一種基于鋼橫隔板連接的裝配式板橋的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及裝配式板橋制造【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種基于鋼橫隔板連接的裝配式板橋，上部結(jié)構(gòu)包括預(yù)制板（1）、預(yù)制板間的鉸縫（2）和整體化鋪裝層（3），各預(yù)制板（1）內(nèi)橫向設(shè)置有鋼橫隔板（5），所述鋼橫隔板（5）側(cè)部由預(yù)制板（1）側(cè)部伸入鉸縫（2），以連接相鄰的預(yù)制板。該結(jié)構(gòu)不僅受力合理，強(qiáng)度高，有效避免裝配式板橋病害的產(chǎn)生，而且結(jié)構(gòu)簡單，易于工廠批量生產(chǎn)和現(xiàn)場施工。
【專利說明】一種基于鋼橫隔板連接的裝配式板橋
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及裝配式板橋制造【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種基于鋼橫隔板連接的裝配式板橋。
【背景技術(shù)】
[0002]裝配式空心板梁橋是一種最為常見的橋梁形式，其結(jié)構(gòu)簡單、施工簡便、造價(jià)低廉，一直是橋梁設(shè)計(jì)人員在中、小橋設(shè)計(jì)中首選橋型。由于裝配式的板橋自身結(jié)構(gòu)構(gòu)造設(shè)計(jì)的原因，連接預(yù)制板間的鉸縫經(jīng)常出現(xiàn)病害，鉸縫病害發(fā)展到一定程度會導(dǎo)致單板受力現(xiàn)象。單板受力危害很大，不但可以引起主梁病害，還可引起橋梁附屬設(shè)施的病害，比如造成鋪裝層反射裂縫，形成橋面錯(cuò)臺等，最終影響到橋梁的適用性和耐久性，甚至危及行車的安全。因此，國家每年都不得不投入巨資對大量裝配式板梁橋進(jìn)行維修加固。
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)中，早期根據(jù)“鉸接板法”假定裝配式板橋鉸縫只傳遞剪力，鉸縫尺寸可做得比較小，其開口形狀有圓形、菱形、漏斗形等形式。鉸接板法是將鉸縫看作鉸來傳遞荷載，假定鉸縫只傳遞豎向剪力，且鉸縫內(nèi)產(chǎn)生正弦分布鉸接力。鉸縫內(nèi)假定產(chǎn)生正弦分布力對計(jì)算裝配式簡支板梁橋荷載橫向分布時(shí)其安全性是足夠的，但是在計(jì)算車輪荷載作用下鉸縫豎向剪力時(shí)會大大低估鉸縫局部的剪應(yīng)力。經(jīng)過十余年的運(yùn)營,小鉸縫橋梁病害十分明顯，單板受力特別嚴(yán)重。
[0004]從20世紀(jì)90年代開始，裝配式板橋設(shè)計(jì)采用了單一的深鉸縫構(gòu)造，注重通過鉸縫鋼筋的配置來改善鉸縫的受力。交通部2008年出版的裝配式板橋通用圖中采用的是漏斗型深鉸縫形式，這種鉸縫企口尺寸較大，縫內(nèi)混凝土可以相對得到更充分的振搗，同時(shí)在縫內(nèi)增加了抗剪鋼筋。鉸縫鋼筋包括預(yù)制板鉸縫底部預(yù)留鋼筋(10)，預(yù)制板頂部預(yù)留鋼筋
(11)，鉸縫抗剪鋼筋(12)，鉸縫縱筋(13)，預(yù)制板頂部預(yù)留鋼筋(11)與橋面鋪裝層鋼筋綁扎，鋼筋構(gòu)造圖如圖廣圖4所示。大鉸縫使鉸縫抗剪能力得到了滿足，但卻增大了鉸縫的橫向抗彎剛度，鉸縫處的橫向彎矩作用變得不能被忽略。較大的橫向彎矩使得鉸縫與預(yù)制板混凝土接觸面之間首先開裂。雖然鉸縫構(gòu)造鋼筋得到了加強(qiáng)，但是未從根本上解決鉸縫易壞問題。
