CN110725197A - 伸缩缝专用内嵌预埋件的梁端或桥头砼结构及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于公路桥梁伸缩装置的结构及施工，特别是指伸缩缝专用内嵌预埋件的梁端或桥头砼结构及其应用。伸缩缝专用内嵌预埋件的梁端或桥头砼结构，包括梁端或桥头，间隔预埋于梁端或桥头开设的预留槽底部砼结构内、且与伸缩装置的锚固筋适配的预埋件；预埋件整体预埋于预留槽底部砼结构内，预埋件顶部不高于预留槽内腔底面，预埋件顶部包括有可与锚固筋形成固定装配的装配部和/或固定有可与锚固筋形成固定装配的连接板。本发明有效解决了现有技术中伸缩装置施工工期长且施工难度大等问题，具有施工难度及强度小、施工速度快、便于标准化生产等优点。

Description

伸缩缝专用内嵌预埋件的梁端或桥头砼结构及其应用

技术领域

本发明属于公路桥梁伸缩装置的结构及施工，特别是指伸缩缝专用内嵌预埋件的梁端或桥头砼结构及其应用。

背景技术

伸缩装置不论在任何规格的桥梁上，都是桥梁构造上不可缺少的部分，它在桥梁结构中，要适应梁的温度变化、混凝土的徐变及收缩引起的收缩量、梁端的旋转、梁的挠度等因素引起的接缝变化，并直接承受着车轮的反复荷载，它是桥梁结构上最薄弱的环节。公路桥梁伸缩装置的安装质量对保证桥梁使用性能、提高行车舒适度、确保公路桥梁的服务质量具有重要意义。根据《公路桥梁伸缩装置》(JT/T 327-2016)的要求，伸缩缝是为适应桥梁结构变形的需要，在其上部结构中设置的间隙。公路桥梁伸缩装置为使车辆平稳通过桥面并符合桥梁上部结构变形的需要，在伸缩缝处设置的由橡胶和钢材等构件组成的各种装置的总称。上述行业标准中对于公路桥梁伸缩装置的分类、加工、技术性能、运输存放等进行了详细说明，现有大量文献对于伸缩装置的安装施工提出了明确要求。现有的公路桥梁伸缩装置安装一般按照如下步骤进行：一是桥面铺装：在伸缩缝及预留槽内置入填充物或填料，然后在填料、梁或桥头表面进行桥面铺装形成铺装层；二是切缝开槽：根据要求测量标出预留槽边线，用沥青砼切缝机切割预留槽内的铺装层，去除切口内的填料及铺装层，将预留槽侧壁及底部的混凝土表面打毛后将杂物清理干净；三是就位和焊接：将伸缩装置置于槽口内穿放横向设置的连接筋，将伸缩装置的高程与直线度调整至符合要求后，将伸缩装置的锚固筋与预埋的锚固钢筋焊接固定；四是安装模板及浇筑：清扫预留槽并用泡沫塑料填充于伸缩缝内，伸缩缝两侧加装模板以防止混凝土浇筑、振捣时进入伸缩缝，将混凝土倒入模板两侧的预留槽内后振捣抹平；五是安装密封条及养护：清洁有关部分并安装密封条，对混凝土养护至其强度达到要求后开放交通。

上述现有安装方式存在以下问题：一是按照施工要求，预埋筋不得出现裂缝、折断及缺失现象，对有裂缝和折断的钢筋应及时按焊接要求补焊或植筋，对弯曲的预埋筋要理顺。由于现有的预埋筋下部固定于预留槽下部的砼结构内，而其上部在预留槽内形成凸起的门型结构，在实际中经常由于操作不慎或加工误差导致上部凸出预埋筋弯曲或折断，造成了延误施工时间，提高施工成本的问题；二是上部凸出的预埋筋与预留槽之间容易积存杂物(尤其是其表面的沥青等杂物难以去除)，在安装伸缩装置前清理预留槽内杂物时通常需采用前端尖锐的专用工具缓慢挖掘进行，造成了施工难度及强度大，杂物不易清理干净，施工工期长等问题；三是如果预埋筋上部超高，则需要对其进行截断处理，给施工造成不必要的麻烦；四是在多片梁拼接时，由于梁片预制及吊装就位时存在误差，导致各预留槽及伸缩缝宽窄不一，加上凸出的预埋筋的影响，使桥面铺装时不能使用盖板对伸缩缝进行简单遮盖后覆盖填充料，在安装伸缩装置前清理预埋槽内杂物时施工繁琐、劳动强度大且施工时间长。

