專利名稱：新型預應力混凝土空心板梁及采用其架設(shè)路橋的施工工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及路橋施工領(lǐng)域，尤其涉及預應力混凝土空心板梁，還涉及采用該空心板梁架設(shè)路橋的施工工藝。
背景技術(shù)：
在建筑領(lǐng)域，空心板梁被經(jīng)常性地應用在架橋筑路上。但現(xiàn)有技術(shù)中的空心板梁在橋、路的使用過程中常發(fā)生一些病害，還包括一些設(shè)計施工中的不便利，具體如a、由于來自空心板梁路、橋上部的荷載作用、橋面雨水的滲透銹蝕以及施工不慎等多種因素影響，空心板梁在使用一段時間后互相間的鉸縫易斷裂，形成單梁受力，而使橋梁結(jié)構(gòu)加速破壞；b、由于雨水滲入空心板梁端部封頭板內(nèi)，使板梁孔內(nèi)存留積水，長期的積水浸泡使空心板梁內(nèi)的預應力鋼筋因銹蝕而產(chǎn)生預應力失效，嚴重影響各空心板梁的承載能力；c、在空心板梁路、橋上部動、靜荷載的共同作用下，靠近支座的端頭部分易發(fā)生沿斜截面剪切破壞的現(xiàn)象；d、根據(jù)《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》(JIG D60-2004)和《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》(JTG D60-2004)規(guī)定，公路橋梁不宜使用帶球冠的板式橡膠支座或坡形的板式橡膠支座，且當板式橡膠支座設(shè)置在大于某一規(guī)定坡度的公路橋梁上時，應在支座表面與梁底之間采取措施，例如在板底設(shè)置鋼或混凝土墊板構(gòu)件以使支座上下立面保持水平。但前述規(guī)定的要求給路橋的設(shè)計、施工帶來較多繁雜的工作，不僅提高了人員成本，也延長了設(shè)計、施工的工期。
而在實際施工中，一般當縱坡大于1％、橫坡大于2％的情況下即需要在支座表面與梁底之間采用措施，使支座上、下傳力面保持水平。
為解決上述問題，本發(fā)明的發(fā)明人在中國實用新型200520041399.4中公開了一種用于橋梁支座的楔形墊板，該楔形墊板是一四棱柱板體，包括上表面、下表面和四個側(cè)面，其中四個側(cè)面都與下表面垂直，四個側(cè)面相交處形成棱柱高度，各棱柱高度的關(guān)系為設(shè)楔形塊長為a、縱坡度為i1，楔形塊寬為b、橫坡度為i2，當?shù)谝焕庵叨葹棣?時，第二棱柱高度為δ2＝δ1+b*i2，第三棱柱高度為δ3＝δ1+a*i1，第四棱柱高度為δ4＝δ3+b*i2或δ2+a*i1。
該實用新型的技術(shù)方案在實施時，能較好地解決支座表面與梁底之間的受力均衡問題，但由于各楔形墊板均需根據(jù)地形參數(shù)單獨計算且計算復雜，明顯地增加了設(shè)計、施工的工作量，使設(shè)計、施工周期大為延長，也難以更好地提高楔形墊板的精度。
同時，還由于上述楔形墊板與構(gòu)成路橋面的板梁為分體設(shè)計、施工，在使用一定時間后由于受力狀況變化等因數(shù)，兩者之間易形成剪切滑動而受破壞，使路橋使用壽命縮短。
因此，有必要對現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案做進一步的改進，以彌補現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種耐用性好、設(shè)計施工簡便的新型預應力混凝土空心板梁。
本發(fā)明的另一目的是提供一種耐用性好、整體強度高、設(shè)計施工均簡便的采用新型預應力混凝土空心板梁架設(shè)路橋的施工工藝。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種新型預應力混凝土空心板梁，所述空心板梁包括一空心的立方型本體，分別位于所述本體兩端部的兩端頭，所述端頭與所述本體為一體構(gòu)成并預埋有起連接作用的鋼筋；所述端頭為榫頭型，并為實心體。
較佳地，所述端頭寬度略小于所述本體寬度的一半。
