本發(fā)明涉及一種預制蓋梁結(jié)構(gòu)，尤其是一種采用鋼剪力鍵的預制蓋梁結(jié)構(gòu)及施工方法。

背景技術：

混凝土橋梁的現(xiàn)澆施工，需要大量的模板和支撐系統(tǒng)，在不良施工條件下，搭設滿堂支架方案不可行。蓋梁施工屬于高空作業(yè)，現(xiàn)澆大量混凝土，施工風險大。采用預制拼裝蓋梁的方式可以加快施工速度，保證質(zhì)量，同時考慮到規(guī)模效應具有很好的經(jīng)濟性。

現(xiàn)階段，在預制橋梁拼裝方面的抗剪設計主要采用的是鍵齒式的剪力鍵，具體分為大剪力鍵和小剪力鍵。其不足在于預制模板時需要做凹凸棱角造型，施工復雜，且咬合匹配度不高。因此，需要一種新型公母配對鋼剪力鍵，熔鍛鋼鐵易成型，構(gòu)件精度可到毫米，匹配程度高，預埋處理無需模板特殊細致處理，可以避免以上問題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出一種采用鋼剪力鍵的預制拼裝蓋梁結(jié)構(gòu)及施工方法，該結(jié)構(gòu)采用新型公母配對的鋼剪力鍵，并應用于蓋梁的預制拼裝施工中。該構(gòu)造不僅方便拼裝定位，而且可以提高拼接面的抗剪能力。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案是：一種采用鋼剪力鍵的預制拼裝蓋梁結(jié)構(gòu)，包括鋼剪力鍵、預制蓋梁的混凝土構(gòu)件，預制蓋梁的混凝土構(gòu)件之間通過預埋的鋼剪力鍵連接，每個鋼剪力鍵由公型剪力鍵和母型剪力鍵配對使用構(gòu)成；公型剪力鍵和母型剪力鍵與混凝土接觸面上設有月牙紋，用于與預制蓋梁的混凝土構(gòu)件之間產(chǎn)生機械咬合力；所述母型剪力鍵尾端處設有注漿孔，注漿孔通過PVC管連接至預制蓋梁的混凝土構(gòu)件的外側(cè)，方便注漿封閉公母型剪力鍵之間接縫。

所述鋼剪力鍵由球墨鑄鐵或優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼鑄造而成。

一種采用鋼剪力鍵的預制拼裝蓋梁的施工方法，具體步驟為：

步驟一，預制蓋梁的模板制作

將預制蓋梁劃分為三段混凝土構(gòu)件A、B、C，并分別架設預制模板；

步驟二，預埋鋼剪力鍵和澆筑混凝土

在兩個外掛的混凝土構(gòu)件A、C的預制模板的拼接處預埋母型剪力鍵2中間段的混凝土構(gòu)件B的預制模板的拼接處預埋公型剪力鍵，用水平儀對水平方向位置校準，使公型剪力鍵和母型剪力鍵配對并吻合，再用鋼筋位置固定，防止混凝土澆筑時發(fā)生錯位；然后混凝土澆筑，混凝土澆筑時從鋼剪力鍵處開始，分段匹配澆筑，保證預制蓋梁構(gòu)件質(zhì)量；

步驟三，吊裝預制蓋梁的混凝土構(gòu)件

1）吊裝混凝土構(gòu)件B：起重機吊裝中間段的混凝土構(gòu)件B，按照預定的橋墩7與中間段拼裝方案，緩慢安放直至與橋墩7完全接觸，撤回起重機，在拼裝接口位置注射水泥漿液封閉；

2）吊裝混凝土構(gòu)件A、C：起重機同時吊裝混凝土構(gòu)件A、C，在三段構(gòu)件交界面處涂刷環(huán)氧樹脂，以公、母型鋼剪力鍵為校準點，將母型剪力鍵與公型剪力鍵對接安插，對接完成后，停止起重機的升降工作；

步驟四，張拉第一階段預應力筋

將預先準備好的預應力筋沿混凝土構(gòu)件中孔洞穿放，采用后張法兩端張拉鋼筋，張拉第一階段預應力筋并錨固，使混凝土構(gòu)件A、C與混凝土構(gòu)件Ｂ緊密貼合，然后撤除起重機，對第一階段的預應力孔道注漿封閉；

步驟五，剪力鍵接縫處理利用小皮管將壓漿機與PVC管道連接，接口處用卡具固定防止高壓狀態(tài)下皮管與管道脫離，啟動壓漿機開向管道內(nèi)高壓注射環(huán)氧樹脂，直到漿液沿混凝土構(gòu)件A與混凝土構(gòu)件B、混凝土構(gòu)件A與混凝土構(gòu)件C的接縫處滲出，關閉壓漿機，取下小皮管，對滲出的樹脂液做擦除清理；

步驟六，張拉第二階段預應力筋

在混凝土構(gòu)件A、C上安放擋塊，混凝土構(gòu)件A、B、C上安放箱梁支座墊板，然后張拉第二階段預應力筋，最后完成預應力孔洞注漿封閉、封錨及接接縫，完成整個拼裝過程。

本發(fā)明的有益效果是：預制拼裝蓋梁上采用新型公母配對鋼剪力鍵，在蓋梁預制拼裝技術抗剪構(gòu)造方面是首創(chuàng)。與一般預制拼裝橋梁采用的鍵齒式大、小剪力鍵不同點在于：本發(fā)明中的剪力鍵需要預埋，減小了傳統(tǒng)大、小剪力鍵在預制階段模板制作的復雜程度；采用公母配對的方式，不僅方便吊裝過程中的位置確定，而且更加有效地促進構(gòu)件之間的咬合。

