[發(fā)明專利]一種空心板橋拓寬改造剛度匹配體系

無效

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• 申請日: 2012-02-29
• 公開（公告）號: CN102587297A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設計）人: 李靜斌;陳淮;王艷;高冰;葛素娟;王輝;李亞龍;李杰;李娜
• 申請（專利權）人: 鄭州大學
• 主分類號: E01D22/00
• 分類號: E01D22/00
• 代理公司: 鄭州聯(lián)科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 時立新

技術領域

本發(fā)明屬于橋梁拓寬改造施工技術領域，具體涉及一種空心板橋拓寬改造剛度匹配體系。

背景技術

近年來，隨著我國經濟的快速發(fā)展，汽車保有量及交通量的大幅提升，原來修建的少車道公路的通行能力已日益不能滿足要求，需要對其進行拓寬改造建設。以高速公路為例，20世紀90年代建成的高速公路普遍采用雙向4車道的設計標準，而現(xiàn)在的實際交通量大多數(shù)均已超過原設計最大交通量，拓寬改造建設勢在必行。橋梁拓寬改造是公路拓寬改造工程的重中之重。橋梁拓寬改造可設計為新舊橋分離，但目前更經濟也更普遍的方法是設計為新舊橋上部結構橫向連接、下部結構分離。對于在中、小跨徑公路橋梁中應用最普遍的預應力混凝土空心板橋而言，新舊橋上部結構橫向連接方法通常可采用僅橋面鋪裝連接、新舊橋板間設置縱向伸縮縫連接、新舊橋板間現(xiàn)澆濕接縫連接等。但不論采用上述何種方法，均不能有效克服新舊橋板連接部位之間出現(xiàn)的剛度突變問題。

空心板橋中新舊橋板連接部位之間產生剛度突變的原因是主要有兩點：一方面設計規(guī)范中有關設計標準及荷載取值的要求發(fā)生了變化，空心板截面的標準設計隨之發(fā)生改變，舊橋建設時普遍采用小企口縫雙孔截面，而新橋則普遍采用大企口縫單孔截面，新橋板的單板剛度較舊橋板要大得多；另一方面舊橋建成后經歷了長期的車輛荷載及外界環(huán)境作用，混凝土收縮徐變、預應力鋼筋松弛、溫度應力循環(huán)均會導致橋板結構產生剛度退化，這進一步增大了新舊橋板的剛度差異。新舊橋板間的剛度突變將帶來連接部位荷載橫向分布突變，造成行車不平順，為產生沿橋縱向通縫帶來隱患，進而影響橋梁拓寬工程的建設質量和耐久性能。因此，在進行空心板橋拓寬改造建設時，必須充分認識到新舊橋板連接部位剛度突變的不利影響，并尋求一種既經濟又易行的解決辦法。

發(fā)明內容

本發(fā)明提供一種空心板橋拓寬改造剛度匹配體系，解決了空心板橋拓寬改造建設中新舊橋板連接部位之間出現(xiàn)的剛度突變問題，克服了新舊空心板橋連接部位單板受力的不利影響，增強了新舊空心板橋之間連接的整體性，提高了空心板橋拓寬改造的建設質量和耐久性能。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下技術方案：一種空心板橋拓寬改造剛度匹配體系，包括舊空心板橋邊板、舊空心板橋內板、新空心板橋邊板、新空心板橋內板，舊空心板橋邊板與新空心板橋邊板相鄰，舊空心板橋內板位于舊空心板橋邊板內側，新空心板橋內板位于新空心板橋邊板內側，剛度匹配構件沿空心板橋橫向布置且通過連接件安裝在新舊空心板橋邊板、內板底部。

剛度匹配構件的數(shù)量根據(jù)空心板橋的跨度L來確定，跨度在16m及以下的空心板橋要設置3道剛度匹配構件，分別位于L/4、L/2、3L/4處；跨度在16m以上的空心板橋可設置5道剛度匹配構件，分別位于L/8、L/4、L/2、3L/4、7L/8處。

剛度匹配構件的長度根據(jù)新舊空心板橋的單板寬度確定，L/2處的剛度匹配構件的長度為3塊舊空心板與3塊新空心板寬度之和，L/4和3L/4處的剛度匹配構件的長度為2塊舊空心板與2塊新空心板寬度之和，L/8和7L/8處的剛度匹配構件的長度為1塊舊空心板與1塊新空心板寬度之和。

新舊空心板橋邊板之間可采用上部橋面鋪裝連接、或設置縱向伸縮縫連接、或現(xiàn)澆濕接縫連接的橫向連接。

剛度匹配構件采用槽型鋼、H型鋼或L型鋼，并預留螺栓孔洞。

剛度匹配構件與新舊空心板板底面頂緊，與新舊空心板混凝土之間的連接件采用化學螺栓或漲錨螺栓連接。

當空心板橋跨度在16m以上時，剛度匹配構件選用H型鋼或槽型鋼，當空心板橋跨度在16m及以下時，剛度匹配構件選用L型鋼或槽型鋼。

本發(fā)明的有益效果為：

（1）解決了空心板橋拓寬改造建設中新舊橋板連接部位之間出現(xiàn)的剛度突變問題，通過剛度匹配構件的設置，達到削減荷載橫向分布峰值，平緩荷載橫向分布曲線，實現(xiàn)新舊空心板橋各塊橋板之間剛度匹配的目的；

（2）通過剛度匹配構件的設置，克服了新舊空心板橋連接部位單板受力的不利影響，增強了新舊空心板橋之間連接的整體性，提高了空心板橋拓寬改造的建設質量和耐久性能；

（3）通過剛度匹配構件的設置，克服了新舊空心板橋連接部位在車輛荷載作用下振動不同步的不利影響，有效降低了新舊橋連接部位相鄰空心板之間的振動位移差，提高了行車的平順性與舒適度；

（4）剛度匹配構件采用常規(guī)的熱軋型鋼，價格低廉、易于購買，連接件采用常見的化學螺栓或漲錨螺栓，技術成熟、工藝可靠、施工方便、容易安裝。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例1的結構示意圖，適用于跨度大于16m的空心板橋；