[0005]在現(xiàn)有技術(shù)中，實(shí)用新型專利《預(yù)應(yīng)力空心板梁鉸縫連接件》為了克服鉸縫內(nèi)兩側(cè)梁體預(yù)埋連接鋼筋抗拉和抗剪能力偏弱，且鋼筋在綁扎或焊接上施工困難的問題，采用在空心板側(cè)壁上預(yù)埋若干帶孔的長鋼板的做法。這種方法雖然提高了鉸縫的抗剪強(qiáng)度及結(jié)合面粘結(jié)強(qiáng)度，但同樣沒有從根本上解決問題，只是將問題轉(zhuǎn)移了。在實(shí)際存在的較大橫向彎矩作用下，即使鉸縫橫向抗彎能力得到加強(qiáng)能夠滿足要求，但預(yù)制板的橫向抗彎能力就會變得比較突出，將成為主要矛盾，且這種構(gòu)造增加了施工的難度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于鋼橫隔板連接的裝配式板橋，該結(jié)構(gòu)不僅受力合理，強(qiáng)度高，有效避免裝配式板橋病害的產(chǎn)生，而且結(jié)構(gòu)簡單，易于工廠批量生產(chǎn)和現(xiàn)場施工。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種基于鋼橫隔板連接的裝配式板橋，上部結(jié)構(gòu)包括預(yù)制板(I)、預(yù)制板間的鉸縫(2)和整體化鋪裝層(3)，各預(yù)制板(I)內(nèi)橫向設(shè)置有鋼橫隔板(5)，所述鋼橫隔板(5)側(cè)部由預(yù)制板(I)側(cè)部伸入鉸縫(2)，以連接相鄰的預(yù)制板。
[0008]進(jìn)一步的，所述鋼橫隔板(5)上沿厚度方向開設(shè)有貫穿孔(6)，所述鋼橫隔板(5)邊緣處沿厚度方向開設(shè)有貫穿凹槽(7 )。
[0009]進(jìn)一步的，所述貫穿孔(6)或貫穿凹槽(7)內(nèi)貫穿有混凝土或鋼筋或預(yù)應(yīng)力鋼束。
[0010]進(jìn)一步的，所述貫穿孔(6)或貫穿凹槽(7)兩兩之間的凈距離不小于20mm。
[0011]進(jìn)一步的，所述鋼橫隔板(5)伸入鉸縫(2)的部分開設(shè)有連接通孔(8)，所述連接通孔內(nèi)(8)貫穿有縱向鋼筋(9)。
[0012]進(jìn)一步的，所述鋼橫隔板(5)伸入鉸縫(2)的部分開設(shè)的連接通孔(8)數(shù)多于I個(gè)時(shí)，所述連接通孔(8)沿鉸縫(2)高度方向豎向布置。
[0013]進(jìn)一步的，在橫橋向組成的一道用于連接預(yù)制板(I)的鋼橫隔板(5)中，兩相鄰預(yù)制板(I)上的鋼橫隔板(5)在鉸縫(2)內(nèi)交錯(cuò)布置。
[0014]進(jìn)一步的，兩相鄰預(yù)制板(I)上交錯(cuò)相鄰的鋼橫隔板(5)之間的凈距離為10mnT50mmo
[0015]進(jìn)一步的，鋼橫隔板(5)混凝土凈保護(hù)層不小于30mm。
[0016]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的有益效果是:可發(fā)揮裝配式板橋施工方便、大批量工廠化集中預(yù)制、施工速度快等優(yōu)點(diǎn)，又可避免裝配式板橋鉸縫易損壞，導(dǎo)致單板受力等現(xiàn)象的產(chǎn)生，從根本上改變這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的缺陷。裝配式板橋采用開孔鋼橫隔板連接各預(yù)制板，相當(dāng)于給裝配式板橋裝上了類似于裝配式T梁橋的橫隔板，可有效起到橫向分布的作用。此外，預(yù)制板內(nèi)的鋼橫隔板在滿足受力要求情況下沿厚度方向開設(shè)有貫穿孔或貫穿凹槽，從而保證了預(yù)制板混凝土的連通性，增加了預(yù)制板的整體性。預(yù)制板內(nèi)的縱向鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼筋可以從孔中穿過，特別在鋼橫隔板的邊緣處開設(shè)的貫穿凹槽可方便鋼筋安裝。當(dāng)鉸縫內(nèi)的橫隔板開I個(gè)孔時(shí)，孔內(nèi)貫穿粗鋼筋，適用于中、淺型鉸縫，從而形成有效的鉸結(jié)構(gòu)，受力模式更加接近鉸接板梁法基本假定，該鉸結(jié)構(gòu)為鋼混組合結(jié)構(gòu)提高了鉸結(jié)構(gòu)的抗剪強(qiáng)度。