一种提升先简支后连续桥梁结合段抗裂性能的结构及方法与流程

本发明涉及桥梁工程技术领域，尤其是涉及一种提升先简支后连续桥梁结合段抗裂性能的结构及该提升先简支后连续桥梁结合段抗裂性能的结构的施工方法。

背景技术：

当前我国城市轨道交通建设发展很快，轨道交通桥梁的设计施工方法之一是先简支后连续，以获得更好的平顺性和舒适性。但是在使用阶段，在车辆荷载作用下，现浇混凝土结合段顶部受拉，容易开裂，现浇混凝土结合段的受拉区的抗裂性能差。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种提升先简支后连续桥梁结合段抗裂性能的结构，所述提升先简支后连续桥梁结合段抗裂性能的结构的现浇混凝土结合段具有良好的抗裂性能。

本发明还提出一种提升先简支后连续桥梁结合段抗裂性能的施工方法。

根据本发明第一方面实施例的提升先简支后连续桥梁结合段抗裂性能的结构，包括：桥墩；第一预制混凝土梁和第二预制混凝土梁，所述第一预制混凝土梁和所述第二预制混凝土梁的彼此邻近的一端均架设在所述桥墩上，所述第一预制混凝土梁的受拉区设有第一受力钢筋，所述第一受力钢筋的邻近第二预制混凝土梁的一端伸出所述第一预制混凝土梁的端部以形成第一受力钢筋外伸段，所述第二预制混凝土梁的受拉区设有第二受力钢筋，所述第二受力钢筋的邻近所述第一预制混凝土梁的一端伸出所述第二预制混凝土梁的端部以形成第二受力钢筋外伸段，所述第一受力钢筋外伸段和所述第二受力钢筋外伸段相连；隔离件，所述隔离件设在所述第一受力钢筋外伸段和所述第二受力钢筋外伸段的外侧；现浇混凝土结合段，所述现浇混凝土结合段设于所述桥墩上且采用高性能混凝土浇注形成在所述第一预制混凝土梁和第二预制混凝土梁之间，所述第一受力钢筋外伸段、所述第二受力钢筋外伸段以及所述隔离件嵌设于所述现浇混凝土结合段内，其中所述隔离件的弹性模量低于所述现浇混凝土结合段的弹性模量。

根据本发明的提升先简支后连续桥梁结合段抗裂性能的结构，通过隔离件局部破坏钢筋与混凝土的粘结，能有效降低混凝土的应力，同时局部采用高性能混凝土，提升其抗裂能力。

另外，根据本发明实施例的提升先简支后连续桥梁结合段抗裂性能的结构还可以具有如下附加技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述隔离件为橡胶件。

根据本发明的一个实施例，所述隔离件为聚乙烯塑料件。

根据本发明的一个实施例，所述现浇混凝土结合段由ecc混凝土浇注形成。

根据本发明的一个实施例，所述现浇混凝土结合段由uhpc混凝土浇注形成。

根据本发明的一个实施例，所述隔离件被构造成套管，所述套管的管壁上设置开口，所述开口沿所述套管的轴向延伸且在轴向上贯穿所述套管，所述套管适于通过所述开口扣设于所述第一受力钢筋外伸段和所述第二受力钢筋外伸段的外侧。

根据本发明的一个实施例，所述隔离件包括形成为弧状的第一子隔离件和第二子隔离件，所述第一子隔离件和所述第二子隔离件均设置于所述第一受力钢筋外伸段和所述第二受力钢筋外伸段的外侧，且所述第一子隔离件和所述第二子隔离件相连以拼接形成套管。

