专利名称：高性能半整体式桥台结构及施工方法
技术领域：
本发明涉及一种高性能半整体式桥台结构及其施工方法，其既可以用于新桥无缝化建设，又很适合于旧桥的无缝化改造。
背景技术：
世界各地存在大量的旧桥(有些属于非抗震设计，还有些抗震能力不足)需要改造加固，其中，无缝化是一综合价值比较高的可选方案。对于既有桥梁的无缝化改造，由于只能在原结构的基础(很多为刚性基础或混凝土桩基础)上进行，几乎无法改动原有的基础形式，而且还要尽可能地降低改造费用。为适应刚性基础或混 凝土桩桥台桥梁的无缝化改造，一种新型高性能半整体式桥台结构运用而生。这种桥台为既有桥梁的无缝化改造提供了一种安全、耐久的有效解决方案。
发明内容
本发明的目的在于一种高性能半整体式桥台结构及其施工方法，应用该新型高性能半整体式桥台结构可以取消原桥梁伸缩缝，从而避免了与伸缩缝有关联的一切正常使用功能、安全性、耐久性问题。从经济、安全、美观、耐久等角度考虑，在满足温度伸缩变形的基本要求下，该新型高性能半整体式桥台在新桥建设特别是旧桥改造上具有优越的实践意义。本发明的技术方案在于一种高性能半整体式桥台结构,所述的高性能半整体式桥台结构包括桥台、桥梁结构的主梁、横隔梁、滑动支座、搭板和用于支承搭板的牛腿，所述滑动支座设置在桥台上侧的基座上，所述滑动支座支承于主梁端部的下侧面上；所述横隔梁整体地连接在主梁端部上，并延伸至桥台背面，所述横隔梁的延伸部分跨过滑动支座且向下扩展至桥台与基座分界线上下位置，所述横隔梁与基座之间预留有足够伸缩变形的缝隙；所述牛腿设置在横隔梁的延伸部分的端部上，所述的搭板一端支承于牛腿上，且所述搭板跨过可能产生沉降的回填区域，起到路桥过渡作用。上述高性能半整体式桥台结构还包括一排水系统，所述的排水系统设置于桥台后侧且位于基座底部水平线以下的位置，以利及时排出可能通过预留的伸缩变形缝进入滑动支座位置的雨水。上述排水系统包括排水管和填充在排水管周部的碎石。上述搭板和牛腿之间连接钢筋实现非刚性连接，以保证两者在温度作用下协同变形。上述高性能半整体式桥台结构的施工方法，按以下步骤进行
(I)、若是建造新桥，则先建造桥台和预制主梁，在做桥台时不需做桥台背墙，在预制主梁时需要在梁端预留钢筋，以便与主梁端部横隔梁的钢筋实现连接；若是旧桥改造，则保持原主梁和桥台不变，移去桥端的填土和背墙，把主梁的端部凿毛，植筋，以便与主梁端部横隔梁的钢筋实现连接；(2)、在布置好滑动支座和架设好主梁后，绑扎横隔梁的钢筋，并将其与主梁预留的钢筋焊接成整体，同时还需设置牛腿，并于牛腿处预留好与搭板连接的连接钢筋；
(3)、浇筑横隔梁，并在完成横隔梁的浇筑后，进行桥台后侧排水系统的施工，所述排水系统的施工包括排水管的布置以及碎石填充；
(4)、对回填区域进行回填、碾压、坑实；待沉降稳定后，进行搭板施工。绑扎搭板的钢筋时需要将其与横隔梁牛腿处预留的连接钢筋焊接成一整体。在上述步骤(2)中，所述横隔梁须整体地连接在桥梁结构主梁上，并延伸至桥台背面，伸出部分跨过滑动支座且向下扩展至桥台与基座分界线位置，但与基座之间必须预留有足够伸缩变形的缝隙。在上述步骤(3)中，所述排水系统须设置于基座底部水平线以下位置，以利及时排出有通过预留的伸缩变形缝处进入支座位置的水。 本发明的有益效果(1)结构有着广泛的适用性，既可用于新桥的建造又可用于旧桥的改造；由于我国桥梁多以刚性基础为主，故特别适用于我国。(2)结构自身具有优良特性，去除了桥梁的伸缩缝装置，提高了桥梁的整体性，实现了真正对全桥无缝，从而使得桥面连续、平整、无跳车、维护少。(3)该桥台具有安全、耐久综合性能优良等特点，能带来良好的经济、社会效益。(4)世界各地存在大量的旧桥(有些属于非抗震设计，还有些抗震能力不足)需要改造加固，本发明 为其提供了一种综合性能优良的可选方案，即消除了一切与伸缩缝有关的耐久性问题，又提高了桥梁的整体性，且使桥梁结构特性变得更为合理。(5)无缝后没有了因伸缩缝漏水腐蚀而降低耐久性的问题，同时行车平稳对桥的冲击小了。
图I是实施例中的高性能半整体式桥台结构示意图。图中I桥台 2主梁 3横隔梁 4滑动支座 5搭板 6排水系统 7牛腿 8连接钢筋 9基座 10缝隙 11回填区域 12排水管。
具体实施例方式下面结合附图和一个实施实例对本发明做进一步说明，以助理解本发明的应用，但本发明的保护范围并不限于这一具体实例。如图I所示，一种高性能半整体式桥台结构，所述的高性能半整体式桥台结构包括桥台I、桥梁结构的主梁2、横隔梁3、滑动支座4、搭板5和用于支承搭板5的牛腿7，所述滑动支座4设置在桥台I上侧的基座9上，所述滑动支座4支承于主梁2端部的下侧面上；所述横隔梁3整体地连接在主梁2端部上，并延伸至桥台I背面，所述横隔梁3的延伸部分跨过滑动支座且向下扩展至桥台与基座分界线上下位置，所述横隔梁与基座之间预留有足够伸缩变形的缝隙10 ;所述牛腿7设置在横隔梁3的延伸部分的端部上，所述的搭板5 —端支承于牛腿7上，且所述搭板5跨过可能产生沉降的回填区域11，起到路桥过渡作用。上述高性能半整体式桥台结构还包括一排水系统6，所述的排水系统6设置于桥台后侧且位于基座9底部水平线以下的位置，以利及时排出通过预留的伸缩变形缝进入滑动支座4位置的雨水。上述排水系统包括排水管12和填充在排水管周部的碎石。
上述搭板和牛腿之间连接钢筋8实现非刚性连接，以保证两者在温度作用下协同变形。具体地说就是一方面搭板在荷载作用下其与牛腿连接处能自由转动，另一方面在温度作用下搭板又同横隔梁协同伸缩变形，此时连接钢筋8承受拉力。上述高性能半整体式桥台结构的施工方法，按以下步骤进行
(la)、建造桥台I和预制主梁2时同常规桥梁的建设。但需要指出的是，在做桥台I时不需做桥台背墙，以及预制主 梁2时需要在梁端预留钢筋，以便用于与主梁2端部横隔梁3的钢筋连接。(lb)、若是旧桥改造，因桥台I已建好，故保持原主梁2和桥台I不变，移去桥端的填土和背墙，在主梁2的端部凿毛，植筋，以便用于与主梁2端部横隔梁3的钢筋连接。(2)、在布置好滑动支座4、架设好主梁2后，绑扎横隔梁3的钢筋，并将其与主梁2预留的钢筋焊接成整体，同时还需设置牛腿7，并于牛腿7处预留好与搭板5连接的连接钢筋8。需要指出的是横隔梁3须整体地连接在桥梁结构主梁2上，并延伸至桥台I背面，伸出部分跨过滑动支座4且向下扩展至桥台I与基座9分界线位置，但与基座9之间必须预留有足够伸缩变形的缝隙10。(3)、完成横隔梁3的浇筑后，需进行台后排水系统6的施工，包括排水管12的布置以及碎石填充。排水系统6必须设置于基座9底部水平线以下位置，由多空排水管12及其周围的碎石组成，其目的在于及时排出可能通过预留的伸缩变形缝隙10处进入支座位置的水。(4)、做好排水系统6后，可对回填区域11进行回填、碾压、坑实。待沉降稳定后，方可进行搭板5施工。绑扎搭板5的钢筋时需要将其与横隔梁3牛腿7处预留的钢筋焊接成一整体。需要指出的是在横隔梁3与搭板5相连处通过设置特别的连接钢筋8以保证两者构成整体协同变形。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
权利要求
1.ー种高性能半整体式桥台结构，其特征在于所述的高性能半整体式桥台结构包括桥台、桥梁结构的主梁、横隔梁、滑动支座、搭板和用干支承搭板的牛腿，所述滑动支座设置在桥台上侧的基座上，所述滑动支座支承于主梁端部的下侧面上；所述横隔梁整体地连接在主梁端部上，并延伸至桥台背面，所述横隔梁的延伸部分跨过滑动支座且向下扩展至桥台与基座分界线上下位置，所述横隔梁与基座之间预留有足够伸缩变形的缝隙；所述牛腿设置在横隔梁的延伸部分的端部上，所述的搭板一端支承于牛腿上，且所述搭板跨过回填区域，起到路桥过渡作用。
2.根据权利要求I所述的高性能半整体式桥台结构,其特征在于所述高性能半整体式桥台结构还包括一排水系统，所述的排水系统设置于桥台后侧且位于基座底部水平线以下的位置，以利及时排出通过预留的伸缩变形缝进入滑动支座位置的雨水。
3.根据权利要求2所述的高性能半整体式桥台结构，其特征在于所述排水系统包括排水管和填充在排水管周部的碎石。
4.根据权利要求I所述的高性能半整体式桥台结构，其特征在于所述搭板和牛腿之间连接钢筋实现非刚性连接，以保证两者在温度作用下协同变形。
5.ー种高性能半整体式桥台结构的施工方法，其特征在于，按以下步骤进行 (1)、若是建造新桥，则先建造桥台和预制主梁，在做桥台时不需做桥台背墙，在预制主梁时需要在梁端预留钢筋，以便与主梁端部横隔梁的钢筋实现连接；若是旧桥改造，则保持原主梁和桥台不变，移去桥端的填土和背墙，把主梁的端部凿毛，植筋，以便与主梁端部横隔梁的钢筋实现连接； (2)、在布置好滑动支座和架设好主梁后，绑扎横隔梁的钢筋，并将其与主梁预留的钢筋焊接成整体，同时还需设置牛腿，并于牛腿处预留好与搭板连接的连接钢筋； (3)、浇筑横隔梁，并在完成横隔梁的浇筑后，进行桥台后侧排水系统的施工，所述排水系统的施工包括排水管的布置以及碎石填充； (4)、对回填区域进行回填、碾压、坑实；待沉降稳定后，进行搭板施工，绑扎搭板的钢筋时需要将其与横隔梁牛腿处预留的连接钢筋焊接成一整体。
6.根据权利要求5所述的高性能半整体式桥台结构的施工方法，其特征在于在上述步骤(2)中，所述横隔梁须整体地连接在桥梁结构主梁上，并延伸至桥台背面，伸出部分跨过滑动支座且向下扩展至桥台与基座分界线位置，但与基座之间必须预留有足够伸缩变形的缝隙。
7.根据权利要求5所述的高性能半整体式桥台结构的施工方法，其特征在于在上述步骤(3)中，所述排水系统须设置于基座底部水平线以下位置，以利及时排出通过预留的伸缩变形缝处进入支座位置的雨水。
全文摘要
本发明涉及一种高性能半整体式桥台结构及其施工方法，该高性能半整体式桥台结构包括桥台、桥梁结构的主梁、横隔梁、滑动支座、搭板和用于支承搭板的牛腿，所述滑动支座设置在桥台上侧的基座上，所述滑动支座支承于主梁端部的下侧面上；所述横隔梁整体地连接在主梁端部上，并延伸至桥台背面，所述横隔梁的延伸部分跨过滑动支座且向下扩展至桥台与基座分界线上下位置，所述横隔梁与基座之间预留有足够伸缩变形的缝隙；所述牛腿设置在横隔梁的延伸部分的端部上，所述的搭板一端支承于牛腿上，且所述搭板跨过可能产生沉降的回填区域，起到路桥过渡作用。本发明既可以用于新桥无缝化建设，又很适合于旧桥的无缝化改造。
文档编号E01D21/00GK102852086SQ20121037911
公开日2013年1月2日 申请日期2012年10月9日 优先权日2012年10月9日
发明者庄一舟, 樊争辉 申请人:福州大学