基于加劲型跨缝板的桥面无缝化伸缩装置及其施工方法
【技术领域】
[0001]本发明属于桥梁伸缩缝施工技术领域，尤其是涉及一种基于加劲型跨缝板的桥面无缝化伸缩装置及其施工方法。
【背景技术】
[0002]桥梁伸缩装置是为使车辆平稳通过桥面并满足桥面变形的需要，在桥面伸缩接缝处所设置的装置。伸缩装置是桥梁结构中最薄弱的环节，由于伸缩装置直接承受车轮反复荷载的冲击作用，即使有很微小的不平整，在汽车荷载作用下就会使该处受到很大的冲击作用，因此也是最容易遭到破坏而需要维修更换。在设计或施工中稍有缺陷和不足，就会导致其早期的损坏，这不仅直接使桥梁通行者感到不舒适，缺乏安全感，有时还会影响到桥梁结构本身的正常使用。造成伸缩装置普遍破损的原因，除了交通流量增大，重型车辆增多(冲击作用明显增大)外，设计、施工和养护方面也不容忽视，况且桥面在伸缩缝位置刚度突变，又在快速行驶车辆荷载的反复作用下，其使用寿命受到严重影响。因而，桥梁伸缩装置易损问题一直是公路交通的一大难题。综上，由于伸缩缝长期暴露在大气中，使用环境恶劣，并直接承受着交通荷载，再加上设计、施工和养护方面存在的缺陷，使伸缩装置极易破损并随之引起桥面和梁板结构的破坏；同时，伸缩缝的失效又会增大车辆冲击力，恶化行车状况和桥梁受力，形成恶性循环。
[0003]常用的伸缩装置按传力方式和构造特点大致可分为五大类，即:对接式、钢制支承式、橡胶组合剪切式、模数支承式和无缝伸缩装置(含桥面连续构造)。但现有的桥梁伸缩装置均不同程度地存在安装不便、受力性能及耐久性较差、使用寿命较短等问题，因此目前伸缩缝易损问题仍然没有得到很好地解决。最好的伸缩缝为无伸缩缝，因而桥梁无缝化技术产生并得到关注。但目前，对于无缝构造的研宄还处于初级阶段，结构形式较少，应用受到限制。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种结构简单、设计合理且施工方便、使用效果好的基于加劲型跨缝板的桥面无缝化伸缩装置。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:一种基于加劲型跨缝板的桥面无缝化伸缩装置，其特征在于:包括预制伸缩组件和填充于所述预制伸缩组件上方的伸缩缝填料填充层，所述预制伸缩组件布设于所施工桥梁主梁的前后相邻两个梁段之间所留的伸缩缝上；所施工桥梁主梁以所述伸缩缝为界由前至后分为多个梁段，多个所述梁段沿纵桥向由前至后布设，每个所述梁段上均铺有桥面铺装结构；前后相邻两个所述梁段上所铺的桥面铺装结构之间形成供所述预制伸缩组件安装的预留安装槽，所述预留安装槽的纵桥向长度大于前后相邻两个所述梁段之间的间距，所述梁段中位于所述预留安装槽下方的节段为主梁外露段，所述主梁外露段上铺装有滑动层；所述伸缩缝填料填充层填充于所述预留安装槽内且其连接于前后两个所述梁段上所铺的桥面铺装结构之间；所述预制伸缩组件包括加劲型跨缝板和两个分别连接于加劲型跨缝板两侧的波形伸缩板，两个所述波形伸缩板的结构相同，且加劲型跨缝板和两个所述波形伸缩板均沿横桥向布设；所述伸缩缝填料填充层的上表面与所述桥面铺装结构的上表面相平齐；
