CN105088937A - 铰缝有相对凹槽的空心板桥及其建造方法 - Google Patents
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Abstract
为避免空心板桥的铰缝混凝土在新、老混凝土界面上脱粘、开裂，从而降低铰缝的抗剪能力，本发明提供铰缝有相对凹槽的空心板桥及其建造方法。空心板桥铰缝两侧的预制空心板在高度相同位置，有相对的、开口朝铰缝侧的凹槽，空心板拼装并在铰缝内灌注混凝土或砂浆后，铰缝混凝土嵌入两侧相对的凹槽。在竖向穿过凹槽的预留孔内穿入竖筋，可增强铰缝混凝土与相邻空心板的连接。预制时在底部凹槽内伸出环扣筋或带弯钩的水平筋，该筋可钩住相邻空心板凹槽内的竖筋，从而增加铰缝底部的抗裂性，提高铰缝部位抵抗横桥向弯矩的能力，避免铰缝底部开裂。空心板的模板制作简单，也可利用常规的模板，施工方便，铰缝传递剪力和承担横向弯矩的能力得到极大的提高。
Description
技术领域
本发明涉及铰缝有相对凹槽的空心板桥及其建造方法，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。
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。进而铰缝混凝土与空心板腹板侧面脱离，在超载车辆的作用下，铰缝发生剪切破坏。人们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，几乎不能为采取其他可靠的横向连接提供空间。如何提高铰缝的抗剪能力，一直困扰着相关技术人员。
发明内容
本发明为克服现有技术的缺陷，提供铰缝有相对凹槽的空心板桥及其建造方法。所提供的技术方案为：铰缝两侧的预制空心板在高度相同位置，有相对的、开口朝铰缝侧的凹槽。从而提高铰缝混凝土的抗剪能力。凹槽的下表面如图1所示，为向上倾斜的斜面或平面，凹槽的上表面为向下倾斜的斜面或平面。空心板凹槽横断面也可为半圆形。
凹槽沿空心板纵向也可以不连续。
凹槽内有从预制板伸进铰缝混凝土的横向连接筋，有竖筋穿过凹槽上方和下方的竖向预留孔。
更进一步地，横向连接筋为水平的环扣筋或带弯钩的水平筋。
更进一步地，横向连接筋伸过铰缝中心线，钩住相邻空心板凹槽内的竖筋。
从铰缝底部数起的第一道凹槽以空心板的马蹄处的倒角为下斜面，且其内的横向连接筋靠近凹槽下部。从铰缝底部数起的第一道凹槽，也可部分地进入马蹄，且其内的横向连接筋靠近凹槽下部。目的是在满足底板受力要求的同时，尽量使横向连接筋靠近底板下表面，发挥尽量大的抵抗横桥向弯矩的能力。
因横向拉应力主要集中在空心板下部，竖筋的顶部可在空心板高度方向的中部，只满足下部的抗拉即可。
因铰缝宽度的限制，铰缝混凝土尽量采用高强砂浆或活性粉末混凝土，也可为小石子自密实混凝土。
该空心板桥的建造方法包括以下步骤：
(1)空心板侧模的制作：边空心板的直边侧模板为一平板，也可靠近顶部处折向一侧，对应的边空心板带悬臂；其他的侧模板为同一类型，在相同高度位置处安装有水平向的凸条，凸条下表面为向上倾斜的斜面或平面，上表面为向下倾斜的斜面或平面；
(2)预制空心板：绑扎钢筋，安放钢绞线，安装内模，安放横向水平筋，水平筋沿空心板纵向弯折，可进入模板凸条内的预留空间内；安装并调整侧模；临时竖筋穿过侧模凸条上的竖向孔，并用弯筋在模板凹槽内箍住临时竖筋，临时竖筋表面涂抹脱模剂；采用先张法施工，先张拉纵向预应力钢筋，浇筑混凝土，混凝土初凝后多次转动临时竖筋，混凝土强度满足拆模要求后拆去侧模，抽出临时竖向筋，调整水平连接筋，养护后放张纵向预应力钢筋；
(3)吊装空心板:将预制完成的装配式空心板运输到桥梁建设场地，再次调整水平向连接筋，并吊装就位；从一侧向另一侧顺序吊装空心板，直至边空心板；
(4)浇注高强砂浆或活性粉末混凝土，插入竖筋；
