CN103981798A - 一种新型铰接预制空心板梁桥铰缝接头及其施工方法 - Google Patents

一种新型铰接预制空心板梁桥铰缝接头及其施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种新型铰接预制空心板梁桥铰缝接头及其施工方法，该铰缝接头包括多块预制的空心板梁，相邻的两块空心板梁之间形成铰缝，所述铰缝中灌注有水泥浆，所述空心板梁和铰缝的上方均浇筑有桥面铺装层，所述空心板梁上部内预埋有上部横向钢筋，所述空心板梁下部内预埋有下部横向钢筋和位于下部横向钢筋上侧的加强钢筋，所述上部横向钢筋的外端伸出空心板梁侧面并向下弯折伸入铰缝中，所述加强钢筋的外端伸出空心板梁侧面并向上弯折伸入铰缝中，所述上部横向钢筋的伸出段与加强钢筋的伸出段在铰缝内相交叉，所述下部横向钢筋的外端向上弯折伸出空心板梁顶面并伸入铰缝上方的桥面铺装层中。本发明提高了铰缝的抗剪性能、抗裂性能与抗弯能力。

Description

一种新型铰接预制空心板梁桥铰缝接头及其施工方法
技术领域
本发明涉及一种新型铰接预制空心板梁桥铰缝接头及其施工方法，属于桥梁技术领域。
背景技术
铰接预制空心板梁桥具有以下优点：（1）设计简单；（2）生命周期内花费低；（3）施工简单快速；（4）工业化程度高。总之，这种桥梁因其承载力大、耐久性好、外表吸引人且低高跨比等优点而被广泛地应用。但它还是存在一些问题：铰缝混凝土普遍开裂、脱落，严重时块状剥落；同时存在严重的渗水现象，有可能腐蚀梁板钢筋；更甚者出现单板受力现象严重影响桥梁的正常使用，减少使用寿命；且现行的设计理论不够完善，考虑尚未周全，对存在的问题不能很好地解决。
桥梁横向连接的目的是使作用在车道板上的局部荷载横向分配给各板梁共同承受，实现多板横向协同工作，避免对结构不利的单板受力现象。在一般的铰接预制空心板梁桥，由于横向连接的薄弱，易形成肉眼可见的预制梁间的纵向反射开裂，不仅影响美观，严重时形成对结构不利的坑洞等，同时裂缝处表面水渗入混凝土中，造成铰缝下部混凝土剥落等，严重时造成铰缝连接失效，出现对结构不利的单板受力现象。铰缝实际受力复杂，但在现有的设计中不仅在铰接板计算理论中忽略铰缝受拉（压），同时铰缝受剪计算图式与实际受力也有一定差别，再者铰缝中实际存在着一定的弯曲作用。
发明内容
鉴于现有铰接预制空心板梁桥的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种新型铰接预制空心板梁桥铰缝接头及其施工方法，以提高铰缝的抗剪性能、抗裂性能与抗弯能力，防止铰缝混凝土开裂、脱落，避免水的渗入。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案一是：一种新型铰接预制空心板梁桥铰缝接头，包括多块预制的空心板梁，相邻的两块空心板梁之间形成铰缝，所述铰缝中灌注有水泥浆，所述空心板梁和铰缝的上方均浇筑有桥面铺装层，所述空心板梁上部内预埋有上部横向钢筋，所述空心板梁下部内预埋有下部横向钢筋和位于下部横向钢筋上侧的加强钢筋，所述上部横向钢筋的外端伸出空心板梁侧面并向下弯折伸入铰缝中，所述加强钢筋的外端伸出空心板梁侧面并向上弯折伸入铰缝中，所述上部横向钢筋的伸出段与加强钢筋的伸出段在铰缝内相交叉，所述下部横向钢筋的外端向上弯折伸出空心板梁顶面并伸入铰缝上方的桥面铺装层中。
