CN106049258B - 一种用于混凝土梁桥的铰缝钢筋连接件结构及布置方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于混凝土梁桥的铰缝钢筋连接件结构及布置方法，包括三角形连接件结构和U型连接件结构；三角形连接件结构分别布置在两根灌缝铰接的混凝土梁的相对面上且相互错位布置，且在沿混凝土梁长度方向上按正三角、倒三角、正三角、倒三角……循环方式布置；U型连接件结构间隔布置在各三角形连接件结构之间，上端水平搭接在两根所述混凝土梁的上面板上，下端延伸至两根所述混凝土梁之间的铰缝中。本发明采用三角形连接件结构和U型连接件结构的结合，整体提升了抗剪能力和抗拉能力。

Description

一种用于混凝土梁桥的铰缝钢筋连接件结构及布置方法

技术领域

本发明属于混凝土桥梁结构领域，具体涉及混凝土梁桥结构中的铰缝钢筋连接件结构及布置方法。

背景技术

装配式混凝土梁由于施工的快速、造价低廉的优势而受到了广泛使用。装配式桥梁，每根混凝土梁通过现浇的企口式铰缝实现横向装配，从而使混凝土梁共同承受荷载作用。为了达到共同受力的目的，铰缝的构造尤为重要。目前投入使用的混凝土梁中，因企口铰缝的破坏而导致单梁受力从而引发空心板板梁发生破坏的比例占了很大一部分，加之接触面新老混凝土的黏结受施工质量的影响，铰缝极易发生破坏。当一条铰缝开裂失效后，相邻板梁受荷大大增加，将使得结构受力状态不断恶化。对于铰缝受力不利的底部接触面，运营状态下不仅因横向弯矩存在拉应力，同时存在因多种荷载作用产生的剪力，反复拉剪对于铰缝受力极其不利。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明提供一种新的用于混凝土梁桥的铰缝钢筋连接件结构及布置方法，提高混凝土梁的横向连接性能，解决混凝土梁常见的底面纵向开裂、桥面铺装沿铰缝纵向开裂以及铰缝混凝土部分脱落等技术问题。

本发明所采取的技术方案如下：一种用于混凝土梁桥的铰缝钢筋连接件结构，其特征在于：包括三角形连接件结构和U型连接件结构；

所述三角形连接件结构分别布置在两根灌缝铰接的混凝土梁的相对面上，每一组所述三角形连接件结构由一根水平布置的钢筋和两根倾斜布置的钢筋组成三角形，所述三角形连接件结构在沿混凝土梁长度方向上按正三角、倒三角、正三角、倒三角……循环方式布置；

所述U型连接件结构间隔布置在各所述三角形连接件结构之间，所述U型连接件结构上端水平搭接在两根所述混凝土梁的上面板上，下端延伸至两根所述混凝土梁之间的铰缝中；

所述三角形连接件结构和U型连接件结构都被灌注于铰缝中的混凝土浇固。

进一步地，一根所述混凝土梁侧面上的三角形连接件结构与另一根所述混凝土梁侧面上的三角形连接件结构，在沿两根所述混凝土梁高度方向和长度方向均为错位关系布置。

进一步地，所述三角形连接件结构中，单根所述钢筋的结构包括钩部和直部，其中钩部与混凝土梁内的钢筋网搭接，直部从混凝土梁的侧面伸出；所述钢筋在铰缝浇筑前平贴于所述混凝土梁侧面，在铰缝浇筑时垂直于所述混凝土梁侧面。

进一步地，所述U型连接件结构，包括水平部和U型部，水平部与所述混凝土梁上面板内钢筋网相互搭接，U型部从所述混凝土梁侧面向下延伸至铰缝内。

进一步地，所述三角形连接件结构为等边三角形、等腰三角形或任意三角形。

针对所述铰缝钢筋连接件结构的布置方法：

1)首先在空心板梁中架设钢筋网搭建混凝土梁模板时，就将各所述三角形连接件结构中水平布置的钢筋与所述钢筋网搭接，与钢筋网形成整体，并从混凝土梁模板的一侧伸出，水平布置的钢筋分别布置在模板的下部与上部；

2)然后用同样的方法将倾斜布置的钢筋与所述钢筋网搭接，与钢筋网形成整体，并从混凝土梁模板的一侧伸出，所有倾斜布置的钢筋与水平布置的钢筋组成一个个的三角形，各三角形之间间隔一定距离；

