一种新型预制空心板及用其建造空心板桥的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种新型预制空心板及用其建造空心板桥的方法，属于桥梁工程领域。
【背景技术】
[0002]预制装配式空心板桥因其构造简单、受力明确、施工方便，是中小跨径桥梁的首选桥型之一。目前，该桥型已成为高速公路、干线公路上使用最多的桥型，也是里程数最长的桥型。
[0003]虽然该种桥型具有优良的使用性能，但由于我国桥梁设计规范对铰缝混凝土强度验算的缺失、施工上对铰缝混凝土的浇筑重视不够、铰缝新老混凝土结合面粘结强度的不足、超载车辆的荷载作用等方面因素的综合影响，易出现沿铰缝的纵向裂缝，这已被国内各地的桥梁病害调查所证实。雨水的渗入会加剧裂缝对梁体的整体性和刚度的影响。在超载车辆的反复作用下，铰缝极易失效，进而出现“单板受力”现象。国内仅在2011年就有5座空心板桥出现垮塌事故。
[0004]通过研究和思考，人们逐渐认识到，空心板铰缝的受力主要包括板间剪力和横向弯矩，开裂一般是铰缝底部在横向弯矩的作用下先行开裂。增加铰缝底部的横向抗拉能力几乎是所有空心板桥加固或预制空心板需要解决的问题，人们逐渐开始从结构上保证横向连接的可靠性，设计上常通过增加横隔板和施加横向预应力来增加桥梁的横向整体性。
[0005]增加横隔板给施工带来诸多不便，施加横向预应力除增加施工作业量外，也影响桥梁的观瞻和桥下净空。狭小的接缝底部，几乎不能为采取其他可靠的横向连接提供空间。空心板桥的铰缝问题一直困扰着桥梁领域的工程技术人员和研究人员。
【发明内容】
[0006]本发明为克服现有技术的缺陷，提供一种新型预制空心板及用其建造空心板桥的方法，该空心板外形为常规空心板增加了下翼缘，采用该空心板拼装空心板桥时，相邻空心板的下翼缘端部为下连接部位，空心板边腹板的顶部为上连接部位，相邻上连接部位间浇注顶板混凝土后形成新的空腔。采用其拼装的空心板桥取消了铰缝，相邻空心板的接缝位置与常规的空心板不同。相邻板的接缝不全在腹板位置，也不再上、下贯通，而是分为错开的顶板接缝和底板接缝，顶板接缝在腹板顶部附近，底板接缝在下翼缘端部。相邻空心板吊装拼放在规定位置后，工人可在下翼缘上作业，连接下翼缘，浇注上部接缝间的顶板现浇混凝土后，形成一个新的空腔。
[0007]所述的预制空心板的下翼缘连接可浇筑高抗拉强度的混凝土或砂浆连接，也可采用螺栓连接或焊接。在空心板下翼缘横截面的上方转角处，可预埋角钢，拼装空心板桥时，相邻下翼缘相对的角钢边焊接，另一边加盖一连接钢板后用角焊连接，也可在该边上焊接带螺栓孔的钢板，用螺栓连接。
[0008]所述的预制空心板的上连接部位施工接缝倾斜向所在空心板，以便现浇的顶板混凝土端部压在其上，上连接部位可伸出边腹板外侧面，上连接部位有横向伸出的水平连接筋。
[0009]所述的预制空心板的空心板下翼缘板连接所用预埋件沿纵向布置，越靠近跨中，间距越小，下翼缘有横向伸出的水平连接筋。
[0010]所述的预制空心板的空心板空腔可为矩形，连接螺栓的单侧采用双螺帽。
[0011]所述的预制空心板的现浇顶板和桥面铺装可一次浇注。
[0012]所述的预制空心板可采用先张法预制，可预制空心板的有横隔板，拼装并连接相应的横隔板后施加横向预应力。
[0013]所述的预制空心板下翼缘端部预埋有预应力孔道，锚固齿块靠近空心板端部，下连接部位浇筑混凝土连接后，施加纵向预应力。
