CN111335163A - 一种空心板梁插钢法横向连接方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种空心板梁插钢法横向连接方法，包括如下步骤：1)，在工厂预制梁间钢板、上承压钢结构、下承压钢结构，并焊接梁间钢板和上承压钢结构；2)，施工现场由上至下安装梁间钢板、上承压钢结构；再在空心板梁下方安装下承压钢结构，并用螺栓连接下承压钢结构至梁间钢板；3)，施工现场在空心板梁下方压注胶结材料；4)，施工现场浇筑桥面混凝土和桥面系结构；5)，最后桥面辅助设施施工。本发明能够提高原有空心板梁的抗剪能力；能有效降低空心板梁的横向分布系数；胶结材料能有效封闭原空心板梁的侧面裂缝；由此提高了桥梁结构的安全性和耐久性，从而延长桥梁结构的使用寿命。

Description

一种空心板梁插钢法横向连接方法

【技术领域】

本发明涉及一种空心板梁的连接方法，具体涉及一种空心板梁插钢法横向连接方法，属于桥梁工程技术领域。

【背景技术】

我国从上世纪六十年代开始使用空心板梁，初期以原苏联的图纸作参考。随后，交通部陆续在1973、1980、1993、2004和2014出版过5个版本的空心板标准图。早期的空心板截面有三大特点：低梁高、小铰缝、薄壁；1993年后的空心板截面开始采用深铰缝，且在铰缝内布置钢筋，不再使用素混凝土。

空心板截面形式的设计一方面与当时的设计标准有关，另一方面也与设计理念有关。各设计院空心板桥横向分布系数计算均采用上世纪60年代原苏联乌里茨基提出的“铰接板法”。该方法假定铰缝只传递剪力，而忽略了实际上铰缝处于受弯、拉，剪的复杂受力状态。

后期当铰缝病害成为空心板梁主要病害形式后，引发了一系列对于铰缝内力的关注。不少研究者进行了物理及数值试验。物理试验有得出一些比较一致的定性结论：深铰缝的协同工作性能优于浅铰缝；疲劳荷载对浅铰缝有较大影响，而对深铰缝影响不明显；由于中心加载的原因，裂缝总是出现在跨中到1/4位置；铰缝内增加各种类型钢筋对受力有利等。数值试验因有几个关键问题的处理方式不同，比如铰缝结合面处理，粘结力取值等，其结论有时出现新的情况。比如物理试验时交界面总是最薄弱环节，但数值试验时试件既有可能受剪破坏，也可能受拉破坏。铰缝内混凝土的振捣密实问题一直是施工难点，施工质量难以保证。

随着经济的发展，桥梁超载现象越来越严重。超载一方面加速板梁损伤、加大铰缝内力，同时板梁损伤时又进一步降低板梁刚度，反过来影响荷载的横向分布，增大铰缝的内力，加速铰缝破坏。

目前常见的铰缝加固方案有四种：一是底部注胶封闭；二是重新浇筑铰缝混凝土；三是梁底贴钢板或预应力加固；四是更换梁板。但以上这四种加固方法中都存在不少的缺点：底部注胶封闭、重新浇筑铰缝混凝土、梁底贴钢板或预应力三种加固方法均存在无法提高空心板抗剪能力和维修不彻底的弊端；更换梁板的加固方法虽能够做到维修彻底，但存在维修范围扩大化，维修费用大、施工周期长、对交通影响大的缺点。

因此，为解决上述技术问题，确有必要提供一种创新的空心板梁插钢法横向连接方法，以克服现有技术中的所述缺陷。

【发明内容】

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种空心板梁插钢法横向连接方法，其能实现哪块梁板损坏修复哪块梁板，哪个铰缝损坏修复哪个铰缝，具有病害针对性，经济实用、结构简单、施工方便和经久耐用等诸多优点。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种空心板梁插钢法横向连接方法，其采用一种连接结构，该连接结构安装于相邻的空心板梁上；相邻的空心板梁之间具有铰缝；

所述连接结构包括梁间钢板、上承压钢结构、下承压钢结构以及胶结材料；所述上承压钢结构焊接于梁间钢板的顶端，其设置在铰缝的上缘；所述梁间钢板插入铰缝中；所述下承压钢结构采用螺栓连接在梁间钢板的下端，其抵接于空心板梁的底部；所述胶结材料填充于铰缝内，其粘接空心板梁和梁间钢板；