浇筑铰缝前，所有倾斜布置的钢筋与水平布置的钢筋平贴在混凝土梁模板外侧；

3)浇筑混凝土，成形混凝土梁，待混凝土到达规定强度后，吊装两根混凝土梁并排放置，准备浇筑铰缝；

在吊装两根混凝土梁浇筑铰缝前，保证两根混凝土梁之间的三角形连接件结构在高度和长度方向上发生一定错位；

然后将所有三角形连接件结构的钢筋扳至与混凝土梁侧面垂直；

4)随着浇筑铰缝的同时，将所述U型连接件结构上端水平部与混凝土梁上面板内钢筋网相互搭接，下端U型部从混凝土梁侧面向下伸至铰缝内，所述U型连接件结构随铰缝混凝土浇筑固定；

浇筑时保证所述U型连接件结构位于所述三角形连接件结构的空隙之间。

所述铰缝上口宽度大于等于7cm，这样才能有利于插入振动棒，保证铰缝内混凝土密实程度。

与现有技术相比，本发明具有以下特点：

1.位于铰缝内的钢筋沿混凝土梁纵向(z轴方向)按一定的间距布置，采用水平布置的钢筋和倾斜布置的钢筋组成三角形连接结构，保证铰缝的抗剪性能。

2.在铰缝上部和中部布置水平钢筋，与传统只在下部设置钢筋相比，提高了铰缝的整体抗剪性能。

3.在铰缝中部钢筋采用倾斜布置，钢筋与桥梁纵向(z轴方向)成一定角度，既保证了沿桥梁纵向(z轴方向)的钢筋配筋率，提高了铰缝的强度，同时还提高了铰缝沿高度方向(y轴方向)的配筋率，保证了铰缝沿高度方向的整体性能，提供了提拉力。

4.从混凝土梁一中伸出的钢筋和从混凝土梁二中伸出的钢筋相互咬合，犬牙交错，有利于抵抗两片混凝土梁之间的分离力，提高两片混凝土梁的整体性，使混凝土梁共同受力。

5.从桥面板内伸出并向下延伸至铰缝的U型连接件结构能够提拉起铰缝，提供提拉力，同时加强整体的横向连接。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1—铰缝钢筋连接件整体构造图。

图2—铰缝钢筋连接件钢筋布置示意图。

图3—铰缝钢筋连接件俯视图。

图4—铰缝钢筋连接件拆分示意图。

图5—单件钢筋形状示意图。

图6—U型连接件结构图。

图7—铰缝钢筋未掰至垂直状态时的示意图。

其中，1混凝土梁一，2混凝土梁二，3三角形连接件结构，4-U型连接件结构，3-1、3-2、3-3、3-4、3-5、3-6钢筋。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。

本发明提供一种新的铰缝钢筋连接件结构形式，用于混凝土梁与混凝土梁之间的并行连接，如图1中的混凝土梁一1与混凝土梁二2之间的并行连接，连接时将所述钢筋连接件置于相邻两根混凝土梁之间的铰缝中，然后灌注混凝土使其固定在铰缝中。

在本发明中，为使实施例描述清楚，先定义如下坐标系：沿混凝土梁空心板长度方向为z轴，沿混凝土梁空心板高度方向为y轴，沿混凝土梁空心板宽度方向为x轴。在所提供的连接件结构中包括一种三角形连接件结构3，三角形连接件3包括沿z轴方向水平布置的钢筋，如图2中的钢筋3-1、3-4；还包括与z轴方向成一定角度倾斜布置的钢筋，如图2中的钢筋3-2、3-3、3-5、3-6，其中，与z轴方向成一定角度的倾斜布置的钢筋具有两个方向的倾斜方式。因此在一组三角形连接件结构中，包含有一根水平布置的钢筋和两根倾斜角度不一致的钢筋，组成三角形结构。较佳的是，如果两根倾斜角度不一致的钢筋相对于y轴对称，加之如果两根倾斜的钢筋长度一致，甚至三根钢筋全部等长，则可由此形成等腰三角形甚至等边三角形，则方便于加工和施工，但受桥梁跨径和梁高影响，钢筋的布置形式不局限于正三角形，其倾斜钢筋相互之间的夹角可随跨径和梁高的改变而改变。

