CN105088931B - 有抗拉连接件的空心板桥及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
为避免空心板桥的铰缝在横桥向弯矩作用下开裂，本发明提供有抗拉连接件的空心板桥及其施工方法，属于桥梁工程领域。空心板底部的马蹄内安装无底的连接槽和六角形连接头，相邻空心板的相应接连接件连接后，连接件即可横桥向固定各空心板并传递横桥向拉力，增强了成桥后铰缝抵抗横桥向弯矩的能力。一个空心板可只安装其中一种类型的连接件，也可全桥只安装连接槽，拼装后再用螺栓连接相应的两个连接槽，便于预制的标准化。在不改变常规所用模板的基础上，利用底板横向钢筋或箍筋的水平段抗拉，充分利用了空心板底板钢筋的潜力，增加很少的工作量，所需配件消耗材料不多，能保证在横向弯拉应力作用下不开裂，解决了一直困扰空心板桥的铰缝问题。
Description
技术领域
本发明涉及有抗拉连接件的空心板桥及其施工方法，属于桥梁工程领域。
背景技术
预制装配式空心板桥因其构造简单、受力明确、施工方便，是中小跨径桥梁的首选桥型之一。目前，该桥型已成为高速公路、干线公路上使用最多的桥型，也是里程数最长的桥型。
虽然该种桥型具有优良的使用性能，但由于我国桥梁设计规范对铰缝混凝土强度验算的缺失、施工上对铰缝混凝土的浇筑重视不够、超载车辆的荷载作用等方面因素的综合影响，易出现沿铰缝的纵向裂缝，这已被国内各地的桥梁病害调查所证实。雨水的渗入会加剧裂缝对梁体的整体性和刚度的影响。在超载车辆的反复作用下，铰缝极易失效，进而出现“单板受力”现象。国内仅在2011年就有5座空心板桥出现垮塌事故。
通过研究和思考，人们逐渐认识到，空心板铰缝的受力主要包括板间剪力和横向弯矩，开裂一般是铰缝底部在横向弯矩的作用下先行开裂。增加铰缝底部的横向抗拉能力几乎是所有空心板桥加固或新桥设计需要解决的问题，人们逐渐开始从结构上保证横向连接的可靠性，设计上常通过增加横隔板和施加横向预应力来增加桥梁的横向整体性。
增加横隔板给施工带来诸多不便，施加横向预应力除增加施工作业量外，也影响桥梁的观瞻和桥下净空。狭小的接缝底部，几乎不能为采取可靠的横向连接提供空间。
发明内容
本发明为克服现有技术的缺陷，提供有抗拉连接件的空心板桥及其施工方法。所提供的技术方案为：在预制空心板时，在底部两侧的马蹄内安装无底的连接槽和六角形连接头作为连接件，在工地拼装时，连接相邻空心板的相应连接件，连接件即可横桥向固定各空心板并传递横桥向拉力，增强了成桥后铰缝抵抗横桥向弯矩的能力。连接件内端焊接连接套筒，通过连接套筒固定在空心板底板横桥向钢筋上，横桥向钢筋的两端有可与连接件套筒连接的外螺纹。
该空心板桥的施工方法对常规方法进行了适当修改，主要步骤包括：
步骤一 帮扎空心板钢筋前，在底板横向钢筋两端制作150mm长的外螺纹，连接槽与连接套筒焊接组成连接槽组件，连接头与另一连接套筒焊接组成连接头组件；
步骤二 横向钢筋两端分别拧上连接槽组件和连接头组件，连接槽组件位于空心板的一侧，连接头组件位于空心板的另一侧，调整长度，使连接槽外侧和连接头外侧分别达到所在位置设计的马蹄侧面，连接槽内放入装砂的塑料袋，与连接头相连的连接套筒外套一橡胶套；
步骤三 绑扎所有钢筋，安装模板，张拉预应力钢绞线后，浇注混凝土；
步骤四 混凝土强度达到拆模要求后，拆模，清除连接槽内的砂子，连接头旋出40mm；
步骤五 混凝土强度达到放张要求后，切断所有的钢绞线，完成空心板的预制；
步骤六 工地安装空心板时，先吊装有连接槽的边板，次边板有连接头一侧紧靠边板安装，给连接头加装弹性垫片，连接头通过卡口进入相应连接槽；
