CN102587267A - 一种中设横隔张拉装配的预应力空心板梁桥及施工方法 - Google Patents

一种中设横隔张拉装配的预应力空心板梁桥及施工方法 Download PDF

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邢骋
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Abstract

本发明公开了一种中设横隔张拉装配的预应力空心板梁桥及施工方法。现有铰缝连接的预应力空心板梁桥易于开裂、断裂或弯剪破坏。本发明包括预应力空心板梁、纵向预应力管道、纵向预应力钢绞线、梁端锚固装置、跨中横隔板、横向预应力钢管、横向预应力钢绞线、板梁间连接钢筋、板梁间纵向受力钢筋、现浇连接段混凝土、边梁侧向锚固装置、桥面铺装钢筋；本发明通过在预应力空心板梁跨中设置横隔梁、并埋设预留预应力管道、进行横桥向预应力张拉的预制装配的桥梁。有效防止传统装配式空心板梁桥的单板受力、桥面及桥板底部的开裂、提高结构耐久性，本发明施工方法简便、实用，具有明显的经济技术效益。

Description

一种中设横隔张拉装配的预应力空心板梁桥及施工方法
技术领域
本发明属于桥梁工程技术领域，具体涉及一种中设横隔张拉装配的预应力空心板梁桥及施工方法。
背景技术
预制装配的预应力混凝土空心板梁桥，由于其具有混凝土浇筑及预应力张拉质量易于控制、施工方便的优点，而得到广泛的应用。但随着经济的发展，交通量及交通荷载不断增大，桥梁修建越来越宽，导致部分修建的装配式纵向铰缝连接的预应力混凝土空心板梁沿桥纵向铰接或板梁底部出现纵向的裂缝、并逐渐反射到桥面铺装层等，这些裂缝往往导致桥梁的整体受力和横向分布性能降低，严重的将使雨水渗漏、钢筋锈蚀、结构耐久性降低，造成单板受力和严重的坍塌，最终危及桥梁承载能力。
现有铰缝连接的预应力空心板梁桥的缺陷：
传统的空心板梁桥设计主要是依靠板梁间有限的铰缝混凝土传递和共同受力的，这一概念来自于前苏联的做法，主要是便于工厂化预制施工，事实上，随着科技的进步及车辆荷载的不断增大，这种结构设计方法暴露出严重的缺陷，即随着车辆荷载的不断加大，桥梁的横向弯曲增大，而这种桥型结构的横向抗弯性能较弱，导致原有的铰缝混凝土易于开裂、断裂或弯剪破坏，不能有效地分布车辆荷载，致使结构单板受力和坍塌。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提出一种中设横隔张拉装配的预应力空心板梁桥及施工方法。
一种中设横隔张拉装配的预应力空心板梁桥，包括预应力空心板梁、纵向预应力管道、纵向预应力钢绞线、梁端锚固装置、跨中横隔板、横向预应力钢管、横向预应力钢绞线、板梁间连接钢筋、板梁间纵向受力钢筋、现浇连接段混凝土、边梁侧向锚固装置、桥面铺装钢筋。
跨中横隔板设置在预应力空心板梁跨中，为在预应力空心板梁跨中张拉横向预应力钢绞线提供预留的横向预应力管道，且同预应力空心板梁一起预制完成，跨中横隔板厚度不小于10cm，以增加横向刚度；横向预应力钢绞线贯穿横向预应力钢管且完成张拉，在横向预应力钢绞线外用横向预应力钢管进行防护，并用边梁侧向锚固装置对横向预应力钢绞线锚固，其中横向预应力钢管直径不小于8cm，横向预应力钢绞线强度不小于1860Mpa；预应力空心板梁预制过程中根据要求预留纵向预应力管道，在纵向预应力管道中张拉纵向预应力钢绞线，并将其锚固于梁端锚固装置；对预应力空心板梁吊装装配，然后在连接空间铰缝处，用板梁间连接钢筋将相邻的预应力空心板梁连成一体，并布置板梁间纵向受力钢筋，浇筑现浇连接段混凝土，使连接空间铰缝成为预应力空心板梁的受力结构，增强纵横向的刚度，连接空间铰缝上部宽度不小于15cm；将桥面铺装钢筋按实际需求布置在桥面。
一种中设横隔张拉装配的预应力空心板梁桥的施工方法，具体步骤如下：
