预制混凝土梁的湿接缝连接设计的制作方法

本发明属于土木工程技术领域，具体涉及一种预制混凝土梁的湿接缝连接设计。

背景技术：

从现有钢混组合梁桥（包括组合梁斜拉桥）施工中可以看出，钢混组合桥面板通常是由早期梁场预制的混凝土板拼装组合而成，在桥梁下部与预制梁板构件完成后，桥梁后期施工中湿接缝的浇筑占相当大的工程量，而其中湿接缝的钢筋布置与连接处理又是其中的关键，保证湿接缝在钢梁顶端能可靠的将两侧早期成型的预制混凝土板连接成整体决定了工程的成败。

从现今已有的湿接缝构造来看，存在以下几点不足。（一）湿接缝内的梁板预留钢筋构造形状过于复杂，不便于加工和施工；（2）一味强调预制梁板预留钢筋在湿接缝内的搭接与焊接，施工中往往因为精度不足导致湿接缝两侧梁板钢筋冲突使现场梁板安装困难，其次从现有的实际施工情况来看两侧预制梁板预留钢筋在湿接缝连接通常采取焊接，一座大型桥梁往往有上千米甚至几千米的湿接缝，按每30cm一道焊缝计算，施工成本巨大。

技术实现要素：

本发明的目的是提出一种预制混凝土梁湿接缝连接设计,针对湿接缝处的结构受力特点，利用钢筋混凝土结构设计原理，使湿接缝连接设计满足承载力要求。

本发明为完成上述目的采用如下技术方案：

一种预制混凝土梁的湿接缝连接设计，湿接缝由相邻两块预制混凝土梁板之间的预留间隙形成；所述预制混凝土梁板内的预埋钢筋向所对应的预制混凝土梁板伸出，其端部钢筋弯折成半环形；相邻两块预制混凝土梁板预留的半环形钢筋在湿接缝位置相互交错，形成用以承受复杂应力状态的核心混凝土的环形区域，每块预制混凝土梁板的半环形钢筋作为核心混凝土的u形箍筋；相邻两块预制混凝土梁板的u形箍筋交错成环向箍筋；在所述的环向箍筋内布置纵向钢筋，且所述的纵向钢筋贴合所对应的环向箍筋设置；将环向箍筋所包围的核心混凝土在湿接缝方向上看做连续梁的支撑体系，每一根环向钢筋均受到来自所对应预制板的纵向拉力，根据环向钢筋在湿接缝的布置情况，这些纵向力彼此方向相反；具体计算步骤如下：

a、在进行连续梁简化时，把一侧预制混凝土梁板外侧预留的半环形钢筋作为支点，另一侧预制混凝土梁板预留的半环形钢筋传来的力做为荷载，对该连续梁进行结构受力分析，确定最大弯矩m和最大剪力v；

b、然后采用双筋截面对称配筋的方法对连续梁进行配筋设计，使正截面承载力mu≥最大弯矩m，连续梁不发生正截面受弯破坏，从而确定正截面纵向钢筋的规格和数量；

c、对于斜截面受剪承载力复核，按无腹筋梁的计算公式进行计算，保证所配纵向钢筋和核心混凝土形成的抗剪承载力大于其中一侧预制混凝土梁板所传来的剪力，则湿接缝初步设计成功；

d、然后还需对环形钢筋所围核心混凝土受压进行验算，因为位于环形钢筋内的核心混凝土处于三向受压状态，环形钢筋内混凝土的强度和应变都存在显著提高，只需保证环向钢筋传来的力是否会使核心混凝土产生压碎的可能，即如果核心混凝土满足抗压要求，则湿接缝最终设计成功。

本发明提出的一种预制混凝土梁的湿接缝连接设计，通过湿接缝环形空腔内纵向钢筋的布置方式，由浇筑在湿接缝环形空腔内的多根纵向钢筋对湿接缝进行支撑；利用钢筋混凝土结构自身的受力特点保证湿接缝的连接性能；两侧预制梁板预留的环向钢筋在湿接缝处形成闭式（两侧梁板预留钢筋在湿接缝重合）或开式（两侧梁板预留钢筋在湿接缝错开）湿接缝环形空间，在环向钢筋内侧布置纵向钢筋；本发明采用上述技术方案，具有如下有益效果：

