一種空心板橋的鉸縫連接構造制造技術

本發明專利技術公開了一種空心板橋的鉸縫連接構造，屬于橋梁工程領域。空心板下端凸塊間的間隙內為灌注的化學漿液固化后所形成的彈性密封材料，鉸縫內的連接鋼筋包括水平連接鋼筋和交叉連接鋼筋，水平連接鋼筋從腹板與凸塊接縫處伸出，交叉連接鋼筋從凸塊的上表面伸出，該連接鋼筋向上伸向相鄰的空心板，并與橋梁橫向鋼筋連接。該鉸縫連接構造可延緩沿鉸縫底部的縱向裂紋的開裂與向上擴展，并且在超載車輛荷載作用下，即使鉸縫混凝土與空心板的腹板外表面脫離，或受剪后破壞，交叉斜向連接鋼筋仍能將車輪所在空心板的荷載向相鄰空心板傳遞，避免空心板斷裂后發生空心板及車輛墜橋事故。該鉸縫連接構造便于施工，造價低，功能強，具有預警功能。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種空心板橋的鉸縫連接構造，屬于橋梁工程領域。
技術介紹
在跨度小于20米的小跨度范圍內，橋梁型式以空心板橋居多。主要是空心板橋采用預制拼裝法施工，空心板的預制質量有保證，拼裝施工速度較快，比較經濟。然而，隨著道路上車流量的增加，及超載車輛的增多，會對空心板橋的鉸縫造成損傷。一般表現形式是鉸縫底部首先開裂，削弱空心板之間的連接，鉸縫混凝土破損。雨水從橋面滲入鉸縫內部，進一步加劇了鋼筋的銹蝕和混凝土的劣化，鉸縫傳力能力降低，各板協同承載能力減弱。作用在板上的車輪荷載向鄰板傳遞的部分逐漸減少，車輪所在板承擔的荷載比例逐漸增加，這種現象一般稱為“單板受力”。在超載車輛的作用下，鉸縫破損加重，車輪所在空心板承擔大部分車輪荷載，當達到一定程度時，空心板會發生斷裂，并造成車輛隨同空心板墜橋的事故。針對上述的空心板橋鉸縫問題，目前比較有效的方法是對空心板橋施加橫向預應力。但施加橫向預應力增加了施工工序，且需在空心板預制時在腹板上預留穿預應力筋的孔洞，最外側空心板腹板上需安裝或設置預應力筋錨固構造，增加了施工難度，延長了施工工期，增加了橋梁造價。工程中急需一種可靠的空心板橋鉸縫連接構造，阻止或延緩沿鉸縫的裂紋向上擴展，并在鉸縫混凝土發生破壞后，將空心板受到的荷載向相鄰空心板傳遞，避免出現車輛隨同破壞的空心板一起墜橋的重大事故。
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，提供了一種空心板橋的鉸縫連接構造。見圖1所示的空心板橋鉸縫連接構造斷面示意圖。這里所指的鉸縫為相鄰的兩塊空心板間的間隙，內有連接鋼筋，上方有橋面鋪裝層內的縱、橫向鋼筋，鉸縫內及橋面鋪裝層澆筑混凝土后，鉸縫內及其上方的鋼筋混凝土構成鉸縫連接。空心板下端凸塊間的間隙內為灌注的化學漿液固化后所形成的彈性密封材料，該材料的有多種作用：可以封閉鉸縫下部的小間隙，便于澆筑鉸縫內的混凝土；在成橋后，該彈性密封材料可阻止外部空氣及濕氣的侵入，保護鉸縫內部的鋼筋和混凝土；該材料與空心板凸塊粘結后，可適應上方橋面受載后該間隙處的小量張開變形，因其具有比混凝土高得多的抗拉強度，可少量地減緩沿該處小間隙的張開位移，并延緩開裂。鉸縫內設置有連接鋼筋，包括水平連接鋼筋和交叉連接鋼筋，水平連接鋼筋從腹板與凸塊接縫處伸出，兩側的水平連接筋相互搭接，增強橋梁抵抗橫向彎曲的能力，避免或延緩鉸縫下部的開裂。