位设置有与所述牛腿相匹配的牛腿支承面；在所述装配式空心板边板一侧顶板位置处设置有与所述装配式空心中板的牛腿支承面相匹配的牛腿，或在所述装配式空心板边板一侧腹板与顶板结合部位设置有与所述装配式空心板中板的牛腿相匹配的牛腿支承面。

2.根据权利要求1所述采用牛腿代替企口缝传力的装配式空心板桥，其特征在于，在所述牛腿支承面上设置有橡胶垫层或细石混凝土找平层。

3.根据权利要求1所述采用牛腿代替企口缝传力的装配式空心板桥，其特征在于，所述牛腿根部设置倒角构造以利于结构受力。

4.根据权利要求1所述采用牛腿代替企口缝传力的装配式空心板桥，其特征在于，所述装配式空心板桥的建造包括以下步骤：

（1）预制装配式空心板：对于所述装配式空心板中板，去除腹板与顶板结合部位一侧的部分混凝土，使其形成缺口状的牛腿支承面，在该板另一侧顶板预制突出的牛腿；对于装配式空心板边板，根据与其搭接的装配式空心板中板的情况，在腹板与顶板结合部位的内侧预留牛腿支承面，或在顶板位置处预制牛腿；

（3）牛腿：对于预制空心板有缺口的牛腿支承面，放置橡胶垫，也可用细石混凝土找平，另一片预制梁板吊装，且突出的牛腿放置于该支承面；牛腿根部设置承托构造以利于结构受力。