进一步的，所述空心板梁内还预埋有纵向钢筋，其中上部的纵向钢筋与上部横向钢筋绑扎，下部的纵向钢筋与下部横向钢筋绑扎。
进一步的，所述上部横向钢筋、下部横向钢筋以及加强钢筋的伸出段末端均向外横向弯折。
进一步的，所述水泥浆是超高性能自流态无收缩水泥浆。
进一步的，所述空心板梁上方浇筑有普通桥面铺装层，所述铰缝上方浇筑有ECC桥面铺装层。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案二是：一种新型铰接预制空心板梁桥铰缝接头的施工方法，按以下步骤进行：
（1）在预制空心板梁时，梁上部预埋上部横向钢筋并预留伸出梁侧面的伸出段，梁下部预埋下部横向钢筋并向上弯折后预留伸出梁侧面的伸出段，在下部横向钢筋的上侧预埋加强钢筋并预留伸出梁顶面的伸出段，将上部横向钢筋的伸出段向下弯折并截断，将加强钢筋的伸出段向上弯折并截断，使得上部横向钢筋的伸出段和加强钢筋的伸出段相交叉；
（2）在铰缝、桥面未浇筑混凝土前，对各钢筋的伸出段分别进行套设保护套；
（3）安装空心板梁，调整各钢筋的位置，使其有序，合理到位，相邻的两块空心板梁之间形成铰缝；
（4）去除上部横向钢筋和加强钢筋的伸出段保护套，在铰缝中现场灌注水泥浆；
（5）去除下部横向钢筋的伸出段保护套，在空心板梁和铰缝上方进行桥面铺装施工。
进一步的，在步骤（1）中，所述空心板梁内还预埋有纵向钢筋，其中上部的纵向钢筋与上部横向钢筋绑扎，下部的纵向钢筋与下部横向钢筋绑扎。
进一步的，在步骤（1）、（2）或（3）中，所述上部横向钢筋、下部横向钢筋以及加强钢筋的伸出段末端均向外横向弯折。
进一步的，在步骤（4）中，所述水泥浆是超高性能自流态无收缩水泥浆。
进一步的，在步骤（5）中，先在空心板梁上方进行普通桥面铺装施工，再在铰缝上方进行ECC桥面铺装施工。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：一方面，钢筋预先放置，减少了施工中铰缝加强钢筋的复杂处理，节约了施工时间，提高了施工效率；另一方面，由于铰缝中交叉钢筋的作用，加强了铰缝的抗剪性能与抗裂性能，也使铰缝具有一定的抗弯能力，同时交叉钢筋对铰缝混凝土也能起到环箍作用，可以有效地抑制铰缝裂缝的出现，避免或减少对结构不利的单板受力现象的出现，铰缝与梁体、相邻梁体之间的协同作用加大、整体刚度加大；再者，使用超高性能自流态无收缩水泥浆，保证板间不会开裂，保证铰缝强度不低于板本身，保证铰缝可以抗剪和抗横向弯矩；最后，局部的ECC桥面板发挥其良好的抗裂性能、延性，有效地避免或减少桥面纵向裂缝的产生，避免水的渗入以破坏铰缝、腐蚀钢筋等，伸出梁顶面的钢筋能使梁与桥面板良好的结合、共同工作。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
附图说明
图1为空心板梁的平面图。
图2为本发明实施例的剖视图。
图中：1-普通桥面铺装层，2-下部横向钢筋，3-上部横向钢筋，4-纵向钢筋，5-铰缝，6-空心板梁，7-加强钢筋，8-ECC桥面铺装层，9-保护套。
具体实施方式
