本實(shí)用新型涉及一種采用Z形鋼板連接件的橋梁拼寬構(gòu)造。

背景技術(shù)：

近些年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國交通事業(yè)有了長足的進(jìn)步。但是，由于人員和物資流動(dòng)日益頻繁，造成了交通需求的激增。為了滿足日益增長的交通量的需求，當(dāng)前主要有兩種解決方式：一是建設(shè)新線路；二是拓寬改建原有線路。由于建設(shè)新線路費(fèi)用高，施工周期長，而且阻斷交通，因此迫切需要對(duì)這些公路進(jìn)行改擴(kuò)建，由原有的四車道拼寬為六車道或八車道，提高其通行能力。橋梁在現(xiàn)代公路中占有較大比重，加上橋梁拼寬存在技術(shù)復(fù)雜、實(shí)施難度高、對(duì)現(xiàn)有交通影響大的特點(diǎn)，因此橋梁拼寬設(shè)計(jì)已成為公路改擴(kuò)建工程的重點(diǎn)。經(jīng)過多年的探索以及諸多工程實(shí)踐的證明，國內(nèi)外已經(jīng)形成了橋梁拓寬改造技術(shù)的基本體系，目前常用的橋梁拓寬拼接方法有三種：①新、舊橋梁的上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)均不連接；②新、舊橋梁的上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)均連接；③新、舊橋梁的上部結(jié)構(gòu)連接、下部結(jié)構(gòu)不連接。

拼接方式①要求在新橋和舊橋之間預(yù)留一條縱向工作縫，使新橋和舊橋各自受力、不會(huì)互相影響，施工簡單，不存在新、舊橋梁連接的技術(shù)難題。但是，由于新橋和舊橋相互獨(dú)立，并且服役時(shí)間不相同，因此在外荷載作用下會(huì)發(fā)生新、舊橋變形不協(xié)調(diào)的現(xiàn)象，導(dǎo)致橋面產(chǎn)生縱橋向裂縫和橫橋向錯(cuò)臺(tái)，影響拓寬后橋梁結(jié)構(gòu)的正常使用。

拼接方式②主要是通過植入鋼筋、澆筑混凝土連接件等方式將新橋上部結(jié)構(gòu)和舊橋上部結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的部位連接起來，同時(shí)采用相同的方式將新橋下部結(jié)構(gòu)和舊橋下部結(jié)構(gòu)也進(jìn)行連接，使新橋和舊橋形成整體，共同受力。但是，采用拼接方式②拓寬后的橋梁結(jié)構(gòu)對(duì)新、舊橋梁的基礎(chǔ)沉降差異非常敏感，當(dāng)新橋相對(duì)舊橋的基礎(chǔ)沉降差較大時(shí)，新、舊橋梁下部結(jié)構(gòu)連接處會(huì)產(chǎn)生較大的附加內(nèi)力，如果附加內(nèi)力過大，則會(huì)導(dǎo)致連接處出現(xiàn)裂縫，影響橋梁美觀，降低使用性能；同時(shí)在新、舊混凝土收縮徐變差異或新舊橋基礎(chǔ)不均勻沉降作用下，新舊橋上部結(jié)構(gòu)連接處也會(huì)產(chǎn)生較大的附加內(nèi)力，也有可能出現(xiàn)裂縫，影響橋梁美觀與行車舒適性。

拼接方式③通過植入鋼筋、整體現(xiàn)澆混凝土連接件（濕接段或橫隔板）等方式將新、舊橋上部結(jié)構(gòu)連接，對(duì)于下部結(jié)構(gòu)則采用留工作縫的方式不進(jìn)行連接。一方面可使新、舊橋梁上部結(jié)構(gòu)連接成整體，共同受力，對(duì)舊橋的受力有利；另一方面，新、舊橋梁下部結(jié)構(gòu)不連接，各自受力，互不影響，既避免了新、舊橋梁下部結(jié)構(gòu)連接的技術(shù)難題，降低了施工難度，減少了工程成本，又避免了新舊橋基礎(chǔ)沉降差異對(duì)拓寬橋梁造成的不利影響。目前國內(nèi)的滬寧高速公路、滬杭甬高速公路、連霍高速公路鄭州段、京港澳高速公路石安段等多個(gè)擴(kuò)建工程中都采用了這種拼接方式。