所述连接方法包括如下工艺步骤：

1)，在工厂预制梁间钢板、上承压钢结构、下承压钢结构，并焊接梁间钢板和上承压钢结构；

2)，施工现场由上至下安装梁间钢板、上承压钢结构；再在空心板梁下方安装下承压钢结构，并用螺栓连接下承压钢结构至梁间钢板；

3)，施工现场在空心板梁下方压注胶结材料；

4)，施工现场浇筑桥面混凝土和桥面系结构；

5)，最后桥面辅助设施施工，所有工序完成后进行竣工验收，验收合格后整个桥梁投入运营。

本发明的空心板梁插钢法横向连接方法进一步为：所述梁间钢板上设置有过浆圆孔，过浆圆孔直径不小于10mm，间距不大于50cm，使梁间钢板两侧的胶结材料连通。

本发明的空心板梁插钢法横向连接方法进一步为：所述梁间钢板上设置有过浆孔，该过浆孔呈长椭圆孔，宽度不小于10mm，长度不小于1/2粱间钢板高度，间距不大于50cm，使梁间钢板两侧的胶结材料连通。

本发明的空心板梁插钢法横向连接方法进一步为：所述梁间钢板包括标准梁间段和梁端变化段两种形式；梁间钢板高度根据空心板的高度确定；梁间钢板厚度根据既有空心板梁铰缝宽度确定，且钢板最小厚度应不小于8mm。

本发明的空心板梁插钢法横向连接方法进一步为：所述上承压钢结构宽度根据空心板梁的铰缝上缘宽度确定；所述上承压钢结构长度与梁间钢板上缘长度一致；所述上承压钢结构的厚度不小于6mm；所述上承压钢结构的下坡面角度与空心板梁间的铰缝坡度一致，使上承压钢结构的侧面、以及下坡面均和空心板梁相接触。

本发明的空心板梁插钢法横向连接方法进一步为：所述上承压钢结构宽度根据空心板梁的铰缝上缘宽度确定；所述上承压钢结构长度与梁间钢板上缘长度一致；所述上承压钢结构的厚度不小于6mm；所述上承压钢结构具体为一钢板，其和梁间钢板垂直设置，并呈T字形结构，其支撑于铰缝的坡面上。

本发明的空心板梁插钢法横向连接方法进一步为：所述下承压钢结构断面形式为L形。

本发明的空心板梁插钢法横向连接方法进一步为：所述下承压钢结构断面形式为梯形型钢，其两侧开设有若干通孔，所述螺栓穿过通孔，并收容于梯形型钢内。

本发明的空心板梁插钢法横向连接方法进一步为：所述下承压钢结构上开设螺栓孔；所述梁间钢板上开设长孔；所述下承压钢结构通过螺栓连接于梁间钢板上，且螺栓穿过螺栓孔和长孔，并能沿长孔上下调节。

本发明的空心板梁插钢法横向连接方法还可为：所述连接结构中的梁间钢板、上承压钢结构和下承压钢结构为主受力结构；其能用于各种铰接形式的既有空心板梁桥梁的加固，也能用于新建空心板梁桥梁板间铰接结构。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、恢复和优化空心板梁间铰缝传力性能

本发明与传统的混凝土铰缝相比，通过增加板间钢结构，有效的提高了空心板梁间剪力传递性能。

2、提高空心板梁的抗剪性能

本发明在空心板梁间增加了不小于8mm厚度的钢板，并通过胶结材料的连接，明显的提高了空心板梁的抗剪性能。

3、修复了空心板梁的侧面裂缝

本发明通过压力注浆，可以使胶结材料进入到传统修复方法中无法修复的空心板梁侧面裂缝，可有效的提高空心板梁的耐久性。

4、减少维修范围，施工期间对交通影响小

本发明与传统的更换梁板维修方法相比，可以做到只修复破损梁板，哪块梁板损坏修复哪块梁板，哪个铰缝损坏修复哪个铰缝，具有病害针对性；同时，不会造成由于新老梁板的高度差异而引起的整孔、整联、整桥，甚至造成维修范围扩大到下部结构的维修或更换；进而控制施工作业面在最小的范围内，有效的减小了施工期对周边交通的影响。