[0006]所述加劲型跨缝板包括槽形钢板、多个沿横桥向由左至右布设在所述槽形钢板内的开孔钢板肋和多道穿于多个所述开孔钢板肋上且沿横桥向布设的连接钢筋，多个所述开孔钢板肋均沿纵桥向布设且其结构和尺寸均相同，多道所述连接钢筋均布设在同一平面上；所述开孔钢板肋为与所述槽形钢板呈垂直布设的长条形钢板，且开孔钢板肋的中部由前至后开有多个分别供多道所述连接钢筋穿过的通孔；所述槽形钢板的两侧分别支撑于前后相邻两个所述梁段的主梁外露段上所铺的滑动层上；多个所述开孔钢板肋和多道所述连接钢筋组成所述槽形钢板内的框架式加劲结构，多道所述连接钢筋均埋于伸缩缝填料填充层内；
[0007]所述波形伸缩板包括波形钢板、连接于波形钢板内侧的竖向连接板和连接于波形钢板外侧的边板，所述波形钢板通过竖向连接板与所述槽形钢板进行连接，且边板通过多个锚固件锚固于所述桥面铺装结构上；每个所述波形钢板上均设置有多个剪力钉，多个所述剪力钉均埋于伸缩缝填料填充层内，且波形钢板与伸缩缝填料填充层之间通过多个所述剪力钉紧固连接为一体。
[0008]上述基于加劲型跨缝板的桥面无缝化伸缩装置，其特征是:所述桥面铺装结构包括铺装在梁段上的混凝土桥面铺装层和铺装在混凝土桥面铺装层上的沥青混凝土面层，多个所述锚固件均锚固于混凝土桥面铺装层上。
[0009]上述基于加劲型跨缝板的桥面无缝化伸缩装置，其特征是:所述滑动层由多个滑动板组成，多个所述滑动板沿横桥向方向由左至右布设，所述滑动板为矩形板且其沿纵桥向布设；每个所述波形钢板的各波峰与滑动板之间均垫装有一个弹性垫条。
[0010]上述基于加劲型跨缝板的桥面无缝化伸缩装置，其特征是:所述预制伸缩组件为整体式构件或拼接式构件；所述整体式构件由一个加劲型跨缝板和两个波形伸缩板组成；所述拼接式构件由多个拼接节段拼接而成，多个所述拼接节段的结构均相同且其沿横桥向由左至右进行布设，每个所述拼接节段均由一个加劲型跨缝板和两个波形伸缩板组成；所述拼接式构件中拼接节段的数量为2N+1个，其中N为正整数且I ;2N+1个所述拼接节段包括一个中部节段和2N个侧部节段；2N个所述侧部节段包括N个位于中部节段左侧的左侧节段和N个位于中部节段右侧的右侧节段，N个所述左侧节段和N个所述右侧节段呈左右对称布设；相邻两个所述左侧节段中位于右侧的左侧节段压在位于左侧的左侧节段上，相邻两个所述右侧节段中位于左侧的右侧节段压在位于右侧的右侧节段上。
[0011]上述基于加劲型跨缝板的桥面无缝化伸缩装置，其特征是:所述槽形钢板由平直钢板和两个分别固定在平直钢板两侧上方的竖向翼板组成，所述平直钢板跨装在前后相邻两个所述梁段之间所留的伸缩缝上方；两个所述竖向翼板的上表面高度相同，多个所述开孔钢板肋的上表面高度均与竖向翼板的上表面高度相同；两个所述波形伸缩板的竖向连接板分别与两个所述竖向翼板紧贴，且两个所述波形伸缩板的竖向连接板分别通过多个紧固螺栓与两个所述竖向翼板紧固连接。
[0012]上述基于加劲型跨缝板的桥面无缝化伸缩装置，其特征是:多个所述剪力钉呈梅花形布设，多个所述剪力钉均位于波形钢板的波峰上；所述连接钢筋为螺纹钢筋；多道所述连接钢筋的结构和尺寸均相同；所述通孔为圆孔，所述连接钢筋的直径小于圆孔的孔径。
