一种预制混凝土桥面连续连接板结构的制作方法

1.本实用新型涉及桥梁技术领域，特别是涉及一种预制混凝土桥面连续连接板结构。


背景技术：

2.简支梁桥的桥面连续构造于20世纪70年代被提出，用于接续相邻两跨桥梁，虽然将相邻两跨简支梁桥的桥面板或桥面铺装联为一体，保留了简支受力的特点，减少或消除伸缩缝，获得了较长的连续桥面，但由于桥面连续构造一般采用钢筋混凝土，变形能力不足，在主梁接缝位置的负弯矩作用下其开裂难以避免，加之温度变化、车辆荷载及支座不均匀沉降等因素的影响，连续构造混凝土在实际使用中容易出现碎裂、坑洞等病害，不仅破坏桥面的平顺性、加剧车轮冲击作用，还无法起到防渗的作用，雨水下渗不仅对支座造成损坏，还锈蚀连续构造自身内部的钢筋，造成混凝土冻融破坏，进一步加速连续构造的破坏，影响连续构造的使用寿命。
3.公告号为cn 109853377a的中国发明专利，公开了一种采用超高性能混凝土的桥面连续连接结构及其施工方法，其通过充分发挥超高性能混凝土材料优良的力学性能和变形能力，满足桥面变形及受力的要求。但是其存在缺陷，混凝土和超高性能混凝土界面处存在刚度突变，在温度或荷载作用下，二者变形不协调，界面处是薄弱部位，将会出现缝隙，雨水将通过缝隙下渗。其次，该结构需事先在预制或者现浇简支梁钢筋骨架上焊接钢筋，梁端部需预埋角钢，角钢上方焊接螺杆，螺杆要穿过超高性能混凝土连接板上预留的螺栓孔，再将螺帽旋入螺杆中。施工工艺复杂、制作精度要求较高，不利于推广应用。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种预制混凝土桥面连续连接板结构，以克服现有技术中不同材料交界面处刚度突变、连接板施工工艺复杂、施工精度要求高等缺陷。
5.为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：本实用新型提供一种预制混凝土桥面连续连接板结构，包括支座系统、简支梁系统、超高性能混凝土连接板和设置在简支梁系统上的桥面层系统；所述支座系统包括支座；所述简支梁系统包括简支梁和栓钉；所述桥面层系统包括混凝土桥面板；
6.所述超高性能混凝土连接板包括锚固区和脱粘区；锚固区位于混凝土桥面板和脱粘区之间，锚固区和简支梁之间通过栓钉连接；锚固区和脱粘区由超高性能混凝土预制而成，且脱粘区与简支梁顶部之间设置有无粘结层。
7.优选地，所述超高性能混凝土连接板为工厂预制而成的超高性能混凝土连接板。
8.优选地，所述超高性能混凝土连接板的锚固区预留有两排栓钉通孔。
9.优选地，所述栓钉采用抗剪栓钉。
10.优选地，所述简支梁为钢梁或钢筋混凝土主梁，钢梁或钢筋混凝土主梁架设在所述支座上。
11.优选地，所述无粘结层为薄膜无粘结层。
12.应用于上述的预制混凝土桥面连续连接板结构的施工方法，包括以下步骤：
13.(1)预制阶梯型超高性能混凝土的连接板，连接板在预制的过程中，两端锚固区预留通孔；
14.(2)采用钢梁时，直接将栓钉焊接在钢梁上翼缘处；采用钢筋混凝土主梁时，直接浇筑主梁的混凝土，然后在钢筋混凝土主梁的上翼缘处设置栓钉；
15.(3)在连接板与钢梁或钢筋混凝土主梁的接触界面无粘结区域布置无粘结层；
16.(4)将预制好的超高性能混凝土的连接板铺装在相邻钢梁或钢筋混凝土主梁相向端的无粘结层上方，使钢梁或钢筋混凝土主梁上预埋的栓钉穿过连接板两端锚固区的通孔；
17.(5)在钢梁或钢筋混凝土主梁上方现浇混凝土桥面板，使栓钉与锚固区预留通孔之间的空隙填满混凝土，使预制的连接板上的预埋栓钉与混凝土之间充分粘结。
18.优选地，所述步骤(1)中，预制阶梯型超高性能混凝土连接板在工厂预制，并在工厂加压蒸养，保证其养护时间不低于15天，以使超高性能混凝土完成早期的收缩和徐变；所述连接板在预制过程中锚固区预留两排栓钉通孔。
19.优选地，所述步骤(2)中的栓钉采用抗剪栓钉；所述步骤(3)中的无粘结层为薄膜无粘结层。
20.优选地，所述钢梁或钢筋混凝土主梁的底部设置有支座，钢梁或钢筋混凝土主梁架设在所述支座上。
21.本实用新型相对于现有技术取得了以下有益技术效果：
22.本实用新型在桥面连续构造区域内，使用超高性能混凝土替代普通混凝土，并在普通混凝土桥面板和脱粘区之间设置锚固区，通过超高性能混凝土承受环境引起的热胀冷缩变形，并以其优良的拉伸性能改善桥面连续构造的疲劳性能，可极大改善桥面板的使用性能，延长其使用寿命，降低维修频率，减少维修成本。与现有的技术相比，该新型连接板的主要优势如下：
23.(1)在锚固区减小截面厚度，可削弱该处截面抗弯承载力，减小主梁梁端转动引起的连接板内的弯矩，同时刚度变化更均匀，连接板内力减小，更有利于控制裂缝的宽度。
24.(2)施工工艺简单，不需要在施工现场蒸汽养护，施工精度要求相对不高，与传统现浇混凝土连接板结构相比，该新型连接板可实现连接板结构的快速施工和更换，节省人工成本，缩短施工工期。
25.(3)连接板后浇的做法使得新老混凝土的接触面成为薄弱面，在拉力作用下，界面易发生应力集中，导致开裂，进而引起渗水的问题。接触面的形状由传统的直线变为z字型，增大了接触面积，阶梯型形状可以让界面连接更牢靠，并且预埋栓钉增大了两种材料之间的相互作用，解决了界面易开裂的问题，同时错开的接缝位置，提高了连接板的抗渗能力。为增加两种材料之间的黏结作用，也可以在接触面做出马牙槎形状或刻痕。
26.(4)超高性能混凝土材料的拉应变一般为0.1％左右，甚至更高，使用超高性能混凝土制作连接板可以满足桥面板的变形需要。
27.(5)超高性能混凝土本身具有优良的裂缝控制能力，和混凝土连接板相比，不需要配置那么多钢筋，就可以达到限制裂缝宽度的目的。
28.(6)与普通混凝土相比，超高性能混凝土耐久性优良，新型超高性能混凝土桥面连续连接板解决了传统连接板耐久性差的问题。
