CN210194433U - 一种用于预制节段拼装式桥梁的临时预应力结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于桥梁建造技术领域，具体为一种用于预制节段拼装式桥梁的临时预应力结构。在现有的桥梁节段的顶板、底板和/或腹板的外表面同截面相交的边缘处设有凹槽，凹槽贯通外表面和截面；且凹槽中有一个张拉临时预应力的承压面；在节段的前、后双侧的对应的凹槽之间通过临时预应力孔道连通，供张拉螺杆穿过。本实用新型的优点在于，节段预留临时预应力孔道和凹槽，去除了为安装临时预应力钢齿坎而在梁体纵向开定位孔，避免了损坏梁体结构风险；同时最后浇筑预留槽道时放入钢筋连接相邻的节段梁，保证了整垮梁的整体性。并且省去传统的安装和拆除钢齿坎以及一个个填充抹平定位孔的步骤，大大节约了施工时间。

Description

一种用于预制节段拼装式桥梁的临时预应力结构

技术领域

本实用新型属于桥梁建造技术领域，具体涉及一种用于预制节段拼装式桥梁的临时预应力结构。

背景技术

节段预制拼装施工工法，其原理就是将桥梁上部结构划分为若干标准节段梁，在预制场地匹配预制完成后，在现场用架桥机等专用拼装设备在桥梁下部结构之上，按次序逐块组拼，同时施加预应力，使之成为整体结构，并沿预定的安装方向进行逐跨推进、逐跨拼装。

其适用于中等跨径（30～50m）、桥梁总长度较长的海上、大型河流湖泊、山区桥梁以及城市高架与轻轨等上部结构箱梁或槽形梁施工；并且工期紧的工程采用最为合适。

而在整跨节段拼装过程中，在结构永久预应力施工之前，为使相邻节段紧密连接而需要施加一个临时预应力。临时预应力能保证相邻节段间在拼装时紧密连接，防止节段错位，并使得拼缝处存在压应力，从而使拼缝处涂抹的粘结剂可靠有效。当桥梁的永久预应力施加完成以后，节段间处于成桥状态时，可撤除临时预应力。

现在常规采用的临时预应力施加方法，是在每一个节段梁上临时固定一组钢齿坎。这些钢齿坎是利用高强螺栓与桥梁顶板或底板上预留的孔洞相紧固连接。然后相邻的两个节段梁上的一组对应的钢齿坎是通过长螺杆连接起来，两头张拉紧固，从而给完成拼接的节段施加临时的压应力，将两个节段梁紧贴一起，为之后施加永久预应力做准备。

之后撤除张拉螺杆，拆除钢齿坎。这种方法需要额外的钢齿坎辅助，并且要在节段梁的永久结构上预留对穿的孔洞，既会影响桥梁的顶、底板结构的局部强度，也会对桥梁的耐久性造成隐患。

主要的桥梁结构断面包括箱型断面的桥梁，其车辆荷载位于箱型结构的顶面；槽形断面（近年来亦称为U型断面），其车辆荷载位于底板上。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单，成本低，施工便捷的用于预制节段拼装式桥梁的临时预应力结构。

本实用新型所提供的用于预制节段拼装式桥梁的临时预应力结构，其基于现有的桥梁节段结构。现有的桥梁节段结构包括有顶板、底板和腹板，以及节段与节段之间拼接的截面2；其中：

在节段的顶板、底板和/或腹板的外表面1同截面2相交的边缘处设有凹槽3，该凹槽3贯通该外表面1和截面2；且凹槽3中有一个面同截面2平行，作为张拉临时预应力的承压面4；

在节段的前、后双侧的截面2处均设有相对应的凹槽3；两个对应的凹槽3之间通过设置于节段中且贯穿节段的临时预应力孔道6连通，该临时预应力孔道6垂直于承压面4，且开孔位于承压面4上，供张拉螺杆7穿过；

所述临时预应力孔道6避开永久预应力孔道。

本实用新型中，所述承压面4上还设有分散局部压力的的钢垫板5；钢垫板5上对应临时预应力孔道6的位置，相应的设置有可供张拉螺杆7穿过的开孔。

本实用新型中，所述凹槽3根据施工需要每边可以设置多个。

本实用新型中，所述外表面1为顶板的顶面或底面，底板的顶面或底面，以及腹板的侧面。

本实用新型中，一个节段的临时预应力孔道6中设置一根张拉螺杆7，张拉螺杆7带有外螺纹，相邻两个节段的张拉螺杆7通过螺杆连接器9连接，螺杆连接器9为长管状，管壁内设有同张拉螺杆7外螺纹匹配的内螺纹；张拉螺杆7上还设有锚固螺母8，锚固螺母8紧贴钢垫板5上并拧紧。

