CN109972499A - 一种中小跨度简支公路桥梁中间无缝伸缩结构及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种中小跨度简支公路桥梁中间无缝伸缩结构及施工方法，所述的无缝伸缩结构为桥梁相邻主梁连接结构，相邻主梁连接区域上方布置有ECC连接板，所述的ECC连接板与所述的主梁固接，所述的ECC连接板与所述的主梁之间铺设有四氟乙烯薄板滑移层，所述的ECC连接板两端分别与所述的桥面板紧密连接，所述的ECC连接板与所述的桥面板厚度相匹配。本发明所述的采用预制的ECC连接板，通过高强度螺栓与下部主梁结构连接，由于ECC连接板的高延性，可以有效释放主梁与ECC连接板的约束，降低此位置的应力，可避免桥梁上部结构在温度荷载作用下，由于上部结构收缩、徐变引起的变形和应力集中的现象。
Description
技术领域
本发明涉及桥梁工程领域，具体为一种中小跨度简支公路桥梁中间无缝伸缩结构及施工方法。
背景技术
目前我国中小跨度简支公路桥梁中间伸缩缝结构很容易损坏，损坏形式多样，维修频率和费用较高甚至严重影响行车安全或造成行车安全事故。
经调查统计分析，造成伸缩缝损坏原因及其危害主要归结如下：
(1)主梁的刚度偏小，梁端转角偏大，伸缩缝钢结构适应性不够；
(2)伸缩缝钢结构偏弱，其强度和刚度不适应重车行使；
(3)连接主梁与伸缩缝钢结构的混凝土容易损坏，其强度和韧性不足；
(4)伸缩缝内碎屑的积累会引起伸缩装置产生一定的破坏，伸缩缝装置破坏后桥面积水将直接渗入主梁梁端与下部结构，进而致使梁和支座的腐蚀，这会大大降低桥梁的使用寿命；
(5)伸缩缝引起的桥面不平整将会引起跳车等不良现象，导致车辆行驶在桥面上时产生突跳，不仅影响行车的安全性和舒适性，而且还会引起很大的冲击荷载，加速桥面板的损坏，并给行车带来不适。
改造方法有以下两种：
(1)可以采用高质量的伸缩缝并加强施工质量，可以在一定程度上改善，但是不能从根本上解决问题；
(2)取消伸缩装置，用ECC连接板代替伸缩缝，ECC连接板使得桥面板实现了无缝连接，保持了桥面板的连续性，是解决上述与伸缩缝相关问题的一个途径，方法较简单，代价也低；按照方法(2)更合适。
发明内容
针对现有中小跨度简支公路桥梁中间伸缩缝(3-5cm)存在问题，本发明提供了一种中小跨度简支公路桥梁中间无缝伸缩结构及施工方法。
该无缝伸缩构造通过预制安装韧性材料ECC无缝连接板改造桥面结构适应主梁变形和行车荷载作用。
预制的ECC连接板具有较高的拉伸应变能力和抗弯强度，可以产生较大的变形，以适应主梁梁端转角变形和外部行车荷载的作用，并且ECC连接板能够严格控制裂缝的宽度，将裂缝宽度稳定的60μm左右，其高延性与微裂缝特性使得ECC连接板具有较高的抗腐蚀能力，进而提高结构的承载能力及耐久性。
预制的ECC连接板下部滑移层的铺设，能够减小桥面连续结构的抗弯刚度，改善ECC连接板的受力性能，防止连接板开裂。
预制的ECC连接板具有高延性，可以有效释放主梁与ECC连接板的约束，降低此位置的应力，可避免桥梁上部结构在温度荷载作用下，由于上部结构收缩、徐变引起的变形和应力集中的现象。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种中小跨度简支公路桥梁中间无缝伸缩结构，所述的无缝伸缩结构为桥梁相邻主梁连接结构，相邻主梁连接区域上方布置有ECC连接板，所述的ECC连接板与所述的主梁固接，所述的ECC连接板与所述的主梁之间铺设有四氟乙烯薄板滑移层，所述的ECC连接板两端分别与所述的桥面板紧密连接，所述的ECC连接板与所述的桥面板厚度相匹配。
