CN111395145A - 一种便于后期拓宽改造的新型预制t梁构造及其拓宽方法 - Google Patents

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孙志刚
叶建国
鲁洋
张龙
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朱保华
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    • E01D2101/20Concrete, stone or stone-like material
    • E01D2101/24Concrete
    • E01D2101/26Concrete reinforced

Abstract

本公开提供一种便于后期拓宽改造的新型预制T梁构造及其拓宽方法,涉及桥梁工程领域,包括T梁,T梁包括对接的翼缘板和梁肋,梁肋内预埋有连接件,配合横隔板结构连接新建T梁进行拓宽,所述连接件包括对接的第一板和第二板,所述第一板与梁肋侧面平行并紧贴梁肋拓宽侧的侧面布置,第二板垂直于第一板并延伸至梁肋内,所述第二板上设有开孔,用于容纳混凝土形成销栓结构,通过在T梁内预埋连接件,通过连接件配合横隔板完成新旧T梁下部的连接,配合T梁翼缘板部分的相互对接形成新旧T梁的拼接拓宽,解决了传统拓宽方式工序复杂、成本高、安全性欠佳、拓宽形式单一的问题,提高了桥梁拓宽施工的效率。

Description

一种便于后期拓宽改造的新型预制T梁构造及其拓宽方法
技术领域
本公开涉及桥梁工程领域,特别涉及一种便于后期拓宽改造的新型预制T梁构造及其拓宽方法。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术,并不必然构成现有技术。
随着经济社会的发展,我国公路建设进入了新建与改扩建并举的时代。在公路改扩建工程中,沿线桥梁的改扩建成为关键的控制工程。
除高等级道路外,国内每年还有许多与当地现状交通量相适应的较低等级的公路在建项目。若干年后当地经济社会发展到一定程度时,再对其进行改扩建,这种远近期结合的建设方案是经济科学、高效合理的。结构设计方案如果能够兼顾初期设计和后期拓宽改造,便可实现结构全寿命周期内建设成本最小化,并确保后期改扩建施工的安全、高效。
发明人发现,公路桥梁上部结构中T梁占有较大比重,当前对既有T梁桥的拓宽改造需要对原结构进行钻孔、植筋等施工。该类拓宽方式存在如下缺点:(1)钻孔前要对结构预应力筋及受力主筋进行探测、定位,但定位精度有限,钻孔时万一破坏了预应力筋或者受力主筋,将对结构的安全性造成严重影响;(2)施工工序复杂,植筋完成后还需要结构胶达到一定的粘结强度后才可进行下一道工序,施工效率较低;(3)所植钢筋主要依靠结构胶保证其与混凝土的连接强度,该种连接形式的连接强度及其耐久性相对较差;(4)拓宽形式相对单一,对于既有混凝土桥梁与新建钢混组合结构桥梁的拼接方案,施工难度较大。
发明内容
本公开的目的是针对现有技术存在的缺陷,提供一种便于后期拓宽改造的新型预制T梁构造及其拓宽方法,通过在T梁本体内预埋连接件,连接件通过其预留的开孔与T梁本体形成稳固连接,连接件在梁肋拓宽侧的侧面形成具有灵活操作空间的连接面,通过在连接面上焊接连接钢筋或其他焊接件完成新旧T梁横隔板的连接,再配合新旧T梁翼缘板间的半刚性连接实现新旧T梁的拼接拓宽,解决了传统拓宽方式普遍存在的工序复杂、成本高、安全性欠佳、拓宽形式单一的问题,提高了桥梁拓宽施工的效率。
本公开的第一目的是提供一种便于后期拓宽改造的新型预制T梁构造,采用以下技术方案:
包括T梁,所述T梁包括对接的翼缘板和梁肋,所述梁肋内预埋有连接件,用于配合横隔板结构连接新建T梁进行拓宽,所述连接件包括对接的一第一板和一第二板,所述第一板紧贴梁肋拓宽侧的侧面设置,第二板垂直于第一板并延伸至梁肋内,所述第二板上设有开孔,用于容纳混凝土形成销栓结构。
进一步地,所述连接件有多个,在梁肋竖向间隔设置,在梁肋纵向间隔设置。
本公开的第二目的是提供另一种便于后期拓宽改造的新型预制T梁构造,采用以下技术方案:
包括T梁,所述T梁包括对接的翼缘板和梁肋,所述梁肋内预埋有连接件,用于配合横隔板结构连接新建T梁进行拓宽,所述连接件包括一第一板和多个第二板,所述第一板紧贴梁肋拓宽侧的侧面设置,所有第二板呈间隔平行设置,且所有第二板垂直于第一板并延伸至梁肋内,所述第二板上设有开孔,用于容纳混凝土形成销栓结构。
进一步地,所述的连接件的第一板沿梁肋竖向布置,第二板沿梁肋竖向间隔设置,所述连接件有多个,在梁肋纵向间隔设置。
进一步地,在梁肋纵向方向上,所述的连接件与T梁的横隔板对应布置。所述T梁对应后期拓宽时的既有T梁。
进一步地,所述的横隔板结构的侧面连接梁肋,顶部延伸至翼缘板,所述横隔板结构采用钢结构或混凝土结构。
本公开的第三目的是提供一种拓宽方法,利用如上所述的便于后期拓宽改造的新型预制T梁构造,采用以下技术方案:
包括以下步骤:
切割既有T梁的部分翼缘板,并构建对接部;
新桥就位,将新桥T梁翼缘板与对接部连接;
对既有T梁梁肋上的连接件进行清洁,横隔板一侧对接连接件,另一端对接新桥T梁的梁肋。
进一步地,在切割既有T梁的翼缘板时,凿除切割范围内的旧桥混凝土,保留旧桥钢筋形成对接部;新桥翼缘板预埋胡子筋与旧桥钢筋焊接,在接缝处设置纵向钢筋,浇筑混凝土形成半刚性连接。
进一步地,既有T梁的梁肋上覆盖有保护层,用于遮挡连接板的暴露结构;在对接横隔板前,去除保护层并清洁连接件暴露结构及其周围。
进一步地,在横隔板与连接件对接时,所述横隔板的受力主筋与连接件固定连接;横隔板另一端与新桥T梁本体内预埋连接主筋连接。
与现有技术相比,本公开具有的优点和积极效果是:
(1)实现了T梁“无损化”拓宽施工,拓宽时无需在主梁上钻孔、植筋,对预应力筋及受力主筋无任何破坏,确保主梁安全;
(2)在所述新型T梁设计阶段,可实现预埋连接件与预应力筋及受力主筋统筹设计,结构更加合理;后期拓宽改造时,施工简单、便捷,施工质量有保证,并且可有效缩短工期,节约工程造价;
(3)连接件埋入T梁本体内的部分设有开孔,T梁内的混凝土能够穿过开孔,在凝固后形成销栓结构,提高连接件与T梁的连接强度;
(4)将连接件设置为单个第一板和单个第二板配合的结构,能够减小连接件的体积,节省钢材,并且方便连接件在T梁上根据需求分散布置;将连接件设置为单个第一板配合多个第二板的结构,能够提高竖向多个第二板之间的整体性,并且竖向连续分布的第一板能够提供更多的连接位置,进一步满足后续横隔板多样化的连接需求;
(5)通过改变连接板的焊接件,如焊接钢筋或焊接钢板,可将新旧T梁之间的横隔板设置为钢筋混凝土结构或钢结构,实现既有T梁与新建混凝土桥或新建钢混组合结构桥梁的拓宽连接,施工方便快捷。
附图说明
构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解,本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开,并不构成对本公开的不当限定。
图1为本公开实施例1中T梁与连接件配合的结构示意图;
图2为本公开实施例2中T梁与连接件配合的结构示意图;
图3为图1、图2中A-A处的剖面示意图;
图4为本公开实施例1、2、3中新桥T梁和既有T梁对接的结构示意图;
