專利名稱：一種預(yù)應(yīng)力混凝土空心板橋梁結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于土木工程橋梁技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種預(yù)應(yīng)力混凝土空心板橋梁結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
中小跨徑裝配式預(yù)應(yīng)カ混凝土空心板梁，因該種類型橋梁施工方便，經(jīng)濟(jì)性較好，在交通領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。截至2009年底，浙江省公路橋梁總長(zhǎng)度已達(dá)205. 3萬(wàn)米，其中空心板橋占公路橋梁總里程比例90%以上。預(yù)應(yīng)カ混凝土空心板，常見(jiàn)板寬有l(wèi)m、l. 25m兩種，其中Im板寬為小鉸縫結(jié)構(gòu)，執(zhí)行《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)カ混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTJ 023-85)設(shè)計(jì)，I. 25m板寬為大鉸縫結(jié)構(gòu)，執(zhí)行《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)カ混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D62-2004)設(shè)計(jì)。目前的大鉸縫空心板通用圖對(duì)傳統(tǒng)的小鉸縫進(jìn)行了全面的改進(jìn)，并對(duì)施工エ藝提出了嚴(yán)格要求，如鉸縫鑿毛、鉸縫混凝土的振搗、鉸縫鋼筋的檢查和焊接等，對(duì)空心板就位后的支座受力狀態(tài)也提出了檢查要求，避免“三條腿”受カ現(xiàn)象。以大鉸縫預(yù)應(yīng)力空心板為例，常見(jiàn)跨徑有10m、13m、16m、20m、25m、30m,對(duì)應(yīng)板高分別為 0. 45m、0. 6m、0. 8m、0. 9m、I. lm、l. 2m 米，對(duì)應(yīng)跨高比分別為 22. 2,21. 7,20,22. 2,22. 7、
25。25m和30m兩種跨徑通常在橋下通行凈空有特殊需求、但梁高受限，無(wú)法采用T梁或小箱梁的情況下采用。預(yù)應(yīng)カ混凝土空心板橋梁，橫橋向多榀空心板梁，主要依靠梁體自身的剛度、梁端支撐、橫橋向各板梁間鉸縫、橋面鋪裝等形成整體共同受力。鉸縫為板梁橫向連接的重要傳カ構(gòu)件。一旦鉸縫連接失效，單榀板梁荷載橫向分布系數(shù)將發(fā)生劇變，車輛荷載下單榀板梁所承受的彎矩、剪カ將超過(guò)其設(shè)計(jì)承載能力。2009年，浙江省公路橋梁管理部門對(duì)省內(nèi)運(yùn)營(yíng)5年以上的12條高速公路累計(jì)1171座中橋、1579座小橋進(jìn)行了全面調(diào)查。在查出病害的952座橋梁當(dāng)中，數(shù)據(jù)結(jié)果顯示預(yù)應(yīng)カ空心板橋梁，縱向鉸縫開(kāi)裂達(dá)351座(占比37% )，底板有縱向裂縫達(dá)280座(占比29%)。因此提高中小跨度空心板梁的承載カ和耐久性，降低該類橋型在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)的病害，是ー個(gè)至關(guān)重要的問(wèn)題。以20米跨徑大鉸縫空心板為例，目前的做法存在如下不足(I)空心板梁端靠近支座約IOOcm長(zhǎng)范圍內(nèi)無(wú)鉸縫設(shè)置，同時(shí)未采取構(gòu)造補(bǔ)強(qiáng)處