申请人在国内专利数据库中未发现与本发明相同或相近似的专利文献报道，目前关于伸缩装置的研究主要集中在对于伸缩装置自身的结构改进。

上述现有技术表明，对现有公路桥梁伸缩装置施工工艺进行改进以提高施工速度及施工质量势在必行。

发明内容

本发明的目的在于提供伸缩缝专用内嵌预埋件的梁端或桥头砼结构及其应用，可有效实现加快公路桥梁伸缩装置安装施工进度、提高施工质量。

本发明的整体技术构思是：

伸缩缝专用内嵌预埋件的梁端或桥头砼结构，包括梁端或桥头，间隔预埋于梁端或桥头开设的预留槽底部砼结构内、且与伸缩装置的锚固筋适配的预埋件；预埋件整体预埋于预留槽底部砼结构内，预埋件顶部不高于预留槽内腔底面，预埋件顶部包括有可与锚固筋形成固定装配的装配部和/或固定有可与锚固筋形成固定装配的连接板。

伸缩缝专用内嵌预埋件的梁端或桥头砼结构在梁端或桥头砼结构成型中的应用。

伸缩缝专用内嵌预埋件的梁端或桥头砼结构在梁端或桥头预留槽成型中的应用。

伸缩缝专用内嵌预埋件的梁端或桥头砼结构在桥梁伸缩缝施工中的应用。

伸缩缝专用内嵌预埋件的梁端或桥头砼结构在梁端或桥头伸缩缝装置安装施工中的应用。

本发明的具体技术构思还有：

为实现预埋件的标准化装配，同时便于提高其锚固强度，优选的技术方案是，所述的预埋件的侧部或底部与设于预留槽底部砼结构内的固定架或砼内部钢筋连接。

预埋件与固定架或砼内部钢筋的固定可以采用多种现有的固定方式实现，均不脱离本发明的技术实质，其中包括但不局限于采用如下技术手段，所述的预埋件的侧部或底部与设于预留槽底部砼结构内的固定架或砼内部钢筋采用焊接、绑扎连接、速接件扣装、螺钉连接、螺栓连接中的一种或其结合。

为增加连接板与邻接部件的装配可靠性，优选的技术实现手段是，所述的连接板为条形片状结构。

锚固筋与连接板的固定可以采用多种技术实现手段，其中包括但不局限于采用如下方式，锚固筋与连接板的固定采用焊接、螺钉、螺栓、一体化成型中的一种或其结合。

为便于加工及零部件连接可靠，同时满足伸缩装置及砼结构的受力均匀，优选的技术实现手段是，所述的预埋件间隔平行设置于梁端或桥头开设的预留槽底部砼结构内。申请人需要说明的是，预埋件间隔平行预埋于梁端或桥头开设的预留槽底部砼结构内是指预埋件与水平方向的夹角为α，0°≤α≤180°。

在满足实际需要的前提下，为适应生产、加工、装配环节存在误差需要，优选的技术实现手段是，所述的预埋件的顶部距预留槽内腔底面的间距为D，0≤D≤10mm。即便存在预埋件顶部低于预留槽内腔底面的情况，也可方便地通过人为观察发现，并采用通用器具(如锤头)敲击去掉预埋件顶部的浮灰而使装配部外露完成，反之，如预埋件顶部因插装、固定、水泥固化等原因而略高于预留槽内腔底面时，也不致因个别预埋件外露而影响伸缩装置的安装；上述技术构造的调整均不脱离本发明的保护范围。

更为优选的技术实现手段是，所述的0≤D≤5mm。

伸缩缝专用内嵌预埋件的梁端或桥头砼结构在梁端或桥头砼结构成型或梁端或桥头预留槽成型中的应用，是将预埋件与固定架或砼内部钢筋在模具内连接固定后浇筑预拌混凝土成型，或在模具内预拌混凝土未凝固前插入预埋件至相应位置后固化成型。

