一种三向预应力混凝土连续箱梁桥的横向拓宽拼接结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于桥梁结构技术领域，涉及一种适用于普通公路桥梁和城市立交桥梁中三向预应力混凝土连续箱梁桥的横向拓宽工程。
【背景技术】
[0002]近年来随着我国经济的飞速发展，人员和物质的流动也日益频繁，急剧增长的交通量对我国的道路工程通行能力提出了越来越高的要求。近年内建成的公路桥梁在服役几年之后均不同程度出现了交通拥挤现象。因此国家在新建公路的同时，也大力开展对原有公路桥梁的改扩建，来提高现有道路的通行能力，满足交通运输的持续增长需求。近十几年来我国在中小跨径的I梁、T梁和组合梁的拼宽技术研宄上取得了丰富成果，拓宽工艺也逐渐成熟，但是国内外对于连续箱梁桥的横向拼接工艺仍处在研宄探索阶段，尤其是在三向预应力混凝土连续箱梁桥的横向拼接技术方面，研宄处于停滞状态，国内外可供借鉴的成功案例极少。
[0003]对于常规的双向预应力混凝土连续箱梁桥，当新旧箱梁桥进行直接拼接时，首先需要纵向切割一定宽度的翼缘板，保证有足够厚度的翼缘板横截面积来进行植入钢筋的后续工作；按设计要求在旧桥翼缘板横向植入足够数量的钢筋以后便可以与新建箱梁翼缘板的预留钢筋焊接在一起，然后在拼接缝处浇筑混凝土，从而完成箱梁的横向拼接工艺。但是在三向预应力混凝土连续箱梁桥的横向拓宽中，悬臂翼缘板内存在横向预应力钢筋，不能按照常规的双向预应力连续箱梁那样首先切割翼缘板，因此常规的箱梁横向拓宽方法不能用于三向预应力箱梁的横向拓宽中。目前我国针对三向预应力混凝土连续箱梁桥的直接拼接，有案例采用了新旧桥翼缘板搭接的连接方案。例如沪宁高速公路塘河大桥新老翼缘板采用了翼缘板上下搭接现浇方案。经研宄该方案存在不少问题:
1)拼接后旧桥翼缘板易出现不满足承载能力要求的现象，需要在旧桥翼缘板底面大截面植筋，然后浇筑大面积底板混凝土，明显增加了施工的难度与工作量；
2)旧桥翼缘板端部局部植筋数量很少，施工中容易影响周边的横向预应力钢筋锚固受力状态；
3)翼缘板上下搭接易造成结构受力不明确，计算分析及结构设计难度很大，对结构的长期使用性能不利。
[0004]分析中可以看出，现有对于三向预应力混凝土箱梁桥横向拓宽时的拼接方法依然存在不足，其横向拼接难点在于，箱梁翼缘板增设了横向预应力钢筋，导致按照常规的箱梁桥横向拓宽拼接方法无法进行实施，同时现有三向预应力混凝土连续箱梁桥的横向拼接方案依然存在许多问题，如结构受力不明确，实施困难等，难以满足高速公路桥梁横向拼接的客观需要。为了更好的解决三向预应力混凝土连续箱梁桥横向拓宽时的拼接难题，迫切需要一种新型的箱梁横向连接结构。
【发明内容】
[0005]技术问题:本发明提供了一种在不对箱梁翼缘板进行纵向切割前提下，能够建立起新旧箱梁之间明确的横向受力通道，同时可以保证新旧箱梁之间变形协调的三向预应力混凝土连续箱梁桥的横向拓宽拼接结构，能够形成平整统一的桥面系，提高行车安全和舒适性。
[0006]技术方案:本发明的三向预应力混凝土连续箱梁桥的横向拓宽拼接结构，包括旧箱梁、新箱梁、沿桥梁纵向间隔设置在新旧箱梁腹板之间的横向拼接加劲肋、预留在新旧箱梁翼缘板之间的纵向拼接缝和安装在所述纵向拼接缝上方桥面的板式橡胶带，新旧箱梁通过加劲肋连接在一起。
[0007]本发明的优选方案中，横向拼接加劲肋为新旧箱梁之间的主要受力骨架，所述横向拼接加劲肋内设置有植入钢筋，所述植入钢筋与新箱梁中的预留钢筋搭接，形成加劲肋的受力钢筋骨架。
[0008]本发明的优选方案中，纵向拼接缝通过沥青或木条等填充封闭。