步骤七 依次吊装相邻的下一空心板，其连接头加装弹性垫片，连接头进入已安装空心板的连接槽内；
步骤八 操作工人在空心板桥下，从无底连接槽底部旋紧各六角形连接头；
步骤九 用微膨胀的小石子自密实混凝土或砂浆浇筑连接槽和铰缝；
步骤十 浇筑桥面铺装层混凝土，安装防撞护栏，铺筑沥青面层。
为避免连接件在运输过程中损坏，浇筑预制空心板混凝土前，所安装的连接件为与临时连接件，拆除模板后立即旋出，工地吊装前再安装所需连接件。
同一空心板可只安装连接槽组件或连接头组件，拼装带连接头组件的空心板桥前，先吊装其两侧带连接槽组件的空心板。
为避免桥梁在使用过程中连接槽内的混凝土脱落，连接槽的四个组成面中，与连接套筒和卡口相邻的两个侧面倾斜，连接槽下口小，上口大。
为确保连接槽与其连接套筒接头的强度，接头周围可加焊不少于两个三角形加劲板。
也可全部空心板只采用连接槽组件，空心板吊装后，用螺栓连接相应的两个连接槽。
为简化施工，空心板连接件间的横桥向钢筋只在一端有连接螺纹，连接螺纹端与连接头组件相连，另一端直接与连接槽焊接。
本发明的有益效果是：在不改变常规空心板所用模板的基础上，利用底板横向钢筋或箍筋的水平段抗拉，充分利用了空心板原有横向钢筋的潜力，增加很少的工作量，所需配件消耗材料不多，能保证铰缝在横向弯拉应力作用下不开裂，解决了一直困扰空心板桥的问题，增加了连接的耐久性，可减少空心板桥的维修。
附图说明
图1 空心板连接槽侧的示意图；
图2 空心板连接头侧的示意图；
图3 连接槽组件示意图；
图4 连接头组件示意图；
图5 过连接件中心的桥梁横断面示意图；
图6 连接后的连接件局部放大示意图；
图7 连接槽及与其焊接的横桥向钢筋示意图。
图中标注：1. 顶板,2. 腹板,3. 底板,4. 马蹄,5. 连接槽,6. 外上倒角,7. 空腔,8. 内下倒角，9. 内上倒角，10. 六角形连接头，11. 连接套筒,12. 卡口,13. 横桥向钢筋，14. 铰缝混凝土，15. 铺装层,16. 沥青面层，17. 栓头槽，19.弹性垫片，21锚固筋。
具体实施方式
本发明的第一个实施例是采用如图1和图2所示的空心板拼装空心板桥。预制的空心板下部马蹄4内有如图3所示的连接槽组件，包括连接槽5及与其焊接在一起的连接套筒11，和图4所示的连接头组件，包括六角形连接头10和与其焊接在一起的连接套筒11。连接槽5的四个组成面中，与连接套筒11和卡口12相邻的两个侧面倾斜，连接槽下口小，上口大。连接槽5与其连接套筒11接头周围，加焊两个三角形加劲板。该空心板桥的施工方法对常规方法进行了适当修改，主要步骤包括：
步骤一 帮扎空心板钢筋前，在底板3的横桥向钢筋13两端制作150mm长的外螺纹，连接槽5与连接套筒11焊接组成连接槽组件，六角形连接头10与另一连接套筒11焊接组成连接头组件；
步骤二 横桥向钢筋13两端分别拧上连接槽组件和连接头组件，连接槽组件位于空心板的一侧，连接头组件位于空心板的另一侧，调整长度，使连接槽5外侧和六角形连接头6外侧分别达到所在位置设计的马蹄4侧面，连接槽5内放入装砂的塑料袋，与连接头相连的连接套筒11外套一橡胶套；
步骤三 绑扎所有钢筋，安装模板，张拉预应力钢绞线后，浇注混凝土；
步骤四 混凝土强度达到拆模要求后，拆模，清除连接槽内的砂子，连接头旋出40mm；
步骤五 混凝土强度达到放张要求后，切断所有的钢绞线，完成空心板的预制；
步骤六 工地安装空心板时，先吊装有连接槽5的边板，次边板有连接头一侧紧靠边板安装，给连接头加装弹性垫片，连接头通过卡口12进入相应连接槽；
步骤七 依次吊装相邻的下一空心板，其连接头加装弹性垫片19，连接头进入已安装空心板的连接槽内；