伸缩缝专用内嵌预埋件的梁端或桥头砼结构在梁端或桥头伸缩缝装置安装施工中的应用，包括如下步骤：

A、桥面铺装

将盖板置于伸缩缝两侧的预留槽底部以防止杂物进入，在盖板表面的预留槽内置入填料，然后在填料、梁或桥头表面进行桥面铺装形成铺装层；

B、切缝开槽

根据要求测量标出预留槽边线，用沥青砼切缝机切割预留槽内的铺装层，去除切口内的填料、铺装层，将预留槽侧壁及底部表面打毛后将杂物清理干净；

C、就位和焊接

检查伸缩装置型钢间隙尺寸，调整安装时的定位值，用专用卡具固定；将伸缩装置置于槽口内，将伸缩装置的锚固筋与预埋件的位置对应，将伸缩装置的高程与直线度调整至符合要求后，用搭接筋焊接连接伸缩装置的锚固筋和预埋件，随即在搭接筋与伸缩装置的锚固筋的搭接部穿放水平钢筋，放松卡具，使其自由伸缩；

D、安装模板及浇筑

清扫预留槽并用泡沫塑料填充于伸缩缝内，伸缩缝两侧加装模板以防止混凝土浇筑、振捣时进入伸缩缝，将预拌混凝土倒入模板两侧的预留槽内后振捣抹平；

E、安装密封条及养护

清洁有关部分并安装密封条，对混凝土养护至其强度达到要求后开放交通。

对于长度较长的伸缩装置，目前一般采用分段加工的方式制作，其优选的装配方式是，还包括一步骤C1，该步骤位于所述的步骤C后或与步骤C中伸缩装置的高程与直线度调整同时进行，步骤C1是将分段的伸缩装置首尾相连拼接为一整体。

申请人需要说明的是：

在本发明的描述中，术语“顶部”、“底部”、“侧部”、“底面”、“横向”、“条形”、“片状”、“侧壁”、“两侧”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，仅是为了便于简化描述本发明，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。

就申请人了解的范围而言，验证本发明技术效果的相关指标及方法在现有国标及行业标准中未见记载。为验证本发明的技术效果，申请人进行了如下试验：

一、试验项目：伸缩缝专用预埋件的实体施工试验。

二、试验时间：2019年8月12日。

三、试验地点：宁波象山，新桥连接试验段。

四、参加人员：葛永刚；顾乾岗；张波；江鹏飞；魏春晶；赵杰；高建华；郭乐；胡辉。

五、试验目的：统计、测算采用专用预埋件的施工方法，施工工时及工费等方面的数据。在同等施工质量的前提下，与现有的产品结构及施工方法进行对比。

六、试验步骤

1、预制梁体预留槽。待浇筑梁的混凝土未凝固时插入本发明中的预埋件，且预埋件顶部与预留槽内腔底面齐平，平行间距250mm，和伸缩装置的锚固筋间距保持一致；

2、在预留槽底部用长条木板通长盖住伸缩缝，防止杂物进入；然后在预留槽内填入沙袋，回填高度与桥面混凝土高度一致时，进行桥面铺装；

3、确定伸缩缝位置，按图纸尺寸准确划线，用切割机按所划线准确的锯开桥面铺装层，及时用水清洗；

4、取出沙袋及掉落在沙袋间隙的杂物，附着于预埋件表面的少量混凝土可敲击去除。检查预埋件是否齐全，与伸缩装置的锚固筋是否相对应。将预留槽侧壁及底部打毛并清洗干净；

5、检查伸缩装置型钢间隙尺寸，调整安装时的定位值，用专用卡具固定；

6、安装吊架并将伸缩装置吊装入槽坑内，调整伸缩装置中心线与伸缩缝中心线相重合，将伸缩装置的锚固筋与预埋件位置一一对应，调整伸缩装置标高，并使其顶面标高与设计要求吻合；用搭接筋连接伸缩装置的锚固筋和预埋件，随即穿放水平钢筋，放松卡具，使其自由伸缩；