本發(fā)明還提供了一種采用新型預應力混凝土空心板梁架設(shè)路橋的施工工藝，包括以下步驟步驟一，在施工區(qū)域的蓋梁或橋臺頂面根據(jù)所述空心板梁的寬度及間距，安裝相應數(shù)量的臨時支座；步驟二，將預制的所述空心板梁架設(shè)在所述臨時支座上，相鄰所述端頭間形成間隙；步驟三，在所述蓋梁或橋臺頂面上對應所述間隙的區(qū)域，安裝符合設(shè)計規(guī)范要求的頂面水平的固定支座；步驟四，根據(jù)所述本體高度及所述間隙的寬度，連接相鄰所述端頭內(nèi)及所述本體內(nèi)的預埋鋼筋；步驟五，現(xiàn)場澆筑連接所述本體及相鄰所述端頭的現(xiàn)澆混凝土連接部，所述現(xiàn)澆混凝土連接部底面一體地同時澆筑一墊塊，所述墊塊的頂面具有一坡度，所述墊塊的底面為水平，所述現(xiàn)澆混凝土連接部通過所述墊塊擱置在頂面水平的所述固定支座上；步驟六，重復步驟一至步驟五，以使所述路橋表面全部由所述空心板梁連接貫通。
較佳地，在步驟五之后，取出所述臨時支座。
較佳地，在相鄰所述本體的鉸縫中澆筑摻入纖維的混凝土。
本發(fā)明的混凝土空心板梁一方面節(jié)省了現(xiàn)有技術(shù)中需隔離的部分鋼筋長度，另一方面由于對現(xiàn)有技術(shù)中的板梁的形狀做了改進，形成了實心的榫頭型端頭，為后期的現(xiàn)澆施工預留了空間，通過后續(xù)的施工現(xiàn)澆混凝土連接部及墊塊，簡化了設(shè)計、施工的步驟，大大縮短了設(shè)計周期。
本發(fā)明的施工工藝通過現(xiàn)澆端頭加強了板梁間的整體性，提高了板梁的強度，較方便地滿足了現(xiàn)行“新規(guī)范”的要求。同時由于通過現(xiàn)澆的端頭封堵了板梁內(nèi)的空腔的開口，省卻了現(xiàn)有技術(shù)中單獨的封頭板，解決了現(xiàn)有板梁封頭板處的滲水問題。
本發(fā)明的施工工藝，還由于通過現(xiàn)澆形成墊塊，省卻了墊塊頂面坡度的復雜計算，簡化了設(shè)計過程，現(xiàn)場澆筑的施工工藝又提高了墊塊的精度，解決了板梁底支座水平擱置的問題。
由于本發(fā)明的墊塊是與現(xiàn)澆端頭一體形成的，消除了墊塊和端頭之間剪切滑動的隱患，提高了整體的支撐能力，延長了路橋的使用壽命。
本發(fā)明的施工工藝還由于在板梁之間加入纖維鉸縫，加強了板梁間鉸接作用，使多個鉸接的板梁的整體性獲得提升，提高了板梁的承載能力。
以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進一步說明，以充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。


圖1是本發(fā)明的空心板梁一具體實施例的局部俯視圖；圖2是圖1中A-A處剖視圖；圖3是圖1中B-B處剖視圖；圖4是本發(fā)明的施工工藝一實施例在步驟三中端頭局部仰視立體示意圖；圖5是圖4所示實施例的在步驟五的局部俯視示意圖；圖6是圖5中C-C處剖視圖。
具體實施例方式
如圖1所示為本發(fā)明的新型預應力混凝土空心板梁的一具體實施例，空心板梁的材料為預應力鋼筋混凝土，包括一四方型本體11，本體11的頂面大致平整，在內(nèi)部具有貫通的空腔111，以及分別位于本體11兩端部的兩端頭12，兩端頭12與本體11為一體構(gòu)成，并在本體11和兩端頭12連貫地預埋有預應力鋼筋15。由于本實施例中兩端頭12的形狀、受力均對稱地相同，以下僅說明其中端頭12部。
如圖1、圖2、圖3所示，端頭12為榫頭型，伸出本體約1米，并為實心體，其頂面及底面均與本體11的頂面、底面平齊。端頭12的寬度略小于本體11寬度的一半。因此，實心的端頭12封閉了空腔111的開口的一部分，空腔111的開口的大半部分為開放狀態(tài)，預留做為放氣后的橡膠膠囊抽出空腔111時的通道。在后續(xù)的施工中，空腔111的開口的開放部分將被現(xiàn)澆的混凝土連接部封閉而使整個空腔兩端均為封閉狀態(tài)。本體11中的預應力鋼筋15張拉后切割面分別設(shè)在端頭12的施工面和本體11的端面上。本體11中預埋鋼筋15將與后期的現(xiàn)澆混凝土連接部的鋼筋焊接。
