[發明專利]一種帶開孔鋼板的鉸縫構造及其施工方法

有效

• 申請號: 201310480848.4
• 申請日: 2013-10-15
• 公開（公告）號: CN103541301A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 陳寶春;鄭瑞君;吳慶雄
• 申請（專利權）人: 福州大學;河北省高速公路石安改擴建籌建處
• 主分類號: E01D19/06
• 分類號: E01D19/06
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

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技術領域

本發明涉及一種帶開孔鋼板的鉸縫構造及其施工方法，屬于土木建筑技術領域。

背景技術

據有關資料表明，截止2010年裝配式空心板梁橋在我國公路橋梁系統中所占的比例達到了64%。這類橋梁具有建筑高度低、便于預制、設計及施工簡便等優點。裝配式空心板橋通過現澆混凝土企口縫構造來實現荷載的橫向分布，防止單根梁受力過大。通過對正在運營的裝配式空心板橋進行現場調查發現，由于設計、施工及運營階段的諸多原因鉸縫底部滲水泛白、底部砂漿脫落、縱向開裂等鉸縫病害稱為這類橋梁的主要病害形式。隨著鉸縫病害的不斷發展，鉸縫構造逐步喪失橫向傳遞荷載的能力，最終導致單板受力的現象出現，對裝配式空心板橋壽命及行車安全造成巨大威脅。

國內目前針對鉸縫的加固和改進措施大致可以分成兩類：一是橫向整體性能的提升，二是鉸縫構造的改進。橫向整體性能的提升主要有兩種方法：（1）橫向預應力鋼束。在跨中及端部設置體外預應力鋼束或者在跨中設置一道橫隔梁并在梁內穿預應力鋼束，該措施涉及到預應力施工工藝，操作上相對復雜。此外根據美國的裝配式空心板橋相關資料，采用橫向預應力的措施后還是會有諸如橋面縱向開裂、鉸縫底部滲水泛白等病害出現；（2）在鉸縫兩側相鄰的空心板底部植入錨栓來設置連接鋼板或者連接鋼筋，或是通過預埋角鋼并實施焊接，使得相鄰板之間的變形協調、一致。這類措施會導致空心板底部出現縱向裂縫且會在一定程度下影響橋下凈空。鉸縫構造的改進集中在三類措施：（1）將鉸縫內普遍采用的交叉鋼筋用近似尖端橢圓狀的箍筋代替，這類措施在施工上難度較大且力學理念不清晰；（2）在鉸縫側壁預埋一段帶孔長鋼板，這類措施在施工時鋼板下側的鉸縫混凝土施工時會存在澆搗困難，且由于其并未通長設置，對結合面裂縫的限制作用較為有限；（3）結合面布置構造鋼筋。這些構造鋼筋在預制時均需要先緊貼側模，在拆模后需要扳出。若鋼筋與側模貼合不緊密則會造成鋼筋埋入混凝土的現象，使得鋼筋難以被發現并造成難以彎出或根本無法彎出，即使可以找出鉸縫鋼筋的具體位置，需將混凝土鑿除后才能彎出，工作量和工作強度較大。

結合目前的現場調查、試驗研究和有限元分析結果可知，裝配式空心板橋的空心板與鉸縫的結合面是其薄弱環節。研究表明在外荷載不斷增加的情況下，空心板與鉸縫結合面從底部開裂，并沿著結合面不斷向上拓展，最終形成通縫。

發明內容

為了克服目前國內鉸縫構造的不足，本發明所要解決的技術問題是提供一種帶開孔鋼板的鉸縫構造，提高采用這種新型鉸縫構造的裝配式空心板橋橫向連接的可靠性和耐久性。

為了實現上述目的，本發明的技術方案是：一種帶開孔鋼板的鉸縫構造，所述預制空心板制作時先埋設鋼板，所述開孔鋼板焊接在預埋鋼板上，所述鉸縫中布置交叉鋼筋及縱向鋼筋，所述鉸縫采用普通混凝土或者微膨脹混凝土。

進一步的，所述的預制空心板在制作時按照設計位置將預埋鋼板與箍筋焊接，可使預埋鋼板焊接側的中點置于空心板與鉸縫上、下部結合面的交界點處。

進一步的，所述預制空心板在拆除模板后將預埋鋼板預埋鋼板外露面的浮漿清除，并清掃干凈。

進一步的，所述開孔鋼板寬度寬度為b，在鋼板的非焊接側上開設半徑為b/2、縱向間距為b的半圓孔，鋼板沿著縱橋向的長度接近空心板預制長度或與預制長度相同。

進一步的，所述鉸縫內沿縱橋向布置間距為15—30cm的交叉鋼筋及在交叉鋼筋底部的縱向鋼筋。

同時，本發明還提供一種帶開孔鋼板的鉸縫構造的施工方法，按以下步驟進行：（1）在預制空心板制作時，將預埋鋼板按照設計位置焊接在箍筋上，可使預埋鋼板焊接側的中點置于空心板與鉸縫上、下部結合面的交界點處；（2）拆除模板后將將預埋鋼板預埋鋼板外露面的浮漿清除，并清掃干凈；（3）將開孔鋼板焊接側焊接在預埋鋼板外露面的中點位置；（4）將鉸縫縱向受力鋼筋與交叉鋼筋綁扎成形后放入鉸縫，并澆筑鉸縫混凝土。

進一步的，在步驟（3）中，所述開孔鋼板的寬度為b，在鋼板的非焊接側上開設半徑為b/2、縱向間距為b的半圓孔，鋼板沿著縱橋向的長度接近空心板預制長度或與預制長度相同。

進一步的，在步驟（4）中，所述交叉鋼筋縱橋向間距為15—30cm，所述的鉸縫縱向受力鋼筋放置在交叉鋼筋底部；所述混凝土為普通混凝土或者微膨脹混凝土，并采取一定的措施保證混凝土密實。