7、用泡沫条封闭伸缩装置顶面缝口，安装梁端模板，在预留槽内浇筑C50预拌混凝土，填充捣实；

8、地膜覆盖洒水，待混凝土达到设计强度的80％以上时清理型腔、嵌装防水橡胶条。待混凝土强度达到设计要求方可开放交通。

七、试验结论

1、由于预留槽内平整且无钢筋网，可以使用沙袋或大块整件填充物填充，相较以前用散装沙土、建筑垃圾等颗粒散料填充物清理更加方便，且没有粉尘飘散，环保性增强；

2、由于预留槽内平整且无凸出的预埋筋，可用通用大工具整体清理，省去了清槽时用小工具清理预埋筋内杂物的时间，清理工作更加简便快捷；

3、由于预留槽内无凸出的预埋筋，省去把弯曲预埋筋摆正、调整预埋筋间距、植筋等工作；预埋件顶部的条形钢板，增加了预埋件连接尺寸，当伸缩装置锚固筋与预埋件位置有偏差时，可接触面积增大，便于实现伸缩装置的定位；

4、预埋件顶部的条形钢板，增加了锚固面积，提高了与伸缩装置的锚固筋的连接可靠性；

综上所述，经过申请人测算统计，在同等施工质量的前提下采用本发明的结构及工艺与现有产品及施工方法对比而言，有效节省施工时间3倍，且施工时不需要借助专用工具，工效大幅度提高且环保性更好。

本发明所具备的实质性特点及取得的显著技术进步在于：

1、本发明采用将预埋件顶部不高于预留槽内腔底面的结构设计，由于预留槽内腔底面平整度高，可采用常规工具对其内腔进行去杂清扫，在保证预留槽内腔去杂效果的同时施工进度可大幅度提高。

2、由于预留槽内腔底面具有较好的平整度，一是在进行桥面铺装层施工时可以对伸缩缝表面覆盖盖板即可避免杂物进入，相比多片梁拼装伸缩缝采用现有施工方法而言极大加快了铺装施工进度；二是降低了伸缩装置施工前伸缩缝内杂物的清理难度，加快了清理速度；三是可避免因锚固件上部弯曲或折断造成的工件损伤现象以及由此产生的锚固件理顺或补筋工序，简化施工工艺且故障率低；四是由于预留槽内平整且无门型结构预留钢筋，可以使用沙袋或大块整件填充物填充，相较以前用散装沙土、建筑垃圾等颗粒散料填充物清理更加方便，且没有粉尘飘散，环保性增强。

3、采用预埋件顶部设有与伸缩装置的锚固筋适配连接的装配部的结构设计，在保证与连接板、伸缩装置的锚固筋有效连接的同时，可以方便地采用常规的与固定架固定或待浇筑梁的混凝土未凝固时插入预埋件的方法实现快速施工，即便因少量混凝土附着于预埋件表面也可方便地通过硬物敲击等常用机械方式将其去除，施工难度小且便于实现标准化生产。

4、预埋件顶部固定有连接板的结构设计，增加了预埋件的表面积，进一步提高了与伸缩装置的锚固筋的连接可靠性，同时便于锚固筋与预埋件连接位置的调整。

5、由于预埋件整体预埋于预留槽砼结构内，预留槽底面平整度高，使伸缩装置安装施工时直线度调整更为容易。

6、经申请人试验，采用本发明中的结构及施工方法，相比现有的产品结构及施工方法而言，在同等施工质量的前提下，可有效节省施工时间3倍且不需要借助专用工具，工效大幅度提高。

附图说明

图1是本发明中伸缩装置安装完毕且未浇筑混凝土时的结构示意图。

图2是本发明中铺装层完成且未安装伸缩装置的结构示意图。

图3是现有的多片梁现浇拼接后预埋件外露的伸缩缝结构示意图。

图4是图3中的A-A向视图。

图5至图7是不同结构的预埋件在预留槽砼结构内的分布示意图。

图8、图10是不同结构的预埋件及连接板的结构示意图。

图9是图8的俯视图。

图11是图10的俯视图。

图12是预埋件与伸缩装置正交安装的结构示意图。

图13是预埋件与伸缩装置斜交安装的结构示意图。

附图中的附图标记如下：

1、固定架或砼内部钢筋；2、铺装层；3、水平钢筋；4、伸缩装置的锚固筋；5、预留槽；6、连接板；7、预埋件；8、盖板；9、填料；10、搭接筋。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明做进一步描述，但不应理解为对本发明的限定，本发明的保护范围以权利要求记载的内容为准，任何依据说明书所做出的等效技术手段替换，均不脱离本发明的保护范围。

