一种组合梁桥负弯矩区预制板抗裂结构的施工方法与流程

1.本发明属于桥梁施工技术领域，具体涉及一种组合梁桥负弯矩区预制板抗裂结构的施工方法。


背景技术：

2.钢-混组合梁桥具有质量小、刚度大、施工简单等特点，但由于连续组合梁桥两种材料的差异性，其负弯矩区可能出现混凝土桥面板受拉破坏等问题，特别是混凝土桥面板开裂将导致外界环境中的水和有害物质侵入混凝土裂缝，加快混凝土板内钢筋与钢梁锈蚀，最终导致结构刚度下降以及承载能力、耐久性显著降低。为避免组合梁桥负弯矩区域出现开裂问题，通过对负弯矩区预制混凝土板有效施加预应力的方式达到抗裂目的。


技术实现要素：

3.针对上述问题，本发明的目的在于提供一种组合梁桥负弯矩区预应力预制板抗裂结构的施工方法。
4.为达到上述目的，提出以下技术方案：一种组合梁桥负弯矩区预制板抗裂结构的施工方法，包括如下步骤：1）根据组合梁桥负弯矩区段应力程度选取相应抗裂能力的预制板及预制板组合的结构方案，明确多种预制板的设置和连接方式；2）预制组合梁桥钢主梁和模数式桥面板，钢主梁吊装就位；3）钢主梁顶板两侧铺设橡胶条，吊装预制模数式桥面板就位，模数式桥面板上开设有剪力钉槽，剪力钉槽位于钢主梁顶板上方，模数式桥面板能顺桥向滑移一定距离，滑移的距离的大小由剪力钉槽与剪力钉之间的预留距离决定，若预制板与钢主梁直接接触，两者的粘接力导致预应力会传递到钢主梁上，而采用橡胶条隔开，相当于预制板与钢主梁几乎脱离了，预应力大部分施加在预制板上，提升了预应力的利用效率，并允许预制板与钢主梁之间存在顺桥向剪切变形，使得预制板钢束张拉后施加的压应力尽可能作用到预制板上；4）在剪力钉槽位置施加临时竖向固定措施，临时竖向固定措施位于预制板上方，同时与钢主梁连接，防止预制板发生非水平面的失稳，张拉负弯矩区预制板上的预应力钢束；5）张拉完成后，由橡胶条侧边的小孔向橡胶条之间注入环氧树脂砂浆；6）采用微膨胀混凝土浇筑负弯矩区预制板之间的横向湿接缝；7）采用微膨胀混凝土浇筑剪力钉槽，待微膨胀混凝土强度达到90%以上，弹性模量达到100%后拆除临时竖向固定措施，完成负弯矩区桥面板施工。
5.进一步地，临时竖向固定措施包括工字钢，剪力钉槽中设有剪力钉和加长剪力钉，加长剪力钉的一端垂直穿过工字钢、剪力钉槽与钢主梁顶板固定连接，另一端采用螺母进行固定，将工字钢水平压于剪力钉槽的上口处。
6.进一步地，临时竖向固定措施还包括垫木，垫木设于剪力钉槽的上方两侧，工字钢水平设于两侧垫木的上方，且与垫木交叉。
7.进一步地，步骤1）中的预制板包括a类预制板面板、b类预制板面板和c类预制板面板，a类预制板面板为中间位置普通预制板面板，b类预制板面板为带齿块的锚固板，c类预制板面板为端部锚固板，三类预制板均预留预应力钢束孔道，短束预应力钢束后张法张拉至b类预制板面板的锚固板处，长束预应力钢束张拉至c类预制桥面板末端。
8.进一步地，预制板纵桥向节段长度为2~3m，横桥向根据桥宽并结合运输和吊装能力考虑是否需要分节段设计；模数式桥面板适用于40m以上跨径组合桥梁。
9.进一步地，橡胶条内注入的环氧树脂砂浆与橡胶条平齐，确保模数式桥面板与钢主梁之间贴合紧密。
10.进一步地，螺母与工字钢顶面预留1-2mm，待剪力钉槽中的微膨胀混凝土强度达到90%且龄期达到7天以上，拆除临时竖向固定措施后，将加长剪力钉的上端外露部分进行割除，切割后剩余高度不超过10mm，且外露的剩余部分进行防腐处理，便于后期的上层面的浇筑。
11.相对于现有技术，本发明的有益效果在于：1）本发明设置临时竖向固定措施保证在张拉过程中预制板的稳定性，保证桥面板与钢主梁紧密连接，防止非水平性失稳，同时给浇筑剪力钉槽时提供一个向下的压力，使浇筑后桥面板和钢主梁贴合更加紧密；2）本发明通过设置橡胶条，避免了预制板与钢主梁的直接接触，在张拉前保证了预制板相对于钢主梁的一定平移，使张拉过程中的预应力尽可能地不传递到钢主梁上，提升预应力张拉效果。
附图说明
12.图1为本发明未向剪力钉槽中浇筑微膨胀混凝土的立体结构示意图；图2为本发明完成装配和浇筑后的立体结构示意图；图3为本发明的剪力钉槽构造示意图；图4为本发明中a类预制桥面板的结构示意图；图5为本发明中b类预制桥面板的结构示意图；图6为本发明中c类预制桥面板的结构示意图；图7为本发明的预制板组合的结构方案的示意图。
13.图中：1、钢主梁；2、橡胶条；3、横向湿接缝；4、剪力钉槽；41、剪力钉；5、临时竖向固定措施；51、工字钢；52、垫木；53、加长剪力钉；6、预制板。
具体实施方式
17.下面结合说明书附图和实施例对本发明做进一步地说明，显然所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，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，都属于本发明的保护范围。
18.实施例11）根据组合梁桥负弯矩区段应力程度选取相应抗裂能力的预制板6及预制板和垫
木52，垫木52设于剪力钉槽4的上方两侧，工字钢51水平设于两侧垫木52的上方，且与垫木52垂直交叉，加长剪力钉53一端依次穿过工字钢51、剪力钉槽4与钢主梁1顶板固定连接，另一端采用螺母进行固定，螺母与工字钢51上端面之间预留1~2mm的空隙，防止预制板6在张拉过程中发生非水平面的失稳，张拉负弯矩区预制板6上的预应力钢束，预应力钢绞线张拉后锚固与b类预制板面板和c类预制板面板上，预加桥面板应力抵抗部分后续桥梁正常通车阶段车辆载荷、温度变化、混凝土材料的收缩等因素产生的拉应力，起到抗裂作用；5）张拉完成后，由橡胶条2侧边的小孔向橡胶条2之间注入环氧树脂砂浆；注入环氧树脂砂浆至与橡胶条2平齐，确保模数式桥面板与钢主梁1之间贴合紧密；6）采用微膨胀混凝土浇筑负弯矩区预制板6之间的横向湿接缝3，如图2所示；7）采用微膨胀混凝土浇筑剪力钉槽4，预制板6与钢主梁1之间通过剪力钉41和剪力钉槽4内灌注微膨胀混凝土形成组合结构共同受力；待微膨胀混凝土强度达到90%以上，弹性模量达到100%后拆除临时竖向固定措施5，将加长剪力钉53的上端外露部分进行割除，切割后剩余高度不超过10mm，且外露的剩余部分进行防腐处理，完成负弯矩区桥面板施工。


