CN113322839A - 特大型pk箱组合梁桥面板的防开裂结构 - Google Patents

特大型pk箱组合梁桥面板的防开裂结构 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种特大型PK箱组合梁桥面板的防开裂结构，包括：现浇路基是在预制箱梁的桥面上采用多孔状中空纤维和混凝土混合而成，预应力束预埋在现浇路基中，包括相互套接的外管和内管以及两者之间封装的缓粘接剂，外管和内管之间的环空中设有固定在内管外壁顶部且尖端朝上的尖刺，外管的管壁上开设有与尖刺正对的喷射孔，喷射孔内固定有脆性材料制成并且比其他管壁薄的堵板。随着裂纹的加剧，作用在现浇路基表面上的压力会通过裂纹传递到预应力束中，并压迫外管和内管之间的环空间隙，以使得尖刺刺破堵板而向上喷射释放缓粘接剂，使得缓粘接剂能填充裂纹，进一步实现自修复的作用。

Description

特大型PK箱组合梁桥面板的防开裂结构
技术领域
本发明涉及特大型PK箱组合梁桥面板施工工艺及防裂控制研究，尤其涉及一种特大型PK箱组合梁桥面板的防开裂结构。
背景技术
银洲湖大桥建设标准为双向6车道，行车道净宽33m，混凝土梁全宽36.9m。根据目前的建设经验，宽幅混凝土斜拉桥的存在的普遍问题是混凝土开裂。常见的裂缝为施工期间出现的桥面板纵向裂缝，一般沿着预应力管道开展，其主要原因是较宽的混凝土梁由于收缩作用，容易在预应力管道等薄弱位置发生开裂。同时，由于混凝土梁的跨度、宽度大，顶、底、腹板及横梁的尺寸均较大，混凝土等级高，因此施工时水化热问题明显，如施工方案不当容易在施工早起因水化热效应出现大量的裂缝。此外由于桥宽较宽，运营阶段在车辆荷载、温度梯度作用以及收缩徐变的综合作用下，若横向预应力配束不当，底板的下缘及横梁均容易出现竖向裂缝。混凝土开裂后会导致桥梁刚度降低，同时引起耐久性问题，缩短桥梁寿命、增加后期养护费用。因此边跨宽箱梁混凝土的防裂是设计、施工中的关键问题。
发明内容
针对上述技术问题，本发明的提供了一种特大型PK箱组合梁桥面板的防开裂结构，旨在解决特大型PK箱组合梁的较宽桥面容易出现纵向裂纹的问题。其技术方案如下：
特大型PK箱组合梁桥面板的防开裂结构，其中，包括：
预制箱梁，预制箱梁架设在桥墩上；
现浇路基，现浇路基是在预制箱梁的桥面上采用多孔状中空纤维和混凝土混合而成，其中多孔状中空纤维是玻纤和聚丙烯制成并在掺入混凝土前、在工业胶水中进行浸没灌注；
预应力束，预应力束预埋在现浇路基中，包括相互套接的外管和内管以及两者之间封装的缓粘接剂，外管和内管之间的环空中设有固定在内管外壁顶部且尖端朝上的尖刺，外管的管壁上开设有与尖刺正对的喷射孔，喷射孔内固定有脆性材料制成并且比其他管壁薄的堵板。
优选地，外管的管壁上设有位于顶部并且向上拱起的突起部，该突起部和内管之间夹设有与所述突起部吻合卡扣连接的软管，软管内充满所述缓粘接剂和所述尖刺。
优选地，软管为三角形，包括吻合坐落在内管顶部的圆弧形的底边部和吻合卡扣在所述突起部内的顶尖部。
优选地，外管的内壁还连接有对称承托在内管底部的几字形弹片。
优选地，外管的底部管壁上开设有沿管长方向间隔分布的避让开口，避让开口内设有承托在内管和预制箱梁之间的内管支柱。
优选地，外管和预制箱梁之间承托有外管支柱，外管支柱和内管支柱沿预应力束的长度方向交替分布，外管支柱和内管支柱为预埋有加热丝的硫磺水泥柱，外管支柱和内管支柱内还预埋有拉簧，拉簧的下端预埋固定在预制箱梁中，上端连接在内管或外管上。
本发明的有益效果：
本发明以掺入多孔状中空纤维，使得现浇路基在出现裂纹时，裂纹会撕裂多孔状中空纤维，一方面会释放其中封闭的工业胶水，实现自修复的效果；另一方面，随着裂纹的加剧，作用在现浇路基表面上的压力会通过裂纹传递到预应力束中，并压迫外管和内管之间的环空间隙，以使得尖刺刺破堵板而向上喷射释放缓粘接剂，使得缓粘接剂能填充裂纹，进一步实现自修复的作用，并且由于多孔状中空纤维的存在，缓粘接剂在裂纹中粘接效果会更佳。
附图说明
图1是本发明实施例1中特大型PK箱梁的结构示意图；
图2是图1中特大型PK箱组合梁桥面板的防开裂结构的示意图；
图3是图2中内管支柱的示意图；
图4是图2中软管的示意图；