【附图说明】

图1是本发明的空心板梁插钢法横向连接结构安装于空心板梁的第一实施方式的断面图。

图2是图1的立面图。

图3是图1的空心板梁插钢法横向连接结构的结构示意图。

图4是图1中A处的局部放大图。

图5是本发明的空心板梁插钢法横向连接结构安装于空心板梁的第二实施方式的断面图。

图6是图5的立面图。

图7是图5的空心板梁插钢法横向连接结构的结构示意图。

图8是本发明的空心板梁插钢法横向连接结构安装于空心板梁的第三实施方式的断面图。

图9是图8的空心板梁插钢法横向连接结构的结构示意图。

图10是图8中B处的局部放大图。

图11是图10的侧视图、

图12是本发明中的梁间钢板为标准梁间段时的第一实施方式示意图。

图13是本发明中的梁间钢板为梁端变化段时的第一实施方式示意图。

图14是本发明中的梁间钢板为标准梁间段时的第二实施方式示意图。

图15是本发明中的梁间钢板为梁端变化段时的第二实施方式示意图。

图16是空心板梁的结构示意图。

【具体实施方式】

请参阅说明书附图1至附图16所示，其为本发明的一种空心板梁插钢法横向连接结构，该连接结构安装于相邻的空心板梁10上；相邻的空心板梁10之间具有铰缝11。该连接结构能用于各种铰接形式的既有空心板梁桥梁的加固，也能用于新建空心板梁桥梁板间铰接结构。

本发明的空心板梁插钢法横向连接结构由梁间钢板1、上承压钢结构2、下承压钢结构3以及胶结材料4等几部分组成，其中，所述梁间钢板1、上承压钢结构2和下承压钢结构3为主受力结构，胶结材料4为传力结构。

所述梁间钢板1由标准梁间段(图12、14所示)和梁端变化段(图13、15所示)两种形式。所述梁间钢板1长度应根据施工吊装能力和施工方便确定。梁间钢板1高度根据空心板10的高度确定；梁间钢板1厚度根据既有空心板梁铰缝宽度确定，且梁间钢板1最小厚度应不小于8mm。

进一步的，所述梁间钢板1插入铰缝11中，其上设置有过浆圆孔5，如说明书附图12和13所示，其为过浆圆孔5的第一实施方式，过浆圆孔5直径不小于10mm，间距不大于50cm，使梁间钢板1两侧的胶结材料4连通，并和梁间钢板1结合牢固。

如说明书附图14和15所示，其为过浆孔5’的第二实施方式，该过浆孔5’呈长椭圆孔，宽度不小于10mm，长度不小于1/2粱间钢板高度，间距不大于50cm，其适用于结材料4流动性弱的情形，使梁间钢板1两侧的胶结材料4连通，并和梁间钢板1结合牢固。

如说明书附图1至附图3、说明书附图8至附图9所示，其为上承压钢结构2的第一实施方式，该上承压钢结构2焊接于梁间钢板1的顶端，其设置在铰缝11的上缘。该上承压钢结构2宽度根据空心板梁10的铰缝11上缘宽度确定。所述上承压钢结构2的下坡面21角度与空心板梁10铰缝11的坡度一致，从而使上承压钢结构2的侧面、以及下坡面21均和空心板梁相接触，使上承压钢结构2的承力性能好，不易变形。所述上承压钢结构2长度与梁间钢板1上缘长度一致。所述上承压钢结构的厚度通过结构受力计算确定，但不应小于6mm。

如说明书附图5至附图7所示，其为上承压钢结构2的第二实施方式，该上承压钢结构2焊接于梁间钢板1的顶端，其设置在铰缝11的上缘。该上承压钢结构2具体为一钢板，使其加工制造方便，其和梁间钢板1垂直设置，并呈T字形结构。所述上承压钢结构2宽度根据空心板梁10的铰缝11上缘宽度确定。所述上承压钢结构2长度与梁间钢板1上缘长度一致。所述上承压钢结构的厚度通过结构受力计算确定，但不应小于6mm。所述上承压钢结构2支撑于铰缝11的坡面12上。

所述下承压钢结构3采用螺栓7连接在梁间钢板1的下端，其抵接于空心板梁10的底部。所述下承压钢结构3断面形式为L形(如图4和图7所示)。当然，所述下承压钢结构3也可具体为梯形型钢(如图8至图10所示)，其两侧开设有若干通孔31，所述螺栓7穿过通孔31，并收容于梯形型钢内，从而使螺栓7不外露，避免螺栓7日晒雨淋，且使下承压钢结构3的外形美观。

进一步的，所述下承压钢结构3上开设螺栓孔(未标号)；所述梁间钢板1上开设长孔6；所述下承压钢结构3通过螺栓7连接于梁间钢板1上，且螺栓7穿过螺栓孔和长孔6，并能沿长孔6上下调节，从而方便调节下承压钢结构3的位置，以便于安装。

所述胶结材料4填充于铰缝11内，其粘接空心板梁10和梁间钢板1；同时，胶结材料4具有封闭空心板梁10侧面裂缝功能。所述胶结材料4可根据梁间钢板1与空心板梁10之间的间隙加入骨料。

