一种用于钢箱梁拓宽混凝土箱梁的连接构造及施工方法

本发明属于桥梁加宽技术领域，具体涉及一种钢箱梁与混凝土箱梁的连接构造。

背景技术：

随着城市交通量的剧增，许多在役桥梁普遍出现因桥面使用宽度不够等直接导致通行能力不足的情况，为了解决上述问题，将既有桥梁进行加固、加宽或拆除重建等改扩建措施，对既有老桥采用合理的拓宽改造，不但能达到延长既有桥梁使用寿命的效果，还能节约成本、提高其承载及通行能力。现今对既有桥梁中占比很大的混凝土箱梁主要采用拼接混凝土新桥的方法进行拓宽，因工期较长会对交通造成较大影响。因此在既有混凝土箱梁桥旁边增设钢箱梁拼宽新桥进行拓宽可加快施工进。但因混凝土箱梁与钢箱梁拼宽后，混凝土箱梁悬臂翼缘与钢箱梁连接处直接承受车辆荷载，受力情况复杂，若连接构造处理不当，则会造成新老桥之间的衔接不稳定，整体性不好，容易在通车运营后出现接缝处开裂等次生病害。因而，现如今缺少一种结构可靠、经济适用、受力合理且施工便捷的混凝土箱梁与钢箱梁进行新旧桥横向连接的加固构造及施工方法，以解决不同类型的新旧桥连接问题。

技术实现要素：

本发明是为解决的技术问题在于针对当前缺少混凝土箱梁与钢箱梁两类不同类型的新旧桥连接问题，提供一种采用钢箱梁对混凝土箱梁桥进行拓宽用的新旧桥连接加固构造，其结构可靠、经济适用、受力合理且施工便捷，能有效解决混凝土箱梁与钢箱梁横向连接难题。

为解决上述技术难题，本发明采用的技术方案是：一种用于钢箱梁拓宽混凝土箱梁的连接构造，其特征在于，所述连接构造包括：包括待加宽混凝土箱梁、新建钢箱梁和连接在待加宽混凝土箱梁和新建钢箱梁之间的新旧桥梁连接部，其中，所述新旧桥梁连接部包括混凝土结构以及设置在混凝土内的t字形钢板、上层横向钢筋、下层横向钢筋和竖向钢筋。

在一个实施方案中，所述t字形钢板固定连接在新建钢箱梁的与待加宽混凝土箱梁相对的外壁上。

在一个实施方案中，所述t字形钢板包括一底板和垂直连接在所述底板中央的立板，；

在一个实施方案中，所述底板与所述新建钢箱梁固定连接。所述立板延伸在所述的上层横向钢筋和下层横向钢筋之间延伸。

在一个实施方案中，所述上层横向钢筋和下层横向钢筋均为原混凝土箱梁凿除混凝土后保留的原翼缘板内钢筋结构。

在一个实施方案中，所述新旧桥梁连接部2包括斜向钢筋，所述斜向钢筋为原混凝土箱梁凿除混凝土结构后保留的钢筋结构

本发明海通一种对上述任一项所述的用于钢箱梁拓宽混凝土箱梁的连接构造的施工方法，所述方法包括以下步骤；

a.拆除待拓宽混凝土箱梁桥面铺装、栏杆及待加宽侧的混凝土外翼缘板，保留外翼缘板内横向受力钢筋；

b.安装用于拓宽的新建钢箱梁；

c.在新建钢箱梁翼缘板上焊接t字形钢板；

d.横向钢筋与新建钢箱梁的翼缘板焊接连接；

e.将竖向钢筋与t字形钢板进行焊接连接；

f.重新布设待重新浇筑混凝土箱梁翼缘板内的纵向钢筋；

g.重新浇筑混凝土箱梁翼缘板混凝土，形成新旧桥梁连接部。

在一个实施方案中，所述方法还包括步骤h.待混凝土强度达到设计强度后，施工桥面铺装。

在一个实施方案中，所述方法还包括，当凿除混凝土使得层横向钢筋、下层横向钢筋、竖向钢筋和斜向钢筋中的任一部件发生损坏时，对其按照原标号部件进行更换。

在一个实施方案中，每列所述增焊t字形钢板与新建钢箱梁翼缘板采用坡口焊等焊接方式进行连接；

本发明的有益效果是：

1.受力合理、构造简单、施工便捷，成本较低；

2.充分利用钢箱梁施工快捷的优势，减小混凝土箱梁桥拓宽改造的施工周期；

3.充分利用混凝土箱梁的既有构造，通过对待拓宽侧箱梁翼缘板的重新改造形成钢箱梁与混凝土箱梁的连接接头与钢箱梁翼缘板紧密固结，使得拓宽后桥梁的受力非常合理；

4.使用效果好且实用价值高，混凝土箱梁与钢箱梁两类不同类型的新旧桥衔接稳定，提高拓宽后桥梁的整体稳定性，提高新旧桥梁连接处的行车舒适性，防止运营通车后新旧桥梁连接处出现开裂等次生病害；

