采用钢剪力键的预制拼装盖梁结构及施工方法与流程

本发明涉及一种预制盖梁结构，尤其是一种采用钢剪力键的预制盖梁结构及施工方法。

背景技术：

混凝土桥梁的现浇施工，需要大量的模板和支撑系统，在不良施工条件下，搭设满堂支架方案不可行。盖梁施工属于高空作业，现浇大量混凝土，施工风险大。采用预制拼装盖梁的方式可以加快施工速度，保证质量，同时考虑到规模效应具有很好的经济性。

现阶段，在预制桥梁拼装方面的抗剪设计主要采用的是键齿式的剪力键，具体分为大剪力键和小剪力键。其不足在于预制模板时需要做凹凸棱角造型，施工复杂，且咬合匹配度不高。因此，需要一种新型公母配对钢剪力键，熔锻钢铁易成型，构件精度可到毫米，匹配程度高，预埋处理无需模板特殊细致处理，可以避免以上问题。

技术实现要素：

本发明提出一种采用钢剪力键的预制拼装盖梁结构及施工方法，该结构采用新型公母配对的钢剪力键，并应用于盖梁的预制拼装施工中。该构造不仅方便拼装定位，而且可以提高拼接面的抗剪能力。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种采用钢剪力键的预制拼装盖梁结构，包括钢剪力键、预制盖梁的混凝土构件，预制盖梁的混凝土构件之间通过预埋的钢剪力键连接，每个钢剪力键由公型剪力键和母型剪力键配对使用构成；公型剪力键和母型剪力键与混凝土接触面上设有月牙纹，用于与预制盖梁的混凝土构件之间产生机械咬合力；所述母型剪力键尾端处设有注浆孔，注浆孔通过PVC管连接至预制盖梁的混凝土构件的外侧，方便注浆封闭公母型剪力键之间接缝。

所述钢剪力键由球墨铸铁或优质碳素结构钢铸造而成。

一种采用钢剪力键的预制拼装盖梁的施工方法，具体步骤为：

步骤一，预制盖梁的模板制作

将预制盖梁划分为三段混凝土构件A、B、C，并分别架设预制模板；

步骤二，预埋钢剪力键和浇筑混凝土

在两个外挂的混凝土构件A、C的预制模板的拼接处预埋母型剪力键2中间段的混凝土构件B的预制模板的拼接处预埋公型剪力键，用水平仪对水平方向位置校准，使公型剪力键和母型剪力键配对并吻合，再用钢筋位置固定，防止混凝土浇筑时发生错位；然后混凝土浇筑，混凝土浇筑时从钢剪力键处开始，分段匹配浇筑，保证预制盖梁构件质量；

步骤三，吊装预制盖梁的混凝土构件

1）吊装混凝土构件B：起重机吊装中间段的混凝土构件B，按照预定的桥墩7与中间段拼装方案，缓慢安放直至与桥墩7完全接触，撤回起重机，在拼装接口位置注射水泥浆液封闭；

2）吊装混凝土构件A、C：起重机同时吊装混凝土构件A、C，在三段构件交界面处涂刷环氧树脂，以公、母型钢剪力键为校准点，将母型剪力键与公型剪力键对接安插，对接完成后，停止起重机的升降工作；

步骤四，张拉第一阶段预应力筋

将预先准备好的预应力筋沿混凝土构件中孔洞穿放，采用后张法两端张拉钢筋，张拉第一阶段预应力筋并锚固，使混凝土构件A、C与混凝土构件Ｂ紧密贴合，然后撤除起重机，对第一阶段的预应力孔道注浆封闭；

步骤五，剪力键接缝处理利用小皮管将压浆机与PVC管道连接，接口处用卡具固定防止高压状态下皮管与管道脱离，启动压浆机开向管道内高压注射环氧树脂，直到浆液沿混凝土构件A与混凝土构件B、混凝土构件A与混凝土构件C的接缝处渗出，关闭压浆机，取下小皮管，对渗出的树脂液做擦除清理；

步骤六，张拉第二阶段预应力筋

在混凝土构件A、C上安放挡块，混凝土构件A、B、C上安放箱梁支座垫板，然后张拉第二阶段预应力筋，最后完成预应力孔洞注浆封闭、封锚及接接缝，完成整个拼装过程。

本发明的有益效果是：预制拼装盖梁上采用新型公母配对钢剪力键，在盖梁预制拼装技术抗剪构造方面是首创。与一般预制拼装桥梁采用的键齿式大、小剪力键不同点在于：本发明中的剪力键需要预埋，减小了传统大、小剪力键在预制阶段模板制作的复杂程度；采用公母配对的方式，不仅方便吊装过程中的位置确定，而且更加有效地促进构件之间的咬合。

本发明在实际工程应用中有以下优势：钢剪力键结构铸造易成型，尺寸精度高，吊装拼接的匹配度高；在结构设计合理情况下，可采用球墨铸铁或优质碳素结构钢铸造而成；剪力键直接预埋在拼装构件内，对模板细化制作的要求低，在批量生产工作中节约模板材料和大量人力资源；预应力筋张拉锚固方式，缩短传统现浇盖梁所需工作时间，在全程、大、中长线立交桥梁工程上，极大缩短了工程总工期，提升时效性能；公母配对的剪力键对接，不仅起到临时支点的作用，同时有键齿咬合的功能，大大提高拼接面抗剪可靠性。

附图说明

图1为公母配对式钢剪力键结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为预制拼装盖梁整体结构示意图；

图4为图3中圈点处局部放大示意图；

图5为混凝土构件A、B交界面处俯视图；

图6为混凝土构件A交界面示意图；

图7为本发明的采用钢剪力键的预制拼装盖梁的施工方法的流程框图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图1至图6所示，本发明的采用钢剪力键的预制拼装盖梁结构，包括预制盖梁的混凝土构件、钢剪力键、注浆孔4、PVC管5等。预制盖梁的混凝土构件之间通过预埋的钢剪力键连接，单个钢剪力键分为公型剪力键1和母型剪力键2，公型剪力键1上的凸台与母型剪力键2上的凹槽公母配对连接，钢剪力键由球墨铸铁或优质碳素结构钢铸造而成；公型剪力键1和母型剪力键2与混凝土接触面上有月牙纹3，目的是与混凝土构件A、B、C之间产生机械咬合力；在母型剪力键2尾端处有注浆孔4，注浆孔4通过PVC管5连接至混凝土构件A、C外侧，方便注浆封闭公母剪力键之间接缝6。

如图7所示，本发明的采用钢剪力键的预制拼装盖梁的施工方法， 以纵向总长31m的预制盖梁为例，本发明中的预制盖梁由混凝土构件A、B、C三段构件（图3），施工步骤及要求如下：

a、将预制盖梁划分为混凝土构件A、B、C三成段，三成段分别架设模板预制，混凝土构件A、C为两外挂段，拼接处预埋母型剪力键2，混凝土构件B为中间段，拼接处预埋公型剪力键1，预埋位置只在构件受压区域；钢剪力键在预埋时需要用水平仪对水平方向位置校准，母型剪力键2尾端注浆孔4处与PVC管5连接，用钢筋对钢剪力键和PVC管固定位置，防止混凝土浇筑时发生错位；浇筑时从钢剪力键处开始，分段匹配浇筑，保证预制盖梁构件质量；构件在预制过程中均留有如图6所示三层对称预应力筋孔道S，预应力筋套管使用塑料波纹管。

b、构件运输至拼装施工现场后，先用起重机吊装中间段的混凝土构件B，与桥墩交界面涂刷环氧树脂作粘结层，找准拼装位置后，缓慢安放直至与桥墩7完全拼装，撤回起重装置，在接口位置注射水泥浆液封闭。

c、使用起重机同时吊装混凝土构件A、C，在三段构件交界面处涂刷环氧树脂，以公、母型剪力键1，2为校准点，将母型剪力键2与公型剪力键1对接安插，对接完成后，停止起重机的升降工作；

d、沿三层对称预应力筋孔道S的孔洞穿插预应力钢绞线，钢束规格统一采用15-фs15.20钢绞线，采用后张法两端张拉，张拉第一阶段预应力筋，锚垫板必须与钢束中线垂直，两端对称张拉，双向控制张拉应力与伸长度，固定锚具，使混凝土构件A、C与混凝土构件Ｂ紧密贴合，撤除起重装置，对第一阶段的预应力孔道注浆封闭，水泥浆强度为C45；

e、利用橡皮管将小型压浆机与PVC管道5连接，接口处用卡具固定防止高压状态下皮管与管道5脱离，启动压浆机开向管道5内高压注射环氧树脂，直到浆液沿混凝土构件A，B、混凝土构件A，C接缝处渗出，关闭压浆机，取下小皮管，对渗出的树脂液做擦除清理；

f、安放如图3所示中的挡块8和抗震橡胶支座9，在挡块8完成拼装后，安装抗震橡胶支座需要从结构中心往两侧对称安装，随后张拉第二阶段预应力筋，即图6所示中最上层预应力筋，锚垫板必须与钢束中线垂直，两端对称张拉，双向控制张拉应力与伸长度，预应力达到设计要求值后固定锚具，拆除起重装置，孔道内压浆，水泥浆强度为C45，表面接缝口涂刷环氧树脂封闭并封锚。