步骤(1).预制预应力空心板梁外模，扎好普通钢筋和预留定位的纵向预应力管道、横向预应力钢管；架设预应力空心板梁外模，浇筑预应力空心板梁的底板混凝土；
所述的步骤（1）中预应力空心板梁的边侧板定位布置边梁侧向锚固装置的垫板，且对先张法施工的预应力空心板梁在张拉台座上张拉纵向预应力钢绞线；
所述的步骤（1）中预应力空心板梁的模数为标准的1.25m；但预制的板梁上口留有宽度为15cm的连接空间。
步骤(2). 架设预应力空心板梁内空心处芯模、跨中横隔板的内侧模；浇筑预应力空心板梁两侧的腹板及跨中横隔板，浇筑完成后对腹板和跨中横隔板进行保湿养生；当混凝土强度达到规范规定的拆模强度时，拆除预应力空心板梁的外模、芯模和跨中横隔板的内侧模，且对两侧腹板的混凝土凿毛处理；
所述的步骤(2)中浇筑的跨中横隔板厚度为30cm；
步骤(3).待混凝土强度达到放张强度时，对先张法施工的预应力空心板梁放张已经张拉的纵向预应力钢绞线；对后张法施工的预应力空心板梁张拉纵向预应力钢绞线，并将其锚固于梁端锚固装置，然后进行压浆和防护处理；且在纵向预应力钢绞线位置上缘3～5cm处预埋横向预应力管道；
所述的步骤(3)中横向预应力管道的位置定位和大小根据实际计算确定；
步骤(4). 将张拉预制好的预应力空心板梁吊离预制坑槽，并对其作进一步养生存放；
步骤(5).对经检验合格的预应力空心板梁进行吊装装配，将横向预应力钢管放置在预应力空心板梁间预留的横向预应力管道内，再将横向预应力钢绞线贯穿横向预应力钢管；
步骤(6).对预应力空心板梁中预留的连接空间，绑扎相应的板梁间连接钢筋、板梁间纵向受力钢筋，并在连接空间的铰缝处，用木模板或钢板沿纵向托住铰缝口，用标号比预应力空心板梁混凝土高一级的混凝土浇筑连接空间，形成预应力空心板梁的现浇连接段混凝土，并对其浇水保湿养生；
步骤(7).当浇筑好的现浇连接段混凝土强度达到放张强度时，张拉横向预应力钢绞线，将横向预应力钢绞线锚固于边梁侧向锚固装置，然后进行压浆和防护处理；
所述的步骤（7）中的边梁侧向锚固装置下方布置有厚度为14～20mm的普通钢板，且钢板下方加设有局部承压钢筋网；
步骤(8).用桥面铺装钢筋对桥面进行铺装，桥面铺装钢筋的直径大于等于16mm，间距为10cm，对桥面浇筑的混凝土进行充分振捣、保湿养护，直到混凝土强度到达90%以上后开放交通。
所述的步骤(8)中的桥面浇筑的混凝土的标号与预应力空心板梁混凝土的标号相同，或使用纤维混凝土浇筑。
本发明有益效果如下：
1）增大了桥梁的横桥向的抗弯刚度、减少荷载横向分布的不均匀性
桥梁的横桥向的抗弯刚度增加后，其横向荷载分布特性显著改善。
2）可以有效防止桥梁的单板受力及桥面开裂、提高结构的耐久性
通过施加一定的横桥向预应力，和加配桥面铺装的纵横向的普通钢筋，使预制装配的通过张拉预应力使桥梁横向变成一个整体，有效防止桥梁的单板受力及桥面开裂、提高结构的耐久性。
3）有效提高混凝土板梁混凝土板梁连接部位间的抗剪性能和桥梁的整体承载力
本发明中，在预留的板梁现浇连接空间绑扎相应的横向连接钢筋及部分纵向钢筋，在其内用高于板梁混凝土标号一级的混凝土浇筑板梁的连接混凝土，可有效提高混凝土板梁混凝土板梁连接部位间的抗剪性能和桥梁的整体承载力。
附图说明
图1是本发明平面图；
图2是本发明构造横断面图；
图3是本发明构造纵断面图；
图4是本发明连接空间内构造图；
图中：预应力空心板梁1、纵向预应力管道2、纵向预应力钢绞线3、梁端锚固装置4、跨中横隔板5、横向预应力钢管6、横向预应力钢绞线7、板梁间连接钢筋8、板梁间纵向受力钢筋9、现浇连接段混凝土10、边梁侧向锚固装置11、桥面铺装钢筋12。
具体实施方式
    下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1、图2、图3、图4所示，一种中设横隔张拉装配的预应力空心板梁桥，包括预应力空心板梁1、纵向预应力管道2、纵向预应力钢绞线3、梁端锚固装置4、跨中横隔板5、横向预应力钢管6、横向预应力钢绞线7、板梁间连接钢筋8、板梁间纵向受力钢筋9、现浇连接段混凝土10、边梁侧向锚固装置11、桥面铺装钢筋12。
