CN110512509A - 桥梁抗剪结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种桥梁抗剪结构及其施工方法，涉及桥梁建造技术领域，以缓解现有技术中存在的桥梁端部易产生开裂，导致其耐久性和安全性较差的技术问题。该桥梁抗剪结构包括钢筋骨架和超高性能混凝土预制板；钢筋骨架在模具中浇筑混凝土形成混凝土结构，浇注混凝土结构之前，将超高性能混凝土预制板竖直设置于混凝土结构的待浇筑区域，浇注完成后，超高性能混凝土预制板包覆于混凝土结构的腹板部。

Description

桥梁抗剪结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及桥梁建造技术领域，尤其是涉及一种桥梁抗剪结构及其施工方法。

背景技术

桥梁是交通生命线的枢纽工程，其建设成本高，一旦遭到破坏，将会导致巨大的经济损失，且修复比较困难。

一般地，桥梁的端部存在较大的剪力，为了满足规范相应抗剪承载力及抗剪几何尺寸的要求，现阶段的设计中，往往采用增大桥梁端部截面腹板宽度的方法。

但是，腹板变宽段的存在对桥梁的形成效率有一定影响，无法满足现阶段对工业化、标准化生产的更高需求。为了做出改进，可将腹板变为等厚。但是采用该种方式，如果桥梁端部的抗剪几何尺寸无法满足要求，那么桥梁端部较易产生开裂，从而影响桥梁的耐久性及安全性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种桥梁抗剪结构及其施工方法，以缓解现有技术中存在的桥梁端部易产生开裂，导致其耐久性和安全性较差的技术问题。

第一方面，本发明提供一种桥梁抗剪结构，包括钢筋骨架和超高性能混凝土预制板；所述钢筋骨架在模具中浇筑混凝土形成混凝土结构，浇注所述混凝土结构之前，将所述超高性能混凝土预制板竖直设置于所述混凝土结构的待浇筑区域，浇注完成后，所述超高性能混凝土预制板包覆于所述混凝土结构的腹板部。

在可选的实施方式中，所述钢筋骨架包括上支撑构件、下支撑构件和将两者连接在一起的竖向构件，所述上支撑构件、所述下支撑构件和所述竖向构件三者形成工字型钢筋骨架结构，且通过所述工字型钢筋骨架结构浇筑混凝土后形成工字型混凝土结构，其中，工字型混凝土结构具有所述腹板部。

在可选的实施方式中，所述超高性能混凝土预制板包括板本体和预埋于所述板本体的抗剪组件，所述抗剪组件能够由所述钢筋骨架的侧面插设于所述竖向构件。

在可选的实施方式中，所述抗剪组件包括套管以及与所述套管螺纹连接的螺栓，所述螺栓凸出于所述板本体。

在可选的实施方式中，所述抗剪组件包括钢筋，所述钢筋凸出于所述板本体。

在可选的实施方式中，所述超高性能混凝土预制板通过焊接、绑扎或螺纹连接方式连接于所述竖向构件。

第二方面，本发明提供一种制作桥梁抗剪结构的施工方法，包括以下步骤：

将钢筋骨架固定于底模；

将超高性能混凝土预制板连接于钢筋骨架的相对的两侧面；

将两块第一侧模和两块第二侧模均安装于所述底模，且在安装过程中，使两块所述第一侧模分别紧贴与其相应的所述超高性能混凝土预制板，并使所述第二侧模分别紧贴两块所述第一侧模的同一端，形成用于浇筑混凝土的浇筑腔；

在所述浇筑腔内浇筑混凝土。

在可选的实施方式中，在将所述超高性能混凝土预制板连接于所述钢筋骨架的步骤中，所述钢筋骨架的最外侧与相应的所述第一侧模之间的距离不小于所述超高性能混凝土预制板的厚度。