當(dāng)鉸縫內(nèi)的橫隔板開I個(gè)孔以上時(shí)，開孔沿鉸縫深度豎向排列，孔內(nèi)貫穿粗鋼筋，適用于中、深鉸縫，通過鋼板連接提高了裝配式板橋橫向抗彎強(qiáng)度和豎向抗剪強(qiáng)度。因此，本實(shí)用新型鋼橫隔板的設(shè)置，從結(jié)構(gòu)構(gòu)造上克服了裝配式板橋的缺陷，從而可避免鉸縫病害的產(chǎn)生。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中裝配式空心板鋼筋構(gòu)造示意圖。
[0018]圖2是現(xiàn)有技術(shù)中裝配式空心板鉸縫鋼筋構(gòu)造示意圖。
[0019]圖3是現(xiàn)有技術(shù)中裝配式實(shí)心板鋼筋構(gòu)造示意圖。
[0020]圖4是現(xiàn)有技術(shù)中裝配式實(shí)心板鉸縫鋼筋構(gòu)造示意圖。
[0021]圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例一的平面示意圖。[0023]圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖8是本實(shí)用新型實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖9是本實(shí)用新型實(shí)施例四的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]本實(shí)用新型基于鋼橫隔板連接的裝配式板橋，如圖5所示，上部結(jié)構(gòu)包括預(yù)制板
1、預(yù)制板間的鉸縫2和整體化鋪裝層3，各預(yù)制板I內(nèi)橫向設(shè)置有鋼橫隔板5，所述鋼橫隔板5側(cè)部由預(yù)制板I側(cè)部伸入鉸縫2，以連接相鄰的預(yù)制板。
[0027]所述鋼橫隔板5上沿厚度方向開設(shè)有貫穿孔6，所述鋼橫隔板5邊緣處沿厚度方向開設(shè)有貫穿凹槽7。所述貫穿孔6或貫穿凹槽7內(nèi)貫穿有混凝土或鋼筋4或預(yù)應(yīng)力鋼束。所述貫穿孔6或貫穿凹槽7兩兩之間的凈距離不小于20mm。
[0028]所述鋼橫隔板5伸入鉸縫2的部分開設(shè)有連接通孔8，所述連接通孔內(nèi)8貫穿有縱向鋼筋9。所述鋼橫隔板5伸入鉸縫2的部分開設(shè)的連接通孔8數(shù)多于I個(gè)時(shí)，所述連接通孔8沿鉸縫2高度方向豎向布置，且在預(yù)制板I內(nèi)的鋼橫隔板5形狀與預(yù)制板I相對應(yīng)。
[0029]在橫橋向組成的一道用于連接預(yù)制板I的鋼橫隔板5中，兩相鄰預(yù)制板I上的鋼橫隔板5在鉸縫2內(nèi)交錯(cuò)布置。兩相鄰預(yù)制板I上交錯(cuò)相鄰的鋼橫隔板5之間在順橋向的凈距離為IOmm?50mm。
[0030]鋼橫隔板5混凝土凈保護(hù)層不小于30_?；炷羶舯Ｗo(hù)層指混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件中最外側(cè)鋼橫隔板邊緣至構(gòu)件表面范圍用于保護(hù)鋼橫隔板的混凝土。
[0031]下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0032]圖5?圖9示出了本實(shí)用新型的四個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。