1）实用性强，适用于钢混组合梁桥结构，该类桥型通常在纵向和横向布置通长的湿接缝，预制梁板两侧的预留钢筋不需要加工成复杂的形式，对钢筋施工方便。

2）环向钢筋无重叠要求，两个半环形钢筋形成不接触的开式湿接缝环形空间，在施工中，避免了钢筋之间的冲突，有利于预制混凝土梁板的安装。

3）两侧梁板预留环向钢筋无焊接和搭接要求，加快了施工进度，极大的节省了施工成本，降低了工程造价。

4）构造简单，施工方便，采用现有的施工技术即可完成本项发明的全部技术优点；

5）该钢筋布置，既不需要将钢筋提前加工成复杂的形状，也不需要重合钢筋采取焊接的施工要求，极大的方便了施工，节约了成本。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的使用状态图。

图中：1、预制混凝土梁板，2、预埋钢筋，3、纵向钢筋，4、橡胶条，5、钢梁，6、半环形钢筋，7、横向钢筋部分。

具体实施方式

结合附图和具体实施例对本发明加以说明：

如图1所示，一种预制混凝土梁的湿接缝连接设计，湿接缝由相邻两块预制混凝土梁板1之间的预留间隙形成；所述预制混凝土梁板1内的预埋钢筋2向所对应的预制混凝土梁板伸出，其端部钢筋弯折成半环形；相邻两块预制混凝土梁板预留的半环形钢筋6在湿接缝位置相互交错，形成用以承受复杂应力的核心混凝土的环形区域，每块预制混凝土梁板的半环形预留钢筋作为核心混凝土的u形箍筋，且u形箍筋的开口方向对应于所对应预制混凝土梁板设置；相邻两块预制混凝土梁板的u形箍筋交错成环向箍筋；在所述的环向箍筋内布置纵向钢筋3，且所述的纵向钢筋3贴合所对应的环向箍筋设置；根据连续梁受力计算分析做配筋计算，计算出需要的纵向钢筋规格和数量；该文件中，配筋计算是现有技术中的成熟的计算方法，在此不做过多说明；将环向箍筋所包围的核心混凝土在湿接缝方向上看做连续梁的支撑体系，每一根环向钢筋均受到来自所对应预制板的纵向拉力，根据环向钢筋在湿接缝的布置情况，这些纵向力彼此方向相反，且在两个半环形钢筋所形成的湿接缝环形空腔内抵消，保证预制混凝土梁板在湿接缝连接处不发生弯矩破坏和剪切破坏；具体计算步骤如下：

a、在进行连续梁简化时，把一侧预制混凝土梁板外侧预留的半环形钢筋作为支点，另一侧预制混凝土梁板预留的半环形钢筋传来的力做为荷载，采用计算机进行有限元计算对该连续梁进行结构受力分析，确定最大弯矩m和最大剪力v；

b、然后采用双筋截面对称配筋的方法对连续梁进行配筋设计，使正截面承载力mu≥最大弯矩m，连续梁不发生正截面受弯破坏，从而确定正截面纵向钢筋的规格和数量（采用钢筋混凝土结构设计课程上关于矩形对称配筋计算方法）；

c、对于斜截面受剪承载力复核，按无腹筋梁的计算公式进行计算，保证所配纵向钢筋和核心混凝土形成的抗剪承载力大于其中一侧预制混凝土梁板所传来的剪力，则湿接缝初步设计成功；βh_--截面高度影响系数；ft—纵向钢筋抗拉强度设计值；b—核心混凝土厚度（板厚）h0—核心混凝土宽度；

d、然后还需对环形钢筋所围核心混凝土受压进行验算，因为位于环形钢筋内的核心混凝土处于三向受压状态，环形钢筋内混凝土的强度和应变都存在显著提高，只需保证环向钢筋传来的力是否会使核心混凝土产生亚碎的可能，即如果核心混凝土满足抗压要求，则湿接缝最终设计成功。