本实用新型中，所述临时预应力孔道6直径大于螺杆连接器9直径，小于锚固螺母8外径，拆除时便于张拉螺杆7抽出。

本实用新型使用时，将若干节段依次按顺序拼接成型，使用张拉螺杆7穿过预应力孔道，每个节段的临时预应力孔道中插入一根张拉螺杆7，在相邻两个节段对接的凹槽中，使用螺杆连接器将其与前一段螺杆连接在一起；每个节段梁凹槽中的张拉螺杆7，安装完成后通过千斤顶张拉到既定的拉力，然后，用锚固螺母8拧紧，锚固螺母8内侧面紧贴承压面上的钢垫板，钢垫板进一步为锚固螺母8提供支撑力；拼接后的节段一边的锚固螺母8不断拧紧，为节段与节段之间提供临时预应力，使其之间达到所需的压应力。

当最后待拼跨桥梁的所有的节段完成拼接施工后，进行永久预应力张拉。永久预应力张拉完成后，拧送并卸下螺杆连接器，在凹槽中撤去锚固螺母8，将张拉螺杆7抽出。

永久预应力张拉施工完成后，在临时预应力孔道中用水泥砂浆填充，相对于竖向对穿孔来说，施工方便，且不会有填充物掉落的隐患；

或者，该临时预应力孔道可以留置在结构内不填充，便于后期的再次补强预应力的维护。如桥梁运营若干年后，由于振动、老化等因素，永久预应力需要补强；这样可以再次利用凹槽，插入张拉螺杆，进行补强预应力；由于无需另外再设置钢齿坎，大大方便了后期大桥的维护。

本实用新型的优点在于，节段顶板、底板和/或腹板等处预留临时预应力孔道和凹槽，去除了为安装临时预应力钢齿坎而在梁体纵向开定位孔，避免了损坏梁体结构风险；而且，没有了纵向孔，也就无需填充纵向孔，就不会有纵向填充物由于时间久后，在重力作用下掉落的风险；同时最后浇筑预留槽道时放入钢筋连接相邻的节段梁，保证了整垮梁的整体性。并且省去传统的安装和拆除钢齿坎以及一个个填充抹平定位孔的步骤，大大节约了施工时间。

附图说明

图1为实施例1中单个节段的结构简图。

图2为图1中A区域的放大结构简图。

图3为实施例1中钢垫板结构简图。

图4为实施例1中三段节段拼接的俯视结构简图。

图5为图4中B区域的放大结构简图。

图中标号：1为外表面，2为截面，3为凹槽，4为承压面，5为钢垫板，6为临时预应力孔道，7为张拉螺杆，8为锚固螺母，9为螺杆连接器。

具体实施方式

实施例1

选用两腹板的U型节段梁，其节段为混凝土一体浇筑成型，该混凝土梁预制节段分为底板和翼缘板（腹板）两部分，梁长29.4m，梁高2.2m，顶宽9.928m，底宽7.706m；翼缘板有两个，分别设置于底板的两端，支承采用横梁双点支承。每跨梁由10片节段梁组成，每片约40t。

在底板上表面平面和腹板顶端部的平面作为外表面1，同截面2相交位置开槽，形成贯通外表面1和截面2的立方体凹槽3；该凹槽3为一长方体（无顶端面和前端面）。

所述凹槽3中只有一个立面（即长方体的后端面）同截面2平行，作为承压面4；承压面4上设有一个凹台；承压面4上预设有钢垫板5，钢垫板5贴合在承压面4的一面设有与凹台相匹配的凸台，该凸台是和钢垫板5一体成型，嵌在凹台内，以此钢垫板5设置于承压面4上时，被凹台固定位置，不会由于外力而错位。承压面4上设有供张拉螺杆7穿过的开孔，该开孔直径小于临时预应力孔道6的直径。

所述钢垫板5由节段浇筑时一体成型设于承压面4上。

临时预应力孔道6也在预设在节段中，浇筑时一体成型；临时预应力孔道6垂直于截面2，即垂直于承压面4，供张拉螺杆7和钢筋穿过；临时预应力孔道6的开孔位于承压面4上；临时预应力孔道6避开永久预应力孔道。临时预应力孔道6直径大于螺杆连接器9直径，小于锚固螺母8外径，拆除时便于张拉螺杆7抽出。

在两个腹板上一边各设一个凹槽3，在底板上一边各设两个凹槽3。

施工时，节段和节段依次进行拼接，两个节段拼接后，每个节段中各插入一根张拉螺杆7；在凹槽3位置，将每个锚固螺母8从每根张拉螺杆7的相同一端拧入，紧贴到钢垫板5；

同时，两个张拉螺杆7在对接的凹槽3中通过螺杆连接器9连接；螺杆连接器9为长管状，中间设有通孔，通孔内设有同张拉螺杆7外螺纹匹配的内螺纹；两根张拉螺杆7分别拧入螺杆连接器9两端，达到固定连接状态。

具体来说：

第一个节段在第一个截面2的（前截面）凹槽3位置，用锚固螺母8拧紧；

第一个节段在第二个截面2的（后截面）凹槽3位置，用锚固螺母8拧紧；

第一个、第二个节段上的张拉螺杆7通过螺杆连接器9拧紧连接；然后，第二个节段上在第二个截面2的（后截面）凹槽3位置，通过设置千斤顶张拉到既定的预设拉力值；再将该处锚固螺母8拧紧，为节段与节段之间提供临时预应力；