在可选的实施方式中，还包括预制超高性能混凝土预制板的步骤：

在混凝土板模具中放置多个套管，向所述混凝土板模具中浇筑混凝土，待浇筑的混凝土形成强度后，在所述套管内旋入螺栓形成所述超高性能混凝土预制板。

或者，在混凝土板模具中放置多根钢筋，向所述混凝土板模具中浇筑混凝土，待浇筑的混凝土形成强度后形成所述超高性能混凝土预制板。

在可选的实施方式中，用于形成所述超高性能混凝土预制板的材料中添加有纤维或钢筋网片。

有益效果：

本发明提供的桥梁抗剪结构，钢筋骨架在模具中浇筑混凝土形成混凝土结构，且在浇注混凝土结构之前，需要将超高性能混凝土预制板竖直设置于混凝土结构的待浇筑区域，浇注完成后，超高性能混凝土预制板包覆于混凝土结构的腹板部，该超高性能混凝土预制板的增设对混凝土结构的腹板部的相对的两侧均起到一定的保护作用，相对现有技术中直接采用钢筋骨架进行浇筑来说，增设于腹板位置处的超高性能混凝土预制板能够增强桥梁端部的抗剪能力，特别是桥梁主梁腹板位置处的抗裂能力；再者，超高性能混凝土预制板紧密贴附于腹板部相背的两侧面，超高性能混凝土预制板能够通过浇筑的混凝土紧密贴附于腹板部，使超高性能混凝土预制板与钢筋骨架之间具有较好的粘结性，从而使超高性能混凝土预制板不易脱落；综合前述可知，该桥梁抗剪结构不仅能够增强桥梁的抗剪能力和抗裂能力，还能够相对延长桥梁的耐久性以及提高桥梁的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的桥梁抗剪结构的剖面图；

图2为本发明实施例提供的桥梁抗剪结构的立面图；

图3为超高性能混凝土预制板的第一种结构形式的剖面图；

图4为超高性能混凝土预制板的第二种结构形式的剖面图；

图5为用于制作本发明实施例提供的桥梁抗剪结构的模具的剖面图，其中，钢筋骨架和超高性能混凝土预制板均安装于模具上；

图6为图5所示模具的分解示意图。

图标：

100-混凝土结构；

110-钢筋骨架；

200-超高性能混凝土预制板；

210-板本体；220-套管；230-螺栓；240-钢筋；

300-底模；400-第一侧模。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例

本实施例提供一种桥梁抗剪结构，如图1和图2所示，该桥梁抗剪结构包括钢筋骨架110和超高性能混凝土预制板200；钢筋骨架110在模具中浇筑混凝土形成混凝土结构100，浇注混凝土结构100之前，将超高性能混凝土预制板200竖直设置于混凝土结构的待浇筑区域，浇注完成后，超高性能混凝土预制板200包覆于混凝土结构100的腹板部。

本实施例提供的桥梁抗剪结构，钢筋骨架110在模具中浇筑混凝土形成混凝土结构100，浇注混凝土结构100之前，将超高性能混凝土预制板200竖直设置于混凝土结构的待浇筑区域，浇注完成后，超高性能混凝土预制板200包覆于混凝土结构100的腹板部，该超高性能混凝土预制板200的增设对混凝土结构100的腹板部的相对的两侧均起到一定的保护作用，相对现有技术中直接采用钢筋骨架110进行浇筑来说，增设于腹板位置处的超高性能混凝土预制板200能够增强桥梁端部的抗剪能力，特别是桥梁主梁腹板位置处的抗裂能力；再者，超高性能混凝土预制板200紧密贴附于腹板部相对的两侧面，超高性能混凝土预制板200能够通过浇筑的混凝土紧密贴附于腹板部，使超高性能混凝土预制板200与钢筋骨架110之间具有较好的粘结性，从而使超高性能混凝土预制板200不易脱落；综合前述可知，该桥梁抗剪结构不仅能够增强桥梁的抗剪能力和抗裂能力，还能够相对延长桥梁的耐久性以及提高桥梁的安全性。