图5是本发明实施例2中特大型PK箱组合梁桥面板的防开裂结构的示意图。
具体实施方式
实施例1：
参见图1，示出了本实施例中特大型PK箱组合梁桥面板的防开裂结构的应用载体，也就是特大型PK箱梁的结构。该特大型PK箱梁包括钢筋混凝土材质的预制箱梁1，预制箱梁1架设在桥墩上，预制箱梁1的四周和中部孔壁上均覆盖固定有钢板2，预制箱梁1的底部预埋固定有焊接在底部钢板上的梯形箱梁3，梯形箱梁3是钢构型材；侧面钢板2上焊接有预埋固定在预制箱梁1中的肋板4；顶部钢板位于预制箱梁1顶面的凹槽中，凹槽中现浇有采用多孔状中空纤维和混凝土混合浇注而成的现浇路基5，现浇路基5中预埋固定有预应力束6。现浇路基5在路边和路中位置各自设置有防撞护栏7，并在现浇路基5表面上还铺设有沥青混凝土层。
优选地，多孔状中空纤维是玻纤和聚丙烯制成并在掺入混凝土前、在工业胶水中进行浸没灌注，以使得多孔状中空纤维的表面和内部充满工业胶水，这样在浇注阶段，多孔状中空纤维表面的胶水能增加现浇路基5内部的黏连性；在现浇路基5出现竖向裂纹时，该多孔状中空纤维被撕裂的话，多孔状中空纤维内保存的工业胶水会流出，并填充在裂纹中，以实现自我修复的作用。
参见图2，示出了本实施例中特大型PK箱组合梁桥面板的防开裂结构的示意图。该防开裂结构包括自下而上依次铺设的预制箱梁1、钢板2和现浇路基5，其中：
现浇路基5内预埋固定有沿路长方向延伸的预应力束6，预应力束6包括相互套接的外管8和内管9以及两者之间封装的缓粘接剂，外管8和内管9之间的环空中设有固定在内管9外壁顶部且尖端朝上的尖刺10，外管8的管壁上开设有与尖刺10正对的喷射孔，喷射孔内固定有脆性材料制成并且比其他管壁薄的堵板11。外管8的管壁上设有位于顶部并且向上拱起的突起部，该突起部和内管9之间夹设有与所述突起部吻合卡扣连接的软管12，如图4所示，软管12为三角形，包括吻合坐落在内管9顶部的圆弧形的底边部和吻合卡扣在所述突起部内的顶尖部；软管12内充满所述缓粘接剂和所述尖刺10。外管8的内壁还连接有对称承托在内管9底部的几字形弹片13。外管8的底部管壁上开设有沿管长方向间隔分布的避让开口，避让开口内设有承托在内管9和预制箱梁1之间的内管支柱14。如图3所示，外管8和预制箱梁1之间承托有外管支柱15，外管支柱15和内管支柱14沿预应力束6的长度方向交替分布，外管支柱15和内管支柱14为预埋有加热丝的硫磺水泥柱，外管支柱15和内管支柱14内还预埋有拉簧16，拉簧16的下端预埋固定在预制箱梁1中，上端连接在内管9或外管8上。外管8立柱和内管9立柱的底部均固定在底座17上，底座17的边缘开设有沿圆周方向均布的穿孔，穿孔内安装有连接在钢板2上的螺钉。外管8立柱和内管9立柱的顶部固定有吻合承托在外管8或内管9底部的瓦形的托板18。
在使用时，在路面已出现明显裂纹，并且裂纹有逐渐扩大的趋势时，可通过向外管8立柱和内管9立柱通电的方式，以解除外管8立柱和内管9立柱的固体状态，使得外管8和内管9在拉簧16的作用下，被向下拉动，以便于在通过填充的方式弥补裂缝时，裂纹的恢复效果更好。优选地，可先向外管8立柱通电，后向内管9立柱通电，以使得软管12内缓粘接剂能充分释放。
实施例2
参见图5，示出了另一种特大型PK箱组合梁桥面板的防开裂结构的示意图，本实施例与实施例1的区别在于：
预制箱梁20的顶部预埋固定有波浪形的下预埋钢筋21，下预埋钢筋21的波峰从预制箱梁20的顶部露出，下预埋钢筋21以相交的方式搭接连接有预埋在现浇路基5中的波浪形的上预埋钢筋22，上预埋钢筋22的波谷与下预埋钢筋21的波峰相交，相交位置设有夹设在上预埋钢筋22的波谷和下预埋钢筋21的波峰之间并且采用硫磺水浇注而成的纵向梁柱23，纵向梁柱23内预埋有发热丝和同轴设置的气囊24，气囊24内充有4-13个大气压的压缩空气。上预埋钢筋22的波峰穿过外观上开设的上缺口并扣压在预应力束的内管25顶部。
以上仅就本发明应用较佳的实例做出了说明，但不能理解为是对权利要求的限制，本发明的结构可以有其他变化，不局限于上述结构。总之，凡在本发明的独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在发明的保护范围内。