由此完成第一个、第二个两片节段拼接。

同理，第三个节段和第二个节段拼接，第三个节段上在第二个截面2的（后截面）凹槽3位置，通过设置千斤顶张拉到既定的拉力，再将该处锚固螺母8拧紧，为节段与节段之间提供临时预应力，由此完成第二个、第三个两片节段拼接。

后面各个节段连接以此类推，依次拼接上，采用同样的方式将张拉螺杆7对接，通过设置千斤顶张拉到既定的拉力，再锚固螺母8进行收紧固定。

当最后整体桥梁节段梁完成拼接等施工后，在永久预应力孔道中设置永久张拉螺杆7，进行永久预应力紧固后，在凹槽3中撤去锚固螺母8，拆除螺杆连接器9，将张拉螺杆7抽出。然后在临时预应力孔道中放入连接钢筋，浇筑预留凹槽填平，即可进行大桥路面施工。

实施例2

选用箱型节段梁，其一体浇筑成型，每跨梁由10片节段梁组成，每片约40t。

在底板上部外表面1同截面2相交位置开槽，以及在顶板上部外表面1同截面2相交位置开槽，形成贯通外表面1和截面2的立方体凹槽3；其余结构和施工方式同实施例1。

当最后整体桥梁各个节段完成拼接等施工后，进行永久预应力紧固后，桥梁节段梁组长度较长，可以从中间的凹槽3中分段拆除螺杆连接器9，然后利用长螺杆可形变特点，从凹槽3中直接抽出各自的拉张螺杆。然后在临时预应力孔道中放入连接钢筋，浇筑预留凹槽填平，即可进行大桥路面施工。

本实用新型在进行张拉施工时，考虑到锚固螺母受力失效的可能，可以将预制节段上远离张拉一侧的多个锚固螺母全部拧松之后，再进行整根的张拉施工。待张拉施工完成后，再收紧这些锚固螺母。然后检查各个预制节段上靠近张拉一侧的锚固螺母。如有必要，对这些锚固螺母进行再次收紧作业。

而且，在桥梁使用期内，其永久预应力可能会减弱，从而需要补充张拉永久预应力；这样，可以直接利用原有的凹槽3进行新增永久预应力的施加，以此重新调整结构的应力水平，从而无需重新打孔安装钢齿坎，提高了桥梁维护补强的便利性。

本实用新型也同样适用于其他类型的混凝土梁。

本实用新型提供了一种新的临时预应力连接装置，在混凝土梁预制节段拼装施工过程中，简化了以往施工过程中的繁琐工序，减少了对梁体结构的破坏。本实用新型在临时预应力施工后在临时预应力孔中置入了永久预应力筋，并加以封闭，大大提高了梁体的完整性和稳定性。

Claims (5)

1.一种用于预制节段拼装式桥梁的临时预应力结构，桥梁节段结构包括有顶板、底板和腹板，以及节段与节段之间拼接的截面（2）；

其特征在于，在节段的顶板、底板和/或腹板的外表面（1）同截面（2）相交的边缘处设有凹槽（3），该凹槽（3）贯通该外表面（1）和截面（2）；且凹槽（3）中有一个面同截面（2）平行，作为张拉临时预应力的承压面（4）；

在节段的前、后双侧的截面（2）处均设有相对应的凹槽（3）；两个对应的凹槽（3）之间通过设置于节段中且贯穿节段的临时预应力孔道（6）连通，该临时预应力孔道（6）垂直于承压面（4），且开孔位于承压面（4）上，供张拉螺杆（7）穿过；

所述临时预应力孔道（6）避开永久预应力孔道。

2.如权利要求1所述的用于预制节段拼装式桥梁的临时预应力结构，其特征在于，所述承压面（4）上还设有分散局部压力的钢垫板（5）；钢垫板（5）上对应临时预应力孔道（6）的位置，相应的设置有可供张拉螺杆（7）穿过的开孔。

3.如权利要求1或2所述的用于预制节段拼装式桥梁的临时预应力结构，其特征在于，所述外表面（1）为顶板的顶面或底面，底板的顶面或底面，以及腹板的侧面。

4.如权利要求3所述的用于预制节段拼装式桥梁的临时预应力结构，其特征在于，一个节段的临时预应力孔道（6）中设置一根张拉螺杆（7），张拉螺杆（7）带有外螺纹，相邻两个节段的张拉螺杆（7）通过螺杆连接器（9）连接，螺杆连接器（9）为长管状，管壁内设有同张拉螺杆（7）外螺纹匹配的内螺纹；张拉螺杆（7）上还设有锚固螺母（8），锚固螺母（8）紧贴钢垫板（5）上并拧紧。

5.如权利要求4所述的用于预制节段拼装式桥梁的临时预应力结构，其特征在于，所述临时预应力孔道（6）直径大于螺杆连接器（9）直径，小于锚固螺母（8）外径，拆除时便于张拉螺杆（7）抽出。

Images