一種預制節段式混凝土橋梁的底板連接構造及其施工方法技術

本發明專利技術公開了一種預制節段式混凝土橋梁的底板連接構造及其施工方法，屬于橋梁工程領域。該發明專利技術在每個節段的后端底板的端面上設置若干淺凹槽，裝配該節段前，在該凹槽處安裝工字鋼。當節段拼接后，相鄰節段的底板卡入工字鋼的上下翼緣間。該發明專利技術增強了主梁底部節段間的抗剪能力和抗拉能力，提高了梁體的抗彎能力，并且延緩了接縫底部的開裂，即使出現裂縫，工字鋼也能夠有效地阻止裂縫向腹板上部擴展。相比現有技術，該構造及其施工方法簡便，費用增加少，大幅度地提高結構的耐久性和承載力。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及，屬于橋梁工程領域。
技術介紹
橋梁的預制節段法施工是將梁體分成若干縱向節段，在預制廠預制后運輸至橋位進行組拼，為中等跨徑梁橋的一種施工方法。由于在工廠提前預制，對施工現場干擾小，施工速度比較快，梁體質量容易得到控制，對橋長超過2公里的橋梁和城市高架橋梁尤為適用，近年來得到廣泛應用，是未來橋梁建設的重要發展方向。采用預制節段法施工時，其預制節段之間的接縫一般采用濕接縫和干接縫。濕接縫采用澆筑混凝土的方式連接，靠普通鋼筋連接，接縫連接性能好，但是混凝土養護周期長，致使工期長，費用高；干接縫采用涂抹環氧膠再張拉預應力連接，相拼接的腹板上有對應的抗剪凸塊和凹槽。干接縫施工方便，加快了施工速度，節省工期，減少費用，得到了大量的推廣。但是采用干接縫時，由于主梁的縱向配筋在接縫區域不連續，能傳遞拉應力和剪應力的普通鋼筋在此處斷開，僅由接縫處設置的剪力鍵和預應力鋼束來連接各個節段，且單個節段的長度較短，每一跨內的接縫數量眾多，故節段間的接縫是結構受力的薄弱環節，接縫的力學行為直接影響全橋的整體性能。如果處理不好，大氣中的水分和酸性成分會進入接縫，導致結構耐久性能差；或者隨著道路上車流量的增加，及超載車輛的增多，會對節段之間的接縫造成損傷。一般表現形式是鉸縫底部首先開裂，削弱了節段之間的連接，接縫出現裂縫。雨水從橋面滲入接縫內部，接縫傳力能力降低，各節段協同承載能力減弱，裂縫不斷向上開展，極易形成自下而上貫通的裂縫。當達到一定程度時，節段之間會發生斷裂，并造成車輛隨同墜橋現象。因此，迫切需要，用以增強主梁底部節段間的抗剪能力和抗拉能力，提高梁體的抗彎能力，并且延緩接縫底部的開裂。
技術實現思路
本專利技術的目的在于解決上述現有技術中存在的不足和問題，提供了。沿相鄰的預制混凝土節段間的底板膠接縫布置有工字鋼，接縫兩側的底板卡入工字鋼的上、下翼緣板間，工字鋼由上翼緣板、下翼緣板和腹板組成，腹板豎直，而上翼緣板和下翼緣板水平，預制節段后端底板端面設置有與工字鋼腹板對應的凹槽，混凝土節段前、后端的底板下表面也有與工字鋼下翼緣對應的凹槽，底板膠接縫附近的所有工字鋼段對稱于底板沿橋梁縱向的對稱面。因只靠膠粘結提供的抗拉和抗剪能力很弱，使底板部位的連接不能為整個接縫截面提供大的抗剪和抗彎貢獻，在橋梁的使用過程中，隨著體外預應力的松弛，在超載車輛的作用下，底板的下表面可能出現拉應力，從而使膠接縫開裂。工字鋼的加入，增強了主梁底部節段間的抗剪能力和抗拉能力，提高了梁體的抗彎能力，并且延緩了接縫底部的開裂。即使出現裂縫，工字鋼也能夠有效地阻止裂縫向腹板上部擴展，大幅度地提高結構的耐久性和承載力。在特定的底板厚度情況下，可以直接使用型鋼中給定型號的工字鋼或Η型鋼，但大多數情況下，需要根據底板的設計厚度加工制作工字鋼。這里給出了工字鋼的概念含義和包含的范圍。接縫處該構造的布置盡量滿足結構對稱性的要求。該構造的施工方法包括以下步驟， 步驟1:采用常規方法在預制場內制作混凝土預制節段，每個節段前端和后端的底板下表面設置有與工字鋼下翼緣板對應的凹槽，深度等于工字鋼下翼緣板厚度，預制節段后端底板端面設置有與工字鋼腹板對應的凹槽，該一類凹槽深度方向沿橋梁的縱向，凹槽深度等于工字鋼腹板的厚度，凹槽的長度等于工字鋼腹板的長度。底部的凹槽是為了主梁下表面的統一和整齊美觀，預制節段時只需在對應位置模板上放置與工字鋼下翼緣板為同一型號鋼板制作的墊塊即可。