[0013]上述基于加劲型跨缝板的桥面无缝化伸缩装置，其特征是:所述预制伸缩组件还包括多个布设在所述槽形钢板底部的限位挡块，多个所述限位挡块沿所述槽形钢板的中心线由前至后布设且其均位于前后相邻两个所述梁段的主梁外露段之间。
[0014]上述基于加劲型跨缝板的桥面无缝化伸缩装置，其特征是:所述槽形钢板为长方形且其宽度大于所述伸缩缝的最大开口量，所述开孔钢板肋呈竖直向布设，多道所述连接钢筋均布设在同一平面上，两个所述波形伸缩板呈对称布设，且波形钢板为压型钢板；所述槽形钢板、开孔钢板肋和波形伸缩板的外侧均包裹有一层沥青。
[0015]同时，本发明还公开了一种方法步骤简单、实现方便且施工工期短、施工成型的桥面无缝化伸缩装置受力性能及耐久性好的基于加劲型跨缝板的桥面无缝化伸缩装置施工方法，其特征在于:所施工桥梁为需对桥梁伸缩装置进行修复的已建桥梁或需对桥梁伸缩装置进行施工的在建桥梁，所施工桥梁伸缩装置为位于已建桥梁的主梁上所留伸缩缝处的待修复伸缩装置或位于在建桥梁的主梁上所留伸缩缝处的待施工伸缩装置；
[0016]当所施工桥梁伸缩装置为待修复伸缩装置时，所述待修复伸缩装置所处的伸缩缝为所述已建桥梁的主梁中前后相邻两个梁段之间所留的待修复伸缩缝，所述待修复伸缩装置的施工过程如下:
[0017]步骤101、原有桥梁伸缩装置清理:对所述待修复伸缩缝的原有桥梁伸缩装置进行清理，所述已建桥梁的主梁上铺有所述桥面铺装结构；
[0018]步骤102、预留安装槽施工:对所述待修复伸缩缝前后两侧的桥面铺装结构分别进行凿除，获得所述待修复伸缩缝两侧的两个所述梁段的主梁外露段；
[0019]本步骤中，所述桥面铺装结构的凿除区域为供所述待修复伸缩装置的预制伸缩组件安装的预留安装槽；
[0020]步骤103、滑动层施工:在步骤102中两个所述梁段的主梁外露段上均铺装滑动层；
[0021]步骤104、预制伸缩组件现场组装及安装:将预先在工厂加工成型并运送至所述已建桥梁所处位置处的所述预制伸缩组件的各构件进行组装，获得组装成型的所述预制伸缩组件，所述预制伸缩组件的尺寸与步骤102中所施工预留安装槽的尺寸一致；组装完成后，将组装成型的所述预制伸缩组件安装至步骤102中所施工的预留安装槽内；
[0022]步骤105、伸缩缝填料填充层施工:所述预制伸缩组件安装完成后，在所述预留安装槽内填充伸缩缝填料，并获得施工成型的伸缩缝填料填充层；所述伸缩缝填料填充层位于所述预制伸缩组件上方，且伸缩缝填料填充层的上表面与所述已建桥梁主梁上所铺桥面铺装结构的上表面相平齐；
[0023]当所施工桥梁伸缩装置为待施工伸缩装置时，所述待施工伸缩装置所处的伸缩缝为所述在建桥梁的主梁中前后相邻两个梁段之间所留的待施工伸缩缝，所述待施工伸缩装置的施工过程如下:
[0024]步骤201、预制伸缩组件预制加工:按照预先设计的加工尺寸，在工厂对待施工伸缩缝处所安装预制伸缩组件的各构件分别进行加工；再采用运输设备将加工成型的所述预制伸缩组件的各构件，运至所述在建桥梁的施工位置；
[0025]其中，待施工伸缩缝处所安装的预制伸缩组件为所述待施工伸缩装置的预制伸缩组件；
[0026]步骤202、预制伸缩组件现场组装:对步骤201中所述预制伸缩组件的各构件进行组装，获得组装成型的所述预制伸缩组件；
[0027]步骤203、滑动层施工:根据步骤202中所