本实施例的整体结构如图示，其中伸缩缝专用内嵌预埋件的梁端或桥头砼结构，包括梁端或桥头，间隔预埋于梁端或桥头开设的预留槽5底部砼结构内、且与伸缩装置的锚固筋4适配的预埋件7；预埋件7整体预埋于预留槽5底部砼结构内，预埋件7顶部不高于预留槽5内腔底面，预埋件7顶部包括有可与锚固筋4形成固定装配的连接板6。

所述的预埋件7的侧部或底部与设于预留槽5底部砼结构内的固定架或砼内部钢筋1焊接连接；如图1所示。

所述的连接板6为条形片状结构；如图8-11所示。

锚固筋4与连接板6的固定采用焊接、螺钉、螺栓、一体化成型中的一种或其结合；如图5-11所示。

所述的预埋件7间隔平行设置于梁端或桥头开设的预留槽5底部砼结构内；如图12、13所示。

所述的预埋件7的顶部距预留槽5内腔底面的间距为D，0≤D≤10mm。

伸缩缝专用内嵌预埋件的梁端或桥头砼结构在梁端或桥头砼结构成型或梁端或桥头预留槽成型中的应用，是将预埋件7与固定架或砼内部钢筋1在模具内连接固定后浇筑预拌混凝土成型，或在模具内预拌混凝土未凝固前插入预埋件7至相应位置后固化成型；如图1、图2、图5至图7所示。

伸缩缝专用内嵌预埋件的梁端或桥头砼结构在梁端或桥头伸缩缝装置安装施工中的应用，包括如下步骤：

A、桥面铺装

将盖板8置于伸缩缝两侧的预留槽5底部以防止杂物进入，在盖板8表面的预留槽5内置入填料9，然后在填料9、梁或桥头表面进行桥面铺装形成铺装层2；如图2所示；

B、切缝开槽

根据要求测量标出预留槽边线，用沥青砼切缝机切割预留槽5内的铺装层2，去除切口内的填料9、铺装层2，将预留槽5侧壁及底部表面打毛后将杂物清理干净；如图1所示；

C、就位和焊接

检查伸缩装置型钢间隙尺寸，调整安装时的定位值，用专用卡具固定；将伸缩装置置于槽口内，将伸缩装置的锚固筋4与预埋件7的位置对应，将伸缩装置的高程与直线度调整至符合要求后，用搭接筋10焊接连接伸缩装置的锚固筋4和预埋件7，随即在搭接筋10与伸缩装置的锚固筋4的搭接部穿放水平钢筋3，放松卡具，使其自由伸缩；如图1所示；

D、安装模板及浇筑

清扫预留槽5并用泡沫塑料填充于伸缩缝内，伸缩缝两侧加装模板以防止混凝土浇筑、振捣时进入伸缩缝，将预拌混凝土倒入模板两侧的预留槽5内后振捣抹平；

E、安装密封条及养护

清洁有关部分并安装密封条，对混凝土养护至其强度达到要求后开放交通。

对于长度较长的伸缩装置，采用分段加工的方式制作，装配方式是还包括一步骤C1，该步骤位于所述的步骤C后或与步骤C中伸缩装置的高程与直线度调整同时进行，步骤C1是将分段的伸缩装置首尾相连拼接为一整体。

Claims (15)

1.伸缩缝专用内嵌预埋件的梁端或桥头砼结构，包括梁端或桥头，间隔预埋于梁端或桥头开设的预留槽(5)底部砼结构内、且与伸缩装置的锚固筋(4)适配的预埋件(7)；其特征在于预埋件(7)整体预埋于预留槽(5)底部砼结构内，预埋件(7)顶部不高于预留槽(5)内腔底面，预埋件(7)顶部包括有可与锚固筋(4)形成固定装配的装配部和/或固定有可与锚固筋(4)形成固定装配的连接板(6)。