根据本发明的一个实施例，所述隔离件形成为柔性膜，所述柔性膜包裹在所述第一受力钢筋外伸段和所述第二受力钢筋外伸段的外侧。

根据本发明第二方面实施例的提升先简支后连续桥梁结合段抗裂性能的结构的施工方法，所述提升先简支后连续桥梁结合段抗裂性能的结构为根据本发明上述第一方面实施例的提升先简支后连续桥梁结合段抗裂性能的结构，所述施工方法包括以下步骤：

s01：将所述第一预制混凝土梁和所述第二预制混凝土梁架设在所述桥墩上；

s02：将所述第一受力钢筋外伸段和所述第二受力钢筋外伸段连接在一起；

s03：在所述第一受力钢筋外伸段和所述第二受力钢筋外伸段的外侧设置所述隔离件；

s04：在所述第一预制混凝土梁和所述第二预制混凝土梁之间安装用于浇注形成所述现浇混凝土结合段的模板，并浇注混凝土以形成所述现浇混凝土结合段。

根据本发明实施例的提升先简支后连续桥梁结合段抗裂性能的结构的施工方法，采用该施工方法建筑形成的提升先简支后连续桥梁结合段抗裂性能的结构的现浇混凝土结合段的受拉区的抗裂性能好。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的提升先简支后连续桥梁结合段抗裂性能的结构的结构示意图；

图2是图1中所示的提升先简支后连续桥梁结合段抗裂性能的结构沿a-a线的剖视图。

附图标记：

提升先简支后连续桥梁结合段抗裂性能的结构100；

桥墩1；

第一预制混凝土梁2；第一受力钢筋21；第一受力钢筋外伸段211；

第二预制混凝土梁3；第二受力钢筋31；第二受力钢筋外伸段311；

隔离件4；

现浇混凝土结合段5。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考图1-图2描述根据本发明第一方面实施例的提升先简支后连续桥梁结合段抗裂性能的结构100。

参考图1-图2所示，根据本发明实施例的提升先简支后连续桥梁结合段抗裂性能的结构100包括：桥墩1、第一预制混凝土梁2、第二预制混凝土梁3、隔离件4和现浇混凝土结合段5。

第一预制混凝土梁2和第二预制混凝土梁3的彼此邻近的一端均架设在桥墩1上，具体地，如图1中所示，第一预制混凝土梁2和第二预制混凝土梁3均沿左右方向延伸，第一预制混凝土梁2设于第二预制混凝土梁3的左侧，第一预制混凝土梁2的右端和第二预制混凝土梁3的左端均架设在桥墩1上。第一预制混凝土梁2的受拉区设有第一受力钢筋21，第一受力钢筋21的邻近第二预制混凝土梁3的一端伸出第一预制混凝土梁2的端部以形成第一受力钢筋外伸段211，第二预制混凝土梁3的受拉区设有第二受力钢筋31，第二受力钢筋31的邻近第一预制混凝土梁2的一端伸出第二预制混凝土梁3的端部以形成第二受力钢筋外伸段311，第一受力钢筋外伸段211和第二受力钢筋外伸段311相连，以形成多跨简支的受力体系。

可以理解地，提升先简支后连续桥梁结合段抗裂性能的结构100包括多个预制混凝土梁，预制混凝土梁的个数可以为两个，还可以为三个、四个或更多个，本申请中的“第一预制混凝土梁2”和“第二预制混凝土梁3”指的是多个预制混凝土梁中彼此相邻的两个预制混凝土梁，任意两个彼此相邻的两个预制混凝土梁中的位于左侧的预制混凝土梁均可被称作“第一预制混凝土梁2”，位于右侧的预制混凝土梁均可被称作“第二预制混凝土梁3”。

隔离件4设在第一受力钢筋外伸段211和第二受力钢筋外伸段311的外侧，现浇混凝土结合段5设于桥墩1上且采用高性能混凝土浇注形成在第一预制混凝土梁2和第二预制混凝土梁3之间，第一受力钢筋外伸段211、第二受力钢筋外伸段311以及隔离件4嵌设于现浇混凝土结合段5内，其中隔离件4的弹性模量低于现浇混凝土结合段5的弹性模量。

现浇混凝土结合段5起到连接第一预制混凝土梁2和第二预制混凝土梁3的作用，实现从简支到连续的体系转换。通过在第一受力钢筋外伸段211和第二受力钢筋外伸段311的外侧设置隔离件4，可以破坏第一受力钢筋外伸段211和第二受力钢筋外伸段311与现浇混凝土结合段5连接界面的粘结作用，通过在关键位置局部释放钢筋和混凝土之间的粘结，将本该由混凝土和钢筋共同承受的拉力转移到钢筋上，大幅降低了负弯矩区现浇混凝土结合段5的拉应力，提高了现浇混凝土结合段5受拉区的抗裂性能。

