一种梳齿板伸缩缝防松构造及施工方法与流程

1.本发明涉及一种高速公路的梳齿板伸缩缝维修改造技术，尤其是一种梳齿板伸缩缝防松构造及施工方法。


背景技术：

2.梳齿板伸缩缝具有伸缩量大、行车平稳、噪声量低、施工方便等优点，因而被广泛地应用于长大桥梁中。其主要由伸缩装置、高强锚固螺栓和锚固端混凝土组成。
3.以市政养护管养的s32高速公路为例，其现存梳齿板伸缩缝1500余块。随着公路运营年限的增加和重载车辆的增多，沿线不少梳齿板伸缩缝相继出现不同程度的损坏，破坏形式以齿板松动情形最为常见。若不能及时地对齿板松动病害进行有效修复，将造成钢板翘曲变形，带来极大的交通安全隐患。
4.目前针对齿板松动病害，通常按原设计进行修复。即当螺栓丝牙破坏后，重新开挖铺装砼，种植高强螺栓，浇筑砼后再安装上覆齿板，拧紧螺帽并打环氧胶封闭。采用该传统工艺修复后，螺帽依然容易在重载车辆作用下发生松动，若不及时紧固将诱发螺栓剪断破坏、齿板翘曲变形等病害，进而造成齿板松动，危及行车安全。因此，消除齿板松动病害的根本在于规避螺帽松动情形的发生。
5.目前国内外螺帽防松方法大致包含三类，分别为摩擦防松、机械防松和永久防松，而机械防松和永久防松方法不适用于梳齿板结构。研究对比研究了弹簧垫片、双螺母、自锁螺母三种摩擦防松方案，弹簧垫片即传统工艺常采用的防松方案，效果较差，不适用于动荷载环境；双螺母对构造高度有要求，也不适用于梳齿板结构；自锁螺母—30
°
楔形螺纹防松技术虽然能很大程度防止螺栓松动，但由于梳齿板需要定期拆除清理垃圾，该过程会造成自锁螺母的螺纹出现不可逆损伤，加之受螺帽紧固高度限制、环境锈蚀等因素影响，使用1～2年后，螺帽仍会松动。
6.基于此，唯有改变现状螺栓锚固形式，采用套筒螺栓构造，才能最大限度增加紧固高度。与此同时，栓帽一体结构中螺栓与螺帽之间之间基本不存在缝隙，锈蚀膨胀带来的不利影响也会大大降低。此外再通过采取一些减震措施，如增设缓冲接触面，确保行车荷载得以均匀分布，降低车辆行驶对齿板的冲击效应。从而最大限度地避免螺栓松动情形的出现。


