一种单跨无缝无桥台型桥梁的制作方法

1.本发明属于路桥技术领域，具体涉及一种单跨无缝无桥台型桥梁结构。


背景技术：

2.通常的桥梁，在桥梁两端通过桥台与道路衔接，并在桥台处设置伸缩缝。伸缩缝由于其使用环境恶劣，极易破损，是桥梁的薄弱环节。从20世纪开始，桥梁业界开展无缝桥的研究与应用。无缝桥是指两端引板末端范围内上部结构为连续结构、无伸缩装置的桥梁。现有的无缝桥在路桥衔接处均设置有桥台，可分为三种：整体式桥台桥、半整体式桥台桥、延伸桥面板桥台桥。
3.整体式桥台桥，即将桥台与上部结构联成整体，参见图1所示。包括：引板1，梁体2，桥台3，桩基4；其需要采用柔性基础适应结构变形，而国内目前的桩基多为钢桩或混凝土桩等刚性桩，柔性桩采用较少，制约了整体式桥台桥的发展。
4.半整体式桥台桥或延伸桥面板桥台桥，参见图2、3所示，包括：引板1，梁体2，桥台3，桩基4，支座5；其通过将引板与梁体连接，将原先桥面的伸缩变形延伸至引板与路面接缝处，实现了桥梁无缝设计，且构造简单、施工方便。但是，半整体式桥台桥或延伸桥面板桥台桥在路桥衔接处均需设置桥台，由桥台实现挡土作用，并承受台后土压力，梁底支承于桥台顶。由于其利用桥台进行挡土，当台后填土较高时，桥台将承受较大的土压力，桩基受力由抗弯强度控制，这时，经常采用双排桩接承台的构造，进一步的，加大了承台的埋深和台后土压力，导致桥台的材料用量及施工工程量较大。
5.为了克服现有的无缝桥梁的上述问题，本发明设计了一种无缝无桥台型桥梁，不仅实现了桥梁无缝设计，将桥面的变形延伸至引板与路面接缝处，而且实现无桥台设计，梁板直接搁置在桩顶的支座上。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于设计一种新的无缝桥梁结构，既能实现上部结构的桥面无缝设计，又能实现下部结构无桥台设计。桥梁实现无缝化设计后，提高了桥面行车的舒适性，减小了桥梁需要定期维修、更换伸缩缝的工作。桥梁采用无桥台设计后，桥头位置的下部结构只有桩基或桩基及桩间挡板，极大的减小了下部结构的材料用量和施工工程量，节约了桥梁子项投资，具有较大的经济效益。
7.本发明的技术核心在于通过特殊的梁体构造设计，实现桥梁无缝、无桥台设计。
8.本发明设计的单跨无缝无桥台型桥梁，其结构包括：桥梁梁体、端横梁、支承块、挡土板、桥头引板；其中：梁体采用预制梁或现浇梁（可采用上海市或交通部标准设计通用图设计），端横梁现场浇筑，端横梁将各梁体串联成整体，梁体的纵向主筋伸入端横梁内；端横梁下侧延伸有支承块，其侧面设置有挡土板；端横梁高度大于或等于梁体高度，端横梁宽度满足基桩顶部支承要求；这样端横
梁有足够的强度、刚度满足受力需求；桥梁横断面中，在与桩位相对应位置，从端横梁底向下设计有支承块，支承块下设有支座，支座搁置于桩顶，桥梁的竖向荷载通过支承块、支座及垫石传至桩基；在桩基靠路基侧，由端横梁下伸有挡土板，挡土板与端横梁、支承块相接，其厚度尺寸需满足抵抗桥头土压力要求；由于设置了挡土板，桥头土压力将由挡土板承受，并传递给端横梁，桩基不受桥头土压力的作用，桩基仅承受梁体传递的竖向力；下部基础设计时可采用单排桩，桩间可不设系梁，也可根据河侧护岸需要，在桩间设计板状挡水板；桥头引板搁置于端横梁牛腿上，并用插筋固定，实现桥跨两侧引板末端间无缝连接；由梁端和台后填土来吸收梁体变形。
9.在引板和其下填土之间设隔离布、硬质低密度泡沫塑料板或pvc板等，台后铺设排水棱体及时排水。
10.参见图4所示。
11.技术效果采用本发明设计的桥梁，通过梁体与两侧引板直接连接，由梁端和引板端部的变形来适应梁体的变形，桥面实现了无缝设计。桥面不设伸缩缝和伸缩装置，没有了伸缩装置需要定期维修、更换的工程问题，桥梁整体性好，没有地震作用时的落梁问题。
12.设计的端横梁将各梁片连成整体，侧面下伸挡土板抵抗桥头土压力，桥头土压力由梁体承受，实现无桥台设计。下部结构仅由桩基组成，大大节约下部结构的材料用量和施工工程量。
附图说明
13.图1为现有整体式桥台构造。
14.图2为现有半整体式桥台构造。
15.图3 为现有延伸桥面板桥台构造。
16.图4为 本发明设计的单跨无缝无桥台型桥梁构造。
17.图5为 本发明设计的梁体端部断面。
18.图6为实施例中桥梁需要跨越的河道要素图示。
19.图7为实施例中桥梁总体布置图示。
20.图 8 为实施例中桥梁横断面图示。
21.图中标号：1为梁体，2为引板，3为桩基，4为支座，5为端横梁，6为支承块，7为挡土板，8为牛腿，9为桥面铺装。
具体实施方式
22.实例中，桥梁需要跨越的河道要素如下图6所示，河口宽度20m，河底宽度9，河口处的河底与设计岸上地面高差约2m，采用直立式驳岸。
23.拟建道路与本河道相交时，需要新建桥梁跨越，根据河道条件，拟采用单跨22m板梁跨越；为实现桥面无缝设计，并减小下部结构的工程量采用了本发明的桥梁方案。
24.设计时，取桩顶或支座底标高为常水位以上0.2m，以此确定端横梁下伸的支承底标高；取端横梁下伸的挡土板进入河床底面以下0.5m，以此确定挡板底标高。参见图7、图8。
25.梁体结构高度0.95m，在梁端设计1.2m高、1m宽端横梁将各片板梁串联；端横梁下伸6个支承块分别与桩对应，支承块宽0.8m，长度方向与端横梁平齐；端横梁侧面下伸厚0.4m挡土板，挡土板与端横梁、支承块连接，高约2.3m。
26.由于桩基仅承受上部荷载的竖向力，采用单排桩设计，对应6个支承块的下部各设置一根桩，桩顶设支座垫石及板式橡胶支座。
27.桥头设引板，引板一端通过插筋固定于梁体端横梁侧面牛腿上，另一端搁置于枕梁上。梁体及引板上的桥面采用无缝设计。
28.按此设计方案，下部结构混凝土节省420 m3，上部端横梁、挡土板等增加混凝土160 m3。按桥梁单价6000元/m2，混凝土2300元/ m3。单跨22m、桥宽20m，总造价264万，采用本发明桥梁，全桥可节省约60万，节省造价约24%。