5.本发明结构简单，易于施工，可适用于各类公路桥梁、市政桥梁中混凝土箱梁的拓宽改造。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图；

图2是待拓宽混凝土箱梁凿除后钢筋与t字形钢板布置示意图；

图3是t字形钢板结构图。

图中标记说明:

1—待加宽混凝土箱梁；2—新旧桥梁连接部；

3—新建钢箱梁翼缘板增焊t字形钢板；4—新建钢箱梁；

5—上层横向钢筋；6—下层横向钢筋；

7—竖向钢筋；8—原混凝土箱梁斜向钢筋；9—纵向钢筋。

具体实施方式

为了使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，以便于同行业技术人员的理解，。

具体实施方式：如图1-3所示，本实施方式的一种通过对既有待拓宽桥梁翼缘板重新改造后的新旧桥梁横向连接加固结构，包括待加宽混凝土箱梁1、新建钢箱梁4和连接在待加宽混凝土箱梁1和新建钢箱梁4之间的新旧桥梁连接部2。其中，所述新旧桥梁连接部2包括混凝土结构以及设置在混凝土内的t字形钢板3、上层横向钢筋5、下层横向钢筋6、竖向钢筋7。

在一个实施方案中，所述t字形钢板3固定连接在新建钢箱梁4的与待加宽混凝土箱梁1相对的外壁上，优选采用焊接方式固定。在一个方案中所述t字形钢板3固定连接在新建钢箱梁4的竖向钢筋上。

在一个实施方案中，所述t字形钢板3包括一底板和垂直连接在所述底板中央的立板，在一个实施方案中，所述底板与所述新建钢箱梁4固定连接。所述立板延伸在所述的上层横向钢筋5和下层横向钢筋6之间延伸。在一个实施方案中，所述立板在所述上层横向钢筋5和下层横向钢筋6之间距离的中间位置。

在一个实施方案中，所述上层横向钢筋5和下层横向钢筋6均为原混凝土箱梁凿除混凝土后保留的原翼缘板内钢筋结构。

在一个实施方案中，所述新旧桥梁连接部2还包括斜向钢筋8。所述斜向钢筋8为原混凝土箱梁凿除混凝土结构后保留的钢筋结构。

在一个实施方案中，新建钢箱梁翼缘板增焊t字形钢板3与加宽混凝土梁翼缘板的竖向钢筋7进行焊接连接。

在一个实施方案中，所述上层横向主筋5和下层横向钢筋6与新建钢箱梁4的翼缘板固定连接，优选为焊接方式。

在一个实施方案中，所述纵向钢筋9至少包括上下两层，其中上层纵向钢筋9与所述上层横向钢筋5连接，其中下层纵向钢筋9与所述下层横向钢筋6连接。例如通过钢结构绑定。

在一个实施方案中，所述纵向钢筋9有多道，多道所述纵向钢筋9均沿待加宽箱梁的纵桥向方向进行布设，且其均布设在同一水平面上，钢筋间距与原翼缘板内纵向钢筋间距相同。

进一步地，在连接部内部有多道横向受力钢筋。多道所述横向受力钢筋均沿待加宽箱梁的横桥向方向进行布设且其均布设在同一水平面上，钢筋间距与原翼缘板内横向钢筋间距相同(图中未示出)。

在一个实施方案中，未设置t字形钢板3位置的竖向钢筋7上端与所述上层横向钢筋5和/或上层纵向钢筋9连接，所述竖向钢筋7下端与所述下层横向钢筋6和/或上层纵向钢筋9连接。

在一个实施方案中，t字形钢板3由两块10mmm厚钢板制成。上层横向钢筋5、下层横向钢筋6、竖向钢筋7、原混凝土箱梁斜向钢筋8与待拓宽混凝土箱梁翼缘板原有钢筋同型号同规格同间距。

在一个实施方案中，所述t字形钢板3设置有多列，每列所述增焊t字形钢板3中前后相邻增焊t字形钢板之间的间距为20cm～30cm，钢板宽度为20cm。

在一个实施方案中，所述t字形钢板3深入至连接部的长度为凿除后重新浇筑的新混凝土宽度的1/4-5/12,优选为1/3。试验发现，取该值时效果相对更好。分析其理由，在这个值时能够在提高连接部抗剪承载力的同时，保证了钢板3与连接部混凝土之间抵抗相对滑移的粘结能力，保证混凝土箱梁和钢箱梁共同受力。