如图1~2所示，一种新型铰接预制空心板梁桥铰缝接头，包括多块预制的空心板梁6，相邻的两块空心板梁6之间形成铰缝5，所述铰缝5中灌注有水泥浆，所述空心板梁6和铰缝5的上方均浇筑有桥面铺装层，所述空心板梁6上部内预埋有上部横向钢筋3，所述空心板梁6下部内预埋有下部横向钢筋2和位于下部横向钢筋2上侧的加强钢筋7，所述上部横向钢筋3的外端伸出空心板梁6侧面并向下弯折伸入铰缝5中锚固，所述加强钢筋7的外端伸出空心板梁6侧面并向上弯折伸入铰缝5中锚固，所述上部横向钢筋3的伸出段与加强钢筋7的伸出段在铰缝5内相交叉，所述下部横向钢筋2的外端向上弯折伸出空心板梁6顶面并伸入铰缝5上方的桥面铺装层中。
在本实施例中，所述上部横向钢筋3和下部横向钢筋2作为主筋，所述加强钢筋7作为附加钢筋，三者的伸出段末端均向外横向弯折。所述空心板梁6内还预埋有纵向钢筋4，其中上部的纵向钢筋4与上部横向钢筋3绑扎，下部的纵向钢筋4与下部横向钢筋2绑扎。
在本实施例中，所述水泥浆是超高性能自流态无收缩水泥浆，保证空心板梁6之间不会开裂，保证铰缝5强度不低于空心板梁6本身，保证铰缝5可以抗剪和抗横向弯矩。所述空心板梁6上方浇筑有普通桥面铺装层1，所述铰缝5上方的预定长度范围内浇筑有ECC（Engineered Cementitious Composites，工程水泥基复合材料）桥面铺装层8。
如图1~2所示，一种新型铰接预制空心板梁桥铰缝接头的施工方法，按以下步骤进行：
（1）在预制空心板梁6时，梁上部预埋上部横向钢筋3并预留伸出梁侧面的伸出段，梁下部预埋下部横向钢筋2并向上弯折后预留伸出梁侧面的伸出段并不截断，在下部横向钢筋2的上侧预埋加强钢筋7并预留伸出梁顶面的伸出段，将上部横向钢筋3的伸出段向下弯折并截断，将加强钢筋7的伸出段向上弯折并截断，使得上部横向钢筋3的伸出段和加强钢筋7的伸出段相交叉；
（2）在铰缝5、桥面板未浇筑混凝土前，对各钢筋的伸出段分别进行套设保护套9；
（3）安装空心板梁6，调整各钢筋的位置，使其有序，合理到位，相邻的两块空心板梁6之间形成铰缝5；
（4）去除上部横向钢筋3和加强钢筋7的伸出段保护套9，在铰缝5中现场灌注水泥浆；
（5）去除下部横向钢筋2的伸出段保护套9，在空心板梁6和铰缝5上方进行桥面铺装施工。
在步骤（1）中，所述空心板梁6内还预埋有纵向钢筋4，其中上部的纵向钢筋4与上部横向钢筋3绑扎，下部的纵向钢筋4与下部横向钢筋2绑扎。
在步骤（1）、（2）或（3）中，所述上部横向钢筋3、下部横向钢筋2以及加强钢筋7的伸出段末端均向外横向弯折。由于上部横向钢筋3和加强钢筋7的伸出段是在空心板梁6预制时预留的，因此在现场施工中无需再进行专门的铰缝5配筋。铰缝5内钢筋上下交叉、左右互通，保证若混凝土开裂不会从下面或上面发展至中央，保证相邻空心板梁6的连接可靠，不会形成单板受力情况。
在步骤（4）中，所述水泥浆是超高性能自流态无收缩水泥浆，保证空心板梁6之间不会开裂，保证铰缝5强度不低于空心板梁6本身，保证铰缝5可以抗剪和抗横向弯矩。所述铰缝5采用上下两边向外突出、中间向内凹进的结构，能使铰缝5内混凝土处于受压状态，提高铰缝5的强度。本发明通过铰缝5将两相邻的空心板梁6横向连接成一个整体，发挥了整体协同作用，使得整体刚度加大。
