内置波纹钢板的主梁与桥台间无缝伸缩装置及其施工方法
【技术领域】
[0001]本发明属于桥梁伸缩缝施工技术领域，尤其是涉及一种内置波纹钢板的主梁与桥台间无缝伸缩装置及其施工方法。
【背景技术】
[0002]桥梁伸缩装置是为使车辆平稳通过桥面并满足桥面变形的需要，在桥面伸缩接缝处设置的装置。伸缩缝直接承受车轮反复荷载作用，即使有很微小的不平整，在汽车荷载作用下就会使结构受到很大的冲击作用，极易遭到破坏而需要维修更换；同时，设计、施工中稍有缺陷和不足，就会导致其早期的损坏；况且，桥面伸缩缝处刚度突变，在快速行驶车辆的反复作用下，伸缩装置极易破损并随之引发桥面和梁板结构的破坏；而伸缩缝的失效发过来又会增大车辆冲击力，形成恶性循环。这不仅使通行者缺乏安全感、影响行车舒适性、影响伸缩缝的使用寿命、再加养护维修费用，还会影响到桥梁结构本身的正常使用。桥梁伸缩装置易损问题一直是公路交通的一大难题。
[0003]常用的伸缩装置按传力方式和构造特点大致可分为五大类，即:对接式、钢制支承式、橡胶组合剪切式、模数支承式和无缝伸缩装置(含桥面连续构造)。但现有的桥梁伸缩装置均不同程度地存在安装不便、受力性能及耐久性较差、使用寿命较短等问题，因此目前伸缩缝易损问题仍然没有得到很好地解决。最好的伸缩缝为无伸缩缝，因而桥梁无缝化技术产生并得到关注。但目前，对于无缝构造的研宄还处于初级阶段，结构形式较少，应用受到限制。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种结构简单、设计合理且施工方便、使用效果好的内置波纹钢板的主梁与桥台间无缝伸缩装置。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:一种内置波纹钢板的主梁与桥台间无缝伸缩装置，其特征在于:包括预制钢板件和填充于所述预制钢板件上方的伸缩缝填料填充层，所述预制钢板件布设在所施工桥梁的桥台伸缩缝上，所述桥台伸缩缝为所施工桥梁的主梁与桥台之间所留的伸缩缝；所述主梁上铺有桥面铺装结构，所述桥台的上部外侧铺有路面铺装层且其上部内侧为桥台外露段，所述桥面铺装结构与所述路面铺装层之间形成供所述预制钢板件安装的预留安装槽，所述预留安装槽的纵桥向长度大于主梁与桥台之间的间距，所述主梁中位于所述预留安装槽下方的节段为主梁外露段，所述主梁外露段上铺装有滑动层，所述滑动层位于所述预制钢板件与所述主梁外露段之间；所述伸缩缝填料填充层填充于所述预留安装槽内且其连接于所述桥面铺装结构与所述路面铺装层之间，伸缩缝填料填充层的上表面与所述桥面铺装结构和所述路面铺装层的上表面均相平齐；所述预制钢板件包括搭设于所施工桥梁的桥台伸缩缝上的平直钢板、连接于平直钢板内侧且位于所述主梁外露段上的波纹钢板和多道均固定在平直钢板上的拱形钢筋，所述波纹钢板上固定有多个剪力钉；多个所述剪力钉和多道所述拱形钢筋均埋于伸缩缝填料填充层内，且所述预制钢板件通过多个所述剪力钉和多道所述拱形钢筋与伸缩缝填料填充层紧固连接为一体；所述平直钢板的内外两侧分别支撑于所述主梁外露段和所述桥台外露段上，所述平直钢板的内侧与波纹钢板的外侧紧固连接为一体；所述平直钢板的外侧通过多个第一锚固件固定在桥台上，且波纹钢板的内侧通过多个第二锚固件固定在所述桥面铺装结构上；多道所述拱形钢筋均沿纵桥向布设，且多道所述拱形钢筋沿横桥向由左至右进行布设；多道所述拱形钢筋的结构和尺寸均相同，每道所述拱形钢筋的内端均位于所述主梁外露段上方且其外端均位于所述桥台外露段上方。
[0006]上述内置波纹钢板的主梁与桥台间无缝伸缩装置，其特征是:多个所述剪力钉和多道所述拱形钢筋均呈竖直向布设。
[0007]上述内置波纹钢板的主梁与桥台间无缝伸缩装置，其特征是:所述桥面铺装结构包括铺装在主梁上的混凝土桥面铺装层和铺装在混凝土桥面铺装层上的沥青混凝土面层，所述路面铺装层包括铺装在桥台上的混凝土路面铺装层和铺装在混凝土路面铺装层上的沥青混凝土路面面层；所述混凝土桥面铺装层的外端设置有供波纹钢板安装的安装台。
[0008]上述内置波纹钢板的主梁与桥台间无缝伸缩装置，其特征是:所述滑动层由多个滑动板组成，多个所述滑动板沿横桥向方向由左至右布设，所述滑动板为矩形板且其沿纵桥向布设。
[0009]上述内置波纹钢板的主梁与桥台间无缝伸缩装置，其特征是:所述预制钢板件为整体式钢板件或拼接式钢板件；所述整体式钢板件由一个平直钢板、一个波纹钢板和多道均固定在平直钢板上的拱形钢筋组成；所述拼接式钢板件由多个拼接节段拼接而成，多个所述拼接节段的结构均相同且其沿横桥向由左至右进行布设，每个所述拼接节段均由一个平直钢板、一个波纹钢板和多道均固定在平直钢板上的拱形钢筋组成；所述拼接式钢板件中拼接节段的数量为2N+1个，其中N为正整数且N ^ I ；2N+1个所述拼接节段包括一个中部节段和2N个侧部节段；2N个所述侧部节段包括N个位于中部节段左侧的左侧节段和N个位于中部节段右侧的右侧节段，N个所述左侧节段和N个所述右侧节段呈左右对称布设；相邻两个所述左侧节段中位于右侧的左侧节段压在位于左侧的左侧节段上，相邻两个所述右侧节段中位于左侧的右侧节段压在位于右侧的右侧节段上。