在一个实施方案中，本发明的一种用于钢箱梁拓宽混凝土箱梁的连接构造中新旧桥梁连接部2的结构尺寸与待拓宽混凝土箱梁翼缘板原尺寸相同。

在一个实施方案中，所述新建钢箱4梁翼缘板的上表面与所述待加宽混凝土梁1的上表面布设在同一水平面上。

本发明还提供一种于钢箱梁拓宽混凝土箱梁的连接加固结构的施工方法，所述方法包括：

a.拆除待拓宽混凝土箱梁桥面铺装、栏杆及待加宽侧的混凝土外翼缘板，保留外翼缘板内横向受力钢筋5、6；

b.安装用于拓宽的新建钢箱梁4；

c.在新建钢箱梁翼缘板上焊接t字形钢板3；

d.横向钢筋5、6与新建钢箱梁4的翼缘板焊接连接；

e.将竖向钢筋7与t字形钢板3进行焊接连接；

f.重新布设待重新浇筑混凝土箱梁翼缘板内的纵向钢筋9；

g.重新浇筑混凝土箱梁翼缘板混凝土，形成新旧桥梁连接部2；

在一个实施方案中，所述方法还包括h.待混凝土强度达到设计强度后，施工桥面铺装。

在一个实施方案中，所述t字形钢板3包括一底板和垂直连接在所述底板中央的立板，在一个实施方案中，所述底板与所述新建钢箱梁4固定连接。所述立板延伸在所述的上层横向钢筋5和下层横向钢筋6之间延伸。在一个实施方案中，所述立板在所述上层横向钢筋5和下层横向钢筋6之间距离的中间位置。

在一个实施方案中，所述方法还包括在凿除混凝土时保留原混凝土箱梁斜向钢筋8。

在一个实施方案中，所述方法还包括，当凿除混凝土使得层横向钢筋5、下层横向钢筋6、竖向钢筋7、斜向钢筋8中的任一部件发生损坏时，对其按照原标号部件进行更换。

在一个实施方案中，重新浇筑混凝土箱梁翼缘板混凝土时，采用与原混凝土箱梁同标号的小石子混凝土。

在一个实施方案中，每列所述增焊t字形钢板与新建钢箱梁翼缘板采用坡口焊等焊接方式进行连接。

下面结合附图说明本发明用于钢箱梁拓宽混凝土箱梁的连接构造的施工方法的一个具体实施例，所述方法包括以下步骤；

a.拆除待拓宽混凝土箱梁桥面铺装、栏杆及待加宽侧的混凝土外翼缘板，保留外翼缘板内横向受力钢筋5/6；

b.新建钢箱梁桥下部施工完成后，安装用于拓宽的新建钢箱梁4；

c.在新建钢箱梁翼缘板上焊接t字形钢板3，使t字形钢板3沿着桥梁纵向等间距深入至待重新浇筑混凝土形成新旧桥梁连接新浇筑混凝土2的位置；

d.将凿除翼缘板后裸露的横向钢筋5/6与新建钢箱梁4的翼缘板焊接连接；

e.将新建钢箱梁翼缘板增焊t字形钢板4与加宽混凝土梁翼缘板的竖向钢筋7进行焊接连接；

f.重新布设待重新浇筑混凝土箱梁翼缘板内的纵向钢筋9；

g.重新浇筑混凝土箱梁翼缘板混凝土，形成新旧桥梁连接部2；

h.待混凝土强度达到设计强度后，施工桥面铺装。

实际使用时应考虑以下几种因素：

(1)结构尺寸的设置。根据本发明的构思和实施例，新旧桥梁连接部2和新建钢箱梁翼缘板增焊t字形钢板3的尺寸，可根据桥梁整体受力分析和局部受力分析结果进行调整。

(2)钢筋规格的设置。根据本发明的构思和实施例，新建钢箱梁4、上层横向钢筋5、下层横向钢筋6、竖向钢筋7、原混凝土箱梁斜向钢筋8，如在凿除待加宽侧的混凝土箱梁翼缘板时后有严重损伤或断裂，可按与待拓宽混凝土箱梁翼缘板原有钢筋同型号同规格予以替换，也可可根据桥梁整体受力分析和局部受力分析结果进行调整为不小于与待拓宽混凝土箱梁翼缘板原有钢筋的型号和规格。

(3)本发明的使用条件。根据本发明的构思和实施例，本发明的使用前须对既有待拓宽桥梁进行桥梁技术状况评定和必要结构受力检算，以满足采用本发明后的桥梁整体受力和局部受力要求。

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