一种预制空心板结构的制作方法

本实用新型涉及中小跨径桥梁技术领域，具体涉及一种预制空心板结构。

背景技术：

目前，中小跨径的混凝土预制桥梁的桥面普遍采用预制空心板、t梁或小箱梁，一般16m及以下跨径采用预制空心板较多，20m及以上跨径多采用预制t梁或小箱梁。预制空心板经济性好，设计及施工均较为简单，是中小跨径桥梁较为理想的结构形式，但根据桥梁运营病害情况统计，较多的空心板桥面出现铰缝病害，即在车辆荷载作用下沿着板缝产生纵向开裂，并反射到桥面铺装，降低梁板之间的横向整体性，影响桥梁结构安全；同时，桥面铺装破坏后，雨水将渗透进入桥面系和铰缝，加速桥面钢筋网、铰缝间的连接钢筋及空心板受力钢筋的锈蚀。

经对病害情况的统计分析，发现预制空心板桥面出现空心板铰缝病害的原因主要有以下几点：

1)空心板间铰缝结构尺寸偏小，小石子混凝土灌入铰缝时只能插捣，无法振捣，导致铰缝难以灌满密实，影响了铰缝混凝土的质量；

2)施工时空心板侧面凿毛粗糙度不够，从而降低了预制空心板与铰缝混凝土之间新旧混凝的粘结力；

3)相邻预制空心板之间无横向压力，铰缝位置整体性较差；

4)汽车超载作用，桥梁在超载车辆的长期重复作用下，加速了铰缝混凝土的破坏速度；

5)由于桥面排水不畅，加上有些桥面防水性能不好，雨水渗入铰缝混凝土中导致钢筋锈蚀，进一步加剧了铰缝的病害程度。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型提出一种预制空心板结构，以解决现有预制空心板容易造成铰缝破坏，影响桥梁结构安全的问题。

为到达上述的技术效果，本实用新型采用的技术方案是：

一种预制空心板结构，包括：预制空心板和横向预应力件，所述预制空心板的横向两侧分别设置相互咬合适配的第一波浪形面和第二波浪形面，多块所述预制空心板横向拼装，相邻预制空心板通过所述第一波浪形面和第二波浪形面咬合形成波浪形的胶结缝，所述胶结缝内填装设置环氧树脂；多块拼装的所述预制空心板的横向拉设所述横向预应力件，横向预应力件的两端分别锚固在最外侧的预制空心板的侧面上。

进一步地，所述横向预应力件设置在预制空心板内。

进一步地，所述预制空心板设置有横向贯通的预应力孔，多块所述预制空心板横向拼装，使各预制空心板的对应位置上的预应力孔直线连通，每组直线连通的所述预应力孔内穿设一所述横向预应力件，横向预应力件的两端分别锚固在最外侧的预制空心板的侧面上。

进一步地，所述预制空心板的预应力孔内设置有橡胶垫块，所述橡胶垫块上设置有与横向预应力件配合的连接孔。

进一步地，所述预应力孔在预制空心板的上侧和下侧均有设置。

进一步地，所述横向预应力件设置在预制空心板外。

进一步地，所述横向预应力件横向拉设在所述预制空心板的上方和/或下方，横向预应力件的两端分别固定在横向最外侧的预制空心板的侧面上。

进一步地，位于横向最外侧的预制空心板的侧面上设置有固定件，所述横向预应力件的两端分别固定在一侧的所述固定件上。

进一步地，所述横向预应力件为碳纤维杆或预应力束。

进一步地，所述预制空心板上方铺设有桥面铺装层。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果有：

1、将原有预制空心板的铰缝调整为波浪形的胶结缝，并以环氧树脂填充，可有效传递预制空心板间的竖向剪力，从根本原因上解决了因铰缝施工不密实而带来的桥面病害，解决预制空心板容易造成铰缝破坏的问题，提高桥梁结构的安全性；

2、增加横向预应力件，加强预制空心板横向的整体性，同时通过相互挤压，增大预制空心板之间的摩擦力，足以克服车辆荷载下的板间剪力，避免了运营过程中铰缝因横向连接力不足而出现的桥面病害；

3、在预制空心板横向整体性增加的基础上，可以取消传统预制板拼装之后需要在其上方进行混凝土整体现浇形成的整体化层，减少耗材，缩短工期；

4、相对传统预制空心板、t梁和小箱梁而言，节省了现浇湿接缝及湿接缝养护时间，施工时间短；

5、通过横向预应力件和波浪形胶结缝加强桥面的整体性之后，可进一步增大预制空心板跨径的适用范围，在20m以上跨径的桥梁上，比预制小箱梁、t梁更具优势；

6、相对现有的预制空心板铰缝处理方式，本实用新型提供的预制空心板结构即使某块空心板出现病害，仅需掀开桥面铺装、放松横向预应力件后，替换中间某块空心板重新张拉横向预应力件即可，拆除方便，更可应用于临时桥梁，并能拆除后重复利用。

附图说明

图1为本实用新型桥面结构的平面示意图；

图2为本实用新型桥面结构的立面示意图；

图3为本实用新型桥面结构的横断面示意图；

图4为本实用新型预制空心板的断面结构示意图；

图5为本实用新型胶结缝的结构示意图；

图6为本实用新型固定件的结构示意图；

附图标记：1-预制空心板，11-第一波浪形面，12-第二波浪形面，13-预应力孔，14-橡胶垫块，2-横向预应力件，3-胶结缝，4-环氧树脂，5-桥面铺装层，6-固定件，61-型钢构件，62-预埋件，7-锚固件。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。在本实用新型申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的部件或结构必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图1至图5所示，本实施例提供的一种预制空心板结构，主要包括：预制空心板1和横向预应力件2。