理措施。支點(diǎn)截面與跨中截面尺寸不同，梁端附近當(dāng)支座出現(xiàn)破損或者支座橫向設(shè)置不平整，極易導(dǎo)致該區(qū)域內(nèi)橋面鋪裝調(diào)平層開(kāi)裂并逐漸擴(kuò)大至鉸縫開(kāi)裂。(2)相鄰板梁間鉸縫，上ロ窄下ロ寬呈倒錐形設(shè)置，施工質(zhì)量難以保證。橋跨中間段鉸縫頂ロ寬僅I lcm，鉸縫深度卻超過(guò)2/3梁高；至接近梁端IOOcm附近，鉸縫頂部閉合為水平間距只有l(wèi)cm。鉸縫預(yù)埋鋼筋現(xiàn)場(chǎng)加工及連接工作量大，鉸縫內(nèi)部空間狹小，尤其是鉸縫頂部收ロ，鉸縫混凝土澆筑及振搗困難，施工質(zhì)量難以保證。[0012](3)空心板梁頂面與橋面鋪裝鋼筋混凝土調(diào)平層間，僅靠簡(jiǎn)單的鑿毛或刮痕處治后即作為結(jié)合面，彼此間通常不設(shè)置抗剪連接鋼筋或設(shè)置的抗剪鋼筋直徑較小，未有按照組合梁原理考慮發(fā)揮橋面鋪裝混凝土現(xiàn)澆層作用提高結(jié)構(gòu)承載能力。目前橋面鋪裝鋼筋混凝土現(xiàn)澆層厚度通常在IOcm附近，受板梁張拉后反拱、混凝土收縮徐變特性以及負(fù)彎矩區(qū)錨固齒板突出板梁頂面的影響，實(shí)際橋面鋪裝混凝土現(xiàn)澆層厚度最薄處只有4-8cm，厚度過(guò)薄對(duì)保證橋梁整體性不利?？招陌屙敯彖徝潭饶壳耙参从忻鞔_要求。(4)以鉸縫連接的裝配式空心板整體性較差，鉸縫易開(kāi)裂或者滲水，降低了結(jié)構(gòu)承載能力。裝配式空心板按照鉸縫傳遞剪カ設(shè)計(jì)，相鄰板梁間鉸縫在完全有效的前提下，依靠變形協(xié)調(diào)的原理，鉸縫間傳遞的剪カ差較小。但實(shí)際上，鉸縫間還傳遞彎矩。在彎矩、剪力共同作用下，以及施工 質(zhì)量控制不嚴(yán)等原因，鉸縫易產(chǎn)生縱向開(kāi)裂。鉸縫縱向開(kāi)裂后，板梁間橫向整體連接將明顯降低。而鉸縫一旦完全失效，單板所要承受的荷載將超過(guò)設(shè)計(jì)荷載值，造成嚴(yán)重安全隱患。橋面滲水也會(huì)通過(guò)開(kāi)裂的鉸縫和梁板縱向裂縫滲入梁體，造成梁體鋼筋銹蝕。這些病害嚴(yán)重影響了橋梁的安全性，降低了結(jié)構(gòu)耐久性和承載能力。國(guó)內(nèi)已經(jīng)發(fā)生過(guò)多起因鉸縫破壞，因單板受力超過(guò)設(shè)計(jì)要求而斷裂的事故。目前對(duì)鉸縫進(jìn)行的各種改進(jìn)措施，無(wú)法保障各梁板在車輛荷載較大的情況下作為ー個(gè)整體受力，鉸縫始終是全橋的ー個(gè)薄弱部位。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述技術(shù)缺陷，本實(shí)用新型提供了一種預(yù)應(yīng)力混凝土空心板橋梁結(jié)構(gòu)，能夠提高空心板橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性和承載カ。一種預(yù)應(yīng)力混凝土空心板橋梁結(jié)構(gòu)，包括由若干榀空心板梁并排鉸縫聯(lián)接而成的板梁層；所述的空心板梁包括頂板、底板和兩腹板，所述的頂板、底板和兩腹板圍成梁體空腔；相鄰空心板梁間的鉸縫內(nèi)灌注有混凝土 ;設(shè)于板梁層上的橋面鋪裝層；所述的橋面鋪裝層包括設(shè)于板梁層上的混凝土現(xiàn)澆層和設(shè)于混凝土現(xiàn)澆層上的浙青混凝土層；所述的板梁層內(nèi)設(shè)有若干對(duì)鋼絞線，所述的鋼絞線橫向貫穿所有空心板梁；所述的空心板梁的腹板上對(duì)應(yīng)開(kāi)有若干對(duì)供鋼絞線穿過(guò)的絞線孔道；任一對(duì)絞線孔道均為豎直排列；所述的空心板梁的頂板上兩側(cè)分別預(yù)埋有兩排抗剪鋼筋陣列，所述的抗剪鋼筋陣列由若干個(gè)抗剪鋼筋并排組成。優(yōu)選地，所述的空心板梁的腹板的外表面為豎直面；可降低施工難度，有利于提高施工質(zhì)量控制。優(yōu)選地，所述的鋼絞線兩端分別與板梁層兩側(cè)的空心板梁的腹板錨固；能夠增強(qiáng)連接，相互間更加牢固。優(yōu)選地，對(duì)于任ー對(duì)絞線孔道，下絞線孔道和上絞線孔道分別開(kāi)于空心板梁的腹板的H/3處和2H/3處，H為空心板梁的板高；對(duì)于跨徑小于15m的空心板梁，空心板梁的腹板上開(kāi)有三對(duì)絞線孔道，三對(duì)絞線孔道分別開(kāi)于腹板的兩端和L/2處；對(duì)于跨徑大于15m的空心板梁，空心板梁的腹板上開(kāi)有五對(duì)絞線孔道，五對(duì)絞線孔道分別開(kāi)于腹板的兩端、L/4處、L/2處和3L/4處，L為空心板梁的跨徑；能夠提高板梁間摩擦抗剪的能力，達(dá)到提高板梁整體受カ及變位協(xié)調(diào)目的，對(duì)預(yù)防和抑制鉸縫縱向裂縫有顯著效果，對(duì)提高鉸縫的耐久性有很大幫助。