图5为本公开实施例4中既有T梁与箱型钢混组合梁连接的结构示意图;
图6为本公开实施例4中既有T梁与工字型钢混组合梁连接的结构示意图。
图中,1-T梁;2-纵向受力主筋;3-预应力筋;4-连接件;401-第一板;402-第二板;5-横隔板;6-新建T梁;7-横隔板受力主筋;8-横隔板预埋主筋;9-接缝;10-保护层。
具体实施方式
应该指出,以下详细说明都是例示性的,旨在对本公开提供进一步地说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合;
为了方便叙述,本公开中如果出现“上”、“下”、“左”、“右”字样,仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致,并不对结构起限定作用,仅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设备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公开的限制。
正如背景技术中所介绍的,现有技术中对既有T梁桥的拓宽改造需要进行钻孔、植筋等施工,存在较多缺点,容易破坏预应力筋或者受力主筋,将对结构的安全性造成严重影响;钻孔、植筋等施工工序较为复杂,施工效率较低;而且拼宽形式较为单一,与钢混组合结构桥梁拼宽较为困难;针对上述问题,本公开提出了一种便于后期拓宽改造的新型预制T梁构造及其拓宽方法。
实施例1
本公开的一种典型的实施方式中,如图1、图3、图4所示,提出了一种便于后期拓宽改造的新型预制T梁构造。
T梁1整体结构分为翼缘板和梁肋,T梁1内部包括预应力筋3、纵向受力主筋2、防裂构造筋及箍筋,并在T梁的梁肋内预埋了连接件4,为后续的拓宽提供梁肋侧面的连接位置;
所述连接件包括相互对接的第一板401和第二板402,所述第一板与梁肋侧面平行,且紧贴梁肋拓宽侧的侧面,第二板与第一板垂直并延伸至梁肋内部;
需要指出的,所述第一板成为连接件的翼缘板,梁肋侧面在第一板的分布位置形成一个凹面,在凹面内填充环氧砂浆形成保护层10,从而将第一板暴露出的表面覆盖,起到防止锈蚀和美化外观的作用;采用凹面结构,便于后期T梁拓宽时能够准确、方便的对预埋连接件进行定位;
所述的第一板和第二板的材料根据实际施工的需求进行选择即可,在本实施例中,所述的第一板和第二板可以选用钢板材料,即第一钢板和第二钢板。
所述第一板在预埋时,为了保护其表面,可以将第一板远离第二板的一侧设置在梁肋侧面内部,靠近梁肋侧面的位置,在使用时,凿开第一板表面覆盖的保护层,就可以露出第一板的侧面,进行对接使用。
如图3所示,所述连接件一般设置于T梁外边梁上,且位于端横隔板及跨中横隔板对应位置的T梁梁肋外侧,在每个位置处预埋连接件沿梁肋竖向布置,布置的间距及个数视T梁体内预应力筋、受力主筋位置以及拟采取的后期拓宽改造方案进行灵活调整。
在本实施例中,所述的连接件有多个,在每个既有横隔板对应的位置处,连接件沿梁肋竖向间隔布置;
将连接件设置为单个第一板和单个第二板配合的结构,能够减小连接件的体积,节省钢材,并且方便连接件在T梁上根据需求分散布置。
连接件的纵向位置布置在T梁既有横隔板的对应位置处,后期拓宽时,新建T梁的横隔板5也与既有横隔板纵桥向位置对应,保证新旧T梁简洁明了的横向传力路径,利于各片T梁协同受力,提高桥梁承载能力。
进一步地,所述第二板垂直于第一板布置,且所述第二板上设置有开孔,所述开孔的数目根据其所连接的横隔板的强度进行配置;在本实施例中,第二板的宽度受到梁肋宽度的限制,因此,在第二板上设置两个开孔。