跨中横隔板5设置在预应力空心板梁1跨中，为在预应力空心板梁1跨中张拉横向预应力钢绞线7提供预留的横向预应力管道，且同预应力空心板梁一起预制完成，跨中横隔板5厚度不小于10cm，以增加横向刚度；如图2所示，横向预应力钢绞线贯穿横向预应力钢管且完成张拉，在横向预应力钢绞线7外用横向预应力钢管6进行防护，并用边梁侧向锚固装置11对横向预应力钢绞线7锚固，其中横向预应力钢管直径不小于8cm，横向预应力钢绞线强度不小于1860Mpa；预应力空心板梁预制过程中根据要求预留纵向预应力管道，如图3所示，在纵向预应力管道中张拉纵向预应力钢绞线3，并将其锚固于梁端锚固装置4；对预应力空心板梁吊装装配，然后在连接空间铰缝处，如图4所示，用板梁间连接钢筋8将相邻的预应力空心板梁连成一体，并布置板梁间纵向受力钢筋9，浇筑现浇连接段混凝土10，使连接空间铰缝成为预应力空心板梁的受力结构，增强纵横向的刚度，连接空间铰缝上部宽度不小于15cm；将桥面铺装钢筋按实际需求布置在桥面。
一种中设横隔张拉装配的预应力空心板梁桥的施工方法，步骤如下：
步骤(1).预制预应力空心板梁1外模，扎好普通钢筋和预留定位的纵向预应力管道2、横向预应力钢管6；架设预应力空心板梁1外模，浇筑预应力空心板梁1的底板混凝土；
所述的步骤（1）中预应力空心板梁1的边侧板定位布置边梁侧向锚固装置11的垫板，且对先张法施工的预应力空心板梁1在张拉台座上张拉纵向预应力钢绞线3；
所述的步骤（1）中预应力空心板梁1的模数为标准的1.25m；但预制的板梁上口留有宽度为15cm的连接空间。
步骤(2). 架设预应力空心板梁1内空心处芯模、跨中横隔板5的内侧模；浇筑预应力空心板梁1两侧的腹板及跨中横隔板5，浇筑完成后对腹板和跨中横隔板5进行保湿养生；当混凝土强度达到规范规定的拆模强度时，拆除预应力空心板梁1的外模、芯模和跨中横隔板5的内侧模，且对两侧腹板的混凝土凿毛处理；
所述的步骤(2)中浇筑的跨中横隔板5厚度为30cm；
步骤(3).待混凝土强度达到放张强度时，对先张法施工的预应力空心板梁1放张已经张拉的纵向预应力钢绞线3；对后张法施工的预应力空心板梁1张拉纵向预应力钢绞线3，并将其锚固于梁端锚固装置4，然后进行压浆和防护处理；且在纵向预应力钢绞线3位置上缘3～5cm处预埋横向预应力管道；
所述的步骤(3)中横向预应力管道的位置定位和大小根据实际计算确定；
步骤(4). 将张拉预制好的预应力空心板梁1吊离预制坑槽，并对其作进一步养生存放；
步骤(5).对经检验合格的预应力空心板梁1进行吊装装配，将横向预应力钢管6放置在预应力空心板梁1间预留的横向预应力管道内，再将横向预应力钢绞线7贯穿横向预应力钢管6；
步骤(6).对预应力空心板梁1中预留的连接空间，绑扎相应的板梁间连接钢筋8、板梁间纵向受力钢筋9，并在连接空间的铰缝处，用木模板或钢板沿纵向托住铰缝口，用标号比预应力空心板梁1混凝土高一级的混凝土浇筑连接空间，形成预应力空心板梁1的现浇连接段混凝土10，并对其浇水保湿养生；
步骤(7).当浇筑好的现浇连接段混凝土10强度达到放张强度时，张拉横向预应力钢绞线7，将横向预应力钢绞线7锚固于边梁侧向锚固装置11，然后进行压浆和防护处理；
所述的步骤（7）中的边梁侧向锚固装置11下方布置有厚度为14～20mm的普通钢板，且钢板下方加设有局部承压钢筋网；
步骤(8).用桥面铺装钢筋12对桥面进行铺装，桥面铺装钢筋12的直径大于等于16mm，间距为10cm，对桥面浇筑的混凝土进行充分振捣、保湿养护，直到混凝土强度到达90%以上后开放交通。
所述的步骤(8)中的桥面浇筑的混凝土的标号与预应力空心板梁1混凝土的标号相同，或使用纤维混凝土浇筑。