與工字鋼腹板對應凹槽也是采用相同的方法，在常規模板上放置與工字鋼腹板等型號和大小的鋼板； 步驟2:制作工字鋼段的上翼緣板、下翼緣板與腹板，上翼緣板與腹板及腹板與下翼緣板間采用焊縫連接，將工字鋼段卡入混凝土節段的相應凹槽，卡入前在工字鋼將與節段混凝土接觸的表面上涂抹粘結膠，待粘結膠固化并達到強度。本步驟說明了工字鋼節段的制作及粘貼到預制混凝土節段的相應凹槽中的施工過程； 步驟3:在已拼裝的節段前端端面上涂抹粘結膠，同時在待起吊節段的相應端面及將與混凝土接觸的工字鋼表面部分涂抹粘結膠，起吊并安裝，已安裝的混凝土節段前端的底板相應部分卡入工字鋼的上、下翼緣板間，張拉體外預應力。進一步地，工字鋼的上下翼緣板通過通長螺桿連接，相應地施工方法中增加相應的工作內容，包括在混凝土節段的相應位置預留通孔，及安裝相應的連接上、下翼緣板的螺桿，及在通孔內螺桿周圍的間隙內壓注砂漿或化學膠等。用通長螺桿連接上下翼緣板，可加強工字鋼與混凝土節段端頭間的連接牢固程度，進一步提高連接的抗剪能力和抗拉能力，從而提高主梁在接縫處的抗剪能力和抗彎能力。連通的螺桿操作簡單，對作業工人的技術要求低，質量容易得到保證。此時，也可在工字鋼翼緣板位置設置預埋鋼板。為增強所設置構造中鋼材的抗腐蝕能力，可采用不銹鋼或耐候鋼。也可在接縫兩側的底板上均預留對應淺凹槽，從而使工字鋼對稱于接縫布置；也可將淺凹槽只預留在節段的前端端面底板上。采用這兩種方式的話，工字鋼與凹槽的粘結，及混凝土節段間的粘結可同時涂抹結構膠。但工字鋼的相對高度不易控制，施工中不易定位。也可使工字鋼的長度方向沿主梁的長度方向，對應地在混凝土節段兩端底板上都需預留深槽，槽寬等于腹板厚度，用以卡住工字鋼的腹板。但底板上的縱向深縫，會削弱底板的抗扭能力和橫向抗彎能力。本專利技術的構造也可用于頂板，能提高接縫的抗剪能力和頂板的局部抗彎能力，但對主梁的抗彎能力無貢獻，而本專利技術的主要目的是提高主梁的抗彎能力，彌補接縫抗彎能力弱的不足。與現有技術相比，本專利技術的具有以下有益效果: 1.橋梁的整體性能好，使接縫不再成為主梁的受力薄弱面，從而提高了梁體的抗剪和抗彎能力； 2.提高了底部抗拉能力，并且延緩了接縫底部的開裂。即使出現裂縫，連接鋼板也能夠有效地阻止裂縫的擴展，大幅度地提高結構的耐久性和承載力； 3.本專利技術不影響常規的節段拼裝，節段制作仍然利用常規的模板，費用增加很少； 4.技術要求低，操作簡單，沒有增加施工難度，質量容易保證。【附圖說明】圖1為實施例一中的過工字鋼當前第1頁1 2 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種預制節段式混凝土橋梁的底板連接構造，其特征在于：沿相鄰的預制混凝土節段間的底板膠接縫布置有工字鋼，接縫兩側的底板卡入工字鋼的上、下翼緣板間，工字鋼由上翼緣板、下翼緣板和腹板組成，腹板豎直，而上翼緣板和下翼緣板水平，預制節段后端底板端面設置有與工字鋼腹板對應的凹槽，混凝土節段前、后端的底板下表面也有與工字鋼下翼緣對應的凹槽，底板膠接縫附近的所有工字鋼段對稱于底板沿橋梁縱向的對稱面，該構造的施工方法包括以下步驟，???????步驟1：采用常規方法在預制場內制作混凝土預制節段，每個節段前端和后端的底板下表面設置有與工字鋼下翼緣板對應的凹槽，深度等于工字鋼下翼緣板厚度，預制節段后端底板端面設置有與工字鋼腹板對應的凹槽，該一類凹槽深度方向沿橋梁的縱向，凹槽深度等于工字鋼腹板的厚度，凹槽的長度等于工字鋼腹板的長度；???????步驟2：制作工字鋼段的上翼緣板、下翼緣板與腹板，上翼緣板與腹板及腹板與下翼緣板間采用焊縫連接，將工字鋼段卡入混凝土節段的相應凹槽，卡入前在工字鋼將與節段混凝土接觸的表面上涂抹粘結膠，待粘結膠固化并達到強度；???????步驟3：在已拼裝的節段前端端面上涂抹粘結膠，同時在待起吊節段的相應端面及將與混凝土接觸的工字鋼表面部分涂抹粘結膠，起吊并安裝，已安裝的混凝土節段前端的底板相應部分卡入工字鋼的上、下翼緣板間，張拉體外預應力。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：魏建東，
申請(專利權)人：鄭州大學，
類型：發明
國別省市：河南;41