本發(fā)明的混凝土空心板梁由于對現(xiàn)有技術(shù)中的板梁的形狀做了改進，設(shè)計了凸出于本體的端頭，并將端頭設(shè)計為實心的榫頭型，因而在多個板梁并列架設(shè)時，在相鄰的端頭與端頭之間形成足夠大的間隙，為后期的現(xiàn)澆施工預留了空間，使本發(fā)明的施工方法得以實施。本發(fā)明的板梁可以省卻現(xiàn)有技術(shù)中的獨立的封頭板，簡化了板梁的結(jié)構(gòu)。
作為本發(fā)明的空心板梁的一種改進，空心板梁的頂面在縱向(即本體11的長度方向)或橫向(即本體11的寬度方向)上相對底面可以具有一定傾斜度，以適用于具有一定坡度的路橋。
如圖4、圖5、圖6所示為本發(fā)明的的施工工藝的一具體實施例，包括以下步驟步驟一，在施工區(qū)域的立柱或橋臺頂面，根據(jù)空心板梁1的寬度、間距等相關(guān)數(shù)據(jù)安裝相應數(shù)量的臨時支座21。臨時支座21擱置在施工現(xiàn)場內(nèi)的斜坡上，斜坡由根據(jù)要求設(shè)置的蓋梁或橋臺頂面形成。本實施例中，因后續(xù)將架設(shè)三根空心板梁1，需在三根空心板梁的兩端共計安裝6個臨時支座21，圖4中僅示出處于同一端的3個臨時支座21。臨時支座21用于在施工過程中擱置端頭12而使空心板梁1被架設(shè)在預定位置。
步驟二，將三根預制的空心板梁1并列貼靠地架設(shè)在臨時支座21上，使各空心板梁1的端頭12分別擱置在對應的臨時支座21上。各空心板梁1處于彼此獨立并臨時擱置的狀態(tài)。
步驟三，在蓋梁或橋臺頂面上對應相鄰端頭12間隙的區(qū)域，安裝固定支座22，固定支座22水平擱置在蓋梁或橋臺頂面，并保持頂面水平；由于本發(fā)明的空心板梁1具有榫頭型的端頭12，相鄰的端頭12之間具有足夠大的間隙，因而為本步驟中固定支座22的安裝提供了空間。為使空心板梁1保持平衡，一般地在端頭12的兩側(cè)分別設(shè)置一固定支座22，因此本實施例中，三根空心板梁1在兩端部共需安裝12個固定支座22，圖4中僅示出位于同一端的6個固定支座22。
步驟四，根據(jù)本體11的高度及相鄰端頭12的間距，連接相鄰端頭12之間及本體11內(nèi)預埋的鋼筋15，在結(jié)構(gòu)上為相鄰的兩個空心板梁1整體連接作準備。
步驟五，現(xiàn)場澆筑用于連接本體11及相鄰端頭12的現(xiàn)澆混凝土連接部13及墊塊14。墊塊14位于現(xiàn)澆混凝土連接部13的底部并與現(xiàn)澆混凝土連接部13一體澆筑，墊塊14的底面保持水平并與頂面水平的固定支座22緊密貼合，從而使現(xiàn)澆混凝土連接部13架設(shè)在固定支座22上。圖5中陰影部分所示即為現(xiàn)澆混凝土連接部13。
待現(xiàn)澆混凝土連接部13、墊塊14干結(jié)達到預定強度要求后，取出臨時支座21。由于現(xiàn)澆混凝土連接部13、墊塊14與端頭12之間在澆筑后形成一體的連接，因此，各空心板梁1及墊塊14以整體的結(jié)構(gòu)支撐在固定支座22上，承載能力及強度與現(xiàn)有技術(shù)中分體的結(jié)構(gòu)相比有明顯的提高。本發(fā)明的施工工藝，通過分步澆筑的施工工藝，先期形成預制的空心板梁，后期現(xiàn)澆混凝土連接部及一體的墊塊，解決了板梁底支座水平擱置的問題，減少了設(shè)計、施工中較為繁瑣的板底調(diào)平工作，提高了工作效率，降低了設(shè)計、施工誤差。
取出的臨時支座21可再次使用，以降低施工成本。
相鄰的本體11在結(jié)合面形成了鉸縫112，在鉸縫112中澆筑摻入纖維的混凝土使相鄰的本體11鉸接固定。由于在鉸縫112中澆筑了摻入纖維的混凝土，本發(fā)明的施工工藝加強了板梁間鉸縫耐久性，使多個鉸接的板梁的整體性獲得提升，提高了板梁的承載能力。
當需要架設(shè)更多空心板梁1時，重復步驟一至步驟五，以使路橋表面全部由空心板梁1連接并貫通。