在本发明中，沿z轴方向，混凝土梁一1与混凝土梁二2相对的一面，均布置有多组这样的三角形连接件结构，并且在每一混凝土梁的侧面沿z轴方向上，多组三角形连接件结构均成正三角、倒三角、正三角、倒三角……这样的循环方式布置，且以一定的间距布置。

且尤其值得说明的是，混凝土梁一1与混凝土梁二2上的三角形连接件结构在y轴方向的坐标(在桥梁上的布置高度)以及在z轴方向的坐标均不一致。从图3来看，在位置上，混凝土梁一1的三角形连接件结构和混凝土梁一2的三角形连接件结构，沿z轴具有一定的偏移△z；又从图4来看，混凝土梁一1的三角形连接件结构和混凝土梁二2的三角形连接件结构布置方式相对应，两组结构相对位置同时为正三角形或倒三角形，或者为一正一倒形式，但在高度上并不一致，一个高度是y1，另一个高度是y2。由此构成钢筋之间的相互咬合交错，提高了整体连接性能。

正、倒三角的连接件结构，不仅构造了一系列不同高度的水平钢筋，分布在铰缝的下部与上部，这会使得混凝土梁上下共同承受荷载作用，提高了抗剪性能；另外，倾斜布置的钢筋，能增加抗剪跨度，能够在横向和竖向都能起到抗剪作用；两侧三角形连接件错位布置，能够提高整体连接性能。

除了上述三角形连接件结构3外，本发明提供的铰缝钢筋连接件结构还包括一种U型连接件结构4，从图6上看，是一根钢筋在上部交叉折弯而成，如果是敞开的“U”型也可以。U型连接件结构4间隔布置在三角形连接件结构之间，如图2、图3所示。U型连接件结构4上端水平搭设在两个混凝土梁的上面板上，下端延伸至两个混凝土梁之间的铰缝中。U型连接件结构4的U型钢筋能够提拉起铰缝，提供提拉力，同时加强整体的横向连接力。多个U型连接件结构4间隔布置在三角形连接件结构3之间，构成一组新型铰缝连接件结构，可强化连接性能。

三角形连接件结构3中的单根钢筋结构如图5所示，包括钩部和直部，施工时将钢筋钩部与混凝土梁内的钢筋网搭接，与钢筋网形成整体，直部从混凝土梁的一侧伸出。U型连接件结构4中的结构如图6所示，包括水平部和U型部，钢筋水平部与桥梁面板内钢筋网相互搭接，形成整体，U型部从桥梁侧面板内侧向下伸，延伸至铰缝内。

此种新形式的铰缝钢筋连接件结构布置方法做如下说明：

1)如图7所示，在预制空心板梁架设钢筋网搭建混凝土梁模板时，钢筋3-1与3-4在施工时与混凝土梁内的钢筋网搭接，与钢筋网形成整体，并从混凝土梁模板的一侧伸出，分别水平布置在模板的下部与上部；

钢筋3-2与3-3在施工时与混凝土梁内的钢筋网搭接，与钢筋网形成整体，并从混凝土梁的一侧伸出，与水平轴(z轴)呈一定的角度倾斜布置在铰缝的中部，同时钢筋3-2与3-3互呈一定的角度；钢筋3-1与钢筋3-2、3-3围成三角形；

同样地，钢筋3-5与3-6在施工时与混凝土梁内的钢筋网搭接，与钢筋网形成整体，并从混凝土梁的一侧伸出，与水平轴(z轴)呈一定的角度倾斜布置在铰缝的中部，同时，钢筋2-5与2-6互呈一定的角度，钢筋3-4与钢筋3-5、3-6围成另一三角形；

其他组三角形连接件结构按照同样的方法布置。

在位置上，同一根混凝土梁内的各三角形连接件结构之间间隔一定距离。

搭设完成钢筋网及模板后，在铰缝施工前(浇筑铰缝前)，所有钢筋平贴在混凝土梁模板外侧。

2)架设完毕混凝土梁内钢筋网后，浇筑混凝土，待混凝土到达规定强度后，吊装混凝土梁并浇筑铰缝；

在浇筑铰缝前，将所有三角形钢筋3-1至3-6掰直，至与混凝土梁侧面(yz平面)垂直；

在浇筑铰缝时，两根搭接的混凝土梁(混凝土梁一1与混凝土梁二2)之间的三角形连接件结构沿y轴方向和z轴方向都有一定的偏移错位，方便后期吊装浇筑铰缝时两侧钢筋相互咬合，方便安装。