需要说明的是：

1、混凝土结构100的“腹板部”对于本领域的技术人员来说其设置位置是清楚的。例如：对于工字梁来说，联接上下翼缘之间的部分可以看作是工字梁的腹板；又如：对于T型梁来说，T型翼缘以下的竖向杆可以看作是T型梁的腹板。

2、上述提到的“超高性能混凝土预制板200”能够满足桥梁的使用要求；对于本领域技术人员来说超高性能混凝土预制板200是本领域技术人员所熟知的技术，且根据现有水平能够加工制作出超高性能混凝土预制板200(现有技术中，只是通过钢筋骨架110在模具中浇筑混凝土获得该类桥梁结构，并未将超高性能混凝土预制板200应用在桥梁的结构中)。

3、该实施例中相背设置的超高性能混凝土预制板200相对腹板部对称设置，即相背设置的超高性能混凝土预制板200在腹板部上的投影完全重叠，该结构形式能够保证桥梁抗剪结构相对两侧的受力一致。

或者，相背设置的超高性能混凝土预制板200在腹板部上的投影大部分重叠，在该种结构形式中，可以通过调整侧模与钢筋骨架110之间的距离以保证桥梁抗剪结构相对两侧的受力尽可能地一致。

4、腹板部同一侧的超高性能混凝土预制板200可以为完整的一大块，也可以为多块拼接而成，或者，多块之间留有小的间隔按照一定顺序布置而成。

该实施例中，超高性能混凝土预制板200为两块，且两块超高性能混凝土预制板200如图1所示进行布置。

需要说明的是，超高性能混凝土预制板200不限于为两块，还可以设置三块或四块(附图未示出)。当超高性能混凝土预制板200为三块时(附图未示出)，三块超高性能混凝土预制板200分别设置在钢筋骨架110的三个侧面。当超高性能混凝土预制板200为四块时(附图未示出)，即钢筋骨架110的四个侧面均设有超高性能混凝土预制板200。

该实施例中，钢筋骨架110包括上支撑构件、下支撑构件和将两者连接在一起的竖向构件，其中，上支撑构件、下支撑构件和竖向构件三者形成工字型钢筋骨架结构，且通过工字型钢筋骨架结构浇筑混凝土后形成工字型混凝土结构，其中，工字型混凝土结构具有腹板部。

其中，腹板部或整个工字型钢筋骨架结构为钢筋网状结构，在浇筑混凝土之前，两块超高性能混凝土预制板200能够由钢筋骨架110的侧面插设于钢筋网状结构，用于在安装超高性能混凝土预制板200时对其起到一定的定位作用，以便于后续的固定安装。

需要说明的是，该实施例中可以采用现有技术中的钢筋骨架(如：工字型钢筋骨架结构)，即可以不对现有技术中的钢筋骨架做出任何改进。由于钢筋骨架为本领域桥梁建造中的所熟知的技术，故在此不再对钢筋骨架的具体建构过程做详细的说明。

该实施例中，超高性能混凝土预制板200包括板本体210和预埋于板本体210的抗剪组件，抗剪组件能够由钢筋骨架110的侧面插设于钢筋网状结构。

其中，板本体210的厚度可不做限制，具体可根据桥梁的承重、受力等需求进行合理地制定。

该实施例中，超高性能混凝土预制板200的结构形式可以有多种，现介绍以下两种，但不限于为以下所描述的具体结构形式。

在一种实施方式中，如图3所示，抗剪组件包括套管220以及与套管220螺纹连接的螺栓230，螺栓230凸出于板本体210。

其中，套管220与板本体210相垂直设置。

当然，在上述结构的基础上，还可省去套管220，直接将螺栓230预埋在板本体210中。

在另一种实施方式中，如图4所示，抗剪组件包括钢筋240，钢筋240凸出于板本体210。

其中，钢筋240与板本体210相垂直设置。

该实施例中，超高性能混凝土预制板200通过焊接、绑扎或螺纹连接方式连接于竖向支撑部，并且在连接的过程中，抗剪组件起到一定的定位作用，在便于安装的同时，还能起到一定的抗剪力作用。