交叉連接鋼筋從凸塊的上表面伸出，后者的伸出點到凸塊上表面橫向外邊緣距離不超過3公分，該連接鋼筋向上伸向相鄰的空心板，上端高出空心板頂板的下表面，并與橋梁橫向鋼筋連接。交叉鋼筋的下端盡量靠近凸塊上表面橫向外邊緣，可有效地阻止或延緩下部裂縫向上擴展。這是基于斷裂力學的知識，因發生開裂時，越靠近端部張開位移越大，將交叉連接鋼筋布置在此處，會更加有效。交叉鋼筋的上端與橋梁橫向鋼筋連接后，一個空心板梁受到荷載后，就會向相鄰的空心板梁傳遞。特別是在車輛超載時，及使鉸縫構造內的混凝土發生了破壞，失去傳遞荷載的能力，合理設計的交叉鋼筋仍能正常工作，在受力狀態越過屈服平臺后，承載能力還會有大的提高，以保證不會發生斷板與車輛一起墜橋的事故。該構造充分利用了鋼筋的受力特性，不但能提供預警功能，還能大幅度地增強承載能力，確保不出現車毀人亡的事故。以上所述的橋梁橫向鋼筋可以為橋面鋪裝層內的橫向鋼筋，該橫向鋼筋在空心板上方連續通過，鉸縫內的交叉鋼筋在與其等高處橫向彎折向相鄰的空心板上方，呈水平狀，水平段與鋪裝層內的橫向鋼筋焊接。這樣，只需增加焊接工作，不需增加新的鋼筋。以上所述的橋梁橫向鋼筋可以為空心板頂板內的水平橫向鋼筋，該橫向鋼筋兩端通過180度的彎鉤固定于兩側腹板中的豎筋，交叉鋼筋上方水平段也通過180度的彎鉤固定于伸出頂板的豎筋，豎筋端部采用90度的彎鉤與交叉鋼筋相扣。這樣，也充分利用了結構中的材料，不需增加新的鋼筋，且構造簡單，操作方便，避免了大量的焊接作業。以上所述的橋梁橫向鋼筋也可采用放置于空心板上方的鋼筋段，放置位置與鋪裝層內的橫向鋼筋等高，與交叉鋼筋的水平段采用焊接或擠壓套筒相連接。特別是其中采用擠壓套筒連接的措施，可避免焊接作業，加快施工進度。考慮到從凸塊上伸出的交叉鋼筋較長，給空心板的預制和運輸帶來不便，且外露的鋼筋易銹蝕，可在預制空心板時使交叉鋼筋只伸出凸塊25公分，在工地架設前，再用焊接或套筒連接與剩余的交叉鋼筋段連接。為了盡量少地改造已有的空心板模板，可在凸塊的斜面上預留坑槽，內部露出縱筋，空心板架設前交叉鋼筋下端的彎鉤伸入預留槽，該彎鉤的角度為135度。這樣處理，給空心板的預制和運輸都帶來了方便。這就要求凸塊內的縱筋通過箍筋等形式與空心板底部的橫向鋼筋牢固連接。另外，該構造中可采用雙組份的化學漿液，它們混合后發生反應，在反應過程中迅速膨脹，所形成的彈性密封材料內部有內應力，稱該材料為膨脹性高聚物。這樣就增加了鉸縫下端口的密閉性，且在荷載作用下，可適應更大范圍的凸塊間張開位移。考慮到鉸縫內部空間狹小，澆筑混凝土時不便振搗，灌筑的混凝土可選擇自密實的微膨脹混凝土，其粗集料為小石子。與現有技術相比，本專利技術的一種空心板橋的鉸縫連接構造，具有以下有益效果：1. 在鉸縫下部凸塊間隙內，采用彈性密封材料便于鉸縫內的混凝土澆筑，且可提高鉸縫內混凝土和鋼筋的耐久性；2. 根據斷裂力學基本原理設計的交叉連接鋼筋，可有效地阻止和延緩沿鉸縫底部的縱向開裂；3. 在疲勞荷載及超載荷載的作用下，鉸縫內的混凝土會與空心板的腹板外表面脫離或發生破壞，此時交叉連接鋼筋仍可傳遞荷載，并實現預警功能。而且，可充分利用鋼筋的受力特性，交叉鋼筋在極端荷載的作用下，在屈服狀態之后可進入強化階段，大幅度地提供承載能力；4．施工簡單，只需在空心板預制時增加少量的工作，現場安裝時可不增加或少量增加材料及工作量，便于施工，造價低，且便于質量控制；5. 