CN108951419B - 简支组合体系组合梁桥支座桥面板连续部位的防开裂构造 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种简支组合体系组合梁桥支座桥面板连续部位的防开裂构造，包括：至少一块混凝土预制板，至少一块混凝土预制板分别布置在相邻钢梁上翼缘之间；多片钢筋网，多片钢筋网分别布置在对应混凝土预制板的顶层，且钢筋网片两端应与连续构造区域外的桥面板内的钢筋网进行预设连接；后浇混凝土层；抗拔不抗剪连接件，抗拔不抗剪连接布置在钢梁顶部，以用于在车载工况下，目标区域内桥面板拉应力水平均低于混凝土的最大拉应力，以放置桥面板连续部位的开裂。该防开裂构造可以有效地释放组合作用，减低钢梁对桥面板的约束作用，从而有效地降低桥面板的拉应力水平，防止桥面板的开裂，提高桥面板的耐久性。

Description

简支组合体系组合梁桥支座桥面板连续部位的防开裂构造

技术领域

本发明涉及结构工程技术领域，特别涉及一种简支组合体系组合梁桥支座桥面板连续部位的防开裂构造。

背景技术

如图1所示，为保证行车的舒适性，简支梁大多采用桥面连续的构造形式，即取消中间伸缩缝，将桥面板在支座附近连续浇筑为一整体。同时，如图2所示，由于该连续构造，往往会导致桥面板在运营状态下承受很大的负弯矩作用。在传统的设计中，往往是通过加密支座附近桥面板内部的钢筋来控制负弯矩引起的裂缝宽度的，然而，即使混凝土的裂缝宽度能得到控制，但是在温度作用、收缩徐变和长期往复车载作用下，桥面板仍然存在不可避免的开裂问题，从而进一步造成沥青铺装层的开裂，水将会通过裂缝渗入混凝土内腐蚀钢筋，会渗入到桥面支座处破坏支座，大大的降低了桥梁结构的耐久性能，也给后期的维护修复带来了极大的困难。

针对桥面板因组合作用而开裂的问题，相关技术中提供了一种有效的解决方法，但是该解决办法目前主要还是用于连续组合梁的负弯矩区域，对于桥面板连续的简支桥梁，还没有人提出实用的实践方法。因此，急需一种有效的构造形式配合该类连接件，并提供对应的施工方法，从而从根本上控制桥面板连续部位的开裂。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种简支组合体系组合梁桥支座桥面板连续部位的防开裂构造。

为达到上述目的，本发明提出了简支组合体系组合梁桥支座桥面板连续部位的防开裂构造，包括：至少一块混凝土预制板，所述至少一块混凝土预制板分别布置在相邻钢梁上翼缘之间，其中，每块混凝土预制板的顶部凿毛，以增强混凝土结合面积；多片钢筋网，所述多片钢筋网分别布置在对应混凝土预制板的顶层，且钢筋网片两端应与连续构造区域外的桥面板内的钢筋网进行预设连接；后浇混凝土层；抗拔不抗剪连接件，所述抗拔不抗剪连接件布置在钢梁顶部，以用于在车载工况下，目标区域内桥面板拉应力水平均低于混凝土的最大拉应力，以放置所述桥面板连续部位的开裂。

本发明实施例的简支组合体系组合梁桥支座桥面板连续部位的防开裂构造，通过采用连续构造，进而有效地释放支座附近钢与混凝土板的组合作用，真正实现混凝土开裂的有效控制，减低钢梁对桥面板的约束作用，使得有效地降低桥面板的拉应力水平，防止桥面板的开裂，提高桥面板的耐久性。

另外，根据本发明上述实施例的简支组合体系组合梁桥支座桥面板连续部位的防开裂构造还可以具有以下附加的技术特征：

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述抗拔不抗剪连接件为螺杆式抗拔不抗剪连接件，以横向和/或纵向可活动性设置于桥面，其中，所述螺杆式抗拔不抗剪连接件由螺杆、螺帽和外部低弹模材料组成。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述至少一层钢筋网的底部高度高于所述抗拔不抗剪连接件的顶部高度。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述后浇混凝土层在非连续构造区域混凝土浇筑完成后进行浇筑。

