一种空心板梁桥上部结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及公路桥梁，具体为一种装配式简支空心板梁桥的上部结构。
【背景技术】
[0002]空心板梁桥是小跨径桥梁10?20m最常用的结构形式之一，多数以简支梁为主，适合工厂化批量生产，装配式施工，其断面由多块空心板组成，板间设置铰缝，空心板架设完毕后，铰缝同桥面现浇层混凝土一并浇筑后，多块空心板、铰缝及桥面现浇层形成一个整体，承受汽车等荷载。
[0003]然而，现有空心板梁桥经常出现支座脱空的病害，主要原因有:1、单块空心板均由4个橡胶支座支承，每跨桥梁由多块空心板组成，形成了每跨空心板梁端存在十几个甚至几十个橡胶支座同时支承竖向荷载的受力体系。例如12m宽桥梁断面由9块空心板组成，每个梁端橡胶支座达18个。多支座会形成受力不明确的超静定体系，常常出现受力不均的情况；2、预应力或混凝土收缩徐变作用对4个边角有向上翘曲的趋势，使得边梁易发生支座脱空现象；3、施工难以保证几十个橡胶支座同时达到设计标高，往往在施工完成时就已出现支座受力不匀，甚至脱空。
[0004]支座脱空将使空心板间铰缝应力急剧增大，导致铰缝破坏，进而引起空心板“单板受力”和进一步病害的发生，造成桥梁使用寿命降低，甚至损坏。目前，对于支座脱空尚无根本解决办法，发生支座脱空时只能采用更换支座的方法临时解决。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的是提供一种空心板梁桥上部结构，以有效解决现有多支座空心板梁桥因支座脱空导致铰缝破坏、进而引起单板受力损坏桥梁的技术问题。
[0006]本实用新型提供的空心板梁桥上部结构，包括多块空心板；空心板间有铰缝；空心板和铰缝上面为桥面现浇层；所述空心板的两端部为实心体，中间部分为空心；空心板的两侧面有预制空心板时预埋的横向钢筋；空心板的实心体连同铰缝和桥面现浇层的混凝土一起构成端横梁，在端横梁中有由波纹管构成的预应力管道，预应力管道中穿有预应力钢筋，预应力钢筋的两端通过锚固装置锚固在端横梁的端部；每个端横梁的下部由两个永久支座支承。
[0007]所述端横梁沿桥梁纵方向的宽度为0.8?1.2H，H为空心板的高度。
[0008]所述横向钢筋在空心板两侧面的伸出长度为10?15cm，横向钢筋的直径为12?16mm0
[0009]所述预应力管道的内孔截面面积是预应力钢筋截面面积的2?4倍，预应力管道与预应力钢筋的间隙中填充水泥砂浆。
[0010]所述永久支座选用竖向承载力满足空心板梁桥承载吨位要求的盆式支座。
[0011]所述浇筑铰缝和桥面现浇层的混凝土为钢纤维混凝土，其中钢纤维的体积含量为总混凝土体积的I %?3.5 %。
[0012]上述空心板梁桥上部结构的施工方法，包括以下顺序的步骤:
[0013]步骤一、预制空心板
[0014]利用模板浇筑两端部为实心体、中间部分为空心的混凝土空心板，在空心板两端的实心体中横向埋置预应力管道，在空心板的两侧面预埋横向钢筋；
[0015]步骤二、安装支座
[0016]在桥的盖梁上布置临时支座和永久支座，临时支座的排放位置与空心板相对应，数量按每一空心板端部用两个临时支座支承；同时以端横梁的两端为基准，对称放置2个永久支座，永久支座的高度小于临时支座的高度；
[0017]步骤三、安装空心板
[0018]将预制的空心板逐块吊装到临时支座上，使所有空心板端部相互对齐；
[0019]步骤四、用两端可与步骤一预制空心板的预应力管道相对接的连接管将相邻空心板端部的预应力管道连通，然后在相互连通的预应力管道和连接管中横穿预应力钢筋；