[0009]本发明的优选方案中，板式橡胶带纵向覆盖于纵向拼接缝上方，并通过锚固螺栓固定在两侧新旧箱梁的翼缘板上方，板式橡胶带的顶面与两侧桥面铺装层保持平齐。
[0010]本发明提出增设纵向间隔布置的横向拼接加劲肋来连接新旧箱梁结构，形成明确的横向受力通道；保持新旧箱梁翼缘板结构分离，形成一条纵向拼接缝；采用在纵向拼接缝上方设置纵桥向的板式橡胶带，来连接新旧箱梁翼缘板，使新旧箱梁翼缘板变形协调；选择合适的板式橡胶带厚度，保持橡胶带上侧与两侧桥面铺装层上侧的平整统一，上述所有构造组合在一起形成一种较完善的三向预应力混凝土连续箱梁桥的横向拓宽拼接结构。该横向拼接结构完成新旧箱梁横向拼接功能，主要体现在两个基本方面:首先，为满足新旧混凝土箱梁桥横向拼接的需要，在新旧箱梁腹板之间，每隔一定距离设置一道横向拼接混凝土加劲肋，通过加劲肋将新旧主梁结构连接在一起，形成明确的横向受力通道；其次，在新旧箱梁翼缘板之间形成分离拼接缝，在分离拼接缝上方沿桥梁纵轴向铺设板式橡胶带，橡胶带通过锚固螺栓固定在新旧翼缘板上，允许两侧的新旧箱梁翼缘板之间有轻微的结构变形；为保持结构美观，选择厚度合适的板式橡胶带，使橡胶带顶面与两侧桥面铺装层平齐。加劲肋自身构造尺寸、配筋以及布置间距，要根据具体工程力学计算来确定。
本发明创新之处在于，所提出的在新旧翼缘板之间保持为分离构造，同时采用横向拼接加劲肋完成新旧箱梁主体结构的横向拼接。该新型拼接结构既达到了三向预应力混凝土箱梁桥的横向拼接要求，又巧妙避开了三向预应力箱梁翼缘板难以进行横向结构拼接的难点，为三向预应力混凝土连续箱梁桥的横向拼接设计提供了新的技术途径，解决了三向预应力混凝土箱梁翼缘板不能凿除以及翼缘板端难以植入横向连接钢筋的缺点(由于横向预应力钢束的存在)，同时增设的横向拼接加劲肋有力提高了翼缘板的抗弯刚度，横向拼接加劲肋起到了新旧箱梁之间的连接通道。
[0011]有益效果:与现有的横向拼接方式对比，本发明的优点在于:
(1)对于设置有大悬臂翼缘板的三向预应力混凝土箱梁桥来说，由于横向预应力筋的存在，箱梁桥的翼缘板不能凿除，难以通过翼缘板的直接拼接来完成箱梁桥的横向拼接，本发明很好的解决了这一问题，并且避免了翼缘板端部横向植筋困难，减少了对于旧桥翼缘板中横向预应力钢束锚固状态的影响；
(2)利用本发明的结构拼接方式，拼接处的翼缘板结构受力主要由设置于翼缘板下侧的横向加劲肋承担，有效的解决了现有方案中翼缘板抗力不足的问题，避免了由于翼缘板横向受力强度不足而导致的截面加固施工。
[0012](3)新旧桥的拼接刚度由加劲肋控制，可以通过调整加劲肋的尺寸和间距来控制横向拼接结构刚度，取得较优的横向拼接效果。
[0013](4)相对于已有的翼缘板上下搭接横向拼接方案，本方法植筋数量少，混凝土浇筑施工的工程量和浇筑难度也大大降低，节省了施工成本。
【附图说明】
[0014]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细说明。
[0015]图1是本发明新旧主梁基于加劲肋连接的横向拼接构造图；
图2是本发明新旧主梁拼接缝构造放大图；
图3是本发明新旧主梁加劲肋连接构造三维正面图；
图4是本发明新旧主梁加劲肋连接构造三维底面图。
[0016]图中有:横向拼接加劲肋1、内置钢筋2、纵向拼接缝3、锚固螺栓4、板式橡胶带5、桥面铺装层6。
【具体实施方式】
[0017]本发明的三向预应力混凝土连续箱梁桥的横向拓宽拼接结构，包括:旧箱梁、新箱梁、沿桥梁纵向间隔设置在新旧箱梁腹板上的横向拼接加劲肋1、加劲肋内置钢筋2、预留在新旧箱梁翼缘板之间的纵向拼接缝3、及其上的板式橡胶带5、锚固螺栓4和桥面铺装层