需要说明的是，焊接、绑扎或螺纹连接等方式为本领域所熟知的技术，在此不再详细介绍具体操作方法。

如图5和图6所示，本实施例还提供一种利用前述模具制作桥梁抗剪结构的施工方法，包括以下步骤：

将钢筋骨架110固定于底模300；

将超高性能混凝土预制板200连接于钢筋骨架110的相对的两侧面；

将两块第一侧模400和两块第二侧模均安装于底模300，且在安装过程中，使两块第一侧模400分别紧贴与其相应的超高性能混凝土预制板200，并使第二侧模分别紧贴两块第一侧模400的同一端，形成用于浇筑混凝土的浇筑腔；

在浇筑腔内浇筑混凝土。

需要说明的是：

1、底模300、第一侧模400(如图5所示，第一侧模400设置为两块，按照左右方向进行布设)以及第二侧模(其中，第二侧模附图未示出，第二侧模也设置为两块，按照前后方向进行布设)就位，调整超高性能混凝土预制板200位置，使得板本体210紧贴第一侧模400，此时可再次对板本体210进行如下处理。

具体地，如若超高性能混凝土预制板200通过凿毛处理，则仅需确定板本体210与第一侧模400紧贴即可，不需其他处理。

如若此前采用螺栓230或钢筋240对超高性能混凝土预制板200进行处理，则可将露出的螺栓230或钢筋240与钢筋骨架110进行焊接，以增强超高性能混凝土预制板200与现浇混凝土的连接。

2、该实施例中，超高性能混凝土预制板200为具有一定厚度的矩形板，以放置在浇筑形成的桥梁主梁的腹板位置处，以覆盖竖直构件相应的侧面，增强桥梁的抗剪能力和抗裂能力。

该实施例中，在将所述超高性能混凝土预制板200连接于钢筋骨架110的步骤中，钢筋骨架110的外侧面与相应的第一侧模400之间的距离(也就是桥梁主梁腹板处净保护层厚度设计值)不小于超高性能混凝土预制板200的厚度。

其中，图5所示结构为钢筋骨架110的外侧面与相应的第一侧模400之间的距离大于超高性能混凝土预制板200的厚度。

需要说明的是，当钢筋骨架110的外侧面与相应的第一侧模400之间的距离等于超高性能混凝土预制板200的厚度时，在浇筑混凝土时，流动的混凝土能够由浇筑腔的上部穿过工字型钢筋骨架结构的网孔进入到下方，以将浇筑腔填满。

在上述实施例的基础上，该实施例施工方法还包括预制超高性能混凝土预制板200的步骤：

具体地，预制混凝土板的一种实施方式为：在混凝土板模具中放置多个套管220，向混凝土板模具中浇筑混凝土，待浇筑的混凝土形成强度后，在套管220内旋入螺栓230形成超高性能混凝土预制板200。

其中，套管220和螺栓230预埋位置需提前设计，以避免与钢筋骨架110打架或干涉；另外，套管220可按照一定的排布方式均匀布设。

预制混凝土板的另一种实施方式为：在混凝土板模具中放置多根钢筋240，向混凝土板模具中浇筑混凝土，待浇筑的混凝土形成强度后形成超高性能混凝土预制板200。

其中，钢筋240预埋位置需要提前设计，以避免与钢筋骨架110打架或干涉；另外，钢筋240可按照一定的排布方式均匀布设。

需要说明的是：

1、超高性能混凝土预制板200可以通过预制厂家制作，直接买来使用；其中，超高性能混凝土预制板200为本领域技术人员所熟知的技术，在此不再详细介绍制作超高性能混凝土预制板200的具体工艺方法。

2、底模300、第一侧模400、第二侧模的选用及其安装等等，以及浇筑混凝土的具体工艺方法等也为本领域技术人员所熟知的技术，在此不再详细介绍。

3、以超高性能混凝土预制板200与钢筋骨架110焊接为例，可将露出的螺栓230或钢筋240与钢筋骨架110进行焊接，以增强超高性能混凝土预制板200与钢筋骨架110的连接。