[0014]本发明的有益效果是:由于采用了新型的预制空心板及用其建造空心板桥的方法，相邻板的连接分为错开的上连接和下连接，取消了铰缝。下连接施工时工人可站在下翼缘板上，施工质量得到了保证。采用新型空心板拼装的空心板桥，确保了在横向弯拉应力作用下不会开裂，解决了一直困扰空心板桥的铰缝问题。新预制梁的制作可利用已有的模板，不增加投资，增加了连接的耐久性，可减少桥梁的维修，节约社会资源。
【附图说明】
[0015]图1新型空心板示意图；
图2采用新型空心板拼装的空心板桥横断面示意图；
图3焊缝连接局部断面示意图；
图4圆形空腔空心板横断面示意图；
图5双圆端矩形空腔空心板横断面示意图；
图6门形空腔空心板横断面示意图；
图7上连接部位处顶板端部在外腹板内侧的空心板示意图；
图8下翼缘内预留预应力孔道的空心板示意图。
[0016]图中标注:1.顶板，2.腹板，3.底板，4.下翼缘，5.外下倒角，
6.外上倒角，7.空腔，8.内下倒角，9.内上倒角，10.角钢，11.连接钢板，12.顶板连接筋，15.浙青面层，16.后浇顶板，17.桥面铺装，18.对接焊缝，19.角焊缝，23.齿块，24.预应力孔道，25.下翼缘横向连接筋。
【具体实施方式】
[0017]本发明的第一个实施例是如图1所示的预制空心板，形如常规的空心板增加了下翼缘(4 )，其他组成还包括顶板(I)、腹板(2 )、底板(3 )、外下倒角(5 )、外上倒角(6 )、空腔
(7)、内下倒角(8)、内上倒角(9)、预埋的角钢(10)和顶板连接筋(12)。采用这种预制空心板拼装空心板桥时，各空心板并排吊装到桥跨上后，相邻空心板在下翼缘(4)采用采用焊缝连接:先用对接焊缝(18)连接相邻翼缘的相对的角钢边，再在相邻的二角钢上放置连接钢板(11)，并用角焊缝(19)焊接。空心板边腹板(2)的顶部为上连接部位，上连接部位的施工接缝倾斜向所在空心板，放置永久性的顶板模板后，调整顶板连接筋(12)，绑扎顶板纵向钢筋，浇注顶板混凝土形成一个新的空腔。待顶板混凝土强度达到90%后，浇注桥面铺装[17]，混凝土强度达到90%后，施工防撞墙和浙青面层(15)。
[0018]本发明的第二个实施例改进第一个实施例，下翼缘外侧面在沿纵向的相同部位预埋角钢，角钢上表面焊接带螺栓孔的钢板，拼装空心板桥时，相邻下翼缘相对的角钢边焊接，再用螺栓连接角钢上的钢板。
[0019]本发明的第三个实施例改进第一个实施例，，空心板下翼缘(4)有横向伸出的下翼缘横向连接筋(25)，下翼缘的现浇连接采用高抗拉性能的纤维混凝土或砂浆。
[0020]本发明的第四个实施例改进第一个实施例，现浇顶板和桥面铺装可一次浇注。
[0021]本发明的第五个实施例改进第一个实施例，所采用的空心板的上连接部位如图5和图6，伸出边腹板外侧面。
[0022]本发明的第六个实施例改进第一个实施例，空心板预制有横隔板，在拼装空心板桥时，绑扎横隔板连接钢筋，浇筑混凝土连接各横隔板，形成空心板桥的横隔板(或称为横隔梁)，横隔板内张拉横向预应力。
[0023]本发明的第七个实施例改进第一个实施例，预制空心板如图7所示，上连接部位顶板端部在外腹板内侧，空心板内腔上留有缺口，便于拆除内部的模板。预制的顶板部分较厚，架设后不再需要浇注桥面铺装层。所留缺口部分为内上倒角(9)，现场浇注顶板前铺设永久模板。
[0024]本发明的第八个实施例改进改进第三个实施例，预制空心板如图8所示，下连接部位有下翼缘横向连接筋(25)，下翼缘(4)预留有纵向的预应力孔道(24)，锚固用的齿块
