[发明专利]一种新型空心板铰缝结构及其施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及桥梁工程领域，具体涉及一种新型空心板铰缝结构及其施工方法。

背景技术

空心板梁桥是小跨径桥梁10～20m最常用的结构形式之一，多数以简支梁为主，适合工厂化批量生产，装配式施工。断面由多块空心板组成，板间设置铰缝，空心板架设完毕后，铰缝同桥面现浇层混凝土一并浇筑后，多块空心板、铰缝及桥面现浇层形成一个整体，承受汽车等荷载。

然而，现有空心板梁桥经常出现铰缝的破坏，程度较轻的，企口缝混凝土与空心板侧壁相分离，雨水大量渗透并轻微侵蚀混凝土；程度严重的，铰缝处混凝土已经完全脱落，受水严重侵蚀，空心板失去横向连接能力，出现单板受力现象。铰缝破坏的根本原因主要是有：1、空心板之间铰缝间距过小，位于铰缝下缘的铰缝最窄处仅有1cm宽，该缝隙只能填充水泥浆；铰缝企口处仅有11cm宽，整个铰缝混凝土无法有效振捣，施工质量难以保证；2、铰缝和桥面现浇层混凝土浇筑后，与空心板一并受力，但是传统铰缝设计中，仅在铰缝中部配置有简单的铰接钢筋，纵桥向不具备抗弯和抗裂的作用。桥梁投入使用后，在汽车荷载和混凝土收缩徐变差异的作用下，将在纵桥向发生的超出混凝土极限的拉应力而导致铰缝的开裂；3、铰缝钢筋仅起到铰接作用，在汽车荷载作用下，将在横桥向产生超出混凝土极限的拉应力而导致横桥向的开裂。

传统铰缝因为其构造上的缺陷，导致在投入使用后必然的开裂而失效。因此需要一种新型构造保证装配式空心板桥的受力与安全。

现有技术中，发明CN201410215365，预制空心板侧面预埋钢筋仅能实现铰缝的铰接功能，不能让空心板间形成整体、共同受力，无法抵抗汽车荷载和收缩徐变差异在纵桥向和横桥产生拉应力。

现有技术中，发明CN101644032A，针对的是对既有空心板桥的加固，能部分解决空心板桥在纵向上的受力，但未能解决横向受力，同时板间缺乏空心板间有效连接措施，难以保证横向整体受力。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型空心板铰缝结构及其施工方法，以有效解决现有铰缝因构造缺陷引起损坏桥梁的技术问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种新型空心板铰缝结构，包括多块空心板；空心板间设置的铰缝；空心板和铰缝上面的桥面现浇层；所述空心板侧面预埋有横向抗弯钢筋及横向搭接钢筋；所述空心板顶面预埋有锚固钢筋；所述空心板侧面及顶面涂刷有化学粘结剂；所述铰缝内布置有纵向抗弯钢筋和箍筋；所述桥面现浇层下缘布置有桥面纵向筋和桥面横向筋。

所述铰缝横桥向宽度K的范围为：20cm≤K≤60cm；

所述锚固钢筋的钢筋直径为12～16mm，纵桥向间距为10～20cm；

所述横向搭接钢筋的钢筋直径为12～16mm，纵桥向间距为10～20cm；

所述横向抗弯钢筋的钢筋直径根据横向受力确定，纵桥向间距为8～15cm；

所述纵向抗弯钢筋的钢筋数量及直径根据纵向受力确定，可单层或多层布置，横桥向间距为8～15cm；

所述箍筋直径为12～16mm，纵桥向间距为10～20cm。

为解决上述问题，本发明实施例还提供了一种新型空心板铰缝结构的施工方法，包括如下步骤：

S1、利用模板浇筑混凝土空心板，浇筑时预埋空心板的两侧面的横向搭接钢筋和横向抗弯钢筋，在空心板的顶面预埋锚固钢筋，得预制空心板；

S2、在步骤S1所得的预制空心板侧面和顶面涂刷化学粘结剂；

S3、将步骤S2所得的空心板逐块吊装就位后，将铰缝横向抗弯钢筋对应焊接，对应绑扎纵向抗弯钢筋和箍筋、按照一定间距布置桥面现浇层的桥面纵向筋和桥面横向筋；

S4、在铰缝下布置模板后，浇筑铰缝和桥面现浇层混凝土，浇筑期间采用振捣棒振捣密实；待混凝土满足设计强度的80％后拆模，完成铰缝2构造的施工。

其中，所述的步骤S2中化学粘结剂为环氧树脂。

其中，所述步骤S3中横向抗弯钢筋对应焊接，可采用单面焊或者双面焊，单面焊焊接长度不小于10倍d，双面焊焊接长度不小于5倍d，d为钢筋直径。

其中，所述步骤S3中桥面纵向筋和桥面横向筋的钢筋直径均为12～16mm，组成10×10～20×20cm的钢筋网形式。

其中，所述步骤S4中浇筑的铰缝及桥面现浇层混凝土为微膨胀钢纤维混凝土，其中钢纤维的体积含量为总混凝土体积的1％～3.5％，膨胀剂按总重量百分的1.5～1.8％添加。

本发明具有以下有益效果：