一種預(yù)制節(jié)段式混凝土橋梁的底板連接構(gòu)造及其施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種預(yù)制節(jié)段式混凝土橋梁的底板連接構(gòu)造及其施工方法，屬于橋梁工程領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]橋梁的預(yù)制節(jié)段法施工是將梁體分成若干縱向節(jié)段，在預(yù)制廠預(yù)制后運(yùn)輸至橋位進(jìn)行組拼，為中等跨徑梁橋的一種施工方法。由于在工廠提前預(yù)制，對(duì)施工現(xiàn)場干擾小，施工速度比較快，梁體質(zhì)量容易得到控制，對(duì)橋長超過2公里的橋梁和城市高架橋梁尤為適用，近年來得到廣泛應(yīng)用，是未來橋梁建設(shè)的重要發(fā)展方向。
[0003]采用預(yù)制節(jié)段法施工時(shí)，其預(yù)制節(jié)段之間的接縫一般采用濕接縫和干接縫。濕接縫采用澆筑混凝土的方式連接，靠普通鋼筋連接，接縫連接性能好，但是混凝土養(yǎng)護(hù)周期長，致使工期長，費(fèi)用高；干接縫采用涂抹環(huán)氧膠再張拉預(yù)應(yīng)力連接，相拼接的腹板上有對(duì)應(yīng)的抗剪凸塊和凹槽。干接縫施工方便，加快了施工速度，節(jié)省工期，減少費(fèi)用，得到了大量的推廣。
[0004]但是采用干接縫時(shí)，由于主梁的縱向配筋在接縫區(qū)域不連續(xù)，能傳遞拉應(yīng)力和剪應(yīng)力的普通鋼筋在此處斷開，僅由接縫處設(shè)置的剪力鍵和預(yù)應(yīng)力鋼束來連接各個(gè)節(jié)段，且單個(gè)節(jié)段的長度較短，每一跨內(nèi)的接縫數(shù)量眾多，故節(jié)段間的接縫是結(jié)構(gòu)受力的薄弱環(huán)節(jié)，接縫的力學(xué)行為直接影響全橋的整體性能。如果處理不好，大氣中的水分和酸性成分會(huì)進(jìn)入接縫，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)耐久性能差；或者隨著道路上車流量的增加，及超載車輛的增多，會(huì)對(duì)節(jié)段之間的接縫造成損傷。一般表現(xiàn)形式是鉸縫底部首先開裂，削弱了節(jié)段之間的連接，接縫出現(xiàn)裂縫。雨水從橋面滲入接縫內(nèi)部，接縫傳力能力降低，各節(jié)段協(xié)同承載能力減弱，裂縫不斷向上開展，極易形成自下而上貫通的裂縫。當(dāng)達(dá)到一定程度時(shí)，節(jié)段之間會(huì)發(fā)生斷裂，并造成車輛隨同墜橋現(xiàn)象。因此，迫切需要一種預(yù)制節(jié)段式混凝土橋梁的底板連接構(gòu)造及其施工方法，用以增強(qiáng)主梁底部節(jié)段間的抗剪能力和抗拉能力，提高梁體的抗彎能力，并且延緩接縫底部的開裂。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足和問題，提供了一種預(yù)制節(jié)段式混凝土橋梁的底板連接構(gòu)造及其施工方法。沿相鄰的預(yù)制混凝土節(jié)段間的底板膠接縫布置有工字鋼，接縫兩側(cè)的底板卡入工字鋼的上、下翼緣板間，工字鋼由上翼緣板、下翼緣板和腹板組成，腹板豎直，而上翼緣板和下翼緣板水平，預(yù)制節(jié)段后端底板端面設(shè)置有與工字鋼腹板對(duì)應(yīng)的凹槽，混凝土節(jié)段前、后端的底板下表面也有與工字鋼下翼緣對(duì)應(yīng)的凹槽，底板膠接縫附近的所有工字鋼段對(duì)稱于底板沿橋梁縱向的對(duì)稱面。因只靠膠粘結(jié)提供的抗拉和抗剪能力很弱，使底板部位的連接不能為整個(gè)接縫截面提供大的抗剪和抗彎貢獻(xiàn)，在橋梁的使用過程中，隨著體外預(yù)應(yīng)力的松弛，在超載車輛的作用下，底板的下表面可能出現(xiàn)拉應(yīng)力，從而使膠接縫開裂。工字鋼的加入，增強(qiáng)了主梁底部節(jié)段間的抗剪能力和抗拉能力，提高了梁體的抗彎能力，并且延緩了接縫底部的開裂。即使出現(xiàn)裂縫，工字鋼也能夠有效地阻止裂縫向腹板上部擴(kuò)展，大幅度地提高結(jié)構(gòu)的耐久性和承載力。在特定的底板厚度情況下，可以直接使用型鋼中給定型號(hào)的工字鋼或Η型鋼，但大多數(shù)情況下，需要根據(jù)底板的設(shè)計(jì)厚度加工制作工字鋼。這里給出了工字鋼的概念含義和包含的范圍。接縫處該構(gòu)造的布置盡量滿足結(jié)構(gòu)對(duì)稱性的要求。該構(gòu)造的施工方法包括以下步驟，