其中，隔离件4价格低廉，适合工厂批量生产，且在施工阶段无须额外工序，仅需扣在现浇混凝土结合段5受拉钢筋上即可，易于保证工程质量。

根据本发明实施例的提升先简支后连续桥梁结合段抗裂性能的结构100，通过“抗放结合”、“物尽其用”的新思路，局部释放受拉区钢筋和现浇混凝土结合段5之间的粘结力以降低现浇混凝土结合段5混凝土中的拉应力，提高了现浇混凝土结合段5受拉区的抗裂性能，且施工方便、成本低。

在本发明的一个可选实施例中，隔离件4为橡胶件，即隔离件4由橡胶材料加工制造而成，橡胶材料的弹性模量远低于混凝土材料。

在本发明的另一个可选实施例中，隔离件4为聚乙烯塑料件，即隔离件4由聚乙烯塑料材料加工制造而成，聚乙烯塑料材料的弹性模量远低于混凝土材料。

优选地，现浇混凝土结合段5采用高性能混凝土浇注形成，高性能混凝土指的是抗拉强度高于普通混凝土的混凝土，例如，现浇混凝土结合段5由ecc混凝土浇注形成或者现浇混凝土结合段5由uhpc混凝土浇注形成。通过使现浇混凝土结合段5采用高性能混凝土浇注形成，可以进一步提高现浇混凝土结合段5的抗拉性能。

在本发明的一个实施例中，隔离件4被构造成套管，套管的管壁上设置开口，开口沿套管的轴向延伸且在轴向上贯穿套管，套管适于通过开口扣设于第一受力钢筋外伸段211和第二受力钢筋外伸段311的外侧。由此方便将隔离件4设置在第一受力钢筋外伸段211和第二受力钢筋外伸段311的外侧。

在本发明的一个实施例中，隔离件4包括形成为弧状的第一子隔离件和第二子隔离件，第一子隔离件和第二子隔离件均设置于第一受力钢筋外伸段211和第二受力钢筋外伸段311的外侧，且第一子隔离件和第二子隔离件相连以拼接形成套管。由此方便将隔离件4设置在第一受力钢筋外伸段211和第二受力钢筋外伸段311的外侧。其中，第一子隔离件和第二子隔离件的连接方式可以根据需要任意选定，例如，第一子隔离件和第二子隔离件可以通过绳子绑扎连接，或者可以通过螺纹紧固件连接，或者通过胶水粘结连接等。

在本发明的一个实施例中，所述隔离件4形成为柔性膜，例如橡胶膜或塑料膜，柔性膜包裹在第一受力钢筋外伸段211和第二受力钢筋外伸段311的外侧。由此方便将隔离件4设置在第一受力钢筋外伸段211和第二受力钢筋外伸段311的外侧。

根据本发明第二方面实施例的提升先简支后连续桥梁结合段抗裂性能的结构100的施工方法，用于筑造形成根据本发明上述第一方面实施例的提升先简支后连续桥梁结合段抗裂性能的结构100，所述施工方法包括以下步骤：

s01：将第一预制混凝土梁2和第二预制混凝土梁3架设在桥墩1上；

s02：将第一受力钢筋外伸段211和第二受力钢筋外伸段311连接在一起，以形成多跨简支的受力体系；

s03：在第一受力钢筋外伸段211和第二受力钢筋外伸段311的外侧设置隔离件4，以破坏钢筋与现浇混凝土结合段5连接界面的粘结作用；

s04：在第一预制混凝土梁2和第二预制混凝土梁3之间安装用于浇注形成现浇混凝土结合段5的模板，并浇注混凝土以形成现浇混凝土结合段5，完成从简支到连续的体系转换。

根据本发明实施例的提升先简支后连续桥梁结合段抗裂性能的结构100的施工方法，采用该施工方法建筑形成的提升先简支后连续桥梁结合段抗裂性能的结构100的现浇混凝土结合段5的受拉区的抗裂性能好。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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装置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发明的限制。

在本发明的描述中，“第一预制混凝土梁2”、“第二预制混凝土梁3”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个相对应的特征。

在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中的描述中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。