Claims (2)

1. 一种中设横隔张拉装配的预应力空心板梁桥，包括预应力空心板梁（1）、纵向预应力管道（2）、纵向预应力钢绞线（3）、梁端锚固装置（4）、跨中横隔板（5）、横向预应力钢管（6）、横向预应力钢绞线（7）、板梁间连接钢筋（8）、板梁间纵向受力钢筋（9）、现浇连接段混凝土（10）、边梁侧向锚固装置（11）、桥面铺装钢筋（12）；其特征在于： 
跨中横隔板（5）设置在预应力空心板梁（1）跨中，同预应力空心板梁（1）一起预制完成，跨中横隔板（5）厚度不小于10cm；横向预应力钢绞线（7）贯穿横向预应力钢管（6）且完成张拉，在横向预应力钢绞线（7）外用横向预应力钢管（6）进行防护，并用边梁侧向锚固装置（11）对横向预应力钢绞线（7）锚固，其中横向预应力钢管（6）直径不小于8cm，横向预应力钢绞线（7）强度不小于1860Mpa；预应力空心板梁（1）预制过程中根据要求预留纵向预应力管道（2），在纵向预应力管道（2）中张拉纵向预应力钢绞线（3），并将其锚固于梁端锚固装置（4）；对预应力空心板梁（1）吊装装配，然后在连接空间铰缝处，用板梁间连接钢筋（8）将相邻的预应力空心板梁（1）连成一体，并布置板梁间纵向受力钢筋（9），浇筑现浇连接段混凝土（10），使连接空间铰缝成为预应力空心板梁（1）的受力结构，连接空间铰缝上部宽度不小于15cm；将桥面铺装钢筋（12）按实际需求布置在桥面。
2.使用如权利要求1所述的一种中设横隔张拉装配的预应力空心板梁桥的施工方法，其特征在于如下步骤：
步骤(1).预制预应力空心板梁（1）外模，扎好普通钢筋和预留定位的纵向预应力管道（2）、横向预应力钢管（6）；架设预应力空心板梁（1）外模，浇筑预应力空心板梁（1）的底板混凝土；
所述的步骤（1）中预应力空心板梁（1）的边侧板定位布置边梁侧向锚固装置（11）的垫板，且对先张法施工的预应力空心板梁（1）在张拉台座上张拉纵向预应力钢绞线（3）；
所述的步骤（1）中预应力空心板梁（1）的模数为标准的1.25m；但预制的板梁上口留有宽度为15cm的连接空间；
步骤(2). 架设预应力空心板梁（1）内空心处芯模、跨中横隔板（5）的内侧模；浇筑预应力空心板梁（1）两侧的腹板及跨中横隔板（5），浇筑完成后对腹板和跨中横隔板（5）进行保湿养生；当混凝土强度达到规范规定的拆模强度时，拆除预应力空心板梁（1）的外模、芯模和跨中横隔板（5）的内侧模，且对两侧腹板的混凝土凿毛处理；
所述的步骤(2)中浇筑的跨中横隔板（5）厚度为30cm；
步骤(3).待混凝土强度达到放张强度时，对先张法施工的预应力空心板梁（1）放张已经张拉的纵向预应力钢绞线（3）；对后张法施工的预应力空心板梁（1）张拉纵向预应力钢绞线（3），并将其锚固于梁端锚固装置（4），然后进行压浆和防护处理；且在纵向预应力钢绞线（3）位置上缘3～5cm处预埋横向预应力管道；
所述的步骤(3)中横向预应力管道的位置定位和大小根据实际计算确定；
步骤(4). 将张拉预制好的预应力空心板梁（1）吊离预制坑槽，并对其作进一步养生存放；
步骤(5).对经检验合格的预应力空心板梁（1）进行吊装装配，将横向预应力钢管（6）放置在预应力空心板梁（1）间预留的横向预应力管道内，再将横向预应力钢绞线（7）贯穿横向预应力钢管（6）；
步骤(6).对预应力空心板梁（1）中预留的连接空间，绑扎相应的板梁间连接钢筋（8）、板梁间纵向受力钢筋（9），并在连接空间的铰缝处，用木模板或钢板沿纵向托住铰缝口，用标号比预应力空心板梁（1）混凝土高一级的混凝土浇筑连接空间，形成预应力空心板梁（1）的现浇连接段混凝土（10），并对其浇水保湿养生；
步骤(7).当浇筑好的现浇连接段混凝土（10）强度达到放张强度时，张拉横向预应力钢绞线（7），将横向预应力钢绞线（7）锚固于边梁侧向锚固装置（11），然后进行压浆和防护处理；
所述的步骤（7）中的边梁侧向锚固装置（11）下方布置有厚度为14～20mm的普通钢板，且钢板下方加设有局部承压钢筋网；
步骤(8).用桥面铺装钢筋（12）对桥面进行铺装，桥面铺装钢筋（12）的直径大于等于16mm，间距为10cm，对桥面浇筑的混凝土进行充分振捣、保湿养护，直到混凝土强度到达90%以上后开放交通；
所述的步骤(8)中的桥面浇筑的混凝土的标号与预应力空心板梁（1）混凝土的标号相同，或使用纤维混凝土浇筑。
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