与现有空心板相比，本实施例提供的预制空心板1的横向两侧分别设置相互咬合适配的第一波浪形面11和第二波浪形面12，从而在多块预制空心板1横向拼装时，相邻预制空心板1通过第一波浪形面11和第二波浪形面12咬合形成波浪形的胶结缝3，并在胶结缝3内填装设置环氧树脂4，如图5所示，从而有效传递预制空心板1间的竖向剪力，从根本原因上解决了因铰缝施工不密实而带来的桥面病害。环氧树脂4可在拼装前涂覆在第一波浪形面11和第二波浪形面12上，从而在拼接之后自然实现对胶结缝3的填充，施工方便。

预制空心板1多块横向拼装时，在其横向拉设横向预应力件2，横向预应力件2的两端分别锚固在最外侧的预制空心板1的侧面上，从而实现对预制空心板1的横向预紧，加强预制空心板1横向的整体性，同时通过相互挤压，增大预制空心板1之间的摩擦力，以此克服车辆荷载下的板间剪力，避免了运营过程中铰缝因横向连接力不足而出现的桥面病害。

横向预应力件2可以设置在预制空心板1内。具体的，如图2至图4所示，在预制空心板1内设置有横向贯通的预应力孔13，在多块预制空心板1横向拼装时，使各预制空心板1的对应位置上的预应力孔13直线连通，每组直线连通的预应力孔13内穿设一横向预应力件2，横向预应力件2的两端分别锚固在最外侧的预制空心板1的侧面上。

同时，参见图2和图4，本实施例在预制空心板1的预应力孔13内设置有橡胶垫块14，以辅助横向预应力的张拉。具体将橡胶垫块14预埋浇筑在预制空心板1内，不会削弱预制空心板1的尺寸，对预制空心板1的纵向受力几乎无任何影响，并在橡胶垫块14上设置与横向预应力件2配合的连接孔，横向预应力件2从连接孔中穿过，以对横向预应力件2进行更加具体准确的定位，保证横向预应力件2处于最佳的工作位置。上述结构的预应力孔13在最好在预制空心板1的上侧和下侧都设置，从而对预制空心板1的顶部和底部同时施加横向预应力，进一步加强预制空心板1横向的整体性。

横向预应力件2同样可以设置在预制空心板1外，具体可以横向拉设在预制空心板1的上方或者下方，或者在上方和下方同时拉设，横向预应力件2的两端同样的分别固定在横向最外侧的预制空心板1的侧面上，一样能达到增加横向预应力的效果。横向预应力件2端部的固定，可在位于横向最外侧的预制空心板1的侧面上设置固定件6，横向预应力件2的两端分别固定在一侧的固定件6上。参见图6，本实施例中，固定件6使用型钢构件61，将型钢构件61通过预埋件62预先浇筑固定在用于外侧的预制空心板1的侧面上，之后通过锚固件7将横向预应力件2的端部锚固到型钢构件61上即可。

经计算，对普通的跨径的预制空心板1而言，预制空心板1横向受力相对纵向较小，每个预应力孔13处张拉力不到50吨，张拉力相对较小，设计和施工都比较经济。而本实施例中，横向预应力件2可以采用碳纤维杆，其耐久性较常规体内束(张拉钢绞线索股后注浆)更好，且不需压浆，有利于预制空心板1的更换及回收利用。横向预应力件2也可以是预应力束，预应力束具体可以采用设有外侧保护的钢束，安装和浇筑同样方便。

横向预应力件2可以在预制空心板1内、外同时设置，一内一外双管其下，以进一步的增加横向预应力，增强预制空心板1的横向整体性，因此完全可以取消传统预制板拼装之后需要在其上方进行混凝土整体现浇形成的整体化层，减少耗材，同时缩短工期。内、外横向预应力件2也可以择一使用，也完全能达到预期的效果，现场施工时可视具体使用环境而定。横向预应力件2的材质，可以选择使用碳纤维杆或预应力束，内、外同时使用时，碳纤维杆和预应力束也可以同时使用，如在预制空心板1的预应力孔13内使用碳纤维杆，在预制空心板1外使用预应力束。

采用上述的预制空心板结构，施工时，将预制空心板1并逐片拼装架设至桥位，在其他预制梁调整就位后，张拉横向预应力件2，封锚并对锚头进行防护，之直接进行桥面铺装层5及其他附属设施的施工即可，施工时间短。

采用上述的技术方案，相对传统预制空心板、t梁和小箱梁而言，节省了现浇湿接缝及湿接缝养护时间，施工时间短；且通过横向预应力件2和波浪形胶结缝3加强桥面的整体性之后，可进一步增大预制空心板1跨径的适用范围，在20m以上跨径的桥梁上，比预制小箱梁、t梁更具优势；同时相对现有的预制空心板1铰缝处理方式，本实用新型的预制空心板1结构即使某块空心板出现病害，仅需掀开桥面铺装层5、放松横向预应力件2后，替换中间某块预制空心板1重新张拉横向预应力件2即可，拆除方便，更可应用于临时桥梁，并能拆除后重复利用。

需要说明的是，以上优选实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。