(23)靠近空心板的纵向端部，锚具采用扁锚，下连接部位浇筑混凝土连接，待混凝土强度达到其强度90%后，在预应力孔道(24)内穿钢绞线，张拉钢绞线并锚固、压浆。该措施可增加后浇的混凝土连接带的抗裂性。
【主权项】
1.一种新型预制空心板，应用于桥梁工程领域，其特征在于:该空心板外形为常规空心板增加了下翼缘，采用该空心板拼装空心板桥时，相邻空心板的下翼缘端部为下连接部位，空心板边腹板的顶部为上连接部位，上连接部位有水平的横向连接筋，相邻上连接部位间浇筑顶板混凝土后形成新的空腔。2.如权利要求1所述的新型预制空心板，其特征在于:空心板下翼缘有横向伸出的水平连接筋，现浇连接采用高抗拉性能的纤维混凝土或砂浆。3.如权利要求1所述的新型预制空心板，其特征在于:在空心板下翼缘横截面的上方转角处，预埋有角钢，拼装空心板桥时，相邻下翼缘相对的角钢边焊接，另一边加盖一连接钢板后用角焊连接。4.如权利要求1所述的新型预制空心板，其特征在于:空心板的上连接部位的预留施工接缝倾斜向所在空心板，以便现浇的顶板混凝土端部可压在其上。5.如权利要求1所述的新型预制空心板，其特征在于:在空心板下翼缘横截面的上方转角处，预埋有角钢，角钢上表面焊接带螺栓孔的钢板，拼装空心板桥时，相邻下翼缘相对的角钢边焊接，再用螺栓连接角钢上的钢板。6.如权利要求3所述的新型预制空心板及用其建造空心板桥的方法，其特征在于:建造空心板桥的方法主要包括以下步骤: 步骤一预制该新型空心板； 步骤二吊装已运输到桥梁工地的空心板，紧密地并排放到位于墩台上的相应支座上； 步骤三操作工人站在下翼缘上，焊接相邻下翼缘相对的角钢边，再在相邻角钢的另一边加盖一连接钢板，用角焊连接； 步骤四在相邻空心板的相邻上连接部位之间，安放永久性波纹钢模板，调整顶板连接筋，并补充其他顶板钢筋，浇注顶板混凝土，形成新的空腔； 步骤五顶板混凝土强度达到90%后，绑扎桥面铺装层内的钢筋，浇注桥面铺装混凝土 ； 步骤六桥面铺装混凝土强度达到90%后，施工防撞墙和浙青面层。7.如权利要求1和权利要求6所述的新型预制空心板及用其建造空心板桥的方法，其特征在于:下翼缘端部预埋有预应力孔道，锚固齿块靠近空心板端部，下连接部位浇筑混凝土连接后，施加纵向预应力。8.如权利要求6所述的新型预制空心板及用其建造空心板桥的方法，其特征在于:顶板和桥面铺装可一次浇注成型。9.如权利要求1和如权利要求6所述的新型预制空心板及用其建造空心板桥的方法，其特征在于:采用先张法预制空心板，空心板内有横隔板，拼装空心板桥时连接相应的横隔板，横隔板内施加横向预应力O10.如权利要求1所述的新型预制空心板，其特征在于:空心板上连接部位伸出边腹板外侧面。
【专利摘要】本发明涉及一种新型预制空心板及用其建造空心板桥的方法，属于桥梁工程领域。该新型空心板为常规空心板的一种改进，增加了下翼缘。可采用先张法预制空心板，预制空心板可有横隔板。各空心板并排放在桥跨上后，相邻空心板先在下翼缘连接。相邻空心板的下连接部位施工时，工人可站在下翼上作业，连接的质量得到了保证。空心板边腹板的顶部为上连接部位，相邻上连接部位间浇注顶板混凝土后形成一个新的空腔。若采用预制有横隔板的空心板，全桥横隔板内还可张拉横向预应力。采用该种新型预制空心板后，可以避免常规空心板桥铰缝的开裂问题。
【IPC分类】E01D21/00, E01D2/00
【公开号】CN105088932
【申请号】CN201410186712
【发明人】魏建东, 郑元勋, 李晓龙
【申请人】郑州大学
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2014年5月6日