技术特征：
1.一种组合梁桥负弯矩区预制板抗裂结构的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：1）根据组合梁桥负弯矩区段应力程度选取相应抗裂能力的预制板（6）及预制板（6）组合的结构方案，明确多种预制板（6）的设置和连接方式；2）预制组合梁桥钢主梁（1）和模数式桥面板，钢主梁（1）吊装就位；3）钢主梁（1）顶板两侧铺设橡胶条（2），吊装预制模数式桥面板就位，模数式桥面板上开设有剪力钉槽（4），剪力钉槽（4）位于钢主梁（1）顶板上方，模数式桥面板能顺桥向滑移一定距离；4）在剪力钉槽（4）位置施加临时竖向固定措施（5），临时竖向固定措施（5）位于预制板（6）上方，同时与钢主梁（1）连接，防止预制板（6）发生非水平面的失稳，张拉负弯矩区预制板（6）上的预应力钢束；5）张拉完成后，由橡胶条（2）侧边的小孔向橡胶条（2）之间注入环氧树脂砂浆；6）采用微膨胀混凝土浇筑负弯矩区预制板（6）之间的横向湿接缝（3）；7）采用微膨胀混凝土浇筑剪力钉槽（4），待微膨胀混凝土强度达到90%以上，弹性模量达到100%后拆除临时竖向固定措施（5），完成负弯矩区桥面板施工。2.如权利要求1所述的一种组合梁桥负弯矩区预制板抗裂结构的施工方法，其特征在于临时竖向固定措施（5）包括工字钢（51），剪力钉槽（4）中设有剪力钉（41）和加长剪力钉（53），加长剪力钉（53）的一端垂直穿过工字钢（51）、剪力钉槽（4）与钢主梁（1）顶板固定连接，另一端采用螺母进行固定，将工字钢（51）水平压于剪力钉槽（4）的上口处。3.如权利要求2所述的一种组合梁桥负弯矩区预制板抗裂结构的施工方法，其特征在于临时竖向固定措施（5）还包括垫木（52），垫木（52）设于剪力钉槽（4）的上方两侧，工字钢（51）水平设于两侧垫木（52）的上方，且与垫木（52）交叉。4.如权利要求1所述的一种组合梁桥负弯矩区预制板抗裂结构的施工方法，其特征在于步骤1）中的预制板（6）包括a类预制板面板、b类预制板面板和c类预制板面板，a类预制板面板为中间位置普通预制板面板，b类预制板面板为带齿块的锚固板，c类预制板面板为端部锚固板，三类预制板均预留预应力钢束孔道，短束预应力钢束后张法张拉至b类预制板面板的锚固板处，长束预应力钢束张拉至c类预制桥面板末端。5.如权利要求4所述的一种组合梁桥负弯矩区预制板抗裂结构的施工方法，其特征在于预制板（6）纵桥向节段长度为2~3m；模数式桥面板适用于40m以上跨径组合桥梁。6.如权利要求1所述的一种组合梁桥负弯矩区预制板抗裂结构的施工方法，其特征在于橡胶条（2）内注入的环氧树脂砂浆与橡胶条（2）平齐，确保在剪力钉槽（4）内浇筑混凝土后，模数式桥面板与钢主梁（1）之间贴合紧密。7.如权利要求2或3所述的一种组合梁桥负弯矩区预制板抗裂结构的施工方法，其特征在于螺母与工字钢（51）顶面之间预留1-2mm，待剪力钉槽（4）中的微膨胀混凝土强度达到90%且龄期达到7天以上，拆除临时竖向固定措施（5）后，将加长剪力钉（53）的上端外露部分进行割除，切割后剩余高度不超过10mm，且外露的剩余部分进行防腐处理。