第二板在梁肋内部,对应的开孔内有混凝土通过,形成销栓的结构,从而对第二板的位置进行固定和限制,提高连接件整体与梁肋的连接强度;
当然,可以理解的是,当连接件的位置与预应力筋、受力主筋发生冲突时,可以适当调整连接件的竖向位置。
所述连接件用于配合横隔板结构连接新建T梁6进行拓宽,对应横隔板结构,其侧面分别连接既有T梁和新建T梁,顶部延伸至翼缘板;可以采用钢结构,通过螺栓连接或焊接的方式与连接件进行连接,也可以采用混凝土结构,通过现浇的方式进行成型;
可以理解的是,所述的横隔板还可以采用其他结构,能够实现新旧T梁之间的对应连接以及应力传递即可,在此不再赘述。
实现了T梁“无损化”拓宽施工,拓宽时无需在主梁上钻孔、植筋,对预应力筋及受力主筋无任何破坏,确保主梁安全。
实施例2
本公开的另一典型实施例中,如图2-图4所示,提供另一种便于后期拓宽改造的新型预制T梁构造。
其与实施例1所述方案的差别在于预埋连接件,其他配置相同;
在本实施例中,所述连接件4包括单个第一板和多个第二板,所述第一板与梁肋侧面平行,并紧贴梁肋拓宽侧的侧面,所有第二板呈间隔平行设置,且所有第二板垂直于第一板并延伸至梁肋内;即一块长板条与多块开孔板组成的“多肋式”连接件;
所述连接件的第一板沿梁肋竖向布置,第二板沿梁肋竖向间隔设置,对应T梁连接的既有横隔板分布,在梁肋纵向间隔设置。
可以理解的是,所述的第一板和第二板的材料也根据实际施工的需求进行选择即可,在本实施例中,所述的第一板和第二板也可以选用钢板材料,即第一钢板和第二钢板。
将连接件设置为单个第一板配合多个第二板的结构,能够提高竖向多个第二板之间的整体性,并且竖向连续分布的第一板能够提供更多的连接位置,进一步满足后续横隔板多样化的连接需求。
实施例3
本公开的另一典型实施例中,提供了一种拓宽方法,如图1-图4所示,利用如实施例1或实施例2所述的便于后期拓宽改造的新型预制T梁构造。
包括以下步骤:
切割对应旧桥边梁的T梁翼缘板至适当位置,凿除切割范围内的旧桥混凝土,并保留旧桥钢筋;在本实施例中,切割长度为切割15-30cm;
新桥就位,将新建T梁6翼缘板预埋胡子筋与旧桥钢筋进行焊接,然后在接缝9位置设置纵向钢筋,浇筑混凝土形成半刚性连接;
确定既有T梁外边梁梁肋的凹面位置,凿除表面的环氧砂浆保护层,露出预埋连接件第一板,形成用于后期焊接连接施工的连接板;
采用双面角焊缝将横隔板受力主筋7焊接于第一板表面,焊缝长度满足受力要求;
将上述步骤焊接的横隔板受力钢筋7的另一端与新桥对应位置横隔板预埋主筋8进行焊接,布置横隔板其他构造钢筋,然后立模板浇筑混凝土即可。
当然,也可以根据需求将钢结构的横隔板直接与第一板表面通过焊接连接。
新旧桥的翼缘板连接处的厚度与既有T梁翼缘厚度相同,必要时可设计一定的倒角进行平顺过度,减少接缝处的应力集中。
在凿除保护层后,使用脱脂棉蘸酒精或丙酮对连接件表面及周围混凝土进行清洁,除去浮尘,必要时可用砂纸对第一板的表面进行打磨除锈处理,保证后续焊接质量。
需要特别指出的是,在特定工况下,可以采用实施例2中的含有长条钢板翼缘的“多肋式”预埋连接件;
新旧桥横隔板连接时,可凿除环氧砂浆保护层露出连接件第一板形成的整条钢板翼缘,此时可在任意位置、以更密间距将横隔板受力主筋焊接于长条钢板翼缘上。
优选地,还可以在长条钢板翼缘上增加焊接开孔钢板,一方面能够实现更优的连接强度,另一方面在采用钢结构的横隔板时,形成方便配合的安装位置。
新桥设计阶段,可实现预埋连接件与预应力筋及受力主筋统筹设计,新旧T梁间的连接强度更高,结构更加合理;后期拓宽改造时,施工简单、便捷,施工质量有保证,并且可有效缩短工期,节约工程造价。
实施例4
本公开的再一实施方式中,如图5-图6所示,提供另一种拓宽方法,利用如实施例1或实施例2所述的便于后期拓宽改造的新型预制T梁构造。