[0010]上述内置波纹钢板的主梁与桥台间无缝伸缩装置，其特征是:所述波纹钢板的各波峰与滑动层之间均垫装有一个弹性垫条；多个所述剪力钉呈梅花形布设，多个所述剪力钉均位于波形钢板的波峰上。
[0011]上述内置波纹钢板的主梁与桥台间无缝伸缩装置，其特征是:所述平直钢板和波纹钢板的外侧均包裹有一层沥青；所述平直钢板位于主梁与桥台之间所留的桥台伸缩缝上方，平直钢板的宽度大于所述桥台伸缩缝的最大开口量。
[0012]上述内置波纹钢板的主梁与桥台间无缝伸缩装置，其特征是:所述平直钢板的内侧与波纹钢板的外侧之间通过多个紧固螺栓进行连接；所述波纹钢板包括波形钢板、连接于波形钢板内侧的内侧边板和连接于波形钢板外侧的外侧边板，所述外侧边板通过多个所述紧固螺栓与平直钢板紧固连接为一体，所述波形钢板的波纹方向为横桥向；所述内侧边板通过多个所述第二锚固件与混凝土桥面铺装层紧固连接为一体；所述平直钢板的底面高度与波形钢板的波谷底部高度相同，所述外侧边板的上表面高度与波形钢板的波峰顶部高度相同。
[0013]同时，本发明还公开了一种方法步骤简单、实现方便且施工工期短、施工成型的伸缩装置受力性能及耐久性好的内置波纹钢板的主梁与桥台间无缝伸缩装置施工方法，其特征在于:所施工桥梁为需对桥梁伸缩装置进行修复的已建桥梁或需对桥梁伸缩装置进行施工的在建桥梁，所施工伸缩装置为位于已建桥梁的主梁上所留伸缩缝处的待修复伸缩装置或位于在建桥梁的主梁上所留伸缩缝处的待施工伸缩装置；
[0014]当所施工桥梁伸缩装置为待修复伸缩装置时，所述待修复伸缩装置所处的伸缩缝为所述已建桥梁的主梁与桥台之间所留的待修复伸缩缝，所述待修复伸缩装置的施工过程如下:
[0015]步骤101、原有桥梁伸缩装置清理:对所述待修复伸缩缝的原有桥梁伸缩装置进行清理，所述已建桥梁的主梁上铺有所述桥面铺装结构且其桥台上铺有所述路面铺装层；
[0016]步骤102、预留安装槽施工:对位于所述待修复伸缩缝两侧的桥面铺装结构和路面铺装层分别进行凿除，获得位于所述待修复伸缩缝两侧的主梁外露段和桥台外露段；
[0017]本步骤中，所述桥面铺装结构与所述路面铺装层的凿除区域为供所述待修复伸缩装置的预制钢板件安装的预留安装槽；
[0018]步骤103、主梁滑动层施工:在步骤102中所述主梁外露段上铺装滑动层；
[0019]步骤104、预制钢板件现场组装及安装:将工厂预制好的所述预制钢板件的各构件运送至所述已建桥梁所处位置并进行组装，获得组装成型的所述预制钢板件，所述预制钢板件的尺寸与步骤102中所施工预留安装槽的尺寸一致；组装完成后，将组装成型的所述预制钢板件安装至步骤102中所施工的预留安装槽内；
[0020]步骤105、伸缩缝填料填充层施工:所述预制钢板件安装完成后，在所述预留安装槽内填充伸缩缝填料，并获得施工成型的伸缩缝填料填充层；所述伸缩缝填料填充层位于所述预制钢板件上方，且伸缩缝填料填充层的上表面与主梁上所铺桥面铺装结构和桥台上所铺路面铺装层的上表面均相平齐；
[0021]当所施工桥梁伸缩装置为待施工伸缩装置时，所述待施工伸缩装置所处的伸缩缝为所述在建桥梁的主梁与桥台之间所留的待施工伸缩缝，所述待施工伸缩装置的施工过程如下:
[0022]步骤201、预制钢板件预制加工:按照预先设计的加工尺寸，在工厂对待施工伸缩缝处所安装预制钢板件的各构件分别进行加工；再采用运输设备将加工成型的所述预制钢板件的各构件，运至所述在建桥梁的施工位置；
[0023]其中，待施工伸缩缝处所安装的预制钢板件为所述待施工伸缩装置的预制钢板件；
[0024]步骤202、预制钢板件现场组装:对步骤201中所述预制钢板件的各构件进行组装，获得组装成型的所述预制钢板件；
[0025]步骤203、主梁滑动层施工:根据步骤202中所述预制钢板件的纵桥向长度，并结合主梁与桥台之间的接缝宽度，对主梁的主梁外露段的纵桥向长度进行确定；之后，根据所确定的主梁外露段的纵桥向长度，在所述主梁外露段上铺装滑动层；
[0026]步骤204、预制钢板件安装及桥面铺装结构、路面铺装层与伸缩缝填料填充层施工:在所述主梁外露段上铺装所述桥面铺装结构，并在桥台的上部外侧铺装所述路面铺装层，同时在所述主梁外露段和桥台上安装步骤202中所述预制钢板件，并在已安装完成预制钢板件上方填充伸缩缝填料，获得施工成型的伸缩