进一步，按照公路等级和行车荷载以及设计要求在工厂预制的ECC连接板；所述ECC连接板为ECC混凝土现浇形成的连接板，所述ECC混凝土由26kg/m3聚乙烯醇纤维与577kg/m3水泥、462kg/m3细沙、692kg/m3粉煤灰、323kg/m3水、9kg/m3减水剂混合搅拌制成。
再进一步，所述的ECC连接板板长为被叠合一侧主梁长度的7.5％。
再进一步，所述的四氟乙烯薄板滑移层的长度为被叠合一侧主梁长度的5％。
进一步，按照桥面设计施工除ECC板外的桥面结构，桥面结构与相邻ECC连接板之间采用环氧砂浆进行单边固结。
再进一步，所述的ECC连接板与所述的主梁之间通过高强度螺栓锚固，锚固贯入主梁深度10cm，用环氧砂浆锚固，所述高强度螺栓锚固横向间距为20cm，所述高强度螺栓周边用高模量沥青封闭。
再进一步，所述的锚固点距离所述ECC连接板端部的长度为所述ECC连接板总长的1/6。
进一步，所述相邻主梁梁端用高模量沥青砂浆进行找平。
进一步，所述ECC连接板与主梁及桥面连接处均用环氧砂浆锚固。
进一步，本发明所述的中小跨度简支公路桥梁中间无缝伸缩结构的施工方法，其特征在于：所述的方法按照如下步骤进行：
在相邻主梁(2)梁端用高模量沥青砂浆进行找平，并铺设四弗乙稀薄板滑移层(4)；然后将预制好的ECC连接板(1)安装在四弗乙稀薄板滑移层(4)上部，并用环氧砂浆将ECC连接板(1)与相邻桥面(2)及主梁(5)连接处进行锚固；用高强度螺栓(3)将ECC连接板(1)与主梁(5)进行栓接，拧紧高强度螺栓(3)，并用高模量沥青对高强度螺栓(3)周边进行封闭。
与现有技术相比，本发明无缝伸缩构造的优点是：
(1)预制的ECC连接板具有较高的拉伸应变能力和抗弯强度，可以产生较大的变形，以适应主梁梁端转角变形和外部行车荷载的作用；
(2)ECC连接板能够严格控制裂缝的宽度，将裂缝宽度稳定的60μm左右，其高延性与微裂缝特性使得ECC连接板具有较高的抗腐蚀能力，进而提高结构的承载能力及耐久性；
(3)预制的ECC连接板下部滑移层的铺设，能够减小桥面连续结构的抗弯刚度，改善ECC连接板的受力性能，防止连接板开裂；
(4)预制的ECC连接板与相邻桥面及主梁通过单边固结和栓结连接为整体结构；
(5)通过预制ECC连接板的高延性，可以有效释放主梁与ECC连接板的约束，降低此位置的应力，可避免桥梁上部结构在温度荷载作用下，由于上部结构收缩、徐变引起的变形和应力集中的现象。
附图说明
以下是结合附图对本发明的技术方案进行了描述，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，相同的数字表示相同的部件。
图1是桥梁伸缩缝的预制安装无缝连接总体构造结构示意图。
图2是桥梁伸缩缝的预制安装无缝ECC连接板构造示意图。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的实施例，其中，附图构成本申请的一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。
图中1ECC连接板，2桥面，3高强度螺栓，4四弗乙稀薄板滑移层，5主梁，6支座。
本实施例的连接构造如图1、图2所示：按照公路等级和行车荷载以及设计要求在工厂预制的ECC连接板(1)；在主梁(5)及其桥面(2)铺装(除ECC连接板)完成后，在相邻主梁(2)梁端用高模量沥青砂浆进行找平，并铺设四弗乙稀薄板滑移层(4)；将预制好的ECC连接板(1)安装在四弗乙稀薄板滑移层(4)上部，用环氧砂浆将ECC连接板(1)与相邻桥面(2)及主梁(5)连接处进行锚固；用高强度螺栓(3)将ECC连接板(1)与主梁(5)进行栓接，拧紧高强度螺栓(3)，并用高模量沥青对高强度螺栓(3)周边进行封闭。
上述实施例的施工步骤为：
按照公路等级和行车荷载以及设计要求在工厂预制的ECC连接板(1)，预制ECC连接板(1)板长为7.5％主梁长度；
