一种带开孔钢板的铰缝构造及其施工方法
【专利摘要】本发明涉及一种带开孔钢板的装配式空心板桥铰缝构造及其施工方法，包括预制空心板、铰缝及开孔钢板，所述预制空心板制作时先埋设钢板，所述开孔钢板焊接在预埋钢板上，所述铰缝中布置交叉钢筋及纵向钢筋，所述铰缝采用普通混凝土或者微膨胀混凝土。本发明中的开孔钢板能够有效地限制并阻止空心板与铰缝结合面的裂缝由底部向上拓展，提高铰缝构造传递荷载能力及使用寿命，且降低维护成本，施工简便，克服了目前国内装配式空心板桥铰缝结合面构造钢筋凿出困难、受力不明确、实际应用中易出现病害的缺点。
【专利说明】一种带开孔钢板的铰缝构造及其施工方法
[0001]
【技术领域】
[0002]本发明涉及一种带开孔钢板的铰缝构造及其施工方法，属于土木建筑【技术领域】。【背景技术】
[0003]据有关资料表明，截止2010年装配式空心板梁桥在我国公路桥梁系统中所占的比例达到了 64%。这类桥梁具有建筑高度低、便于预制、设计及施工简便等优点。装配式空心板桥通过现浇混凝土企口缝构造来实现荷载的横向分布，防止单根梁受力过大。通过对正在运营的装配式空心板桥进行现场调查发现，由于设计、施工及运营阶段的诸多原因铰缝底部渗水泛白、底部砂浆脱落、纵向开裂等铰缝病害称为这类桥梁的主要病害形式。随着铰缝病害的不断发展，铰缝构造逐步丧失横向传递荷载的能力，最终导致单板受力的现象出现，对装配式空心板桥寿命及行车安全造成巨大威胁。
[0004]国内目前针对铰缝的加固和改进措施大致可以分成两类:一是横向整体性能的提升，二是铰缝构造的改进。横向整体性能的提升主要有两种方法:(1)横向预应力钢束。在跨中及端部设置体外预应力钢束或者在跨中设置一道横隔梁并在梁内穿预应力钢束，该措施涉及到预应力施工工艺，操作上相对复杂。此外根据美国的装配式空心板桥相关资料，采用横向预应力的措施后还是会有诸如桥面纵向开裂、铰缝底部渗水泛白等病害出现；(2)在铰缝两侧相邻的空心板底部植入锚栓来设置连接钢板或者连接钢筋，或是通过预埋角钢并实施焊接，使得相邻板之间的变形协调、一致。这类措施会导致空心板底部出现纵向裂缝且会在一定程度下影响 桥下净空。铰缝构造的改进集中在三类措施:(I)将铰缝内普遍采用的交叉钢筋用近似尖端椭圆状的箍筋代替，这类措施在施工上难度较大且力学理念不清晰；(2)在铰缝侧壁预埋一段带孔长钢板，这类措施在施工时钢板下侧的铰缝混凝土施工时会存在浇捣困难，且由于其并未通长设置，对结合面裂缝的限制作用较为有限；(3)结合面布置构造钢筋。这些构造钢筋在预制时均需要先紧贴侧模，在拆模后需要扳出。若钢筋与侧模贴合不紧密则会造成钢筋埋入混凝土的现象，使得钢筋难以被发现并造成难以弯出或根本无法弯出，即使可以找出铰缝钢筋的具体位置，需将混凝土凿除后才能弯出，工作量和工作强度较大。
[0005]结合目前的现场调查、试验研究和有限元分析结果可知，装配式空心板桥的空心板与铰缝的结合面是其薄弱环节。研究表明在外荷载不断增加的情况下，空心板与铰缝结合面从底部开裂，并沿着结合面不断向上拓展，最终形成通缝。
【发明内容】
[0006]为了克服目前国内铰缝构造的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种带开孔钢板的铰缝构造，提高采用这种新型铰缝构造的装配式空心板桥横向连接的可靠性和耐久性。[0007]为了实现上述目的，本发明的技术方案是:一种带开孔钢板的铰缝构造，所述预制空心板制作时先埋设钢板，所述开孔钢板焊接在预埋钢板上，所述铰缝中布置交叉钢筋及纵向钢筋，所述铰缝采用普通混凝土或者微膨胀混凝土。