该实施例中，用于形成超高性能混凝土预制板200的材料中添加有纤维或钢筋网片，以增强超高性能混凝土预制板200的延展性。

需要说明的是，上述提到的“纤维或钢筋网片”为本领域技术人员所熟知的材料或部件，本实施例未对其进行改进；当然，用于形成超高性能混凝土预制板200的材料中还可以放置其他能够增强超高性能混凝土预制板200延展性的材料，在此不再一一列出。

最后应说明的是：以上各实施例仅仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种桥梁抗剪结构，其特征在于，包括钢筋骨架(110)和超高性能混凝土预制板(200)；

所述钢筋骨架(110)在模具中浇筑混凝土形成混凝土结构(100)，浇注所述混凝土结构(100)之前，将所述超高性能混凝土预制板(200)竖直设置于所述混凝土结构的待浇筑区域，浇注完成后，所述超高性能混凝土预制板(200)包覆于所述混凝土结构(100)的腹板部。

2.根据权利要求1所述的桥梁抗剪结构，其特征在于，所述钢筋骨架(110)包括上支撑构件、下支撑构件和将两者连接在一起的竖向构件，所述上支撑构件、所述下支撑构件和所述竖向构件三者形成工字型钢筋骨架结构，且通过所述工字型钢筋骨架结构浇筑混凝土后形成工字型混凝土结构，其中，工字型混凝土结构具有所述腹板部。

3.根据权利要求2所述的桥梁抗剪结构，其特征在于，所述超高性能混凝土预制板(200)包括板本体(210)和预埋于所述板本体(210)的抗剪组件，所述抗剪组件能够由所述钢筋骨架(110)的侧面插设于所述竖向构件。

4.根据权利要求3所述的桥梁抗剪结构，其特征在于，所述抗剪组件包括套管(220)以及与所述套管(220)螺纹连接的螺栓(230)，所述螺栓(230)凸出于所述板本体(210)。

5.根据权利要求3所述的桥梁抗剪结构，其特征在于，所述抗剪组件包括钢筋(240)，所述钢筋(240)凸出于所述板本体(210)。

6.根据权利要求2-5任一项所述的桥梁抗剪结构，其特征在于，所述超高性能混凝土预制板(200)通过焊接、绑扎或螺纹连接方式连接于所述竖向构件。

7.一种制作桥梁抗剪结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

将钢筋骨架(110)固定于底模(300)；

将超高性能混凝土预制板(200)连接于钢筋骨架(110)的相对的两侧面；

将两块第一侧模(400)和两块第二侧模均安装于所述底模(300)，且在安装过程中，使两块所述第一侧模(400)分别紧贴与其相应的所述超高性能混凝土预制板(200)，并使所述第二侧模分别紧贴两块所述第一侧模(400)的同一端，形成用于浇筑混凝土的浇筑腔；

在所述浇筑腔内浇筑混凝土。

8.根据权利要求7所述的施工方法，其特征在于，在将所述超高性能混凝土预制板(200)连接于所述钢筋骨架(110)的步骤中，所述钢筋骨架(110)的最外侧与相应的所述第一侧模(400)之间的距离不小于所述超高性能混凝土预制板(200)的厚度。

9.根据权利要求7所述的施工方法，其特征在于，还包括预制超高性能混凝土预制板(200)的步骤：

在混凝土板模具中放置多个套管(220)，向所述混凝土板模具中浇筑混凝土，待浇筑的混凝土形成强度后，在所述套管(220)内旋入螺栓(230)形成所述超高性能混凝土预制板(200)；

或者，在混凝土板模具中放置多根钢筋(240)，向所述混凝土板模具中浇筑混凝土，待浇筑的混凝土形成强度后形成所述超高性能混凝土预制板(200)。

10.根据权利要求9所述的施工方法，其特征在于，用于形成所述超高性能混凝土预制板(200)的材料中添加有纤维或钢筋网片。