在步骤（5）中，先在空心板梁6上方进行普通桥面铺装施工，再在铰缝5上方的预定长度范围内进行ECC桥面铺装施工，即进行桥面局部加强。本发明将ECC加强桥面同普通桥面相结合，ECC桥面具有良好的抗裂性能、延性，但价格较高，而普通桥面板价格较低，二者的结合兼顾经济和性能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种新型铰接预制空心板梁桥铰缝接头，包括多块预制的空心板梁，相邻的两块空心板梁之间形成铰缝，所述铰缝中灌注有水泥浆，所述空心板梁和铰缝的上方均浇筑有桥面铺装层，其特征在于：所述空心板梁上部内预埋有上部横向钢筋，所述空心板梁下部内预埋有下部横向钢筋和位于下部横向钢筋上侧的加强钢筋，所述上部横向钢筋的外端伸出空心板梁侧面并向下弯折伸入铰缝中，所述加强钢筋的外端伸出空心板梁侧面并向上弯折伸入铰缝中，所述上部横向钢筋的伸出段与加强钢筋的伸出段在铰缝内相交叉，所述下部横向钢筋的外端向上弯折伸出空心板梁顶面并伸入铰缝上方的桥面铺装层中。
2.根据权利要求1所述的新型铰接预制空心板梁桥铰缝接头，其特征在于：所述空心板梁内还预埋有纵向钢筋，其中上部的纵向钢筋与上部横向钢筋绑扎，下部的纵向钢筋与下部横向钢筋绑扎。
3.根据权利要求1所述的新型铰接预制空心板梁桥铰缝接头，其特征在于：所述上部横向钢筋、下部横向钢筋以及加强钢筋的伸出段末端均向外横向弯折。
4.根据权利要求1所述的新型铰接预制空心板梁桥铰缝接头，其特征在于：所述水泥浆是超高性能自流态无收缩水泥浆。
5.根据权利要求1或4所述的新型铰接预制空心板梁桥铰缝接头，其特征在于：所述空心板梁上方浇筑有普通桥面铺装层，所述铰缝上方浇筑有ECC桥面铺装层。
6.一种新型铰接预制空心板梁桥铰缝接头的施工方法，其特征在于，按以下步骤进行：
（1）在预制空心板梁时，梁上部预埋上部横向钢筋并预留伸出梁侧面的伸出段，梁下部预埋下部横向钢筋并向上弯折后预留伸出梁侧面的伸出段，在下部横向钢筋的上侧预埋加强钢筋并预留伸出梁顶面的伸出段，将上部横向钢筋的伸出段向下弯折并截断，将加强钢筋的伸出段向上弯折并截断，使得上部横向钢筋的伸出段和加强钢筋的伸出段相交叉；
（2）在铰缝、桥面未浇筑混凝土前，对各钢筋的伸出段分别进行套设保护套；
（3）安装空心板梁，调整各钢筋的位置，使其有序，合理到位，相邻的两块空心板梁之间形成铰缝；
（4）去除上部横向钢筋和加强钢筋的伸出段保护套，在铰缝中现场灌注水泥浆；
（5）去除下部横向钢筋的伸出段保护套，在空心板梁和铰缝上方进行桥面铺装施工。
7.根据权利要求6所述的新型铰接预制空心板梁桥铰缝接头的施工方法，其特征在于：步骤（1）中，所述空心板梁内还预埋有纵向钢筋，其中上部的纵向钢筋与上部横向钢筋绑扎，下部的纵向钢筋与下部横向钢筋绑扎。
8.根据权利要求1所述的新型铰接预制空心板梁桥铰缝接头的施工方法，其特征在于：步骤（1）、（2）或（3）中，所述上部横向钢筋、下部横向钢筋以及加强钢筋的伸出段末端均向外横向弯折。
9.根据权利要求6所述的新型铰接预制空心板梁桥铰缝接头的施工方法，其特征在于：步骤（4）中，所述水泥浆是超高性能自流态无收缩水泥浆。
10.根据权利要求6或9所述的新型铰接预制空心板梁桥铰缝接头的施工方法，其特征在于：步骤（5）中，先在空心板梁上方进行普通桥面铺装施工，再在铰缝上方进行ECC桥面铺装施工。
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