優(yōu)選地，所述的混凝土現(xiàn)澆層的厚度不低于15cm。本實(shí)用新型的有益效果為 (I)本實(shí)用新型通過(guò)在空心板梁上增設(shè)結(jié)合面抗剪鋼筋，能夠保證橋面鋪裝混凝土現(xiàn)澆層與空心板梁有效地連成整體，使混凝土現(xiàn)澆層作為組合梁的一部分參與板梁受力，板梁自身剛度得到增強(qiáng)，單塊板梁承載能力也得到提高；可以克服現(xiàn)有中小跨徑空心板橋梁結(jié)構(gòu)的通病，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性并提高單板的承載能力。(2)本實(shí)用新型采用橫橋向各榀板梁間設(shè)置后張拉預(yù)應(yīng)カ鋼絞線提供初始預(yù)壓力，極大提高相鄰板梁在鉸縫處的靜摩擦力，通過(guò)傳遞摩擦カ協(xié)調(diào)板梁間相互變位，有效提高鉸縫的抗剪能力；同時(shí)由于有橫向預(yù)壓カ的存在，對(duì)鉸縫縱向裂縫的預(yù)防和抑制有顯著效果，對(duì)鉸縫的耐久性提高很大，増加橋梁使用壽命。(3)本實(shí)用新型通過(guò)改進(jìn)鉸縫結(jié)構(gòu)，可以降低維護(hù)成本，減少因橋梁維修對(duì)通行造成的不利影響；且施工方便，能保證施工質(zhì)量，施工流程處理與原有預(yù)制空心板梁澆筑流程基本相同，無(wú)特殊エ藝設(shè)備，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

圖I為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖I沿AA’方向的橫截面圖。圖3為圖I沿BB’方向的縱截面圖。
具體實(shí)施方式
為了更為具體地描述本實(shí)用新型，
以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。如圖1、2、3所示，一種預(yù)應(yīng)力混凝土空心板橋梁結(jié)構(gòu)，包括板梁層I、混凝土現(xiàn)澆層2和浙青混凝土層3。板梁層I由9榀空心板梁4并排鉸縫聯(lián)接而成；空心板梁4包括頂板41、底板42和兩腹板43，頂板41、底板42和兩腹板43圍成梁體空腔，腹板43的外表面為豎直面；相鄰空心板梁4間的鉸縫9內(nèi)灌注有混凝土 ；本實(shí)施方式中，絞縫9內(nèi)灌注的混凝土采用聚丙烯纖維混凝土 ；空心板梁4的底寬為125cm，板高為0. 9m，跨徑為20m?；炷连F(xiàn)澆層2設(shè)于板梁層I上；本實(shí)施方式中混凝土現(xiàn)澆層2的厚度為15cm。浙青混凝土層3設(shè)于混凝土現(xiàn)澆層2上。板梁層I內(nèi)設(shè)有五對(duì)鋼絞線7，鋼絞線7橫向貫穿所有空心板梁4，鋼絞線7兩端分別與板梁層I兩側(cè)的空心板梁4的腹板43錨固；本實(shí)施例中的鋼絞線7采用無(wú)粘結(jié)環(huán)氧涂層鋼絞線?？招陌辶?腹板43的兩端、L/4處、L/2處和3L/4處均開(kāi)有ー對(duì)供鋼絞線7穿過(guò)的絞線孔道8 ;任ー對(duì)絞線孔道8均為豎直排列，下絞線孔道和上絞線孔道分別開(kāi)于腹板43的H/3處和2H/3處；L為跨徑，H為板高，故任意相鄰的兩對(duì)絞線孔道間的距離均為5m，其中在L/4處和3L/4處，鋼絞線7的端部與腹板43通過(guò)加勁肋10局部補(bǔ)強(qiáng)緊固?？招陌辶?的頂板41上兩側(cè)分別預(yù)埋有兩排抗剪鋼筋陣列，抗剪鋼筋陣列由若干個(gè)抗剪鋼筋6并排組成； 本實(shí)施方式中的抗剪鋼筋6采用HRB335鋼筋，直徑12mm，雙肢。