步驟1:采用常規(guī)方法在預(yù)制場內(nèi)制作混凝土預(yù)制節(jié)段，每個(gè)節(jié)段前端和后端的底板下表面設(shè)置有與工字鋼下翼緣板對(duì)應(yīng)的凹槽，深度等于工字鋼下翼緣板厚度，預(yù)制節(jié)段后端底板端面設(shè)置有與工字鋼腹板對(duì)應(yīng)的凹槽，該一類凹槽深度方向沿橋梁的縱向，凹槽深度等于工字鋼腹板的厚度，凹槽的長度等于工字鋼腹板的長度。底部的凹槽是為了主梁下表面的統(tǒng)一和整齊美觀，預(yù)制節(jié)段時(shí)只需在對(duì)應(yīng)位置模板上放置與工字鋼下翼緣板為同一型號(hào)鋼板制作的墊塊即可。與工字鋼腹板對(duì)應(yīng)凹槽也是采用相同的方法，在常規(guī)模板上放置與工字鋼腹板等型號(hào)和大小的鋼板；
步驟2:制作工字鋼段的上翼緣板、下翼緣板與腹板，上翼緣板與腹板及腹板與下翼緣板間采用焊縫連接，將工字鋼段卡入混凝土節(jié)段的相應(yīng)凹槽，卡入前在工字鋼將與節(jié)段混凝土接觸的表面上涂抹粘結(jié)膠，待粘結(jié)膠固化并達(dá)到強(qiáng)度。本步驟說明了工字鋼節(jié)段的制作及粘貼到預(yù)制混凝土節(jié)段的相應(yīng)凹槽中的施工過程；
步驟3:在已拼裝的節(jié)段前端端面上涂抹粘結(jié)膠，同時(shí)在待起吊節(jié)段的相應(yīng)端面及將與混凝土接觸的工字鋼表面部分涂抹粘結(jié)膠，起吊并安裝，已安裝的混凝土節(jié)段前端的底板相應(yīng)部分卡入工字鋼的上、下翼緣板間，張拉體外預(yù)應(yīng)力。
[0006]進(jìn)一步地，工字鋼的上下翼緣板通過通長螺桿連接，相應(yīng)地施工方法中增加相應(yīng)的工作內(nèi)容，包括在混凝土節(jié)段的相應(yīng)位置預(yù)留通孔，及安裝相應(yīng)的連接上、下翼緣板的螺桿，及在通孔內(nèi)螺桿周圍的間隙內(nèi)壓注砂漿或化學(xué)膠等。用通長螺桿連接上下翼緣板，可加強(qiáng)工字鋼與混凝土節(jié)段端頭間的連接牢固程度，進(jìn)一步提高連接的抗剪能力和抗拉能力，從而提高主梁在接縫處的抗剪能力和抗彎能力。連通的螺桿操作簡單，對(duì)作業(yè)工人的技術(shù)要求低，質(zhì)量容易得到保證。此時(shí)，也可在工字鋼翼緣板位置設(shè)置預(yù)埋鋼板。
[0007]為增強(qiáng)所設(shè)置構(gòu)造中鋼材的抗腐蝕能力，可采用不銹鋼或耐候鋼。
[0008]也可在接縫兩側(cè)的底板上均預(yù)留對(duì)應(yīng)淺凹槽，從而使工字鋼對(duì)稱于接縫布置；也可將淺凹槽只預(yù)留在節(jié)段的前端端面底板上。采用這兩種方式的話，工字鋼與凹槽的粘結(jié)，及混凝土節(jié)段間的粘結(jié)可同時(shí)涂抹結(jié)構(gòu)膠。但工字鋼的相對(duì)高度不易控制，施工中不易定位。
[0009]也可使工字鋼的長度方向沿主梁的長度方向，對(duì)應(yīng)地在混凝土節(jié)段兩端底板上都需預(yù)留深槽，槽寬等于腹板厚度，用以卡住工字鋼的腹板。但底板上的縱向深縫，會(huì)削弱底板的抗扭能力和橫向抗彎能力。
[0010]本發(fā)明的構(gòu)造也可用于頂板，能提高接縫的抗剪能力和頂板的局部抗彎能力，但對(duì)主梁的抗彎能力無貢獻(xiàn)，而本發(fā)明的主要目的是提高主梁的抗彎能力，彌補(bǔ)接縫抗彎能力弱的不足。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的一種預(yù)制節(jié)段式混凝土橋梁的底板連接構(gòu)造及其施工方法具有以下有益效果:
1.橋梁的整體性能好，使接縫不再成為主梁的受力薄弱面，從而提高了梁體的抗剪和抗彎能力；
2.提高了底部抗拉能力，并且延緩了接縫底部的開裂。即使出現(xiàn)裂縫，連接鋼板也能夠有效地阻止裂縫的擴(kuò)展，大幅度地提高結(jié)構(gòu)的耐久性和承載力；
3.本發(fā)明不影響常規(guī)的節(jié)段拼裝，節(jié)段制作仍然利用常規(guī)的模板，費(fèi)用增加很少；
4.技術(shù)要求低，操作簡單，沒有增加施工難度，質(zhì)量容易保證。
【附圖說明】
[0012]圖1為實(shí)施例一中的過工字鋼