6ο
[0018]本发明拼接结构的实施工艺为:
1)在需要布置横向拼接加劲肋的位置处，在旧桥箱梁悬臂翼缘板下缘及腹板侧面相应位置植入横向连接钢筋；
2)预制拓宽箱梁并养护，在设置横向拼接加劲肋的位置处的主梁腹板侧面与翼缘板底部设置预留连接钢筋；同时在预设横向拼接加劲肋的新箱梁翼缘板相应位置上，施工预留若干竖向管道，以供后续浇筑自密实混凝土之用；
3)绑扎横向拼接加劲肋的钢筋骨架，并与新梁预留钢筋、旧梁植入钢筋对应焊接；
4)待新桥箱梁施工完成且基础沉降基本稳定以后，从待浇筑横向拼接加劲肋上方的新梁翼缘板预留开孔位置浇筑自密实混凝土；
5)待加劲肋混凝土浇筑完成并养护至一定强度以后，在新旧箱梁翼缘板端部分离接缝处，沿桥纵向连续填充沥青或木条等材料，不做其它拼接构造处理；
6)最后在纵向拼接缝的上方连续铺设一层板式橡胶带，并通过锚固螺栓固定在两侧箱梁翼缘板上，要求选择厚度合适的板式橡胶带，保持橡胶带顶面与桥面铺装层顶面平齐。
上述实施例仅是本发明的优选实施方式，应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和等同替换，这些对本发明权利要求进行改进和等同替换后的技术方案，均落入本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种三向预应力混凝土连续箱梁桥的横向拓宽拼接结构，其特征在于，该结构包括旧箱梁、新箱梁、沿桥梁纵向间隔设置在新旧箱梁腹板之间的横向拼接加劲肋(1)、预留在新旧箱梁翼缘板之间的纵向拼接缝(3)和安装在所述纵向拼接缝(3)上方桥面的板式橡胶带(5)，新旧箱梁通过加劲肋(I)连接在一起。
2.根据权利要求1所述的三向预应力混凝土连续箱梁桥的横向拓宽拼接结构，其特征在于，所述横向拼接加劲肋(I)为新旧箱梁之间的主要受力骨架，所述横向拼接加劲肋(I)内设置有植入钢筋(2)，所述植入钢筋(2)与新箱梁中的预留钢筋搭接，形成加劲肋的受力钢筋骨架。
3.根据权利要求1或2所述的三向预应力混凝土连续箱梁桥的横向拓宽拼接结构，其特征在于，所述纵向拼接缝(3 )通过沥青或木条等填充封闭。
4.根据权利要求1或2所述的三向预应力混凝土连续箱梁桥的横向拓宽拼接结构，其特征在于，所述板式橡胶带(5)纵向覆盖于纵向拼接缝(3)上方，并通过锚固螺栓(4)固定在两侧新旧箱梁的翼缘板上方，板式橡胶带(5)的顶面与两侧桥面铺装层(6)保持平齐。
【专利摘要】本发明公开了一种三向预应力混凝土连续箱梁桥的横向拓宽拼接结构，在保持新旧箱梁翼缘板分离的同时，增设沿纵向间隔布置的横向加劲肋来连接新旧箱梁，整个横向拼接系统包括旧箱梁、新箱梁、横向拼接加劲肋、纵向拼接缝及其上的橡胶带、锚固螺栓以及桥面铺装层。其特征在于，在新旧箱梁腹板之间，每隔一定距离设置一道横向拼接加劲肋，将新旧主梁连接在一起；同时新旧箱梁翼缘板分离，分离缝上方铺设板式橡胶带。板式橡胶带通过螺栓固定在翼缘板上，橡胶带顶面与桥面铺装层平齐。此横向拼接方法既克服了三向预应力混凝土箱梁翼缘板不能凿除的缺点，又避免了在翼缘板端部横向植筋难点，较好地解决了三向预应力连续箱梁桥的横向拼接难题。
【IPC分类】E01D19-12, E01D22-00
【公开号】CN104631348
【申请号】CN201510055081
【发明人】吴文清, 翟建勋
【申请人】东南大学
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年2月3日