本实施例与实施例3的区别在于,所述的横隔板采用钢结构;其拓宽过程中,同样需要建立新旧桥之间的半刚性连接,并凿除环氧砂浆保护层,露出第一板,形成连接板;
与实施例3不同的步骤如下:
对于新建箱型钢混组合箱梁,横隔板采用工字型钢板结构时,在连接板上焊接对接工字钢板的连接件;
新建箱型钢混组合箱梁安装就位,连接件通过工字型钢板结构连接新建箱型钢混组合箱梁,在连接处采用高强度螺栓连接。
对于新建工字型钢混组合箱梁,横隔板采用角钢组成的框架结构时,在连接板上焊接对接角钢连接件;
新建工字型钢混组合箱梁安装就位,连接件通过角钢组成的框架结构连接新建工字型钢混组合箱梁,在连接处采用高强螺栓连接。
相较于现场浇筑形成的混凝土横隔板结构,在本实施例中,采用装配式的钢结构能够快速建立横隔板,提高形成新旧桥稳定连接的施工效率。
以上所述仅为本公开的优选实施例而已,并不用于限制本公开,对于本领域的技术人员来说,本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种便于后期拓宽改造的新型预制T梁构造,其特征在于,包括T梁,所述T梁包括对接的翼缘板和梁肋,所述梁肋内预埋有连接件,用于配合横隔板结构连接新建T梁进行拓宽,所述连接件包括对接的一第一板和一第二板,所述第一板紧贴梁肋拓宽侧的侧面设置,第二板垂直于第一板并延伸至梁肋内,所述第二板上设有开孔,用于容纳混凝土形成销栓结构。
2.如权利要求1所述的便于后期拓宽改造的新型预制T梁构造,其特征在于,所述连接件有多个,在梁肋竖向间隔设置,在梁肋纵向间隔设置。
3.一种便于后期拓宽改造的新型预制T梁构造,其特征在于,包括T梁,所述T梁包括对接的翼缘板和梁肋,所述梁肋内预埋有连接件,用于配合横隔板结构连接新建T梁进行拓宽,所述连接件包括一第一板和多个第二板,所述第一板紧贴梁肋拓宽侧的侧面设置,所有第二板呈间隔平行设置,且所有第二板垂直于第一板并延伸至梁肋内,所述第二板上设有开孔,用于容纳混凝土形成销栓结构。
4.如权利要求3所述的便于后期拓宽改造的新型预制T梁构造,其特征在于,所述的连接件的第一板沿梁肋竖向布置,第二板沿梁肋竖向间隔设置,所述连接件有多个,在梁肋纵向间隔设置。
5.如权利要求1或3所述的便于后期拓宽改造的新型预制T梁构造,其特征在于,在梁肋纵向方向上,所述的连接件对应T梁的横隔板进行布置。
6.如权利要求1或3所述的便于后期拓宽改造的新型预制T梁构造,其特征在于,所述的横隔板结构的侧面连接梁肋,顶部延伸至翼缘板,所述横隔板结构采用钢结构或混凝土结构。
7.一种拓宽方法,其特征在于,利用如权利要求1-4任一项所述便于后期拓宽改造的新型预制T梁构造,包括以下步骤:
切割既有T梁的部分翼缘板,并构建对接部;
新桥就位,将新桥T梁翼缘板与对接部连接;
对既有T梁梁肋上的连接件进行清洁,横隔板一侧对接连接件,另一端对接新桥T梁的梁肋。
8.如权利要求7所述的拓宽方法,其特征在于,在切割既有T梁的翼缘板后,凿除切割范围内的旧桥混凝土,保留旧桥钢筋形成对接部;新桥翼缘板预埋胡子筋与旧桥钢筋焊接,在接缝处设置纵向钢筋,浇注混凝土形成半刚性连接。
9.如权利要求8所述的拓宽方法,其特征在于,既有T梁的梁肋上覆盖有保护层,用于遮挡在连接板的暴露结构;在对接横隔板前,去除保护层并清洁连接件暴露结构及其周围。
10.如权利要求9所述的拓宽方法,其特征在于,在横隔板与连接件对接时,所述横隔板的受力主筋与连接件固定连接;横隔板另一端与新桥T梁本体内预埋连接主筋连接。
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