CN104612050B - 一种简支梁桥桥面连续新构造及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种简支梁桥桥面连续新构造，包括若干简支梁桥的主梁及设于主梁上的桥面板，相邻主梁上的桥面板之间设置连接有超高性能混凝土连接板，相邻主梁的端面上分别埋设有位于同一高度上的钢制圆弧状支撑件，所述钢制圆弧状支撑件之间安设有钢管超高性能混凝土节段，该节段的两端分别与对应侧主梁的端面相接而不产生挤压，本发明还涉及两种应用于新建简支桥梁和既有简支桥梁下的施工方法。本发明通过利用超高性能混凝土连接板来实现相邻主梁梁体变形在桥面连续构造处产生的纵桥向拉伸变形和提高其防腐蚀性能；并通过利用超高性能混凝土连接板和钢管超高性能混凝土节段的抗压性能来实现相邻主梁梁体变形在桥面连续构造处产生的纵桥向压缩变形。

Description

一种简支梁桥桥面连续新构造及施工方法

技术领域

本发明涉及一种简支梁桥桥面连续新构造及施工方法，属于桥梁领域。

背景技术

桥梁伸缩缝所带来的跳车和因伸缩缝损坏而带来的次生不利影响（如结构的附加内力、漏水对结构的腐蚀等）是目前国内外桥梁在实际营运中经常会遇到的棘手问题。由于伸缩装置造成的跳车不仅对桥梁造成很大的冲击作用，而且还会降低司机和乘客的行车舒适度。此外，随着交通流量的日益增加，对伸缩缝装置的维护与更换往往会造成严重的交通中断，进而产生巨大的经济损失。由此可见，解决桥梁伸缩缝带来的一系列问题已是势在必行。目前对于伸缩缝解决问题，通常有以下两种思路：一是改良伸缩装置。目前伸缩装置类型很多，其使用寿命一般在5年以内，但改良伸缩装置，并没有彻底消除伸缩装置的维护和更换问题，所以改良伸缩装置治标不治本。二是从根本上来解决伸缩装置的问题，通过减少桥面伸缩装置或取消桥梁伸缩装置。早期的多跨简支梁桥，在每个墩上都设置伸缩装置。为了提高行车平稳性和舒适性，减少噪声，桥面连续简支桥梁应运而生。桥面连续简支梁桥是一种通过采用连接板与主梁结合在一起变成一个桥面连续的整体结构，同时又保证其主梁简支的结构。同一般带伸缩缝桥梁相比，桥面连续简支梁桥既具有简支梁桥的力学特性，构造简单，施工方便；又没有伸缩装置，节省伸缩装置建设、养护和维修费用，改善行车平稳性，减低行车对桥梁的冲击荷载。由于取消了相邻主梁之间的伸缩装置，梁体由于温度变形、混凝土收缩徐变等产生的伸缩量依靠桥面连续构造予以吸收。

桥面连续简支梁桥中的桥面连续构造是结构的薄弱环节。就结构本身而言，由于主梁为简支梁，桥面连续构造位于主梁的梁端，是主梁变形（包括转动和梁体伸缩）最大的部位。主梁的变形会在约束变形的桥面连续构造中产生较大且复杂的拉、压、弯等内力。特别是在温降荷载，混凝土收缩徐变等作用下，相邻主梁梁体变形在桥面连续构造处产生的纵桥向拉伸变形，极易使其出现开裂等病害；而在温升荷载等作用下，相邻主梁梁体变形在桥面连续构造处产生的纵桥向压缩变形，极易造成桥面连续构造起鼓破坏。随时间的增长，这些病害加剧，将导致混凝土压碎、桥面出现坑洞等病害，影响其使用寿命，危及行车安全。

发明内容

为了解决现有的技术不足，本发明提供一种简支梁桥桥面连续新构造及施工方法,通过利用超高性能混凝土连接板的抗拉性能和韧性来实现在温降荷载，混凝土收缩徐变等作用下，相邻主梁梁体变形在桥面连续构造处产生的纵桥向拉伸变形；通过超高性能混凝土连接板的低空隙率特性来提高其防腐蚀性能，延长使用寿命。并通过利用超高性能混凝土连接板和钢管超高性能混凝节段的抗压性能来实现在温升荷载等作用下，相邻主梁梁体变形在桥面连续构造处产生的纵桥向压缩变形。

本发明的技术方案在于：

一种简支梁桥桥面连续新构造，包括若干简支梁桥的主梁及设于主梁上的桥面板，其特征在于：相邻主梁上的桥面板之间设置连接有超高性能混凝土连接板，相邻主梁的端面上分别埋设有位于同一高度上的多个钢制圆弧状支撑件，所述钢制圆弧状支撑件之间安设有钢管超高性能混凝土节段，该节段的两端在施工完成时分别与两侧主梁的端面相接而不产生挤压。