[0020]步骤五、浇筑铰缝及桥面现浇层的混凝土，由空心板实心体、铰缝和桥面现浇层构成端横梁，待混凝土强度达到要求后，横向张拉预应力钢筋，在预应力钢筋和预应力管道的间隙中灌注水泥砂浆，然后利用锚固装置将预应力钢筋的两端锚固在端横梁的端部；
[0021]步骤六、将临时支座逐个撤除，保留永久支座，完成空心板梁桥上部结构的施工。
[0022]上述步骤二中的临时支座可用钢管(钢管直径通过计算得出)制作成筒，筒底焊接钢板封堵，筒的侧面下部开一个螺丝孔并用螺丝堵塞，筒内装入适量细砂，在细砂顶部放置一直径略小于筒直径的活塞，使活塞顶面高出砂筒3?5cm ;在步骤六撤除临时支座时，通过松开筒底部的螺丝放出筒内细砂，使活塞下降，空心板亦随之下降，最后使空心板坐落在永久支座上，然后将多个临时支座逐个撤除，完成临时支座与永久支座的转换。
[0023]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:
[0024]1、用空心板的端部实心体与铰缝和桥面现浇层一起构成端横梁，并采取在端横梁中设置预应力钢筋、在铰缝中预埋钢筋、铰缝和桥面浇筑钢纤维混凝土等综合技术措施，可有效提高空心板梁桥上部结构的整体刚度，使空心板受力均衡，大大减少单板受力现象，铰缝在梁端局部应力减小，铰缝不易受损，有效保证桥梁的使用寿命。
[0025]2、每个梁端的端横梁下仅布置2个支座，每跨桥梁由原来的几十个支座支承改变为4个支座支承，梁端支座受力体系由多次超静定体系转变为静定体系，支座受力明确，每个支座都能参与受力，支座脱空问题从根本上得到解决。
[0026]3、本实用新型现场施工简便，后期运营中空心板支座的维修工作量和养护费用大大降低。
【附图说明】
[0027]附图为本实用新型一个实施例的示意图。
[0028]图1为实施例中预制空心板的结构示意图，其中图1 (a)为预制空心板的局部侧视图(不含横向钢筋)；图1(b)为图1(a)中A-A剖面图；图1(c)为图1(a)中B-B剖面图(含横向钢筋)；图1(d)为图1(a)中C-C剖面图(含横向钢筋)；
[0029]图2为用以理解本实施例施工方法的参考图，其中图2 (a)为施工方法中步骤一至步骤三的参考图；图2(b)为施工方法中步骤四的参考图；图2(c)为施工方法中步骤五的参考图；
[0030]图3为图2 (a)中D部放大图；
[0031]图4为图2(c)中E—E剖面图。
[0032]图中:1_空心板，2-铰缝，3-桥面现浇层，4-端横梁，5-预应力管道，6 -预应力钢筋，7-锚固装置，8-临时支座，9-永久支座，10-连接管，11-横向钢筋。
【具体实施方式】
[0033]以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
[0034]该实施例给出的空心板梁桥上部结构，其空心板梁由6块空心板I组成。空心板采用C50混凝土浇筑，其长宽高尺寸为(1296 X 124X75) cm,空心板I的中间部分为空心，两端部为实心体，实心体在空心板纵向长度为75cm，空心板采用C50混凝土。空心板在工厂用模板预制。预制时，预应力管道5采用内径为8cm的塑料波纹管，在空心板两端的实心体中分别横向埋置两根，在空心板的两侧面预埋伸出长度为1cm的横向钢筋11，钢筋直径为16mm0