按照桥梁设计吊装主梁(5)及铺装除ECC连接板(1)外的桥面(2)结构；
在安装ECC连接板(1)区域梁端滑移区采用高模量沥青砂浆找平；
在梁端滑移区铺设四弗乙稀薄板(4)作为梁端滑移层；
安装预制ECC连接板(1)，在ECC连接板和相邻桥面(2)连接处用环氧砂浆进行单边固结，单边固结长为1.25％主梁长度；
最后用高强度螺栓(3)将ECC连接板(1)与主梁(5)进行栓接，栓结长度为1.25％主梁长度，拧紧高强度螺栓(3)，并用环氧砂浆锚固，高强度螺栓(3)周边用高模量沥青封闭，高强度螺栓(3)贯入主梁深度为10cm，用于锚固的高强度螺栓(3)横向间距为20cm；完成整个简支公路桥梁中间无缝伸缩结构的施工。
本发明不局限上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可以得出其他各种形式的半整体桥桥台结构及其施工方法。凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (9)
1.一种中小跨度简支公路桥梁中间无缝伸缩结构，其特征在于：所述的无缝伸缩结构为桥梁相邻主梁连接结构，相邻主梁(5)连接区域上方布置有ECC连接板(1)，所述的ECC连接板(1)与所述的主梁(5)固接，所述的ECC连接板(1)与所述的主梁(5)之间铺设有四氟乙烯薄板滑移层(4)，所述的ECC连接板(1)两端分别与所述的桥面板(2)紧密连接，所述的ECC连接板(1)与所述的桥面板(2)厚度相匹配。
2.根据权利要求1所述的中小跨度简支公路桥梁中间无缝伸缩结构，其特征在于：所述的ECC连接板(1)板长为被叠合一侧主梁(5)长度的7.5％。
3.根据权利要求1所述的中小跨度简支公路桥梁中间无缝伸缩结构，其特征在于：所述的四氟乙烯薄板滑移层(4)的长度为被叠合一侧主梁(5)长度的5％。
4.根据权利要求1所述的中小跨度简支公路桥梁中间无缝伸缩结构，其特征在于：所述ECC连接板(1)与其相邻桥面(2)之间用环氧砂浆进行单边固结。
5.根据权利要求1所述的中小跨度简支公路桥梁中间无缝伸缩结构，其特征在于：所述ECC连接板(1)与其下部主梁(5)通过高强度螺栓(3)连接。
6.根据权利要求5所述的中小跨度简支公路桥梁中间无缝伸缩结构，其特征在于：所述的高强度螺栓(3)贯入主梁(5)深度10cm，用环氧砂浆锚固，所述高强度螺栓(3)锚固横向间距为20cm，所述高强度螺栓(3)周边用高模量沥青封闭；所述的锚固点距离所述ECC连接板(1)端部的长度为所述ECC连接板(1)总长的1/6。
7.根据权利要求1所述的中小跨度简支公路桥梁中间无缝伸缩结构，其特征在于：所述ECC连接板(1)为ECC混凝土现浇形成的连接板，所述ECC混凝土由26kg/m3聚乙烯醇纤维与577kg/m3水泥、462kg/m3细沙、692kg/m3粉煤灰、323kg/m3水、9kg/m3减水剂混合搅拌制成。
8.根据权利要求1所述的中小跨度简支公路桥梁中间无缝伸缩结构，其特征在于：所述相邻主梁(2)梁端用高模量沥青砂浆进行找平。
9.根据权利要求～8之一所述的中小跨度简支公路桥梁中间无缝伸缩结构的施工方法，其特征在于：所述的方法按照如下步骤进行：
在相邻主梁(2)梁端用高模量沥青砂浆进行找平，并铺设四弗乙稀薄板滑移层(4)；然后将预制好的ECC连接板(1)安装在四弗乙稀薄板滑移层(4)上部，并用环氧砂浆将ECC连接板(1)与相邻桥面(2)及主梁(5)连接处进行锚固；用高强度螺栓(3)将ECC连接板(1)与主梁(5)进行栓接，拧紧高强度螺栓(3)，并用高模量沥青对高强度螺栓(3)周边进行封闭。
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