CN109853377B - 采用超高性能混凝土的桥面连续连接结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种采用超高性能混凝土的桥面连续连接结构及其施工方法，包括主梁和支撑主梁的桥墩，所述主梁的端部上直角处扣设有L型连接钢板，相邻两主梁相向端的两L型连接钢板上方铺装有同一预制的超高性能混凝土板，所述超高性能混凝土板与位于其下方的两L型连接钢板固定连接在一起，所述主梁上侧浇筑有混凝土桥面板，混凝土桥面板上表面与超高性能混凝土板上表面平齐。本发明采用超高性能混凝土的桥面连续连接结构实现快速施工及更换，缩短施工工期，降低人工费用，避免传统钢筋混凝土连接板混凝土现浇施工工期长，人工费用高等缺点；不易产生裂缝，防腐蚀性能好，使用寿命长。

Description

采用超高性能混凝土的桥面连续连接结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及一种采用超高性能混凝土的桥面连续连接结构及其施工方法。

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运营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。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连接板予以吸收。

桥面连续简支梁桥中的连接板是结构的薄弱环节；就结构本身而言，由于主梁为简支梁，连接板位于主梁的梁端，不仅要承受主梁温度胀缩变形传递而来的纵桥向变形，还要承受汽车等竖向荷载产生的主梁端部转动变形以及车轮的集中力与冲击作用，受力复杂，设计、施工和养护不当，均会引起开裂。由于连接板受到负弯矩影响，当设计没有足够的纵向钢筋承受上部车辆冲击荷载时，连接板混凝土必然产生裂缝。随着使用时间的增长，甚至会发展成碎裂、局部坑槽等病害，不仅破坏桥面的平顺性，影响其使用寿命，危及行车安全。还会使雨水渗入支座、盖梁等处，引起桥台内部钢筋锈蚀和混凝土冻融破坏。传统钢筋混凝土连接板通常采用现场浇筑施工，施工质量难以保证。当钢筋混凝土连接板开裂损坏后，需要现场凿除受损混凝土，切除钢筋；重新搭建模板，布置钢筋，重新现场浇筑混凝土，并进行养护，维修更换过程费时费力。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种不易开裂，可实现快速施工及更换，缩短施工工期的采用超高性能混凝土的桥面连续连接结构及其施工方法。

本发明采用以下方案实现：一种采用超高性能混凝土的桥面连续连接结构，包括主梁和支撑主梁的桥墩，所述主梁的端部上直角处扣设有L型连接钢板，相邻两主梁相向端的两L型连接钢板上方铺装有同一预制的超高性能混凝土板，所述超高性能混凝土板与位于其下方的两L型连接钢板固定连接在一起，所述主梁上侧浇筑有混凝土桥面板，混凝土桥面板上表面与超高性能混凝土板上表面平齐。