步骤八 操作工人在空心板桥下，从无底连接槽底部旋紧各六角形连接头；
步骤九 用微膨胀的小石子自密实混凝土或砂浆浇筑连接槽和铰缝；
步骤十 浇筑桥面铺装层15混凝土，安装防撞护栏，铺筑沥青面层16。
本发明的第二个实施例改进第一个实施例，浇注预制空心板混凝土前，所有连接件位置安装临时连接件，拆除模板后立即旋出，工地吊装前再安装连接组件。
本发明的第三个实施例改进第一个实施例，同一空心板只安装连接槽组件或连接头组件，拼装带连接头组件的空心板桥前，先吊装其两侧带连接槽组件的空心板。
本发明的第四个实施例改进第一个实施例，全部空心板只采用连接槽组件，空心板吊装后，用螺栓连接相应的两个连接槽。
本发明的第五个实施例改进第一个实施例，空心板连接件间的横桥向钢筋只在一端有连接螺纹，连接螺纹端与连接头组件相连，另一端直接与连接槽焊接。
Claims (8)
1.一种有抗拉连接件的空心板桥，属于桥梁工程领域，其特征在于：预制空心板一侧底部的马蹄内安装有无底的连接槽，另一侧底部的马蹄内相应位置安装有六角形连接头，在工地拼装时，连接相邻空心板对应的无底的连接槽和六角形连接头，这两种连接件即可横桥向固定各空心板并传递横桥向拉力，增强了成桥后铰缝抵抗横桥向弯矩的能力。
2.如权利要求1所述的有抗拉连接件的空心板桥，其特征在于：连接件内端焊接有连接套筒，通过连接套筒固定在空心板底板横桥向钢筋上，横桥向钢筋的两端有可与连接套筒连接的外螺纹。
3.如权利要求1所述的有抗拉连接件的空心板桥的施工方法，其主要施工方法包括以下步骤：
步骤一 绑扎空心板钢筋前，在底板横向钢筋两端制作150mm长的外螺纹，连接槽与连接套筒焊接组成连接槽组件，连接头与另一连接套筒焊接组成连接头组件；
步骤二 横向钢筋两端分别拧上连接槽组件和连接头组件，连接槽组件位于空心板的一侧，连接头组件位于空心板的另一侧，调整长度，使连接槽外侧和连接头外侧分别达到所在位置设计的马蹄侧面，连接槽内放入装砂的塑料袋，与连接头相连的连接套筒外套一橡胶套；
步骤三 绑扎所有钢筋，安装模板，张拉预应力钢绞线后，浇注混凝土；
步骤四 混凝土强度达到拆模要求后，拆模，清除连接槽内的砂子，连接头旋出40mm；
步骤五 混凝土强度达到放张要求后，切断所有的钢绞线，完成空心板的预制；
步骤六 工地安装空心板时，先吊装有连接槽的边板，次边板有连接头一侧紧靠边板安装，给连接头加装弹性垫片，连接头通过卡口进入相应连接槽；
步骤七 依次吊装相邻的下一空心板，其连接头加装弹性垫片，连接头进入已安装空心板的连接槽内；
步骤八 操作工人在空心板桥下，从无底连接槽底部旋紧各六角形连接头；
步骤九 用微膨胀的小石子自密实混凝土或砂浆浇筑连接槽和铰缝；
步骤十 浇筑桥面铺装层混凝土，安装防撞护栏，铺筑沥青面层。
4.如权利要求3所述的施工方法，其特征在于：浇筑预制空心板混凝土前，所安装的连接件为临时连接件，拆除模板后立即旋出，工地吊装前再安装所需连接件。
5.如权利要求2所述的有抗拉连接件的空心板桥，其特征在于：连接槽的四个组成面中，与连接套筒和卡口相邻的两个侧面倾斜，连接槽下口小，上口大。
6.如权利要求2所述的有抗拉连接件的空心板桥，其特征在于：连接槽与其连接套筒接头周围，加焊不少于两个三角形加劲板。
7.如权利要求1所述的有抗拉连接件的空心板桥，其特征在于：空心板连接件间的横桥向钢筋只在一端有连接螺纹，连接螺纹端与连接头组件相连，另一端直接与连接槽焊接。
8.如权利要求3所述的施工方法，其特征在于：连接槽由切割厚度不小于4mm的无缝矩形钢管制成。
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