随着浇筑铰缝的同时，将U型连接件结构4上端水平部与桥面板内钢筋网相互搭接，形成整体，下端U型部从桥面板内向下伸至铰缝内，与铰缝混凝土一起成型。

铰缝上口宽度不宜小于7cm，以便振动棒插入，保证铰缝内混凝土密实程度。

每一组三角形连接件结构在z轴向的间距视混凝土梁桥截面、跨径而定。同时受桥梁跨径和梁高影响，纵向钢筋的布置形式不局限于正三角形，其相互之间的夹角可随跨径和梁高的改变而改变，如正三角形(等边三角形)、等腰三角形、任意三角形。

采用本发明的铰缝钢筋连接件布置构造时，可适当加强桥面铺装横向钢筋。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于混凝土梁桥的铰缝钢筋连接件结构，其特征在于：包括三角形连接件结构和U型连接件结构；

所述三角形连接件结构分别布置在两根灌缝铰接的混凝土梁的相对面上，每一组所述三角形连接件结构由一根水平布置的钢筋和两根倾斜布置的钢筋组成三角形，所述三角形连接件结构在沿混凝土梁长度方向上按正三角、倒三角、正三角、倒三角……循环方式布置；

所述U型连接件结构间隔布置在各所述三角形连接件结构之间，所述U型连接件结构上端水平搭接在两根所述混凝土梁的上面板上，下端延伸至两根所述混凝土梁之间的铰缝中；

所述三角形连接件结构和U型连接件结构都被灌注于铰缝中的混凝土浇固；

一根所述混凝土梁侧面上的三角形连接件结构与另一根所述混凝土梁侧面上的三角形连接件结构，在沿两根所述混凝土梁高度方向和长度方向均为错位关系布置。

2.根据权利要求1所述的用于混凝土梁桥的铰缝钢筋连接件结构，其特征在于：所述三角形连接件结构中，单根所述钢筋的结构包括钩部和直部，其中钩部与混凝土梁内的钢筋网搭接，直部从混凝土梁的侧面伸出；所述钢筋在铰缝浇筑前平贴于所述混凝土梁侧面，在铰缝浇筑时垂直于所述混凝土梁侧面。

3.根据权利要求1所述的用于混凝土梁桥的铰缝钢筋连接件结构，其特征在于：所述U型连接件结构，包括水平部和U型部，水平部与所述混凝土梁上面板内钢筋网相互搭接，U型部从所述混凝土梁侧面向下延伸至铰缝内。

4.根据权利要求1或2或3所述的用于混凝土梁桥的铰缝钢筋连接件结构，其特征在于：所述三角形连接件结构为等边三角形、等腰三角形或任意三角形。

5.针对权利要求1-4之一所述铰缝钢筋连接件结构的布置方法，其特征在于：

1)首先在空心板梁中架设钢筋网搭建混凝土梁模板时，就将各所述三角形连接件结构中水平布置的钢筋与所述钢筋网搭接，与钢筋网形成整体，并从混凝土梁模板的一侧伸出，水平布置的钢筋分别布置在模板的下部与上部；

2)然后用同样的方法将倾斜布置的钢筋与所述钢筋网搭接，与钢筋网形成整体，并从混凝土梁模板的一侧伸出，所有倾斜布置的钢筋与水平布置的钢筋组成一个个的三角形，各三角形之间间隔一定距离；

浇筑铰缝前，所有倾斜布置的钢筋与水平布置的钢筋平贴在混凝土梁模板外侧；

3)浇筑混凝土，成形混凝土梁，待混凝土到达规定强度后，吊装两根混凝土梁并排放置，准备浇筑铰缝；

在吊装两根混凝土梁浇筑铰缝前，保证两根混凝土梁之间的三角形连接件结构在高度和长度方向上发生一定错位；

然后将所有三角形连接件结构的钢筋扳至与混凝土梁侧面垂直；

4)随着浇筑铰缝的同时，将所述U型连接件结构上端水平部与混凝土梁上面板内钢筋网相互搭接，下端U型部从混凝土梁侧面向下伸至铰缝内，所述U型连接件结构随铰缝混凝土浇筑固定；

浇筑时保证所述U型连接件结构位于所述三角形连接件结构的空隙之间。

6.根据权利要求5所述的布置方法，其特征在于：所述铰缝上口宽度大于等于7cm。