进一步的，所述L型连接钢板的横向板上侧面焊接有向上穿过超高性能混凝土板的螺杆，所述螺杆上旋接有用以锁紧超高性能混凝土板的螺母。

进一步的，所述超高性能混凝土板上开设有供螺杆向上穿过的螺栓孔，所述螺栓孔上端开设有沉孔，所述螺母位于沉孔内。

进一步的，所述螺栓孔中的空隙以及超高性能混凝土板与混凝土桥面板之间的空隙中填充有沥青马蹄脂。

进一步的，所述L型连接钢板的横向板和竖向板内侧面焊接有钢筋，所述钢筋与主梁的钢筋笼焊接在一起。

进一步的，超高性能混凝土板与L型连接钢板之间设置有无粘结层。

发明另一技术方案：一种如上所述采用超高性能混凝土的桥面连续连接结构的施工方法，包括以下步骤：

（1）预制超高性能混凝土板，超高性能混凝土板在预制过程中预开设带沉孔的螺栓孔；

（2）预制L型连接钢板，L型连接钢板的横向板和竖向板内侧面上焊接有钢筋，L型连接钢板的横向板外侧面上焊接螺杆；

（3）在施工现场进行桥墩上的主梁浇筑前，将L型连接钢板布置在所要浇筑的主梁端部，L型连接钢板的钢筋与主梁的钢筋笼通过焊接在一起，然后进行主梁的浇筑；

（4）在L型连接钢板的横向板上侧面布置无粘结层；

（5）将超高性能混凝土板铺装在相邻两主梁相向端的两L型连接钢板上方，L型连接钢板上螺杆由超高性能混凝土板上的螺栓孔穿过；

（6）在穿过超高性能混凝土板的螺杆套上螺母并拧紧，实现超高性能混凝土板与L型连接钢板的连接；

（7）在主梁上方现浇混凝土桥面板，向螺栓孔中的空隙以及超高性能混凝土板与混凝土桥面板之间的空隙中填充有沥青马蹄脂。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明采用超高性能混凝土的桥面连续连接结构实现快速施工及更换，缩短施工工期，降低人工费用，避免传统钢筋混凝土连接板混凝土现浇施工工期长，人工费用高等缺点；结构稳定，强度高，不易产生裂缝，防腐蚀性能好，使用寿命长。

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将通过具体实施例和相关附图，对本发明作进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明实施例俯视图；

图2是图1中A-A剖面图；

图3是图1中B-B剖面图；

图4是本发明实施例施工过程步骤（1）示意图；

图5是图4的C-C剖面图；

图6是图4的D-D剖面图；

图7是本发明实施例施工过程步骤（2）示意图；

图8是本发明实施例施工过程步骤（3）中L型连接钢板安装示意图；

图9是本发明实施例施工过程步骤（3）示意图；

图10是本发明实施例施工过程步骤（4）示意图；

图11是本发明实施例施工过程步骤（5）示意图；

图12是本发明实施例施工过程步骤（6）示意图；

图13是本发明实施例施工过程步骤（7）示意图；

图中标号说明：1-超高性能混凝土板、2-螺栓孔、3-L型连接钢板、4-钢筋、5-桥墩、6-主梁、7-钢筋笼、8-螺杆、9-无粘结层、10-螺母、11-混凝土桥面板、12-沥青马蹄脂。

具体实施方式

如图1~13所示，一种采用超高性能混凝土的桥面连续连接结构，包括主梁6和支撑主梁6的桥墩5，桥墩5支撑着相邻两主梁6相向端，所述主梁6的端部上直角处扣设有L型连接钢板3，L型连接钢板3的竖向板外侧面与主梁6端面平齐，L型连接钢板3的横向板上侧面与主梁6上侧面平齐，相邻两主梁6相向端的两L型连接钢板3上方铺装有同一预制的超高性能混凝土板1，所述超高性能混凝土板1与位于其下方的两L型连接钢板3固定连接在一起，所述主梁6上侧浇筑有混凝土桥面板11，混凝土桥面板11上表面与超高性能混凝土板1上表面平齐；所述超高性能混凝土板1为预制构件，带L型连接钢板3也是预制构件，在进行主梁浇筑时将其安装于主梁6上与主梁6连为一体，主梁6可以现场浇筑也可以预制，通过传统运输方式运到施工现场，实现快速施工及更换，缩短施工工期，降低人工费用。

利用超高性能混凝土的抗拉、抗弯和抗裂性能来保证桥面连续构造处连接板在温度变化，混凝土收缩徐变等纵桥向作用，以及汽车等竖向荷载产生的主梁端部转动变形以及车轮的集中力与冲击作用下，不产生裂缝；通过超高性能混凝土的致密性和低孔隙率特性来避免水分渗透过连接板，进入下部结构，造成下部结构混凝土及支座损坏；提高其防腐蚀性能，延长该构造使用寿命，该结构可广泛适用于桥梁领域。

在本实施例中，所述L型连接钢板3的横向板上侧面焊接有向上穿过超高性能混凝土板1的螺杆8，螺杆8成排设置，所述螺杆8上旋接有用以锁紧超高性能混凝土板1的螺母10，实现超高性能混凝土板1与L型连接钢板件3的连接；本发明通过利用超高性能混凝土抗压和抗拉性能，保证在螺杆及螺母局部作用下，超高性能混凝土板不会出现损坏，利用超高性能混凝土板和带螺杆的L型连接钢板，实现快速施工及更换，避免传统钢筋混凝土连接板混凝土现浇施工工期长，人工费用高等缺点。

在本实施例中，所述超高性能混凝土板1上开设有供螺杆8向上穿过的螺栓孔2，所述螺栓孔2上端开设有沉孔，所述螺母10位于沉孔内。

在本实施例中，所述螺栓孔2中的空隙以及超高性能混凝土板1与混凝土桥面板11之间的空隙中填充有沥青马蹄脂12，避免水分渗透进入下部结构，造成下部结构混凝土及支座损坏；提高其防腐蚀性能，延长桥梁使用寿命。