但是，當(dāng)采用拼接方式③對(duì)新、舊橋主梁進(jìn)行拼接時(shí)，舊橋已經(jīng)運(yùn)營了相當(dāng)長的一段時(shí)間，其主梁的混凝土收縮、徐變變形已經(jīng)完成且趨于穩(wěn)定，而在長期荷載作用下，尤其是在混凝土收縮作用下，新橋主梁在縱橋向產(chǎn)生收縮變形；另一方面，縱橋向混凝土拼寬連接件的存在使得新橋主梁的縱橋向收縮變形受到舊橋主梁的約束，在新、老混凝土收縮、徐變差異作用下，導(dǎo)致拓寬后整體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生橫橋向彎曲變形，且最大值出現(xiàn)在橋臺(tái)或一聯(lián)的過渡墩位置。由于早期建造的橋梁采用的支座通常為普通板式橡膠支座，其變形能力小，這會(huì)導(dǎo)致新、舊橋梁拼寬后的舊橋支座橫橋向位移過大，發(fā)生剪切破壞，影響此類橋梁的正常使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種采用Z形鋼板連接件的橋梁拼寬構(gòu)造，不僅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，而且高效便捷。

為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種采用Z形鋼板連接件的橋梁拼寬構(gòu)造，包括舊橋、新橋以及拼接縫，所述舊橋與新橋之間經(jīng)拼接縫進(jìn)行橫向連接，所述拼接縫中設(shè)置若干用于連接舊橋邊梁翼緣板和新橋邊梁翼緣板的Z形鋼板連接件，所述Z形鋼板連接件的上方從下到上依次鋪設(shè)有隔離層、拼接段現(xiàn)澆層、防水層以及新橋面鋪裝層。

優(yōu)選的，所述Z形鋼板連接件包括Z形鋼板和螺栓，所述Z形鋼板包含兩縱向板與設(shè)置在兩縱向板之間的橫向板，其中一縱向板經(jīng)螺栓與舊橋邊梁翼緣板相連接，其中另外一縱向板經(jīng)螺栓與新橋邊梁翼緣板相連接。

優(yōu)選的，所述Z形鋼板的縱向板上設(shè)置有利于螺栓穿過并允許Z形鋼板相對(duì)運(yùn)動(dòng)的長條孔，所述長條孔的寬度與螺栓的外徑相同，所述長條孔的長度方向與舊橋、新橋的長度方向相同。

優(yōu)選的，位于拼接縫中的相鄰Z形鋼板連接件的間距為，其中L為舊橋與新橋的單跨跨徑。

優(yōu)選的，所述螺栓采用摩擦型高強(qiáng)螺栓。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果：本實(shí)用新型中所采用的Z形鋼板連接件可保證新橋主梁縱橋向變形不受舊橋主梁的約束，減小拼寬后的新、舊橋梁產(chǎn)生的橫橋向彎曲變形，有利于減少拼寬后整體結(jié)構(gòu)的平面彎曲變形引起的舊橋支座橫橋向位移，避免舊橋支座發(fā)生剪切破壞，保證拼寬后橋梁的使用性能；Z形鋼板和摩擦型高強(qiáng)螺栓的使用可簡化新、舊橋梁拼寬構(gòu)造措施的建造程序、縮短施工周期、具有較好的經(jīng)濟(jì)效益；適用于高速公路、一、二、三級(jí)公路和城市道路、市政工程公路等橋梁的拼寬施工。

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)平面示意圖。

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例圖1中A-A剖視圖。

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例圖1中B的放大示意圖。

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例圖3中C-C剖視圖。

圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例圖3中D-D剖視圖。

圖中：1-舊橋，11-舊橋邊梁翼緣板，12-舊橋橋面鋪裝，2-新橋，21-新橋邊梁翼緣板，3-Z形鋼板連接件，31-Z形鋼板，32-摩擦型高強(qiáng)螺栓，33-長條孔，4-隔離層，5-拼接段現(xiàn)澆層，6-防水層，7-新橋面鋪裝層，8-鑿除線。

具體實(shí)施方式

為讓本實(shí)用新型的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下。

如圖1~5所示，一種采用Z形鋼板連接件的橋梁拼寬構(gòu)造，包括舊橋1、新橋2以及拼接縫，所述舊橋1與新橋2之間經(jīng)拼接縫進(jìn)行橫向連接，所述拼接縫中設(shè)置若干用于連接舊橋邊梁翼緣板11和新橋邊梁翼緣板21的Z形鋼板連接件3，所述Z形鋼板連接件3的上方從下到上依次鋪設(shè)有隔離層4、拼接段現(xiàn)澆層5、防水層6以及新橋面鋪裝層7；所述新橋面鋪裝層7向舊橋1與新橋2兩個(gè)方向延伸，增加整體構(gòu)造的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

