Z形橋頭搭板構(gòu)造及其施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種Z形橋頭搭板構(gòu)造及其施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]橋梁伸縮縫所帶來的跳車和由于伸縮縫損壞而產(chǎn)生的次生不利影響(如結(jié)構(gòu)的附加內(nèi)力、漏水對結(jié)構(gòu)的腐蝕等)是目前國內(nèi)外橋梁在實際營運中經(jīng)常會遇到的棘手問題。由于伸縮裝置造成的橋頭跳車不僅對橋梁和路面造成很大的沖擊作用，而且還會降低司機和乘客的行車舒適度。此外，隨著交通流量的日益增加，對伸縮縫裝置的維護與更換往往會造成嚴(yán)重的交通中斷，進而產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟損失。由此可見，解決橋梁伸縮縫帶來的一系列問題已是勢在必行。目前對于伸縮縫解決問題，通常有以下兩種思路:一是改良伸縮裝置，但是它并沒有徹底消除伸縮裝置的維護和更換問題，治標(biāo)不治本。二是通過減少橋面伸縮裝置或取消橋梁伸縮裝置，從根本上來解決伸縮裝置的問題。無縫橋是一種通過采用全整體式橋臺、連續(xù)的橋跨等方式取消橋梁全部伸縮裝置的結(jié)構(gòu)。其梁體由于溫度變形、混凝土收縮徐變等產(chǎn)生的伸縮量依靠全整體式橋臺及其下部粧基礎(chǔ)與臺后的路橋接縫構(gòu)造予以吸收。同一般有縫橋相比，無縫橋可降低橋梁的建設(shè)和維護費用，簡化橋梁的施工，改善橋梁的行駛性能，提高橋梁的耐久性和抗震性能。
[0003]對于傳統(tǒng)有縫橋梁而言，溫度荷載、混凝土收縮徐變等引起的主梁縱橋向脹縮變形可在伸縮縫完成。連接橋梁與相鄰路面的搭板主要用于克服臺后填土沉降引起的橋頭跳車問題。無縫橋由于取消橋臺處的伸縮裝置，其搭板與主梁聯(lián)為一體，除了要發(fā)揮有縫橋搭板的作用外，還要將一部分主梁縱橋向變形傳遞到相鄰道路接頭處(剛性路面)或道路中(柔性路面)。因此，搭板成為無縫橋結(jié)構(gòu)的重要構(gòu)造之一，一直受到工程師的重視，提出多種搭板形式，以適應(yīng)各種情況。根據(jù)縱橋向位移的傳遞方式可以分為兩類:傳遞型和吸納型。
[0004]傳遞型搭板將主梁縱橋向的一部分變形傳遞到搭板末端，又分為面板式和埋入式。面板式搭板是置于臺后填土上方，起路面結(jié)構(gòu)作用。面板式搭板在搭板與接線道路連接處需設(shè)置一個能適應(yīng)反復(fù)脹縮的脹縫，并需防止雨水進入縫中浸濕路基，是此類橋梁的一個薄弱環(huán)節(jié)。實橋中發(fā)現(xiàn)面板式搭板末端仍然會出現(xiàn)路基沉降和路面破損問題。雖然該問題與橋梁上的伸縮縫病害相比，其防治處理相對容易，但仍然是一個影響使用和推廣應(yīng)用的主要問題。此外，面板式搭板豎直方向上的剛度從搭板到接線路面存在較明顯的突變問題。埋入式搭板一般用于接線為柔性路面的情況，又可進一步劃分為平置式和斜置式兩種。平置埋入式搭板是將搭板全部等深度地埋到路面下。斜置埋入式搭板隨著搭板向接線路面靠近埋置深度不斷加大。工程實踐與研究發(fā)現(xiàn)埋入式搭板受主梁的縱橋向變形的作用，會在土中產(chǎn)生局部變形，使搭板末端附近地面產(chǎn)生沉降，從而降低了道路鋪裝層的平整度和使用者的舒適度，也影響了使用極限狀態(tài)。同時由于搭板的轉(zhuǎn)動，也會產(chǎn)生路面裂縫，特別是橋面與搭板連接處。此外，平置埋入式搭板豎直方向上的剛度從主梁到搭板存在較明顯的突變問題。
[0005]吸納型搭板采用很長的配筋混凝土板，或在搭板末端設(shè)置了強大的地梁，來阻止變形向接線路面的傳遞，還通過預(yù)先設(shè)置較密的鋸縫產(chǎn)生的微小裂縫寬度變化來吸納主梁傳遞來的縱橋向變形。吸納型搭板主要通過允許限值范圍內(nèi)的裂縫開展，從而吸收主梁傳遞來的縱橋向變形。然而，當(dāng)橋梁較長時，它需要較長的搭板。同時，工程師常對有裂縫的搭板的耐久性存在疑慮，推廣應(yīng)用有一定的難度。無縫橋中搭板的研究是極其重要的，搭板設(shè)計成為影響無縫橋建設(shè)推廣的關(guān)鍵問題之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]鑒于現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種Z形橋頭搭板構(gòu)造及其施工方法，不僅能夠解決現(xiàn)有搭板存在的剛度突變問題，而且還可以根據(jù)需要進行調(diào)整，以適應(yīng)不同橋梁的需要，具有較好的應(yīng)用適用性。