避免或減緩了空心板橋的單板受力問題，避免了在極端情況下發生車輛墜橋的重大事故。附圖說明 圖1 空心板橋鉸縫連接構造斷面示意圖之一；圖2 實施例一中相關的鋼筋布置示意圖；圖3 實施例二中相關的鋼筋布置示意圖；圖4 實施例三中相關的鋼筋布置示意圖。附圖中：1—鉸縫左側的空心板，2—鉸縫右側的空心板，3—相鄰空心板下端凸塊間的間隙，4—鉸縫右側的空心板凸塊上伸出的斜向連接鋼筋，5—鉸縫左側的空心板凸塊上伸出的斜向連接鋼筋，6—鋪裝層內的橫向鋼筋，7—鋪裝層的上表面，8—左側空心板凸塊與腹板接縫處伸出的水平連接鋼筋，9—右側空心板凸塊與腹板接縫處伸出的水平連接鋼筋，10—左側空心板的腹板豎筋，11—右側空心板的腹板豎筋，12—左側的空心板頂板橫向鋼筋， 13—右側的空心板頂板橫向鋼筋， 14—左側空心板上方與交叉鋼筋連接的鋼筋段，15—右側空心板上方與交叉鋼筋連接的鋼筋段。具體實施方式以下是本專利技術的具體實施例，并結合附圖對本專利技術的技術方案進行了描述，但本專利技術并不限于這些實施例。實施例一一種空心板橋鉸縫連接構造斷面示意圖和其鋼筋布置示意圖見圖1和圖2。相鄰的兩塊空心板包括鉸縫左側的空心板（1）和鉸縫右側的空心板(2)，相鄰空心板下端凸塊間的間隙（3）的水平間距為1公分，其內灌注彈性密封膠。左側空心板凸塊與腹板接縫處伸出的水平連接鋼筋（8）與右本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種空心板橋的鉸縫連接構造，鉸縫為相鄰的兩塊空心板間的間隙，內有連接鋼筋，上方有橋面鋪裝層內的縱、橫向鋼筋，鉸縫內及橋面鋪裝層澆筑混凝土后，鉸縫內及其上方的鋼筋混凝土構成鉸縫連接，其特征是空心板下端凸塊間的間隙內為灌注的化學漿液固化后所形成的彈性密封材料，鉸縫內的連接鋼筋包括水平連接鋼筋和交叉連接鋼筋，水平連接鋼筋從腹板與凸塊接縫處伸出，交叉連接鋼筋從凸塊的上表面伸出，后者的伸出點到凸塊上表面橫向外邊緣距離不超過3公分，該連接鋼筋向上伸向相鄰的空心板，上端高出空心板頂板的下表面，并與橋梁橫向鋼筋連接。

【技術特征摘要】
1.一種空心板橋的鉸縫連接構造，鉸縫為相鄰的兩塊空心板間的間隙，內有連接鋼筋，上方有橋面鋪裝層內的縱、橫向鋼筋，鉸縫內及橋面鋪裝層澆筑混凝土后，鉸縫內及其上方的鋼筋混凝土構成鉸縫連接，其特征是空心板下端凸塊間的間隙內為灌注的化學漿液固化后所形成的彈性密封材料，鉸縫內的連接鋼筋包括水平連接鋼筋和交叉連接鋼筋，水平連接鋼筋從腹板與凸塊接縫處伸出，交叉連接鋼筋從凸塊的上表面伸出，后者的伸出點到凸塊上表面橫向外邊緣距離不超過3公分，該連接鋼筋向上伸向相鄰的空心板，上端高出空心板頂板的下表面，并與橋梁橫向鋼筋連接。2.根據權利要求1所述的一種空心板橋的鉸縫連接構造，其特征是所述的橋梁橫向鋼筋為橋面鋪裝層內的橫向鋼筋，在空心板上方連續通過，鉸縫內的交叉鋼筋在與其等高處橫向彎折向相鄰的空心板上方，呈水平狀，水平段與鋪裝層內的橫向鋼筋焊接。3.根據權利要求1所述的一種空心板橋的鉸縫連接構造，其特征是所述的橋梁橫向鋼筋為空心板頂板內的水平橫向鋼筋，該橫向鋼筋兩端通過180度的彎鉤固定于兩側腹板中的豎筋，交叉鋼筋上...

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