Claims (6)

1.特大型PK箱组合梁桥面板的防开裂结构，其中，包括：
预制箱梁，预制箱梁架设在桥墩上；
现浇路基，现浇路基是在预制箱梁的桥面上采用多孔状中空纤维和混凝土混合而成，其中多孔状中空纤维是玻纤和聚丙烯制成并在掺入混凝土前、在工业胶水中进行浸没灌注；
预应力束，预应力束预埋在现浇路基中，包括相互套接的外管和内管以及两者之间封装的缓粘接剂，外管和内管之间的环空中设有固定在内管外壁顶部且尖端朝上的尖刺，外管的管壁上开设有与尖刺正对的喷射孔，喷射孔内固定有脆性材料制成并且比其他管壁薄的堵板。
2.根据权利要求1所述的防开裂结构，其特征在于，外管的管壁上设有位于顶部并且向上拱起的突起部，该突起部和内管之间夹设有与所述突起部吻合卡扣连接的软管，软管内充满所述缓粘接剂和所述尖刺。
3.根据权利要求2所述的防开裂结构，其特征在于，软管为三角形，包括吻合坐落在内管顶部的圆弧形的底边部和吻合卡扣在所述突起部内的顶尖部。
4.据权利要求1所述的防开裂结构，其特征在于，外管的内壁还连接有对称承托在内管底部的几字形弹片。
5.据权利要求1-4中任一项所述的防开裂结构，其特征在于，外管的底部管壁上开设有沿管长方向间隔分布的避让开口，避让开口内设有承托在内管和预制箱梁之间的内管支柱。
6.据权利要求5所述的防开裂结构，其特征在于，外管和预制箱梁之间承托有外管支柱，外管支柱和内管支柱沿预应力束的长度方向交替分布，外管支柱和内管支柱为预埋有加热丝的硫磺水泥柱，外管支柱和内管支柱内还预埋有拉簧，拉簧的下端预埋固定在预制箱梁中，上端连接在内管或外管上。
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