(5)制作防撞护栏，浇注铺装层混凝土，施工面层。
本发明所用空心板的侧模制作比常规空心板的简单，施工方便，同时增强了铰缝传递剪力和承担横向弯矩的能力。
本发明的有益效果为：增强了铰缝传递剪力，同时也提高了承担横向弯矩的能力，确保空心板桥铰缝不开裂，且铰缝的抗剪能力对铰缝混凝土与预制空心板混凝土的结合强弱不敏感；空心板侧面的凹槽结构，简化了传统空心板工艺，模板制作简单，空心板施工方便；桥面铺装和面层铺筑不需要改变；本发明适合常规的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铰缝有相对凹槽的空心板桥的横断面示意图；
图2边板横断面示意图；
图3中板横断面示意图；
图4凹槽呈半圆形的空心板侧腹板部位横断面示意图；
图5常规空心板带凹槽后的横断面示意图；
图6凹槽内带竖向弯钩水平筋的空心板侧腹板部位横断面示意图；
图7凹槽内带环扣筋的空心板侧腹板部位横断面示意图；
图8有竖向筋预留槽的空心板侧腹板部位横断面示意图；
图9带水平连接筋及竖筋的空心板桥铰缝部位断面示意图。
图中标注：1.边板,2.中板,3.铰缝,4.凹槽,5.半圆形凹槽,6.弯钩筋,7.环扣筋，8.竖向预留孔，9.竖筋，10.水平连接筋，11.铰缝混凝土。
具体实施方式
本发明的第一个实施例对应如图1所示的空心板桥，采用图2所示的边板（1）和图3所示的中板（2）拼装而成。
具体实施时，可以采用以下建造方法:
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，并根据相邻板间抗剪设计要求计算确定凹槽（4）的最小尺寸和数量；
2空心板侧模的制作：边板（1）的直边侧模板为一平板，也可靠近顶部处折向一侧，对应的边板（1）带悬臂；其他的侧模板为同一类型，在相同高度位置处安装有水平向的凸条，如图1所示，凸条下表面为向上倾斜的斜面或平面，上表面为向下倾斜的斜面或平面；
3预制空心板：在预制厂预制空心板，如图1所示空心板桥共需要预制两块边板（1）、四块中板（2）。边板（1）的一侧腹板和中板（2）的两侧腹板有开口向外的凹槽（4），它们相应地处于相同高度。绑扎钢筋，安放钢绞线，安装内模，安装并调整侧模，采用先张法施工，先张拉纵向预应力钢筋，浇筑混凝土，混凝土强度满足拆模要求后拆去侧模，养护后放张纵向预应力钢筋；
4吊装空心板:将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；从一侧向另一侧顺序吊装空心板，直至边空心板；
5铰缝（3）内浇注高强砂浆或活性粉末混凝土，形成铰缝混凝土（11）；
6制作防撞护栏，浇注铺装层混凝土，施工面层。
本发明的第二个实施例改进第一个实施例，对应的空心板桥铰缝内安装有如图6或图7所示的水平连接筋，弯钩筋（6）从预制板的凹槽（4）内伸入铰缝混凝土（11）。对应地，在建造方法步骤2中，模板凸条内留有水平向的、弯钩筋（6）预制期间的进入空间；在建造方法步骤3中，安装侧模前，绑扎或焊接弯钩筋（6），并将弯钩筋（6）沿空心板纵向弯折，进入模板凸条内的预留空间内。在建造方法步骤4中，吊装空心板前，再次调整水平向连接筋。弯钩筋（6）可增强铰缝的抗剪能力，并提高铰缝底部的抗拉能力。
本发明的第三个实施例改进第二个实施例，形成的空心板桥在铰缝内有穿过凹槽的竖筋（9），且水平连接筋的弯钩或环扣为水平的。在建造过程中，模板凸条相应位置有临时竖筋穿过的竖向孔。在建造步骤3中，安装侧模后，临时竖筋穿过侧模凸条上的竖向孔，并用弯筋在模板凹槽内箍住临时竖筋，临时竖筋表面涂抹脱模剂。预制的空心板如图8所示。在建造步骤5中，浇筑铰缝混凝土（11）后，插入竖筋（9）。竖筋（9）的加入，可以提高铰缝抵抗横桥向负弯矩的能力。
本发明的第四个实施例改进第三个实施例，采用如图4所示的凹槽，凹槽在桥梁的横断面图中为半圆形。