本發(fā)明在實際工程應用中有以下優(yōu)勢：鋼剪力鍵結(jié)構(gòu)鑄造易成型，尺寸精度高，吊裝拼接的匹配度高；在結(jié)構(gòu)設計合理情況下，可采用球墨鑄鐵或優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼鑄造而成；剪力鍵直接預埋在拼裝構(gòu)件內(nèi)，對模板細化制作的要求低，在批量生產(chǎn)工作中節(jié)約模板材料和大量人力資源；預應力筋張拉錨固方式，縮短傳統(tǒng)現(xiàn)澆蓋梁所需工作時間，在全程、大、中長線立交橋梁工程上，極大縮短了工程總工期，提升時效性能；公母配對的剪力鍵對接，不僅起到臨時支點的作用，同時有鍵齒咬合的功能，大大提高拼接面抗剪可靠性。

附圖說明

圖1為公母配對式鋼剪力鍵結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的俯視圖；

圖3為預制拼裝蓋梁整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖3中圈點處局部放大示意圖；

圖5為混凝土構(gòu)件A、B交界面處俯視圖；

圖6為混凝土構(gòu)件A交界面示意圖；

圖7為本發(fā)明的采用鋼剪力鍵的預制拼裝蓋梁的施工方法的流程框圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明作進一步說明。

如圖1至圖6所示，本發(fā)明的采用鋼剪力鍵的預制拼裝蓋梁結(jié)構(gòu)，包括預制蓋梁的混凝土構(gòu)件、鋼剪力鍵、注漿孔4、PVC管5等。預制蓋梁的混凝土構(gòu)件之間通過預埋的鋼剪力鍵連接，單個鋼剪力鍵分為公型剪力鍵1和母型剪力鍵2，公型剪力鍵1上的凸臺與母型剪力鍵2上的凹槽公母配對連接，鋼剪力鍵由球墨鑄鐵或優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼鑄造而成；公型剪力鍵1和母型剪力鍵2與混凝土接觸面上有月牙紋3，目的是與混凝土構(gòu)件A、B、C之間產(chǎn)生機械咬合力；在母型剪力鍵2尾端處有注漿孔4，注漿孔4通過PVC管5連接至混凝土構(gòu)件A、C外側(cè)，方便注漿封閉公母剪力鍵之間接縫6。

如圖7所示，本發(fā)明的采用鋼剪力鍵的預制拼裝蓋梁的施工方法， 以縱向總長31m的預制蓋梁為例，本發(fā)明中的預制蓋梁由混凝土構(gòu)件A、B、C三段構(gòu)件（圖3），施工步驟及要求如下：

a、將預制蓋梁劃分為混凝土構(gòu)件A、B、C三成段，三成段分別架設模板預制，混凝土構(gòu)件A、C為兩外掛段，拼接處預埋母型剪力鍵2，混凝土構(gòu)件B為中間段，拼接處預埋公型剪力鍵1，預埋位置只在構(gòu)件受壓區(qū)域；鋼剪力鍵在預埋時需要用水平儀對水平方向位置校準，母型剪力鍵2尾端注漿孔4處與PVC管5連接，用鋼筋對鋼剪力鍵和PVC管固定位置，防止混凝土澆筑時發(fā)生錯位；澆筑時從鋼剪力鍵處開始，分段匹配澆筑，保證預制蓋梁構(gòu)件質(zhì)量；構(gòu)件在預制過程中均留有如圖6所示三層對稱預應力筋孔道S，預應力筋套管使用塑料波紋管。

b、構(gòu)件運輸至拼裝施工現(xiàn)場后，先用起重機吊裝中間段的混凝土構(gòu)件B，與橋墩交界面涂刷環(huán)氧樹脂作粘結(jié)層，找準拼裝位置后，緩慢安放直至與橋墩7完全拼裝，撤回起重裝置，在接口位置注射水泥漿液封閉。

c、使用起重機同時吊裝混凝土構(gòu)件A、C，在三段構(gòu)件交界面處涂刷環(huán)氧樹脂，以公、母型剪力鍵1，2為校準點，將母型剪力鍵2與公型剪力鍵1對接安插，對接完成后，停止起重機的升降工作；

d、沿三層對稱預應力筋孔道S的孔洞穿插預應力鋼絞線，鋼束規(guī)格統(tǒng)一采用15-фs15.20鋼絞線，采用后張法兩端張拉，張拉第一階段預應力筋，錨墊板必須與鋼束中線垂直，兩端對稱張拉，雙向控制張拉應力與伸長度，固定錨具，使混凝土構(gòu)件A、C與混凝土構(gòu)件Ｂ緊密貼合，撤除起重裝置，對第一階段的預應力孔道注漿封閉，水泥漿強度為C45；

e、利用橡皮管將小型壓漿機與PVC管道5連接，接口處用卡具固定防止高壓狀態(tài)下皮管與管道5脫離，啟動壓漿機開向管道5內(nèi)高壓注射環(huán)氧樹脂，直到漿液沿混凝土構(gòu)件A，B、混凝土構(gòu)件A，C接縫處滲出，關閉壓漿機，取下小皮管，對滲出的樹脂液做擦除清理；

f、安放如圖3所示中的擋塊8和抗震橡膠支座9，在擋塊8完成拼裝后，安裝抗震橡膠支座需要從結(jié)構(gòu)中心往兩側(cè)對稱安裝，隨后張拉第二階段預應力筋，即圖6所示中最上層預應力筋，錨墊板必須與鋼束中線垂直，兩端對稱張拉，雙向控制張拉應力與伸長度，預應力達到設計要求值后固定錨具，拆除起重裝置，孔道內(nèi)壓漿，水泥漿強度為C45，表面接縫口涂刷環(huán)氧樹脂封閉并封錨。