其中，所述钢管超高性能混凝土节段包括钢管和填充到钢管内的超高性能混凝土核心。

所述超高性能混凝土连接板与主梁之间设置无粘结层。

所述钢制圆弧状支撑件沿主梁端面横桥向设置多根，且圆弧开口朝向上方；所述钢制圆弧状支撑件伸出主梁端面长度不超过相邻主梁端面之间的距离的一半。

所述简支梁桥的主梁为空心板或箱梁时，钢制圆弧状支撑件预埋于梁横截面上腹板与底板的结合区域。

所述简支梁桥的主梁为T梁时，钢制圆弧状支撑件预埋于梁横截面上梁肋靠近底部区域。

所述简支梁桥的主梁为实心板梁时，钢制圆弧状支撑件预埋于梁横截面靠近底部区域。

所述钢管超高性能混凝土节段放置于相邻主梁对应的两根钢制圆弧状支承件的圆弧开口内，所述钢管超高性能混凝土节段的外径为应小于所述钢制圆弧状支撑件的弦长。

本发明的另一技术方案在于：

一种新建简支桥梁下的简支梁桥桥面连续新构造的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）在预制或现浇主梁端面底部水平预埋钢制圆弧形支承件，沿主梁端面横桥向设置多根，圆弧开口朝向上方，所述钢制圆弧状支撑件预埋长度应满足抗拔出要求，所述钢制圆弧状支撑件伸出主梁端面长度不超过相邻主梁端面之间的距离的一半；

（2）将带钢制圆弧形支承件的主梁放置于桥墩的支座上；

（3）以两侧主梁端面相接而不产生挤压为原则，预制钢管超高性能混凝土节段，将钢管超高性能混凝土节段放置于相邻主梁对应的两根钢制圆弧状支承件的圆弧开口内，钢管超高性能混凝土节段的外径为应小于钢制圆弧状支撑件弦长；

（4）在主梁顶面布置无粘结层；

（5）搭建模板，绑扎超高性能混凝土连接板的钢筋，并将桥面板预留的钢筋与超高性能混凝土连接板的钢筋焊接成一体，然后浇筑桥面连续板的超高性能混凝土，使得超高性能混凝土连接板与相邻主梁的桥面板形成一个整体。

本发明的还有一技术方案在于：

一种既有简支桥梁下的简支梁桥桥面连续新构造的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）去除既有简支梁桥桥墩处主梁之间的伸缩装置，凿除距离主梁端面范围内一定长度的桥面板，保留一定长度的既有桥面板纵筋；

（2）在主梁端面底部水平插入钢制圆弧形支承件，沿主梁端面横桥向设置多根，圆弧开口朝向上方，所述钢制圆弧状支撑件预埋长度应满足抗拔出要求，所述钢制圆弧状支撑件伸出主梁端面长度不超过相邻主梁端面之间的距离的一半；

（3）以两侧主梁端面相接而不产生挤压为原则，预制钢管超高性能混凝土节段，将钢管超高性能混凝土节段放置于相邻主梁对应的两根钢制圆弧状支承件的圆弧开口内，钢管超高性能混凝土节段的外径为应小于钢制圆弧状支撑件弦长；

（4）在主梁顶面布置无粘结层；

（5）搭建模板，绑扎超高性能混凝土连接板的钢筋，并将桥面板预留的钢筋与超高性能混凝土连接板的钢筋焊接成一体，然后浇筑桥面连续板的超高性能混凝土，使得超高性能混凝土连接板与相邻主梁的桥面板形成一个整体。

本发明的优点在于：本发明通过利用超高性能混凝土连接板的来实现相邻主梁梁体变形在桥面连续构造处产生的纵桥向拉伸变形和提高其防腐蚀性能；并通过利用超高性能混凝土连接板和钢管超高性能混凝节段的抗压性能来实现相邻主梁梁体变形在桥面连续构造处产生的纵桥向压缩变形。

附图说明

图1采用超高性能混凝土的简支梁桥桥面连续新构造平面图，

图2采用超高性能混凝土的简支梁桥桥面连续新构造A-A剖面图，

图3采用超高性能混凝土的简支空心板桥桥面连续新构造B-B剖面图，

图4采用超高性能混凝土的简支T梁桥桥面连续新构造B-B剖面图，

图5钢管超高性能混凝土节段与钢制水平圆弧状支撑件布置示意图，

图6~12是示例施工阶段示意图。

图中：图中1-超高性能混凝土连接板、2-桥面板、3-主梁、4-无粘结层、5-钢制圆弧形支承件、6-钢管超高性能混凝土节段、7-钢管、8-超高性能混凝土核心、9-支座、10-桥墩、m-超高性能混凝土连接板长度、n-相邻主梁端面间距、l-无粘结层长度、p-钢制圆弧形支承件弦长、q-钢管超高性能混凝土节段外径、s-插入主梁的钢制圆弧形支承件长度、t-伸出主梁的钢制圆弧形支承件长度。