技术特征：
1.一种单跨无缝无桥台型桥梁，其特征在于，结构包括桥梁梁体、端横梁、支承块、挡土板、桥头引板；其中：梁体采用预制梁或现浇梁，端横梁现场浇筑，端横梁将各梁体串联成整体，梁体的纵向主筋伸入端横梁内；端横梁下侧延伸有支承块，其侧面设置有挡土板；端横梁高度大于或等于梁体高度，端横梁宽度满足基桩顶部支承要求；桥梁横断面中，在与桩位相对应位置，从端横梁底向下设计有支承块，支承块下设有支座，支座搁置于桩顶，桥梁的竖向荷载通过支承块、支座及垫石传至桩基；在桩基靠路基侧，由端横梁下伸有挡土板，挡土板与端横梁、支承块相接，其厚度尺寸需满足抵抗桥头土压力要求；桥头引板搁置于端横梁牛腿上，并用插筋固定，实现桥跨两侧引板末端间无缝连接。2.根据权利要求1所述的单跨无缝无桥台型桥梁结构，其特征在于，在桥头引板和其下填土之间设置有隔离布、硬质低密度泡沫塑料板或pvc板，台后铺设排水棱体及时排水。

技术总结
本发明属于路桥技术领域，具体为一种单跨无缝无桥台型桥梁。本发明包括桥梁梁体、端横梁、支承块、挡土板、桥头引板；端横梁将各梁体串联成整体；端横梁高度大于或等于梁体高度，端横梁宽度满足基桩顶部支承要求；桥梁横断面中，在与桩位相对应位置，从端横梁底向下为支承块、支座，支座搁置于桩顶，桥梁的竖向荷载通过支承块、支座及垫石传至桩基；在桩基靠路基侧，由端横梁下伸有挡土板，挡土板与端横梁、支承块相接；桥头引板搁置于端横梁牛腿上，实现桥跨两侧引板末端间无缝连接。本发明中没有伸缩装置需要定期维修、更换的工程问题，桥梁整体性好；下部结构仅由桩基组成，可大大节约材料用量和施工工程量。料用量和施工工程量。料用量和施工工程量。


技术研发人员：曹海顺
受保护的技术使用者：上海林同炎李国豪土建工程咨询有限公司
技术研发日：2022.04.21
技术公布日：2022/8/12