在本实施例中，所述L型连接钢板3的横向板和竖向板内侧面焊接有钢筋4，所述钢筋4与主梁6的钢筋笼7焊接在一起，所述钢筋4呈L形，保证其锚固质量。

在本实施例中，超高性能混凝土板1与L型连接钢板3之间设置有无粘结层9。

一种如上所述采用超高性能混凝土的桥面连续连接结构的施工方法，包括以下步骤：（1）预制超高性能混凝土板，制作过程高温加压蒸养，保证其养护时间不得低于15天以使得超高性能混凝土早期收缩与徐变的完成，超高性能混凝土板在预制过程中预开设两排带沉孔的螺栓孔，如图4、5、6所示；

（2）预制L型连接钢板，L型连接钢板的横向板和竖向板内侧面上焊接有钢筋。L型连接钢板的横向板外侧面上焊有一排螺栓，如图7所示；

（3）在施工现场进行桥墩上的主梁浇筑前，将L型连接钢板布置在所要浇筑的主梁端部，L型连接钢板的钢筋与主梁的钢筋笼通过焊接在一起，如图8所示，然后进行主梁的浇筑，如图9所示；

（4）在L型连接钢板的横向板上侧面布置无粘结层，如图10所示；

（5）将超高性能混凝土板铺装在相邻两主梁相向端的两L型连接钢板上方，L型连接钢板上螺杆由超高性能混凝土板上的螺栓孔穿过，如图11所示；

（6）在穿过超高性能混凝土板的螺杆套上螺母并拧紧，实现超高性能混凝土板与L型连接钢板的连接，如图12所示；

（7）在主梁上方现浇混凝土桥面板，向螺栓孔中的空隙以及超高性能混凝土板与混凝土桥面板之间的空隙中填充有沥青马蹄脂，如图13所示。

上述本发明所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本发明才公开部分数值以举例说明本发明的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本发明创造保护范围的限制。

本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接( 例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构( 例如使用铸造工艺一体成形制造出来) 所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。

另外，上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。

本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (2)

1.一种采用超高性能混凝土的桥面连续连接结构，包括主梁和支撑主梁的桥墩，其特征在于：所述主梁的端部上直角处扣设有L型连接钢板，相邻两主梁相向端的两L型连接钢板上方铺装有同一预制的超高性能混凝土板，所述超高性能混凝土板与位于其下方的两L型连接钢板固定连接在一起，所述主梁上侧浇筑有混凝土桥面板，混凝土桥面板上表面与超高性能混凝土板上表面平齐；所述L型连接钢板的横向板上侧面焊接有向上穿过超高性能混凝土板的螺杆，所述螺杆上旋接有用以锁紧超高性能混凝土板的螺母；所述超高性能混凝土板上开设有供螺杆向上穿过的螺栓孔，所述螺栓孔上端开设有沉孔，所述螺母位于沉孔内；所述螺栓孔中的空隙以及超高性能混凝土板与混凝土桥面板之间的空隙中填充有沥青马蹄脂；所述L型连接钢板的横向板和竖向板内侧面焊接有钢筋，所述钢筋与主梁的钢筋笼焊接在一起；超高性能混凝土板与L型连接钢板之间设置有无粘结层。

2.一种如权利要求1所述采用超高性能混凝土的桥面连续连接结构的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）预制超高性能混凝土板，超高性能混凝土板在预制过程中预开设带沉孔的螺栓孔；

（2）预制L型连接钢板，L型连接钢板的横向板和竖向板内侧面上焊接有钢筋，L型连接钢板的横向板外侧面上焊接螺杆；

（3）在施工现场进行桥墩上的主梁浇筑前，将L型连接钢板布置在所要浇筑的主梁端部，L型连接钢板的钢筋与主梁的钢筋笼通过焊接在一起，然后进行主梁的浇筑；

（4）在L型连接钢板的横向板上侧面布置无粘结层；

（5）将超高性能混凝土板铺装在相邻两主梁相向端的两L型连接钢板上方，L型连接钢板上螺杆由超高性能混凝土板上的螺栓孔穿过；

（6）在穿过超高性能混凝土板的螺杆套上螺母并拧紧，实现超高性能混凝土板与L型连接钢板的连接；

（7）在主梁上方现浇混凝土桥面板，向螺栓孔中的空隙以及超高性能混凝土板与混凝土桥面板之间的空隙中填充有沥青马蹄脂。