附图说明
29.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
30.图1是采用钢梁时，桥面连续构造的侧面结构示意图；
31.图2是采用钢筋混凝土主梁时，桥面连续构造的侧面结构示意图；
32.图3是桥面连续构造的俯视图；
33.图4是图1中桥面连续构造的a
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a处剖面图；
34.图5是图1或图2中桥面连续构造的b
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b处剖面图；
35.图6是预制阶梯型超高性能混凝土连接板侧面结构示意图；
36.图7是预制阶梯型超高性能混凝土连接板立体结构示意图；
37.图8是本实用新型实施例施工过程步骤(1)示意图；
38.图9是本实用新型实施例施工过程步骤(2)示意图；
39.图10是本实用新型实施例施工过程步骤(3)示意图；
40.图11是本实用新型实施例施工过程步骤(4)示意图；
41.图12是本实用新型实施例施工过程步骤(5)示意图；
42.图中：1
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支座；2
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简支梁(钢梁或钢筋混凝土梁)；3
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混凝土桥面板；4
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栓钉；5
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锚固区；6
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脱粘区；7
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无粘结层；8
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纵向钢筋；9
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横向钢筋。
具体实施方式
43.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
44.本实用新型的目的是提供一种预制混凝土桥面连续连接板结构，以克服现有技术中不同材料交界面处刚度突变、连接板施工工艺复杂、施工精度要求高等缺陷。
45.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
46.如图1
‑
12所示，本实施例提供一种预制阶梯型超高性能混凝土桥面连续连接板结构，包括支座系统、简支梁系统(即钢梁或钢筋混凝土主梁)和设置在简支梁系统上的桥面层系统。其中，支座系统由支座1组成；简支梁系统由简支梁2和栓钉4组成；桥面层系统包括混凝土桥面板3。预制阶梯型超高性能混凝土连接板包括锚固区5和脱粘区6；锚固区5位于混凝土桥面板3和脱粘区6之间，锚固区5和简支梁2之间通过栓钉4连接；锚固区5和脱粘区6由超高性能混凝土预制而成，且脱粘区6与简支梁2顶部之间采用薄膜设置无粘结层7。
47.对该连接板结构进行施工的方法，包括以下步骤：
48.(1)预制阶梯型超高性能混凝土的连接板，连接板在预制的过程中，两端锚固区5预留通孔；
49.(2)采用钢梁时，直接将栓钉4焊接在钢梁上翼缘处；采用钢筋混凝土主梁时，直接浇筑主梁的混凝土，然后在钢筋混凝土主梁的上翼缘处设置栓钉4；
50.(3)在连接板与钢梁或钢筋混凝土主梁的接触界面无粘结区域布置无粘结层7；
51.(4)将预制好的超高性能混凝土的连接板铺装在相邻钢梁或钢筋混凝土主梁相向端的无粘结层7上方，使钢梁或钢筋混凝土主梁上预埋的栓钉4穿过连接板两端锚固区5的通孔；
52.(5)在钢梁或钢筋混凝土主梁上方现浇混凝土桥面板3，使栓钉4与锚固区5预留通孔之间的空隙填满混凝土，使预制的连接板上的预埋栓钉4与混凝土之间充分粘结。
53.具体地，该施工方法应用在预制阶梯型超高性能混凝土桥面连接板结构上，该结构包括支座系统、简支梁系统(即钢梁或钢筋混凝土主梁)和设置在简支梁系统上的桥面层系统。
54.施工时先完成支座系统，之后架设简支梁2，待简支梁系统架设完成之后，在无粘结层7铺设薄膜无粘结层，随后将预制好的阶梯型超高性能混凝土连接板安装在预定位置，最后浇筑混凝土桥面板3，完成一种预制混凝土桥面连续连接板结构的施工。
55.于本实施例中，简支梁2顶部与混凝土桥面板3及锚固区5之间采用抗剪栓钉连接，以保证简支梁2和桥面层之间存在足够的剪力，防止发生滑移脱离，脱粘区连接板和简支梁2之间不连接，在二者之间设有无粘结层7。抗剪栓钉一部分焊接在钢梁顶部，一部分预埋在预制连接板锚固区5内。
56.预制阶梯型超高性能混凝土连接板在工厂预制，并在工厂高温加压蒸养，保证其养护时间不低于15天，以使超高性能混凝土完成早期的收缩和徐变，超高性能混凝土连接板在预制过程中锚固区5预留两排栓钉通孔。
57.本结构建造时需先假设预制或现浇简支梁系统，待混凝土成型之后，将预制阶梯型超高性能混凝土连接板安装到位，之后现场浇筑混凝土桥面板3。
58.需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
59.本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。