[0033]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖5所示，本實(shí)用新型的裝配式板橋上部結(jié)構(gòu)包括預(yù)制板1、預(yù)制板間的鉸縫2、整體化鋪裝層3。為了提高預(yù)制板間鉸縫連接處的承載力，提高裝配式板橋的整體性，并使裝配式板橋的受力模式與現(xiàn)行的設(shè)計(jì)方法鉸接板梁法相接近，使鉸縫形成有效的鉸結(jié)構(gòu)，在裝配式板橋預(yù)制板內(nèi)橫橋向設(shè)置不少于一道開孔鋼橫隔板5，由預(yù)制板I伸入鉸縫2內(nèi)的鋼橫隔板5開設(shè)有連接通孔8，孔中貫穿粗鋼筋9進(jìn)行預(yù)制板間連接。由于在鉸縫混凝土中采用開孔鋼板貫通鋼筋進(jìn)行連接，孔內(nèi)混凝土和粗鋼筋具有很大的銷栓作用，即可提高鉸縫的抗剪強(qiáng)度，又可在橫橋向受力形成以粗鋼筋為轉(zhuǎn)軸的鉸結(jié)構(gòu)。由于鉸縫空間較小，在保證保護(hù)層或安裝誤差的前提下，鉸縫內(nèi)的鋼板外形尺寸盡量做得大些，以增強(qiáng)連接結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
[0034]用于橫向連接的鋼橫隔板5在預(yù)制板I內(nèi)沿厚度方向開設(shè)貫穿孔6，在鋼橫隔板5邊緣處沿厚度方向開設(shè)貫穿凹槽7，一方面保證預(yù)制板內(nèi)縱向鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼筋從孔中穿過，另一方面增加預(yù)制梁混凝土的連通性，不因?yàn)樵O(shè)置了鋼橫隔板而影響預(yù)制梁的整體性。貫穿孔6設(shè)置在鋼板的內(nèi)部，貫穿凹槽7設(shè)置在鋼板的邊緣，在鋼板的邊緣形成鋸齒形，并可以有利于預(yù)制板縱向鋼筋的安裝，另外可以實(shí)現(xiàn)鋼橫隔板有效保護(hù)層厚度。
[0035]本實(shí)用新型中的預(yù)制板宜采用現(xiàn)行技術(shù)中交通部2008出版的裝配式板橋通用圖的結(jié)構(gòu)構(gòu)造，這樣可以應(yīng)用現(xiàn)有技術(shù)，減少設(shè)計(jì)費(fèi)用。因?yàn)楝F(xiàn)行技術(shù)通用圖均為大鉸縫設(shè)計(jì)，可以在標(biāo)準(zhǔn)圖基礎(chǔ)上改變鉸縫高度，并相應(yīng)改變鉸縫附近的配筋，本實(shí)用新型就是一例，鉸縫最大寬度處位于板中心位置附近。[0036]邊板開孔鋼橫隔板可按中板開孔鋼橫隔板5的一半設(shè)置。
[0037]圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例一的平面示意圖，由相鄰預(yù)制板伸出的鋼橫隔板在鉸縫內(nèi)交錯(cuò)布置，兩個(gè)相對應(yīng)連接鋼板盡量貼在一起，但考慮施工誤差，安裝方便，凈距離控制在10mnT50mm。鋼橫隔板道數(shù)的選擇可根據(jù)跨徑大小設(shè)計(jì)，如設(shè)置一道鋼橫隔板，需要設(shè)置在橋梁的跨中，如設(shè)置3道鋼橫隔板，分別設(shè)置在L/4、L/2、3L/4。以此類推采用加密布置。當(dāng)布置較多道時(shí)，也可以采用等間距布置。
[0038]圖7所示的是本實(shí)用新型的另一種裝配式板橋橫向連接構(gòu)造，該連接構(gòu)造在預(yù)制板內(nèi)部與圖5所示結(jié)構(gòu)相同，主要區(qū)別在于在鉸縫內(nèi)豎向設(shè)置不少于兩個(gè)孔，這樣的結(jié)構(gòu)在橫橋向受力時(shí)不是鉸結(jié)構(gòu)，可以有效的抵抗橫橋向彎矩作用。在現(xiàn)有技術(shù)中，采用的方案雖然增強(qiáng)了鉸縫的橫向抗彎剛度，但會使矛盾轉(zhuǎn)移，預(yù)制板橫向抗彎剛度不足將成為結(jié)構(gòu)破壞的主要因素。而本實(shí)用新型采用的用于連接的鋼橫隔板在橫橋向是連續(xù)的，鋼橫隔板在預(yù)制板內(nèi)連續(xù)通過，橫向抗彎剛度通過鋼板傳遞，所以不會對預(yù)制板本身橫向受力有較大影響。從而達(dá)到增強(qiáng)配裝式板橋橫向整體性的目的。