可选地，在本发明的一个实施例中，所述至少一块混凝土预制板的厚度均在10cm至20cm之间，且每块混凝土预制板配置有不少于一层的钢筋网片。

可选地，在本发明的一个实施例中，所述每块混凝土预制板的顶部的钢筋网片间距小于或等于10cm。

可选地，在本发明的一个实施例中，所述钢筋网片采用带肋钢筋，且钢筋直径大于或等于10mm。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述后浇混凝土层的后浇层混凝土为无收缩微膨胀混凝土，且限制膨胀率大于0.02％。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述后浇层混凝土的厚度加预制板厚度与位置桥面板的厚度相等。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为传统简支体系组合梁支座附近桥面板连续构造示意图；

图2为传统简支体系组合梁支座附近桥面板上翼缘拉应力分布示意图；

图3为本发明实施例的简支组合体系组合梁桥支座桥面板连续部位的防开裂构造结构示意图；

图4为本发明实施例的简支组合体系组合梁桥支座桥面板连续部位的防开裂构造中的混凝土预制板结构示意图；

图5为本发明实施例的简支组合体系组合梁桥支座桥面板连续部位的防开裂构造中的抗拔不抗剪连接件结构示意图。

附图标记说明：

10-简支组合体系组合梁桥支座桥面板连续部位的防开裂构造、1-混凝土预制板、2-钢筋网、3-后浇层混凝土、4-抗拔不抗剪连接件、5-钢梁、-普通栓钉、7-普通区域混凝土板、8-桥梁支座和9-桥墩。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参照附图描述根据本发明实施例提出的简支组合体系组合梁桥支座桥面板连续部位的防开裂构造。

图3是本发明一个实施例的简支组合体系组合梁桥支座桥面板连续部位的防开裂构造结构示意图。

如图3所示，该简支组合体系组合梁桥支座桥面板连续部位的防开裂构造10包括：至少一块混凝土预制板1、多片钢筋网2、后浇混凝土层3和抗拔不抗剪连接件4。

其中，如图4所示，至少一块混凝土预制板1分别布置在相邻钢梁上翼缘之间，其中，每块混凝土预制板的顶部凿毛，以增强混凝土结合面积。多片钢筋网2分别布置在对应混凝土预制板的顶层，且钢筋网片两端应与连续构造区域外的桥面板内的钢筋网进行预设连接。抗拔不抗剪连接件布置在钢梁顶部，以用于在车载工况下，目标区域内桥面板拉应力水平均低于混凝土的最大拉应力，以放置桥面板连续部位的开裂。本发明实施例的防开裂构造10使得造取材方便，构造简单，施工快捷，受力明确合理，施工质量易得到保证，具有良好的技术经济效益。

需要说明的是，本发明实施例的防开裂构造，主要适用于简支体系组合梁桥支座附近桥面板连续部位，即适用于先简支后桥面板连续的简支体系组合梁桥，主要用于支座附近适当的范围之内，在该范围之内，将传统简支组合梁桥中的普通剪力连接件替换为抗拔不抗剪连接件，然后在该区域铺设混凝土预制板，并在混凝土预制板表面配置钢筋网，然后浇筑该区域混凝土形成桥面板连续构造。在组合梁桥的支座桥面板连续部位采用该防开裂技术，可有效地释放该区域的组合作用，减低钢梁对桥面板的约束作用，从而有效地降低该区域桥面板的拉应力水平，防止桥面板的开裂，提高桥面板的耐久性。同时，铺设的混凝土预制板即可作为施工时后浇混凝土的模板，又兼具受力作用，可加快施工速度，同时降低施工成本，提升桥面性能。

进一步地，如图5所示，在本发明的一个实施例中，抗拔不抗剪连接件4为螺杆式抗拔不抗剪连接件，以横向和/或纵向可活动性设置于桥面，其中，螺杆式抗拔不抗剪连接件由螺杆、螺帽和外部低弹模材料组成。

其中，外部低弹模材料的厚度根据车载下桥面板可能发生的最大滑移量进行确定，且应有一定富余。

进一步地，在本发明的一个实施例中，至少一层钢筋网的底部高度高于抗拔不抗剪连接件的顶部高度。

可选地，在本发明的一个实施例中，至少一块混凝土预制板的厚度均在10cm至20cm之间，且每块混凝土预制板配置有不少于一层的钢筋网片。

可选地，在本发明的一个实施例中，每块混凝土预制板的顶部的钢筋网片间距小于或等于10cm。其中，钢筋网片采用带肋钢筋，且钢筋直径大于或等于10mm。

需要说明的是，混凝土预制板1在使用前应搁置3～6个月。

进一步地，在本发明的一个实施例中，后浇混凝土层在非连续构造区域混凝土浇筑完成后进行浇筑。

进一步地，在本发明的一个实施例中，后浇混凝土层的后浇层混凝土为无收缩微膨胀混凝土，且限制膨胀率大于0.02％，后浇层混凝土的厚度加预制板厚度与位置桥面板的厚度相等。