[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種Z形橋頭搭板構(gòu)造，包括設(shè)置在臺后填土上的Z形搭板主體，所述Z形搭板主體包含從上到下依次連接的上板、斜板以及下板，所述上板遠離斜板的端部與橋梁主梁沿縱橋向連接。
[0008]優(yōu)選的，所述上板的下方、所述斜板的近臺側(cè)、所述下板的下方均填筑有臺后填土，所述斜板的遠臺側(cè)、所述下板的上方以及下板遠離斜板的端部均填筑有接線路面的基層填土。
[0009]優(yōu)選的，所述上板與其下方的臺后填土之間設(shè)置有滑移材料，所述斜板與其近臺側(cè)的臺后填土之間設(shè)置有滑移材料，所述斜板與其遠臺側(cè)的接線路面的基層填土之間設(shè)置有滑移材料，所述下板與其下方的臺后填土之間設(shè)置有滑移材料，所述下板與其上方、以及下板遠離斜板的端部與接線路面的基層填土之間均設(shè)置有滑移材料。
[0010]優(yōu)選的，所述上板與斜板組成角度為大于0°且小于180°的角，所述下板與斜板組成角度為大于0°且小于180°的角。
[0011]優(yōu)選的，所述Z形搭板主體為現(xiàn)場澆筑構(gòu)件或預(yù)制構(gòu)件。
[0012]—種Z形橋頭搭板構(gòu)造的施工方法，包括上述所述的任一種Z形橋頭搭板構(gòu)造，并按以下步驟進行:
(1)首先開挖臺后填土基坑，按照Z形橋頭搭板本體的形狀填筑臺后填土，所述臺后填土的上表面呈Z形狀；
(2)接著沿臺后填土的上表面布置至少一層滑移材料，所述滑移材料整體上表面呈與Z形橋頭搭板本體下表面相吻合的Z形狀；
(3)再接著在所述滑移材料上布置模板和鋼筋，現(xiàn)場澆筑混凝土，形成Z形橋頭搭板本體，或?qū)㈩A(yù)制好的Z形橋頭搭板本體直接放置于所述滑移材料的上方，其中上板遠離斜板的端部經(jīng)連接鋼筋與橋梁主梁沿縱橋向連接；
(4)然后在所述斜板的遠臺側(cè)布置至少一層滑移材料，在所述下板的上方以及下板遠離斜板的端部均布置至少一層滑移材料；
(5)最后在所述斜板的遠臺側(cè)、下板的上方所布置的滑移材料上方填筑接線路面的基層填土，在所述下板遠離斜板的端部所布置的滑移材料外側(cè)填筑接線路面的基層填土，完成接線道路施工。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果: (1)本發(fā)明通過Z形搭板主體在豎直方向的剛度從主梁、上板、斜板、下板到接線路面逐漸變化，解決現(xiàn)有搭板存在的剛度突變問題；本發(fā)明中的Z形搭板主體對于主梁縱橋向膨脹變形的約束剛度大，而收縮變形的約束剛度小，有利于(鋼筋和預(yù)應(yīng)力)混凝土主梁的受力(前者產(chǎn)生附加壓力，后者產(chǎn)生附加拉力)，而混凝土主梁是我國梁橋的主要結(jié)構(gòu)形式；本發(fā)明中的Z形搭板主體吸納與傳遞主梁縱橋向變形的方式介于傳遞型搭板與吸納型搭板之間，既增大了約束剛度，又不需要太長的搭板和過多的預(yù)裂縫；本發(fā)明中的Z形搭板主體可根據(jù)需要進行調(diào)整，以適應(yīng)不同橋梁的需要，因而具有較好的應(yīng)用適用性，可以廣泛適用于橋梁領(lǐng)域，特別是無縫橋梁；
(2)本發(fā)明中的Z形搭板主體可以看成是面板式、斜置埋入式和平置埋入式搭板的組合。當(dāng)Z形搭板主體的斜板和下板長度等零時，Z形搭板主體就退化成面板式搭板；當(dāng)Z形搭板主體的上板和下板長度等零時，Z形搭板主體就退化成斜置埋入式搭板；當(dāng)Z形搭板主體的上板和斜板長度等零時，Z形搭板主體就退化成平置埋入式搭板；當(dāng)斜板與水平面相垂直時，斜板變?yōu)樨Q直板，類似內(nèi)部消化型搭板中的地梁；當(dāng)斜板與水平面相平行時，則成為面板式搭