[0039]圖8所示結(jié)構(gòu)與圖5相類似，只是在預(yù)制板內(nèi)開孔鋼橫隔板去掉了下部分，這樣可節(jié)省鋼材，另外更好的保證受拉區(qū)混凝土的整體性，由于橫隔板面積減少，更加減少了與普通鋼筋或預(yù)應(yīng)力鋼筋沖突，有利于施工。
[0040]圖9所示結(jié)構(gòu)是在圖8基礎(chǔ)上，去掉了預(yù)制板頂部鋼板中間部分，一個(gè)預(yù)制板內(nèi)的開孔鋼橫隔板一分兩半，這種構(gòu)造會進(jìn)一步達(dá)到節(jié)省鋼材的目的。
[0041]以上是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，凡依本實(shí)用新型技術(shù)方案所作的改變，所產(chǎn)生的功能作用未超出本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍時(shí)，均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種基于鋼橫隔板連接的裝配式板橋，上部結(jié)構(gòu)包括預(yù)制板(I)、預(yù)制板間的鉸縫(2)和整體化鋪裝層(3)，其特征在于:各預(yù)制板(I)內(nèi)橫向設(shè)置有鋼橫隔板(5)，所述鋼橫隔板(5)側(cè)部由預(yù)制板(I)側(cè)部伸入鉸縫(2)，以連接相鄰的預(yù)制板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于鋼橫隔板連接的裝配式板橋，其特征在于:所述鋼橫隔板(5)上沿厚度方向開設(shè)有貫穿孔(6)，所述鋼橫隔板(5)邊緣處沿厚度方向開設(shè)有貫穿凹槽(7)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于鋼橫隔板連接的裝配式板橋，其特征在于:所述貫穿孔(6)或貫穿凹槽(7)內(nèi)貫穿有混凝土或鋼筋或預(yù)應(yīng)力鋼束。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于鋼橫隔板連接的裝配式板橋，其特征在于:所述貫穿孔(6)或貫穿凹槽(7)兩兩之間的凈距離不小于20mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于鋼橫隔板連接的裝配式板橋，其特征在于:所述鋼橫隔板(5)伸入鉸縫(2)的部分開設(shè)有連接通孔(8)，所述連接通孔內(nèi)(8)貫穿有縱向鋼筋(9)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于鋼橫隔板連接的裝配式板橋，其特征在于:所述鋼橫隔板(5)伸入鉸縫(2)的部分開設(shè)的連接通孔(8)數(shù)量多于I個(gè)時(shí)，所述連接通孔(8)沿鉸縫(2)高度方向豎向布置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于鋼橫隔板連接的裝配式板橋，其特征在于:在橫橋向組成的一道用于連接預(yù)制板(I)的鋼橫隔板(5)中，兩相鄰預(yù)制板(I)上的鋼橫隔板(5)在鉸縫(2)內(nèi)交錯(cuò)布置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于鋼橫隔板連接的裝配式板橋，其特征在于:兩相鄰預(yù)制板(I)上交錯(cuò)相鄰的鋼橫隔板(5)之間的凈距離為10mnT50mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于鋼橫隔板連接的裝配式板橋，其特征在于:鋼橫隔板(5)混凝土凈保護(hù)層不小于30mm。
【文檔編號】E01D21/00GK203530829SQ201320679556
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月31日
【發(fā)明者】趙秋, 陳寶春 申請人:福州大學(xué)