采用上述空心板梁插钢法横向连接结构对空心板梁横向连接的方法包括如下工艺步骤：

1)，在工厂预制梁间钢板1、上承压钢结构2、下承压钢结构3，并焊接梁间钢板1和上承压钢结构2；

2)，施工现场由上至下安装梁间钢板1、上承压钢结构2；再在空心板梁10下方安装下承压钢结构3，并用螺栓7连接下承压钢结构3至梁间钢板1；

3)，施工现场在空心板梁10下方压注胶结材料4；

4)，施工现场浇筑桥面混凝土和桥面系结构8；

5)，最后桥面辅助设施施工，所有工序完成后进行竣工验收，验收合格后整个桥梁投入运营。

以上的具体实施方式仅为本创作的较佳实施例，并不用以限制本创作，凡在本创作的精神及原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本创作的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种空心板梁插钢法横向连接方法，其特征在于：其采用一种连接结构，该连接结构安装于相邻的空心板梁上；相邻的空心板梁之间具有铰缝；

所述连接结构包括梁间钢板、上承压钢结构、下承压钢结构以及胶结材料；所述上承压钢结构焊接于梁间钢板的顶端，其设置在铰缝的上缘；所述梁间钢板插入铰缝中；所述下承压钢结构采用螺栓连接在梁间钢板的下端，其抵接于空心板梁的底部；所述胶结材料填充于铰缝内，其粘接空心板梁和梁间钢板；

所述连接方法包括如下工艺步骤：

1)，在工厂预制梁间钢板、上承压钢结构、下承压钢结构，并焊接梁间钢板和上承压钢结构；

2)，施工现场由上至下安装梁间钢板、上承压钢结构；再在空心板梁下方安装下承压钢结构，并用螺栓连接下承压钢结构至梁间钢板；

3)，施工现场在空心板梁下方压注胶结材料；

4)，施工现场浇筑桥面混凝土和桥面系结构；

5)，最后桥面辅助设施施工，所有工序完成后进行竣工验收，验收合格后整个桥梁投入运营。

2.如权利要求1所述的空心板梁插钢法横向连接方法，其特征在于：所述梁间钢板上设置有过浆圆孔，过浆圆孔直径不小于10mm，间距不大于50cm，使梁间钢板两侧的胶结材料连通。

3.如权利要求1所述的空心板梁插钢法横向连接方法，其特征在于：所述梁间钢板上设置有过浆孔，该过浆孔呈长椭圆孔，宽度不小于10mm，长度不小于1/2粱间钢板高度，间距不大于50cm，使梁间钢板两侧的胶结材料连通。

4.如权利要求1所述的空心板梁插钢法横向连接方法，其特征在于：所述梁间钢板包括标准梁间段和梁端变化段两种形式；梁间钢板高度根据空心板的高度确定；梁间钢板厚度根据既有空心板梁铰缝宽度确定，且钢板最小厚度应不小于8mm。

5.如权利要求1所述的空心板梁插钢法横向连接方法，其特征在于：所述上承压钢结构宽度根据空心板梁的铰缝上缘宽度确定；所述上承压钢结构长度与梁间钢板上缘长度一致；所述上承压钢结构的厚度不小于6mm；所述上承压钢结构的下坡面角度与空心板梁间的铰缝坡度一致，使上承压钢结构的侧面、以及下坡面均和空心板梁相接触。

6.如权利要求1所述的空心板梁插钢法横向连接方法，其特征在于：所述上承压钢结构宽度根据空心板梁的铰缝上缘宽度确定；所述上承压钢结构长度与梁间钢板上缘长度一致；所述上承压钢结构的厚度不小于6mm；所述上承压钢结构具体为一钢板，其和梁间钢板垂直设置，并呈T字形结构，其支撑于铰缝的坡面上。

7.如权利要求1所述的空心板梁插钢法横向连接方法，其特征在于：所述下承压钢结构断面形式为L形。

8.如权利要求1所述的空心板梁插钢法横向连接方法，其特征在于：所述下承压钢结构断面形式为梯形型钢，其两侧开设有若干通孔，所述螺栓穿过通孔，并收容于梯形型钢内。

9.如权利要求1所述的空心板梁插钢法横向连接方法，其特征在于：所述下承压钢结构上开设螺栓孔；所述梁间钢板上开设长孔；所述下承压钢结构通过螺栓连接于梁间钢板上，且螺栓穿过螺栓孔和长孔，并能沿长孔上下调节。

10.如权利要求1所述的空心板梁插钢法横向连接方法，其特征在于：所述连接结构中的梁间钢板、上承压钢结构和下承压钢结构为主受力结构；其能用于各种铰接形式的既有空心板梁桥梁的加固，也能用于新建空心板梁桥梁板间铰接结构。

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