本发明的第五个实施例改进第三个实施例，空心板模板仍采用常规的模板，只是在侧模板内侧安装了凸条，预制的空心板如图5所示。
Claims (10)
1.铰缝有相对凹槽的空心板桥，应用于桥梁工程领域，其特征在于：铰缝两侧的预制空心板在高度相同位置，有相对的、开口朝铰缝侧的凹槽。
2.如权利要求1所述的铰缝有相对凹槽的空心板桥，其特征在于：凹槽内有从预制板伸进铰缝混凝土的横向连接筋。
3.如权利要求1所述的铰缝有相对凹槽的空心板桥，其特征在于：有竖筋穿过凹槽上方和下方的竖向预留孔。
4.如权利要求2所述的铰缝有相对凹槽的空心板桥，其特征在于：横向连接筋为水平的环扣筋或带弯钩的水平筋。
5.如权利要求3和权利要求4所述的铰缝有相对凹槽的空心板桥，其特征在于：横向连接筋伸过铰缝中心线，钩住相邻空心板凹槽内的竖筋。
6.如权利要求1所述的铰缝有相对凹槽的空心板桥，其特征在于：从铰缝底部数起的第一道凹槽以空心板的马蹄处的倒角为下斜面，且其内的横向连接筋靠近凹槽下部。
7.如权利要求1所述的铰缝有相对凹槽的空心板桥，其特征在于：从铰缝底部数起的第一道凹槽，部分地进入马蹄，且其内的横向连接筋靠近凹槽下部。
8.如权利要求1所述的铰缝有相对凹槽的空心板桥，其特征在于：竖筋的顶部在空心板高度方向的中部。
9.如权利要求1所述的铰缝有相对凹槽的空心板桥，其特征在于：铰缝混凝土为高强砂浆或活性粉末混凝土。
10.如权利要求1所述的铰缝有相对凹槽的空心板桥，其特征在于：
建造方法包括以下步骤：
(1)空心板侧模的制作：边空心板的直边侧模板为一平板，也可靠近顶部处折向一侧，对应的边空心板带悬臂；其他的侧模板为同一类型，在相同高度位置处安装有水平向的凸条，凸条下表面为向上倾斜的斜面或平面，上表面为向下倾斜的斜面或平面；
(2)预制空心板：绑扎钢筋，安放钢绞线，安装内模，安放横向水平筋，水平筋沿空心板纵向弯折，可进入模板凸条内的预留空间内；安装并调整侧模；临时竖筋穿过侧模凸条上的竖向孔，并用弯筋在模板凹槽内箍住临时竖筋，临时竖筋表面涂抹脱模剂；采用先张法施工，先张拉纵向预应力钢筋，浇筑混凝土，混凝土初凝后多次转动临时竖筋，混凝土强度满足拆模要求后拆去侧模，抽出临时竖向筋，调整水平连接筋，养护后放张纵向预应力钢筋；
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Wei Jiandong Inventor after: Zhao Yicheng Inventor after: Hou Shijie Inventor after: Gong Yading Inventor after: Zhang Angang Inventor after: Gao Minfu Inventor after: Li Yanke Inventor after: Shi Guangfeng Inventor after: Zhang Yabin Inventor after: Jin Junbao Inventor after: Ren Zhihao Inventor after: Wang Xiaoyang Inventor after: Liu Dexin Inventor before: Wei Jiandong Inventor before: Liu Zhongyu Inventor before: Wang Li |
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| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170412 Termination date: 20210508 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |