一种城市快速预制拼装轻质耐久下翼缘空心板桥的制作方法

本实用新型涉及交通运输业桥涵工程领域，具体的说是涉及一种城市快速预制拼装轻质耐久下翼缘空心板桥。

背景技术：

预应力混凝土空心板桥作为常规跨径的预制桥梁，由于施工简单、造价低、结构受力明确，在城市桥梁中运用非常广泛。常规空心板桥的铰缝承担着板梁间传递内力并约束位移的关键作用，保证各板梁协同受力。但在长期车辆荷载、环境侵蚀及混凝土收缩徐变的共同作用下，铰缝不可避免会出现损伤破坏，使得板梁间横向连接削弱，甚至失去连接，直接将导致空心板形成单板受力的状态。常规的城市空心板桥由于边板受到城市管线附加荷载，并且边板上的人行道荷载和人群荷载较大，导致边板在运营过程中出现开裂破损。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型的目的在于提供一种城市快速预制拼装轻质耐久下翼缘空心板桥，以降低桥梁的自重，提高桥梁的跨越能力，并且设置更可靠的横向连接，防止铰缝及边板的病害，使桥梁结构受力性能优化，形成一种梁高低、跨越能力大、耐久性高、工程造价低、具有更广阔工程运用前景的城市空心板桥。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种城市快速预制拼装轻质耐久下翼缘空心板桥，包括桥面铺设层，所述桥面铺设层下设有现浇混凝土层，所述现浇混凝土层下设有多个钢筋混凝土盖板、两片预应力混凝土空心板边板和多片预应力混凝土空心板中板；

两片所述预应力混凝土空心板边板分设在所述现浇混凝土层下部的两端，多片所述预应力混凝土空心板中板设置在现浇混凝土层下部且位于两片所述预应力混凝土空心板边板之间；

两片相邻的预应力混凝土空心板中板、以及两相邻的预应力混凝土空心板中板与预应力混凝土空心板边板之间均通过下翼缘横向湿接缝和钢筋混凝土盖板连接。

上述技术方案中，每片所述预应力混凝土空心板中板采用预制下翼缘空心板式结构，每片所述预应力混凝土空心板中板包括两个中板腹板、一个中板下翼缘板和一个中板上翼缘板，两个所述中板腹板的下端均与所述中板下翼缘板固定，两个所述中板腹板的上端均与所述中板上翼缘板固定，所述中板上翼缘板顶面与所述现浇混凝土层底面相贴合；

每个所述中板腹板内均设有中板纵向预应力钢束、中板腹板抗剪箍筋和中板腹板纵向钢筋，在每个所述中板腹板上端与中板上翼缘板连接处均设有若干中板顶角加强钢筋和两排中板顶角纵向预埋螺纹连接钢筋，在所述中板下翼缘板内设有上下两排中板下翼缘纵向钢筋，在所述中板下翼缘板两端部处均设有若干排中板下翼缘纵向加强钢筋和若干中板下翼缘预埋栓钉，在所述中板上翼缘板内设有上下两排中板上翼缘纵向钢筋；

所述预应力混凝土空心板中板的中板下翼缘板的两端与相应的下翼缘横向湿接缝之间均通过相对应的中板下翼缘预埋栓钉进行连接，所述中板腹板与中板上翼缘板的中板顶角处与相应的钢筋混凝土盖板之间均通过中板顶角预埋螺纹连接钢筋进行连接。

上述技术方案中，每片所述预应力混凝土空心板边板采用预制矩形空心板结构，每片所述预应力混凝土空心板边板包括两个边板腹板、一个边板下翼缘板和一个边板上翼缘板，两个所述边板腹板的下端均与所述边板下翼缘板固定，两个所述边板腹板的上端均与所述边板上翼缘板固定，所述边板上翼缘板顶面与所述现浇混凝土层底面相贴合；

所述边板腹板内设有边板纵向预应力钢束、边板腹板抗剪箍筋和边板腹板纵向钢筋；其中一个所述边板腹板的上端与边板上翼缘板的一端连接处设有边板顶角，在位于所述边板顶角处的边板腹板上端部设有若干边板顶角加强钢筋和两排边板顶角纵向预埋螺纹连接钢筋，所述边板下翼缘板内设有上下两排边板下翼缘纵向钢筋，所述边板下翼缘板靠近相邻预应力混凝土空心板中板的一端在纵向上设有若干排边板下翼缘加强钢筋和若干边板下翼缘预埋栓钉，所述边板上翼缘板内设有上下两排边板上翼缘纵向钢筋；

所述预应力混凝土空心板边板的边板下翼缘板的一端与相应的下翼缘横向湿接缝之间均通过相对应的边板下翼缘预埋栓钉进行连接，所述边板腹板与边板上翼缘板的边板顶角与相应的钢筋混凝土盖板之间距均通过边板顶角纵向预埋螺纹连接钢筋进行连接。

上述技术方案中，所述横向湿接缝包括微膨胀混凝土和设置在微膨胀混凝土内的若干纵向钢筋和若干箍筋。

上述技术方案中，每个所述钢筋混凝土盖板的顶面均与所述现浇混凝土层底面相贴合；每个所述钢筋混凝土盖板均为微膨胀混凝土预制而成的预制板，且每块预制板的纵向长度为2～3m。

上述技术方案中，每个所述钢筋混凝土盖板的两端均预留有一排现浇连接孔，设置在每片所述预应力混凝土空心板中板上的中板顶角纵向预埋螺纹连接钢筋分别穿设在与之相对应现浇连接孔上。

上述技术方案中，每个所述钢筋混凝土盖板的两端均预留有一排现浇连接孔，设置在每片所述预应力混凝土空心板边板上的边板顶角纵向预埋螺纹连接钢筋分别穿设在与之相对应现浇连接孔上。

本实用新型提供的城市快速预制拼装轻质耐久下翼缘空心板桥，其施工方法如下：

施工时，首先预制预应力混凝土空心板中板、预应力混凝土边板、钢筋混凝土盖板；

其次，在桥横向和纵向上，相应架设预制预应力混凝土空心板中板和预应力混凝土边板，在相应位置浇筑微膨胀混凝土形成的下翼缘横向湿接缝，下翼缘横向湿接缝通过中板下翼缘板、中板下翼缘预埋栓钉、边板下翼缘预埋栓钉将桥梁横向连成整体；

之后，将钢筋混凝土盖板装配在两个相邻的预应力混凝土空心板中板，或两个相邻的预应力混凝土空心板中板与预应力混凝土边板的顶角上，浇筑钢筋混凝土盖板预留的现浇连接孔中的微膨胀混凝土；

最后，在边板上翼缘板、中板上翼缘板和钢筋混凝土盖板上整体依次浇筑现浇混凝土层和桥面铺装层，施工安装人行道底座、人行道板、护栏。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、两片相邻的预应力混凝土空心板中板以及两相邻的预应力混凝土空心板中板与预应力混凝土边板之间在横向均采用下翼缘横向湿接缝及钢筋混凝土盖板双重连接，另外下翼缘横向湿接缝及钢筋混凝土盖板中的混凝土为微膨胀混凝土，能补偿桥梁运营中产生的各种收缩徐变变形，抵消相应产生的应力，从而有效地提高横向连接的抗剪和抗裂性能，使得横向连接更强更耐久，防止了铰缝病害，保证桥梁在运营状态下的整体受力；

2、预应力混凝土边板采用矩形截面，替代了传统空心板边板的上翼缘悬臂，截面惯性矩增大，刚度增大，保证了边板运营中不出现开裂破损病害，大幅度提高了桥梁使用的耐久性；

3、替代了传统空心板桥相比，本实用新型提供的城市快速预制拼装轻质耐久下翼缘空心板桥在梁高显著降低，使得板桥下能够获得更充足的净空，同时使得相邻预应力混凝土空心板中板和相邻预应力混凝土空心板中板与预应力混凝土边板之间的空心体积增加，自重得到大幅度降低，不仅在跨越能力远大于传统的空心板，而且工程造价也得到显著降低；

4、本实用新型中的预应力混凝土空心板中板、预应力混凝土边板、钢筋混凝土盖板均为工厂预制成型，模块化生产周期短，施工质量容易控制。

附图说明

图1是本实用新型的立体图；

图2是本实用新型的横断面图；

图3是预应力混凝土空心板中板的立体图；

图4是预应力混凝土空心板边板的立体图；

图5是钢筋混凝土盖板的立体图；

图6是两个相邻的预应力混凝土空心板中板连接节点的剖面示意图；

图7是图6中A处的局部放大剖视图；

图8是两相邻的预应力混凝土空心板中板与预应力混凝土边板连接节点的剖面示意图；

图9是图8中B处的局部放大剖视图；

图10是一种具体应用实施例的结构示意图；

附图标号说明：

1、预应力混凝土空心板中板；1a、中板腹板；1b、中板下翼缘板；1c、中板上翼缘板；11、中板纵向预应力钢束；12、中板腹板抗剪箍筋；13、中板顶角加强钢筋；14、中板下翼缘纵向钢筋；15、中板上翼缘纵向钢筋；16、中板腹板纵向钢筋；17、中板下翼缘加强钢筋；18、中板下翼缘预埋栓钉；19、中板顶角纵向预埋螺纹连接钢筋；

2、预应力混凝土空心板边板；2a、边板腹板；2b、边板下翼缘板；2c、边板上翼缘板；21、边板纵向预应力钢束；22、边板腹板抗剪箍筋；23、边板顶角加强钢筋；24、边板下翼缘纵向钢筋；25、边板上翼缘纵向钢筋；26、边板腹板纵向钢筋；27、边板下翼缘加强钢筋；28、边板下翼缘预埋栓钉；29、边板顶角纵向预埋螺纹连接钢筋；

3、横向湿接缝；31、纵向钢筋；32、箍筋；33、微膨胀混凝土；

4、钢筋混凝土盖板；41、现浇连接孔；5、现浇混凝土层；6、桥面铺设层；7、人行道底座；8、人行道板；9、护栏。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图和具体实施方式，进一步阐述本实用新型是如何实施的。

如图1和图2所示，本实用新型提供的一种城市快速预制拼装轻质耐久下翼缘空心板桥，包括桥面铺设层6，桥面铺设层6下设有现浇混凝土层5，现浇混凝土层5下设有多个钢筋混凝土盖板4、两片预应力混凝土空心板边板2和多片预应力混凝土空心板中板1；

两片预应力混凝土空心板边板2分设在现浇混凝土层5下部的两端，多片预应力混凝土空心板中板1设置在现浇混凝土层5下部且位于两片预应力混凝土空心板边板2之间；

两片相邻的预应力混凝土空心板中板1、以及两相邻的预应力混凝土空心板中板1与预应力混凝土空心板边板2之间均通过下翼缘横向湿接缝3和钢筋混凝土盖板4连接。

如图3、图6和图7所示，每片预应力混凝土空心板中板1采用预制下翼缘空心板式结构，且每片预应力混凝土空心板中板1包括两个中板腹板1a、一个中板下翼缘板1b和一个中板上翼缘板1c，两个中板腹板1a的下端均与中板下翼缘板1b固定，两个中板腹板1a 的上端均与中板上翼缘板1c固定，中板上翼缘板1c顶面与现浇混凝土层5底面相贴合；

每个中板腹板1a内均设有中板纵向预应力钢束11、中板腹板抗剪箍筋12和中板腹板纵向钢筋16，每个中板腹板1a上端与中板上翼缘板1c两端的连接处均设有若干中板顶角加强钢筋13和两排中板顶角纵向预埋螺纹连接钢筋19，在中板下翼缘板1b内设有上下两排中板下翼缘纵向钢筋14，在中板下翼缘板1b的两端部处均设有若干排中板下翼缘加强钢筋17和若干中板下翼缘预埋栓钉18，在中板上翼缘板1c内设有上下两排中板上翼缘纵向钢筋15；

预应力混凝土空心板中板1的中板下翼缘板1b的两端与相应的下翼缘横向湿接缝3之间均通过相对应的中板下翼缘预埋栓钉18进行连接，中板腹板1a与中板上翼缘板1c的中板顶角处与相应的钢筋混凝土盖板4之间均通过中板顶角纵向预埋螺纹连接钢筋19进行连接。

如图4、图8和图9所示，每片预应力混凝土空心板边板2采用预制矩形空心板结构，且每片预应力混凝土空心板边板2包括两个边板腹板2a、一个边板下翼缘板2b和一个边板上翼缘板2c，两个边板腹板2a的下端均与边板下翼缘板2b固定，两个边板腹板2a的上端均与边板上翼缘板2c固定，边板上翼缘板2c顶面与现浇混凝土层 5底面相贴合；

边板腹板2a内设有边板纵向预应力钢束21、边板腹板抗剪箍筋 22和边板腹板纵向钢筋26；其中一个边板腹板2a的上端与边板上翼缘板2c的一端连接处设有边板顶角，在位于边板顶角处的边板腹板2a上端部设有若干边板顶角加强钢筋23和两排边板顶角纵向预埋螺纹连接钢筋29，边板下翼缘板2b内设有上下两排边板下翼缘纵向钢筋24，边板下翼缘板2b靠近相邻预应力混凝土空心板中板1的一端在纵向上设有若干排边板下翼缘加强钢筋27和若干边板下翼缘预埋栓钉28，边板上翼缘板2c内设有上下两排边板上翼缘纵向钢筋 25；

预应力混凝土空心板边板2的边板下翼缘板2b的一端与相应的下翼缘横向湿接缝3之间均通过相对应的边板下翼缘预埋栓钉28进行连接，边板腹板2a与边板上翼缘板2c的边板顶角处与相应的钢筋混凝土盖板4之间通过边板顶角纵向预埋螺纹连接钢筋29进行连接。

如图6和图7所示，横向湿接缝3包括微膨胀混凝土33和设置在微膨胀混凝土33内的若干纵向钢筋31和若干箍筋32。

本实用新型中，每个钢筋混凝土盖板4顶面均与现浇混凝土层5 底面相贴合；每个钢筋混凝土盖板4均为微膨胀混凝土预制而成的预制板，且单块预制板纵向长度为2～3m，并沿桥长方向布设。

如图5和图6所示，每个钢筋混凝土盖板4的两端均预留有一排现浇连接孔41，设置在每片预应力混凝土空心板中板1上的中板顶角纵向预埋螺纹连接钢筋19分别穿设在与之相对应的现浇连接孔 41上，设置在每片预应力混凝土空心板边板2上的边板顶角纵向预埋螺纹连接钢筋29分别穿设在与之相对应现浇连接孔41上。

本实用新型提供的城市快速预制拼装轻质耐久下翼缘空心板桥，其施工方法如下：

施工时，首先预制预应力混凝土空心板中板1、预应力混凝土边板2、钢筋混凝土盖板4；

其次，在桥横向和纵向上，相应架设预制预应力混凝土空心板中板1和预应力混凝土边板2，在相应位置浇筑微膨胀混凝土形成的下翼缘横向湿接缝3，下翼缘横向湿接缝3通过中板下翼缘板1b、中板下翼缘预埋栓钉18、边板下翼缘预埋栓钉28将桥梁横向连成整体；

之后，将钢筋混凝土盖板4装配在两个相邻的预应力混凝土空心板中板1，或两个相邻的预应力混凝土空心板中板1与预应力混凝土边板2的顶角上，浇筑钢筋混凝土盖板4预留的现浇连接孔41中的微膨胀混凝土；

最后，在边板上翼缘板2c、中板上翼缘板1c和钢筋混凝土盖板 4上整体依次浇筑现浇混凝土层5和桥面铺装层6，施工安装人行道底座7、人行道板8、护栏9。

以下为本实用新型提供的城市快速预制拼装轻质耐久下翼缘空心板桥的一种具体应用实施例：

如图10所示，某城市预应力混凝土简支空心板桥，单跨跨径为 20m，桥面总宽度为24m，单边人行道宽度为3.5m，双向4机动车道；当采用本实施例提出的城市快速预制拼装轻质耐久下翼缘空心板桥时，其主要由十一片预应力混凝土空心板中板1和二片边板2 预制组成，其中每片空心板预应力混凝土空心板中板1的板高为 810mm，下翼缘板宽为1680mm，上翼缘板宽为860mm，下翼缘板、上翼缘板及腹板厚均为150mm，顶角宽为100mm，顶角高为100mm，内侧空心倒角宽为100mm，内侧空心倒角高为100mm；每片预应力混凝土边板2的板高为810mm，板宽为960mm，腹板厚为150mm，上翼缘板顶角宽为100mm，上翼缘板顶角高为100mm，内侧空心倒角宽为100mm，内侧空心倒角高为100mm；横向湿接缝3的宽度为 300mm；钢筋混凝土盖板4的厚度为100mm，单块钢筋混凝土盖板的纵向长度为2m，沿桥长方向布满。

施工时，首先预制预应力混凝土空心板预应力混凝土空心板中板1、预应力混凝土边板2、钢筋混凝土盖板4，其次架设预制预应力混凝土空心板中板1和预应力混凝土边板2，在相应位置浇筑下翼缘横向湿接缝3中微膨胀混凝土33，下翼缘横向湿接缝通过中板下翼缘栓钉18和边板下翼缘栓钉28将桥梁横向连成整体，之后将钢筋混凝土盖板4装配在两块相邻的空心板的顶角上，浇筑钢筋混凝土盖板4预留现浇连接孔41中的微膨胀混凝土，最后在预应力混凝土空心板中板1和边板2的上翼缘板和预制钢筋混凝土盖板4上整体浇筑现浇混凝土层5和桥面铺装层6，施工安装人行道底座7、人行道板8、护栏9。

在相同的跨度和桥宽下，本实施例提供的城市快速预制拼装轻质耐久下翼缘空心板桥与传统的预应力混凝土空心板桥相比，其优点如下：

(1)梁高得到显著降低，桥下能够获得更充足的净空；

(2)由于桥横断面空心体积增大，自重得到显著降低，能大幅度节省工程造价；

(3)两片空心板在横向采用下翼缘横向湿接缝及钢筋混凝土盖板双重连接，同时下翼缘横向湿接缝及钢筋混凝土盖板均为微膨胀混凝土，在桥梁运营中会产生体积膨胀，内部产生压应力和压应变，能补偿各种收缩徐变变形以及抵消相应产生的应力，不仅有效地提高横向连接的抗剪和抗裂性能，横向连接更强更耐久，而且还防止了铰缝病害，保证桥梁在运营状态下的整体受力。

(4)边板采用矩形截面，取消了传统空心板边板的上翼缘悬臂，增大了截面惯性矩，使边板的刚度增大，进而保证了边板运营中不出现开裂破损病害，大幅度提高了桥梁使用的耐久性。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围中。