權(quán)利要求1.一種預(yù)應(yīng)力混凝土空心板橋梁結(jié)構(gòu)，包括 由若干榀空心板梁并排鉸縫聯(lián)接而成的板梁層；所述的空心板梁包括頂板、底板和兩腹板，所述的頂板、底板和兩腹板圍成梁體空腔；相鄰空心板梁間的鉸縫內(nèi)灌注有混凝土 ； 設(shè)于板梁層上的橋面鋪裝層；所述的橋面鋪裝層包括設(shè)于板梁層上的混凝土現(xiàn)澆層和設(shè)于混凝土現(xiàn)澆層上的浙青混凝土層； 其特征在干所述的板梁層內(nèi)設(shè)有若干對(duì)鋼絞線，所述的鋼絞線橫向貫穿所有空心板梁；所述的空心板梁的腹板上對(duì)應(yīng)開(kāi)有若干對(duì)供鋼絞線穿過(guò)的絞線孔道；任ー對(duì)絞線孔道均為豎直排列； 所述的空心板梁的頂板上兩側(cè)分別預(yù)埋有兩排抗剪鋼筋陣列，所述的抗剪鋼筋陣列由若干個(gè)抗剪鋼筋并排組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的預(yù)應(yīng)カ混凝土空心板橋梁結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的空心板梁的腹板的外表面為豎直面。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的預(yù)應(yīng)カ混凝土空心板橋梁結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的鋼絞線兩端分別與板梁層兩側(cè)的空心板梁的腹板錨固。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的預(yù)應(yīng)カ混凝土空心板橋梁結(jié)構(gòu)，其特征在于對(duì)于任ー對(duì)絞線孔道，下絞線孔道和上絞線孔道分別開(kāi)于空心板梁的腹板的H/3處和2H/3處，H為空心板梁的板尚。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的預(yù)應(yīng)カ混凝土空心板橋梁結(jié)構(gòu)，其特征在于對(duì)于跨徑小于15m的空心板梁，空心板梁的腹板上開(kāi)有三對(duì)絞線孔道，三對(duì)絞線孔道分別開(kāi)于腹板的兩端和L/2處；對(duì)于跨徑大于15m的空心板梁，空心板梁的腹板上開(kāi)有五對(duì)絞線孔道，五對(duì)絞線孔 道分別開(kāi)于腹板的兩端、L/4處、L/2處和3L/4處，L為空心板梁的跨徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的預(yù)應(yīng)カ混凝土空心板橋梁結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的混凝土現(xiàn)燒層的厚度不低于15cm。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種預(yù)應(yīng)力混凝土空心板橋梁結(jié)構(gòu)，包括板梁層和橋面鋪裝層；板梁層內(nèi)設(shè)有若干對(duì)鋼絞線，鋼絞線橫向貫穿板梁層中所有空心板梁，空心板梁的頂板上兩側(cè)分別預(yù)埋有兩排抗剪鋼筋陣列。本實(shí)用新型采用橫橋向后張拉預(yù)應(yīng)力束技術(shù)以及在空心板梁上增設(shè)結(jié)合面抗剪鋼筋，極大提高相鄰板梁在鉸縫處的靜摩擦力，通過(guò)摩擦抗剪原理，有效提高鉸縫的抗剪能力；同時(shí)由于有橫向預(yù)壓力的存在，對(duì)鉸縫縱向裂縫的預(yù)防和抑制有顯著效果，對(duì)鉸縫的耐久性提高很大，增加橋梁使用壽命；使現(xiàn)澆層成為組合梁的一部分參與板梁受力，板梁自身剛度得到增強(qiáng)，單塊板梁承載能力也得到提高，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性及單板的承載能力。
文檔編號(hào)E01D101/28GK202416148SQ20112053639
公開(kāi)日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2011年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月20日
發(fā)明者趙長(zhǎng)軍, 雷波 申請(qǐng)人:浙江省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院