[0008]进一步的，所述的预制空心板在制作时按照设计位置将预埋钢板与箍筋焊接，可使预埋钢板焊接侧的中点置于空心板与铰缝上、下部结合面的交界点处。
[0009]进一步的，所述预制空心板在拆除模板后将预埋钢板预埋钢板外露面的浮浆清除，并清扫干净。
[0010]进一步的，所述开孔钢板宽度宽度为b，在钢板的非焊接侧上开设半径为b/2、纵向间距为b的半圆孔，钢板沿着纵桥向的长度接近空心板预制长度或与预制长度相同。
[0011]进一步的，所述铰缝内沿纵桥向布置间距为15 — 30cm的交叉钢筋及在交叉钢筋底部的纵向钢筋。
[0012]同时，本发明还提供一种带开孔钢板的铰缝构造的施工方法，按以下步骤进行:
(I)在预制空心板制作时，将预埋钢板按照设计位置焊接在箍筋上，可使预埋钢板焊接侧的中点置于空心板与铰缝上、下部结合面的交界点处；(2)拆除模板后将将预埋钢板预埋钢板外露面的浮浆清除，并清扫干净；(3)将开孔钢板焊接侧焊接在预埋钢板外露面的中点位置；(4)将铰缝纵向受力钢筋与交叉钢筋绑扎成形后放入铰缝，并浇筑铰缝混凝土。
[0013]进一步的，在步骤(3)中，所述开孔钢板的宽度为b，在钢板的非焊接侧上开设半径为b/2、纵向间距为b的半圆孔，钢板沿着纵桥向的长度接近空心板预制长度或与预制长度相问。
[0014]进一步的，在步骤(4)中，所述交叉钢筋纵桥向间距为15 — 30cm，所述的铰缝纵向受力钢筋放置在交叉钢筋底部；所述混凝土为普通混凝土或者微膨胀混凝土，并采取一定的措施保证混凝土密实。
[0015]由以上可知，本发明作为一种带开孔钢板的铰缝构造及其施工方法，能够有效地限制并阻止结合面裂缝向上拓展，提高铰缝构造传递荷载能力及使用寿命，且降低维护成本，施工简便，克服了目前国内装配式空心板桥铰缝结合面构造钢筋凿出困难、受力不明确、实际应用中易出现病害的缺点。
[0016]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本发明实施例的主视图。
[0018]图2为开孔钢板俯视图。
[0019]图3为预埋钢板剖面图。
[0020]图中1-预制空心板，2-铰缝，3-空心板箍筋，4-开孔钢板，5-预埋钢板，6_交叉钢筋，7-铰缝纵向受力钢筋，1-1空心板与铰缝上、下部结合面的交界点处，4-1开孔钢板焊接侧，4-2开孔钢板非焊接侧，5-1预埋钢板焊接侧，5-2预埋钢板外露面。
【具体实施方式】
[0021]如图1-3所示，一种带开孔钢板的铰缝构造，包括包括预制空心板1、铰缝2、开孔钢板4和预埋钢板5，所述预制空心板I在制作时先埋设预埋钢板5，所述开孔钢板4焊接在预埋钢板5上，所述铰缝2中布置交叉钢筋6及纵向钢筋7，所述铰缝2采用普通混凝土或者微膨胀混凝土。
[0022]在本实施例中，所述预制空心板I在制作时，将预埋钢板5的焊接侧5-1焊接在箍筋3上，可使预埋钢板焊接侧5-1的中点置于空心板与铰缝上、下部结合面的交界点处1-1。所述的预制空心板I在拆除模板后将预埋钢板5的外露面5-2表面的浮浆清除，并清扫干净。所述的开孔钢板4的焊接侧4-1焊接在预埋钢板外露面5-2的中点位置。所述的铰缝2中布置沿着纵桥向间距为15 — 30cm的交叉钢筋6及放置在交叉钢筋6底部的铰缝纵向受力钢筋7。
[0023]如图1一3所示，一种带开孔钢板的铰缝构造施工方法，按以下步骤进行:
(O在预制空心板I制作时，将预埋钢板5的焊接侧5-1按照设计位置焊接在箍筋3上，可使预埋钢板焊接侧5-1的中点置于空心板与铰缝上、下部结合面的交界点处1-1 ；
(2)拆除模板后将钢板5的外露面5-2表面的浮浆清除，并清扫干净；
(3)将开孔钢板4的焊接侧4-1焊接在预埋钢板外露面5-2的中点位置；
(4)将铰缝纵向受力钢筋7与交叉钢筋6绑扎成形后放入铰缝2，并浇筑铰缝混凝土。
[0024]在本实施例中，步骤(3)中所述开孔钢板4的宽度为b，在钢板的非焊接侧4-2上开设半径为b/2、纵向间距为b的半圆孔。步骤(4)中所述交叉钢筋6纵桥向间距为15—30cm,所述的铰缝纵向受力钢筋7放置在交叉钢筋6底部；所述混凝土为普通混凝土或者微膨胀混凝土，并采取一定的措施保证混凝土密实。
[0025]本发明不局限于上述的最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可以得出其他各种形式的装配式空心板桥铰缝构造。凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
【权利要求】
1.一种带开孔钢板的铰缝构造，包括预制空心板、铰缝、开孔钢板，其特征在于:所述预制空心板制作时先埋设钢板，所述开孔钢板焊接在预埋钢板上，所述铰缝中布置交叉钢筋及纵向钢筋，所述铰缝采用普通混凝土或者微膨胀混凝土。
2.根据权利要求1所述的一种带开孔钢板的铰缝构造，其特征在于:所述预制空心板在制作时按照设计位置将预埋钢板与箍筋焊接，可使预埋钢板焊接侧的中点置于空心板与铰缝上、下部结合面的交界点处。
3.根据权利要求1所述的一种带开孔钢板的铰缝构造，其特征在于:所述预制空心板在拆除模板后将预埋钢板外露面的浮浆清除，并清扫干净。
4.根据权利要求1所述的一种带开孔钢板的铰缝构造，其特征在于:所述开孔钢板宽度宽度为b，在钢板的非焊接侧上开设半径为b/2、纵向间距为b的半圆孔，钢板沿着纵桥向的长度接近空心板预制长度或与预制长度相同。
5.根据权利要求1所述的一种带开孔钢板的铰缝构造，其特征在于:所述铰缝内沿纵桥向布置间距为15 — 30cm的交叉钢筋及在交叉钢筋底部的纵向钢筋。
6.一种带开孔钢板的铰缝构造的施工方法，其特征在于，按以下步骤进行: (1)在预制空心板制作时，将预埋钢板焊接在箍筋上，可使预埋钢板焊接侧的中点置于空心板与铰缝上、下部结合面的交界点处； (2)拆除模板后将预埋钢板外露面的浮浆清楚，并清扫干净； (3)将开孔钢板焊接在预埋钢板外露面的中点位置； (4)将铰缝纵向受力钢筋与交叉钢筋绑扎成形后放入铰缝，并浇筑铰缝混凝土。
7.根据权利要求6所述的一种带开孔钢板的铰缝构造的施工方法，其特征在于:在步骤(3)中，所述开孔钢板的宽度为b，在钢板的非焊接侧上开设半径为b/2、纵向间距为b的半圆孔，钢板沿着纵桥向的长度接近空心板预制长度或与预制长度相同。
8.根据权利要求6所述的一种带开孔钢板的铰缝构造的施工方法，其特征在于:在步骤(4)中，所述交叉钢筋纵桥向间距为15 — 30cm，所述的纵向受力钢筋放置在交叉钢筋底部；所述混凝土为普通混凝土或者微膨胀混凝土，应采取一定措施使得铰缝混凝土振捣密实。
【文档编号】E01D19/06GK103541301SQ201310480848
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年10月15日 优先权日:2013年10月15日
【发明者】陈宝春, 郑瑞君, 吴庆雄 申请人:福州大学, 河北省高速公路石安改扩建筹建处