具体实施方式

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。

本发明所涉及的构造具体实施如下：

超高性能混凝土连接板1设置于简支梁桥的相邻主梁的桥面板2之间，与相邻主梁的桥面板2结合在一起变成一个桥面连续的整体结构。所述超高性能混凝土连接板长度m等于相邻主梁的桥面板之间的距离。相邻主梁端面之间的距离为n。所述超高性能混凝土连接板1与主梁3之间设置无粘结层4。所述无粘结层的长度为l。所述钢制圆弧状支撑件5水平埋置于每片主梁3端面，沿主梁端面横桥向设置多根，圆弧开口朝向上方。所述钢制圆弧状支撑件5预埋长度s，应满足抗拔出要求。所述钢制圆弧状支撑件5伸出主梁端面长度t不超过相邻主梁端面之间的距离n的一半，如图2。对于空心板或箱梁，钢制圆弧状支撑件5埋置于梁横截面上腹板与底板的结合区域，如图3。对于T梁，钢制圆弧状支撑件5埋置于梁横截面上梁肋靠近底部区域，如图4，对于实心板梁，钢制圆弧状支撑件预埋于梁横截面靠近底部区域。所述钢管超高性能混凝土节段6包括钢管7和超高性能混凝土核心8，预先制作完成。所述钢管超高性能混凝土节段6放置于相邻主梁3对应的两根钢制圆弧状支承件5的圆弧开口内。所述钢管超高性能混凝土节段6的外径为q应小于所述钢制圆弧状支撑件5弦长p，如图5。所述钢管超高性能混凝土节段的长度应略小于简支梁桥相邻主梁之间的距离n，保证全桥施工完成后钢管超高性能混凝土节段6与两侧主梁3端面相接而不产生挤压。

本发明在上述采用超高性能混凝土的简支梁桥桥面连续新构造下涉及有施工方法，可适用于箱梁、空心板、T梁、实心板等不同主梁形式。下面以空心板为例，说明其施工方法，按以下步骤进行：

对于新建简支桥梁：

（1）在预制或现浇主梁3端面上腹板与底板的结合区域水平预埋钢制圆弧形支承件5，沿主梁端面横桥向设置多根，圆弧开口朝向上方。所述钢制圆弧状支撑件5预埋长度s，应满足抗拔出要求。所述钢制圆弧状支撑件5伸出主梁端面长度t不超过相邻主梁端面之间的距离n的一半，如图6；

（2）通过传统施工方法将带钢制圆弧形支承件5的主梁3放置于桥墩10的支座9上，如图7；

（3）以与两侧主梁3端面相接而不产生挤压为原则，预制钢管超高性能混凝土节段6。将钢管超高性能混凝土节段6放置于相邻主梁3对应的两根钢制圆弧状支承件5的圆弧开口内，如图8。钢管超高性能混凝土节段6的外径为q应小于钢制圆弧状支撑件5的弦长p；

（4）在主梁3顶面布置长度为l的无粘结层4，如图9；

（5）搭建模板，绑扎超高性能混凝土连接板1的钢筋，并将桥面板2预留的钢筋与超高性能混凝土连接板1的钢筋焊接成一体，然后浇筑桥面连续板的超高性能混凝土，使得超高性能混凝土连接板1与相邻主梁3的桥面板2形成一个整体，如图10。

对于既有简支桥梁：

（1）去除既有简支梁桥桥墩处主梁之间的伸缩装置，凿除距离主梁端面l范围内的桥面板，保留一定长度的既有桥面板纵筋，如图11；

（2）在主梁3端面上腹板与底板的结合区域水平插入钢制圆弧形支承件5，沿主梁端面横桥向设置多根，圆弧开口朝向上方。所述钢制圆弧状支撑件5预埋长度s，应满足抗拔出要求。所述钢制圆弧状支撑件5伸出主梁端面长度t不超过相邻主梁端面之间的距离n的一半，如图12；

（3）以与两侧主梁3端面相接而不产生挤压为原则，预制钢管超高性能混凝土节段6。将钢管超高性能混凝土节段6放置于相邻主梁3对应的两根钢制圆弧状支承件5的圆弧开口内，如图8。钢管超高性能混凝土节段6的外径为q应小于钢制圆弧状支撑件5的弦长p；