技术总结
本发明公开了一种组合梁桥负弯矩区预制板抗裂结构的施工方法，包括如下步骤：选取组合桥梁的预制板和组合方案；钢主梁吊装就位；钢主梁顶板两侧铺设橡胶条，吊装预制模数式桥面板就位，模数式桥面板上开设有剪力钉槽，剪力钉槽位于钢主梁顶板上方，模数式桥面板能顺桥向滑移一定距离；在剪力钉槽位置施加临时竖向固定措施，防止预制板发生非水平面的失稳，张拉负弯矩区预制板上的预应力钢束；张拉完成后，向橡胶条之间注入环氧树脂砂浆；浇筑负弯矩区预制板之间的横向湿接缝和剪力钉槽，待微膨胀混凝土强度达到要求后拆除临时竖向固定措施，完成负弯矩区桥面板施工。本发明使张拉预应力尽可能地不传递到钢主梁上，提升预应力张拉效果。张拉效果。张拉效果。


技术研发人员：方志杨 唐翔 吴俭忠 彭卫兵 张雪峰 冯正满 周引 袁佳锋 蔡益郎 章日凯 濮辉铭 郭阳 龚黎明 唐国俊 张存辉
受保护的技术使用者：方志杨
技术研发日：2022.04.18
技术公布日：2022/6/24