[0035]现场施工时，先在盖梁上布置临时支座8和永久支座9。临时支座8用外径15.2cm(内径14.4cm)的钢管制作成高度为35cm的圆筒(未图示)，圆筒底焊接钢板封堵，在距圆筒底部5cm处开一个孔径Icm的螺丝孔，并用螺丝堵塞，筒内装入高30.5cm的细砂，在细砂顶部放置一高8cm、外径14cm的钢制活塞，活塞高出圆筒3.5cm。按每块空心板端部用两个间距75cm的临时支座8支承，则在桥的每一盖梁上每个梁端共摆放12个；再将两个满足桥梁载荷要求的永久支座9按照相互间距420cm对称放置在盖梁上，永久支座9为盆式支座，高38cm。临时支座8和永久支座9摆放好以后，将预制的空心板I逐块吊装到临时支座8上，使所有空心板端部相互对齐；然后采用与所述构成预应力管道5的塑料波纹管外径和材质相同的塑料波纹管制成两端有一定锥度的连接管10，将连接管的两端插入预制空心板中的塑料波纹管中，将所有空心板中的塑料波纹管相互连通。然后在连通的塑料波纹管中横穿截面积为1490mm2的预应力钢筋6。然后在铰缝2和桥面现浇层3浇筑C50钢纤维混凝土，钢纤维混凝土中钢纤维的体积含量为总混凝土体积的2.5%，由空心板实心体、铰缝和桥面现浇层构成端横梁4，待浇筑的混凝土强度达到要求后，两端横向张拉预应力钢筋6，在预应力钢筋6和预应力管道5的间隙中灌注C50水泥砂浆。然后选用YJM15-12圆形夹具锚锚固装置7将预应力钢筋6的两端锚固在端横梁4的端部。
[0036]完成上述施工后，进行临时支座与永久支座的转换:逐个松开临时支座圆筒底部的螺丝，放出圆筒内细砂，使细沙上部的活塞下降，空心板亦随之下降，最后使空心板坐落在永久支座上，然后将临时支座逐个撤除，保留永久支座，完成空心板梁桥上部结构的全部施工。
【主权项】
1.一种空心板梁桥上部结构，包括多块空心板(I);空心板间有铰缝(2);空心板和铰缝上面为桥面现浇层(3);其特征在于，所述空心板(I)的两端部为实心体，中间部分为空心；空心板的两侧面有预制空心板时预埋的横向钢筋(11);空心板的实心体连同铰缝和桥面现浇层的混凝土一起构成端横梁(4)，在端横梁中有由波纹管构成的预应力管道(5)，预应力管道中穿有预应力钢筋￠)，预应力钢筋的两端锚固在端横梁的端部；每个端横梁的下部由两个永久支座(9)支承。
2.根据权利要求1所述的空心板梁桥上部结构，其特征在于，所述端横梁(4)沿桥梁纵方向的宽度为0.8?1.2H，H为空心板(I)的高度。
3.根据权利要求1所述的空心板梁桥上部结构，其特征在于，所述横向钢筋(11)在空心板⑴两侧面的伸出长度为10?15cm，横向钢筋(11)的直径为12?16mm。
4.根据权利要求1所述的空心板梁桥上部结构，其特征在于，所述预应力管道(5)的内孔截面面积是预应力钢筋(6)截面面积的2?4倍，预应力管道与预应力钢筋的间隙中填充水泥砂楽。
5.根据权利要求1所述的空心板梁桥上部结构，其特征在于，所述永久支座(9)选用竖向承载力满足空心板梁桥承载吨位要求的盆式支座。
【专利摘要】一种空心板梁桥上部结构，构成空心板梁的多块空心板间有铰缝，铰缝和桥面现浇层浇筑混凝土；空心板两端部为实心体，空心板两侧面有横向钢筋，空心板实心体连同铰缝和桥面现浇层的混凝土一起构成端横梁，在端横梁中有横穿在预应力管道中的预应力钢筋；端横梁用两个支座支承。其施工方法包括：预制空心板；安装临时支座和永久支座；安装空心板；在预应力管道中横穿预应力钢筋；浇筑铰缝及桥面现浇层的混凝土；撤除临时支座。本实用新型采用设有预应力钢筋的端横梁有效提高空心板梁桥上部结构的整体刚度，空心板受力均衡，单板受力现象减少，铰缝在梁端局部应力减小，不易受损；每个支座都受力，解决了支座脱空问题；施工简便，支座维修工作量和养护费用低。
【IPC分类】E01D19-12, E01D21-00, E01D101-28
【公开号】CN204570479
【申请号】CN201520054912
【发明人】薛兴伟, 包龙生, 宋福春
【申请人】沈阳建筑大学
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年1月27日