在本實(shí)用新型實(shí)施例中，所述Z形鋼板連接件3包括Z形鋼板31和螺栓，所述Z形鋼板31包含兩縱向板與設(shè)置在兩縱向板之間的橫向板，其中一縱向板經(jīng)螺栓與舊橋邊梁翼緣板11相連接，其中另外一縱向板經(jīng)螺栓與新橋邊梁翼緣板21相連接。

在本實(shí)用新型實(shí)施例中，所述Z形鋼板31的縱向板上設(shè)置有利于螺栓穿過并允許Z形鋼板31相對(duì)運(yùn)動(dòng)的長條孔33，所述長條孔33的寬度與螺栓的外徑相同，所述長條孔33的長度方向與舊橋1、新橋2的長度方向相同，所述Z形鋼板31的板厚沿橫橋向布置以充分利用Z形鋼板31截面的承載能力來承受豎向荷載，所述Z形鋼板31的板長沿縱橋向布置以充分利用Z形鋼板31的變形能力來保證新橋2主梁的縱橋向變形不受舊橋1主梁的約束，所述摩擦型高強(qiáng)螺栓32將Z形鋼板31分別與新橋邊梁翼緣板21、舊橋邊梁翼緣板11相連接以充分利用摩擦型高強(qiáng)螺栓32在長條孔33中的摩擦滑動(dòng)能力。

在本實(shí)用新型實(shí)施例中，位于拼接縫中的相鄰Z形鋼板連接件3的間距為，其中L為舊橋1與新橋2的單跨跨徑。

在本實(shí)用新型實(shí)施例中，所述螺栓采用摩擦型高強(qiáng)螺栓32。

在本實(shí)用新型實(shí)施例中，拼接段現(xiàn)澆層5采用具有防水功能的混凝土。

在本實(shí)用新型實(shí)施例中，舊橋橋面鋪裝12的鑿除范圍應(yīng)根據(jù)每座橋梁的具體情況確定。

在本實(shí)用新型實(shí)施例中，摩擦型高強(qiáng)螺栓32螺孔的鉆孔深度應(yīng)根據(jù)所采用的摩擦型高強(qiáng)螺栓32的材料和直徑進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)螺紋孔沿縱橋向的布置間距根據(jù)每座橋梁的具體情況確定。

在本實(shí)用新型實(shí)施例中，螺紋孔的形成方法是將螺桿狀的模具安裝在新橋2的模板上，待新橋2的混凝土澆筑完畢后，取出模具便形成螺紋孔。

在本實(shí)用新型實(shí)施例中，新橋邊梁翼緣板21處預(yù)留的螺孔深度應(yīng)根據(jù)所采用的摩擦型高強(qiáng)螺栓32的材料和直徑進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)螺紋孔沿縱橋向的布置間距根據(jù)每座橋梁的具體情況確定。

在本實(shí)用新型實(shí)施例中，隔離層4的材料采用薄鋼板或油毛氈等，以保證將鑿除線8范圍內(nèi)的拼接段現(xiàn)澆層5與舊橋邊梁翼緣板11、新橋翼緣板相隔離即可。

本實(shí)用新型中所采用的Z形鋼板連接件3可保證新橋2主梁縱橋向變形不受舊橋1主梁的約束，減小拼寬后的新、舊橋梁產(chǎn)生的橫橋向彎曲變形，有利于減少拼寬后整體結(jié)構(gòu)的平面彎曲變形引起的舊橋支座橫橋向位移，避免舊橋支座發(fā)生剪切破壞，保證拼寬后橋梁的使用性能；Z形鋼板31和摩擦型高強(qiáng)螺栓32的使用可簡化新、舊橋梁拼寬構(gòu)造措施的建造程序、縮短施工周期、具有較好的經(jīng)濟(jì)效益；同時(shí)本構(gòu)造還具有建造方法簡單、施工周期短、施工成本低等眾多優(yōu)點(diǎn)，適用于各等級(jí)公路、城市道路橋梁拼寬施工，值得推廣。

本實(shí)用新型不局限于上述最佳實(shí)施方式，任何人在本實(shí)用新型的啟示下都可以得出其他各種形式的采用Z形鋼板連接件的橋梁拼寬構(gòu)造及其施工方法。凡依本實(shí)用新型申請(qǐng)專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本實(shí)用新型的涵蓋范圍。