再結(jié)合圖6所示，本發(fā)明的施工工藝通過現(xiàn)澆端頭加強了板梁間的整體性，提高了板梁的強度，延長了板梁的使用壽命。同時由于省卻了單獨的封頭板，通過現(xiàn)澆的端頭封堵了位于板梁中心的空腔的開口，解決了現(xiàn)有板梁封頭板處的滲水問題。圖6中不同墊塊14的頂面可以根據(jù)施工地的具體情況為具有不同坡度i％的斜面，或是傾角為0％的水平面，以滿足設(shè)計的橫坡要求。
由于本發(fā)明的施工工藝采用了現(xiàn)澆的墊塊，省卻了墊塊頂面坡度的設(shè)計計算過程，在本發(fā)明的其他實施例中，可以容易地實現(xiàn)同時具有不同傾角的橫坡和不同傾角的縱坡的路橋，即使路橋角度多變也可以及時施工，大大縮短了施工周期，具有良好的技術(shù)效果和顯著的經(jīng)濟效益。
本發(fā)明的施工工藝中后期的現(xiàn)澆混凝土連接部，使各空心板梁通過各自的端頭、及一體澆筑的墊塊連為一體，大大增強了單獨的空心板梁的承載能力。
綜上所述，本說明書中所述的只是本發(fā)明的幾種較佳具體實施例。凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術(shù)方案，皆應在本發(fā)明的權(quán)利要求保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種新型預應力混凝土空心板梁，所述空心板梁包括一空心的立方型本體，分別位于所述本體兩端部的兩端頭，所述端頭與所述本體為一體構(gòu)成并預埋有起連接作用的鋼筋；其特征在于所述端頭為榫頭型，并為實心體。
2.如權(quán)利要求1所述的空心板梁，其特征在于所述端頭寬度略小于所述本體寬度的一半。
3.一種采用如權(quán)利要求1所述的新型預應力混凝土空心板梁架設(shè)路橋的施工工藝，包括以下步驟步驟一，在施工區(qū)域的蓋梁或橋臺頂面根據(jù)所述空心板梁的寬度及間距，安裝相應數(shù)量的臨時支座；步驟二，將預制的所述空心板梁架設(shè)在所述臨時支座上，相鄰所述端頭間形成間隙；步驟三，在所述蓋梁或橋臺頂面上對應所述間隙的區(qū)域，安裝符合設(shè)計規(guī)范要求的頂面水平的固定支座；步驟四，根據(jù)所述本體高度及所述間隙的寬度，連接相鄰所述端頭內(nèi)及所述本體內(nèi)的預埋鋼筋；步驟五，現(xiàn)場澆筑連接所述本體及相鄰所述端頭的現(xiàn)澆混凝土連接部，所述現(xiàn)澆混凝土連接部底面一體地同時澆筑一墊塊，所述墊塊的頂面具有一坡度，所述墊塊的底面為水平，所述現(xiàn)澆混凝土連接部通過所述墊塊擱置在頂面水平的所述固定支座上；步驟六，重復步驟一至步驟五，以使所述路橋表面全部由所述空心板梁連接貫通。
4.如權(quán)利要求4所述的施工工藝，其特征在于在步驟五之后，取出所述臨時支座。
5.如權(quán)利要求4所述的施工工藝，其特征在于在相鄰所述本體的鉸縫中澆筑摻入纖維的混凝土。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新型預應力混凝土空心板梁，包括一空心立方型本體，兩端頭，端頭與本體為一體構(gòu)成并預埋有鋼筋；端頭為榫頭型并為實心體。本發(fā)明還公開了一種應用上述空心板梁架設(shè)路橋的施工工藝，在蓋梁或橋臺頂面安裝相應數(shù)量的臨時支座；將空心板梁架設(shè)在臨時支座上；在蓋梁或橋臺頂面安裝固定支座；連接相鄰端頭之間及本體內(nèi)的預埋鋼筋；現(xiàn)場澆筑用于連接本體及相鄰端頭的現(xiàn)澆混凝土連接部及一體的墊塊，并使墊塊水平地擱置在固定支座上；重復上述步驟以使路橋表面全部由空心板梁連接貫通。本發(fā)明由于采用了特別設(shè)計的板梁及分步澆筑工藝，較方便地滿足了現(xiàn)行“新規(guī)范”的要求，同時加強了板梁的整體性及耐久性，縮短了設(shè)計、施工周期。
文檔編號E01D2/00GK1995650SQ200610148390
公開日2007年7月11日 申請日期2006年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月30日
發(fā)明者劉曉蘋, 黃錦源, 李艷, 吳剛 申請人:上海市城市建設(shè)設(shè)計研究院