（4）在主梁3顶面布置长度为l的无粘结层4，如图9；

（5）搭建模板，绑扎超高性能混凝土连接板1的钢筋，并将桥面板2预留的钢筋与超高性能混凝土连接板1的钢筋焊接成一体，然后浇筑桥面连续板的超高性能混凝土，使得超高性能混凝土连接板1与相邻主梁3的桥面板2形成一个整体，如图10。

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)

1.一种简支梁桥桥面连续新构造，包括若干简支梁桥的主梁及设于主梁上的桥面板，其特征在于：相邻主梁上的桥面板之间设置连接有超高性能混凝土连接板，相邻主梁的端面上分别埋设有位于同一高度上的多个钢制圆弧状支撑件，所述钢制圆弧状支撑件之间安设有钢管超高性能混凝土节段，该节段的两端在施工完成时分别与对应侧主梁的端面相接而不产生挤压。

2.根据权利要求1所述的一种简支梁桥桥面连续新构造，其特征在于：所述钢管超高性能混凝土节段包括钢管和填充到钢管内的超高性能混凝土核心。

3.根据权利要求1所述的一种简支梁桥桥面连续新构造，其特征在于：所述超高性能混凝土连接板与主梁之间设置无粘结层。

4.根据权利要求1所述的一种简支梁桥桥面连续新构造，其特征在于：所述钢制圆弧状支撑件沿主梁端面横桥向设置多根，且圆弧开口朝向上方；所述钢制圆弧状支撑件伸出主梁端面长度不超过相邻主梁端面之间的距离的一半。

5.根据权利要求1所述的一种简支梁桥桥面连续新构造，其特征在于：所述简支梁桥的主梁为空心板或箱梁时，钢制圆弧状支撑件预埋于梁横截面上腹板与底板的结合区域。

6.根据权利要求1所述的一种简支梁桥桥面连续新构造，其特征在于：所述简支梁桥的主梁为T梁时，钢制圆弧状支撑件预埋于梁横截面上梁肋靠近底部区域。

7.根据权利要求1所述的一种简支梁桥桥面连续新构造，其特征在于：所述简支梁桥的主梁为实心板梁，钢制圆弧状支撑件预埋于梁横截面靠近底部区域。

8.根据权利要求1所述的一种简支梁桥桥面连续新构造，其特征在于：所述钢管超高性能混凝土节段放置于相邻主梁对应的两根钢制圆弧状支承件的圆弧开口内，所述钢管超高性能混凝土节段的外径为应小于所述钢制圆弧状支撑件的弦长。

9.一种新建简支桥梁下的简支梁桥桥面连续新构造的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）在预制或现浇主梁端面底部水平预埋钢制圆弧形支承件，沿主梁端面横桥向设置多根，圆弧开口朝向上方，所述钢制圆弧状支撑件预埋长度应满足抗拔出要求，所述钢制圆弧状支撑件伸出主梁端面长度不超过相邻主梁端面之间的距离的一半；

（2）将带钢制圆弧形支承件的主梁放置于桥墩的支座上；

（3）以两侧主梁端面相接而不产生挤压为原则，预制钢管超高性能混凝土节段，将钢管超高性能混凝土节段放置于相邻主梁对应的两根钢制圆弧状支承件的圆弧开口内，钢管超高性能混凝土节段的外径为应小于钢制圆弧状支撑件弦长；

（4）在主梁顶面布置无粘结层；

（5）搭建模板，绑扎超高性能混凝土连接板的钢筋，并将桥面板预留的钢筋与超高性能混凝土连接板的钢筋焊接成一体，然后浇筑桥面连续板的超高性能混凝土，使得超高性能混凝土连接板与相邻主梁的桥面板形成一个整体。

10.一种既有简支桥梁下的简支梁桥桥面连续新构造的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）去除既有简支梁桥桥墩处主梁之间的伸缩装置，凿除桥面板，保留既有桥面板纵筋；

（2）在主梁端面底部水平插入钢制圆弧形支承件，沿主梁端面横桥向设置多根，圆弧开口朝向上方，所述钢制圆弧状支撑件预埋长度应满足抗拔出要求，所述钢制圆弧状支撑件伸出主梁端面长度不超过相邻主梁端面之间的距离的一半；

（3）以两侧主梁端面相接而不产生挤压为原则，预制钢管超高性能混凝土节段，将钢管超高性能混凝土节段放置于相邻主梁对应的两根钢制圆弧状支承件的圆弧开口内，钢管超高性能混凝土节段的外径为应小于钢制圆弧状支撑件弦长；

（4）在主梁顶面布置无粘结层；

（5）搭建模板，绑扎超高性能混凝土连接板的钢筋，并将桥面板预留的钢筋与超高性能混凝土连接板的钢筋焊接成一体，然后浇筑桥面连续板的超高性能混凝土，使得超高性能混凝土连接板与相邻主梁的桥面板形成一个整体。