2.根据权利要求1所述的伸缩缝专用内嵌预埋件的梁端或桥头砼结构，其特征在于所述的预埋件(7)的侧部或底部与设于预留槽(5)底部砼结构内的固定架或砼内部钢筋(1)连接。

3.根据权利要求2所述的伸缩缝专用内嵌预埋件的梁端或桥头砼结构，其特征在于所述的预埋件(7)的侧部或底部与设于预留槽(5)底部砼结构内的固定架或砼内部钢筋(1)采用焊接、绑扎连接、速接件扣装、螺钉连接、螺栓连接中的一种或其结合。

4.根据权利要求1所述的伸缩缝专用内嵌预埋件的梁端或桥头砼结构，其特征在于所述的连接板(6)为条形片状结构。

5.根据权利要求1或4所述的伸缩缝专用内嵌预埋件的梁端或桥头砼结构，其特征在于锚固筋(4)与连接板(6)的固定采用焊接、螺钉、螺栓、一体化成型中的一种或其结合。

6.根据权利要求1所述的伸缩缝专用内嵌预埋件的梁端或桥头砼结构，其特征在于所述的预埋件(7)间隔平行设置于梁端或桥头开设的预留槽(5)底部砼结构内。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的伸缩缝专用内嵌预埋件的梁端或桥头砼结构，其特征在于所述的预埋件(7)的顶部距预留槽(5)内腔底面的间距为D，0≤D≤10mm。

8.根据权利要求7所述的伸缩缝专用内嵌预埋件的梁端或桥头砼结构，其特征在于所述的0≤D≤5mm。

9.根据权利要求1-8所述的伸缩缝专用内嵌预埋件的梁端或桥头砼结构在梁端或桥头砼结构成型中的应用。

10.根据权利要求1-8所述的伸缩缝专用内嵌预埋件的梁端或桥头砼结构在梁端或桥头预留槽成型中的应用。

11.根据权利要求1-8所述的伸缩缝专用内嵌预埋件的梁端或桥头砼结构在桥梁伸缩缝施工中的应用。

12.根据权利要求1-8所述的伸缩缝专用内嵌预埋件的梁端或桥头砼结构在梁端或桥头伸缩缝装置安装施工中的应用。

13.根据权利要求9-11中任一项所述的应用，其特征在于是将预埋件(7)与固定架或砼内部钢筋(1)在模具内连接固定后浇筑预拌混凝土成型，或在模具内预拌混凝土未凝固前插入预埋件(7)至相应位置后固化成型。

14.根据权利要求12所述的应用，其特征在于包括如下步骤：

A、桥面铺装

将盖板(8)置于伸缩缝两侧的预留槽(5)底部以防止杂物进入，在盖板(8)表面的预留槽(5)内置入填料(9)，然后在填料(9)、梁或桥头表面进行桥面铺装形成铺装层(2)；

B、切缝开槽

根据要求测量标出预留槽边线，用沥青砼切缝机切割预留槽(5)内的铺装层(2)，去除切口内的填料(9)、铺装层(2)，将预留槽(5)侧壁及底部表面打毛后将杂物清理干净；

C、就位和焊接

检查伸缩装置型钢间隙尺寸，调整安装时的定位值，用专用卡具固定；将伸缩装置置于槽口内，将伸缩装置的锚固筋(4)与预埋件(7)的位置对应，将伸缩装置的高程与直线度调整至符合要求后，用搭接筋(10)焊接连接伸缩装置的锚固筋(4)和预埋件(7)，随即在搭接筋(10)与伸缩装置的锚固筋(4)的搭接部穿放水平钢筋(3)，放松卡具，使其自由伸缩；

D、安装模板及浇筑

清扫预留槽(5)并用泡沫塑料填充于伸缩缝内，伸缩缝两侧加装模板以防止混凝土浇筑、振捣时进入伸缩缝，将预拌混凝土倒入模板两侧的预留槽(5)内后振捣抹平；

E、安装密封条及养护

清洁有关部分并安装密封条，对混凝土养护至其强度达到要求后开放交通。

15.根据权利要求14所述的应用，其特征在于还包括一步骤C1，该步骤位于所述的步骤C后或与步骤C中伸缩装置的高程与直线度调整同时进行，步骤C1是将分段的伸缩装置首尾相连拼接为一整体。

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