其中，混凝土预制板顶部后浇层混凝土的等级根据实际计算进行确定。

举例而言，在施工时，现有的钢梁顶部布置抗拔不抗剪连接件，然后在钢梁之间的铺设混凝土预制板，混凝土预制板顶部应适当凿毛以增强新旧混凝土结合面积，钢筋网片两端与连续构造区域外的桥面板内的钢筋网进行有效连接，保证有效的传力，在浇筑外其余区域混凝土之后，再浇筑该连续区域的后浇层混凝土，后浇层混凝土无收缩微膨胀混凝土，限制膨胀率应大于0.02％。

传统的防开裂方案无法从根本上解决桥面板连续部位的开裂问题，只能是通过增加配筋来控制桥面裂缝宽度的发展，裂缝始终都会产生，少量的工程实践尝试在支座附近使用抗拉性能更好的高性能混凝土材料，但是又会极大的增加桥梁的材料成本和施工成本。本发明实施例的连续构造在不增加结构材料成本和施工成本的基础上，从结构受力机制上出发，通过释放支座附近钢与混凝土板的组合作用，真正实现了混凝土开裂的有效控制。另外，在采用了该连续构造之后，桥面板不会因底部钢梁的变形而发生协同变形，因此也不会有任何拉应力产生，由于桥面板部分还采用了预制板，且在后浇层中配置了钢筋网，收缩和徐变效应对支座附近混凝土板的影响也降到了最低。

需要说明的是，前述提及间距、混凝土强度等级等类似的名词，其大小均根据实际计算进行确信，在此不做具体限定。

根据本发明实施例提出的简支组合体系组合梁桥支座桥面板连续部位的防开裂构造，通过采用连续构造，进而有效地释放支座附近钢与混凝土板的组合作用，真正实现混凝土开裂的有效控制，减低钢梁对桥面板的约束作用，使得有效地降低桥面板的拉应力水平，防止桥面板的开裂，提高桥面板的耐久性。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (6)

1.一种简支组合体系组合梁桥支座桥面板连续部位的防开裂构造，其特征在于，包括：

至少一块混凝土预制板，所述至少一块混凝土预制板分别布置在相邻钢梁上翼缘之间，其中，每块混凝土预制板的顶部凿毛，以增强混凝土结合面积；

多片钢筋网，所述多片钢筋网分别布置在对应混凝土预制板的顶层，且钢筋网片两端应与连续构造区域外的桥面板内的钢筋网进行预设连接；

后浇混凝土层，所述后浇混凝土层位于所述混凝土预制板的上方，所述后浇混凝土层在非连续构造区域混凝土浇筑完成后进行浇筑；以及

抗拔不抗剪连接件，所述抗拔不抗剪连接件布置在钢梁顶部，以用于在车载工况下，目标区域内桥面板拉应力水平均低于混凝土的最大拉应力，以防止所述桥面板连续部位的开裂；所述抗拔不抗剪连接件为螺杆式抗拔不抗剪连接件，以横向和/或纵向可活动性设置于桥面，其中，所述螺杆式抗拔不抗剪连接件由螺杆、螺帽和外部低弹模材料组成；至少一层所述钢筋网的底部高度高于所述抗拔不抗剪连接件的顶部高度。

2.根据权利要求1所述的简支组合体系组合梁桥支座桥面板连续部位的防开裂构造，其特征在于，所述至少一块混凝土预制板的厚度均在10cm至20cm之间，且每块混凝土预制板配置有不少于一层的钢筋网片。

3.根据权利要求2所述的简支组合体系组合梁桥支座桥面板连续部位的防开裂构造，其特征在于，所述每块混凝土预制板的顶部的钢筋网片间距小于或等于10cm。

4.根据权利要求3所述的简支组合体系组合梁桥支座桥面板连续部位的防开裂构造，其特征在于，所述钢筋网片采用带肋钢筋，且钢筋直径大于或等于10mm。

5.根据权利要求1所述的简支组合体系组合梁桥支座桥面板连续部位的防开裂构造，其特征在于，所述后浇混凝土层的后浇层混凝土为无收缩微膨胀混凝土，且限制膨胀率大于0.02%。

6.根据权利要求5所述的简支组合体系组合梁桥支座桥面板连续部位的防开裂构造，其特征在于，所述后浇层混凝土的厚度加预制板厚度与位置桥面板的厚度相等。