技术实现要素：

7.为了解决现有技术存在治标不治本、病害频发、返修次数多等问题，本发明提供一种新型梳齿板伸缩缝防松构造及施工方法，该构造采用专用套筒螺栓对梳齿板进行锚固，增大了丝牙咬合高度和结构整体受力性能，提升了紧固件的锚固性能；同时增设了缓冲接触面，确保行车荷载得以均匀分布，降低了车辆行驶对齿板的冲击效应。从而有效规避紧固件松动情形的发生，有利于高速公路的正常通行。
8.为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种梳齿板伸缩缝防松构造，包括梳齿钢板、套筒及螺栓，所述梳齿钢板采用套筒和螺栓与伸缩缝锚固混凝土锚固，其中，套筒锚
固在伸缩缝锚固混凝土中，螺栓穿过梳齿钢板上通孔与套筒螺纹连接，套筒采用双面焊连接植入梁顶混凝土中的种植钢筋，套筒之间则通过套筒连接钢筋和分布钢筋连成整体。
9.进一步，所述螺栓与套筒通过螺纹机械咬合以及环氧粘结胶进行连接。
10.进一步，所述套筒整高12cm，与混凝土接触面采用螺纹构造；底部7cm高，中间开一直径为13mm的圆孔；顶部5cm高为带丝牙的螺纹构造，套筒的内螺纹直径与螺栓尺寸相匹配。
11.进一步，所述螺栓直径与梳齿钢板原有种植螺栓尺寸一致，螺栓的栓帽高度为7mm，安装后的栓帽顶面比梳齿钢板顶面低1cm以上。
12.进一步，所述种植钢筋采用hrb400，直径为12mm，植筋深度不少于150mm，其与套筒搭接长度不少于6cm；所述套筒连接钢筋直径为12mm，其从套筒圆孔中穿过，与各套筒点焊连接。
13.进一步，所述梳齿钢板与伸缩缝锚固混凝土之间增设缓冲接触层结构，所述缓冲接触层结构自上而下包含调平层和缓冲层两部分构造，所述调平层由环氧砂浆或环氧树脂或mma砂浆薄层材质构成，其铺设后的表面平整度不超过1mm；缓冲层为橡胶塑料制品，厚度为2mm，整块铺设。
14.进一步，所述套筒、套筒连接钢筋和部分分布钢筋加工成整体托架形式进行预埋，以便统一套筒间距，便于后续螺栓安装施工。
15.一种梳齿板伸缩缝防松构造的施工方法，其步骤为：(1)凿除清理，(2)安装定位托架，(3)种植顶板钢筋并焊接，(4)布设纵向分布钢筋，(5)浇筑下卧混凝土，(6)缓冲接触层施工，(7)安装梳齿钢板及其组件，(8)安装螺栓。
16.由于采取了以上技术方案，本发明具有如下有益效果：
17.1、梳齿板松动病害大幅减低，有利于高速公路的正常通行。
18.2、维修频次大幅减少，长远来看经济性较好。
19.3、路畅人和，降低社会投诉，减少矛盾纠纷。
附图说明
20.图1是梳齿板伸缩缝平面图；
21.图2是图1中的a-a剖面图；
22.图3是套筒螺栓细部构造图；
23.图4是预埋套筒托架平面图；
24.图5是预埋套筒托架立面图。
具体实施方式
25.下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
26.如图1至图5所示，一种梳齿板伸缩缝防松构造，采用套筒3和螺栓2对梳齿钢板1进行锚固，增大了丝牙咬合高度和结构整体受力性能，提升了紧固件的锚固性能；同时增设了缓冲接触面，确保行车荷载得以均匀分布，降低了行车对齿板的冲击效应。
27.套筒3整高12cm，与混凝土4接触面采用螺纹构造。底部7cm高设计为实心筒构造，中间开一直径为13mm的圆孔；顶部5cm高为带丝牙的螺纹构造，其套筒3直径与螺栓2尺寸相
匹配。
28.螺栓2直径与梳齿钢板1原有种植螺栓尺寸一致，通常有16mm、20mm、24mm等类型。螺栓栓帽高度约为7mm，安装后的栓帽顶面较齿板顶面略低1cm以上。螺栓丝牙锚固深度依据齿板厚度而定，为(h1-0.7 2.5)cm，通常约为30mm-40mm。
29.螺栓2与套筒3通过螺纹机械咬合以及环氧粘结胶进行连接。
30.种植钢筋7采用hrb400，直径为12mm，植筋深度不少于150mm，其与套筒3采用双面焊连接，搭接长度不少于6cm；套筒3之间则通过套筒连接钢筋8和和分布钢筋9连成整体，该套筒连接钢筋8直径为12mm，其从套筒3圆孔中穿过，与各套筒3点焊连接；套筒连接钢筋8和分布钢筋9均采用hrb400，直径为12mm，布设间距为100mm。
31.梳齿钢板1与混凝土4之间增设了缓冲接触层结构6，该结构自上而下包含调平层和缓冲层两部分构造。调平层由环氧砂浆或环氧树脂或mma砂浆等薄层材质构成，其铺设后的表面平整度不超过1mm；缓冲层为橡胶塑料制品，厚度为2mm，整块铺设，但应避开避开套筒中心2d(套筒直径)范围内设置。
32.如图4、5所示。套筒3、套筒连接钢筋8和部分分布钢筋9加工成整体托架形式进行预埋，以便统一套筒间距等参数，便于后续螺栓安装施工。
33.一种梳齿板伸缩缝防松构造的养护维修施工流程为：(1)凿除清理，(2)安装定位托架。(3)种植顶板钢筋并焊接，(4)布设纵向分布钢筋，(5)浇筑下卧混凝土，(6)缓冲接触层施工，(7)安装梳齿板及其组件，(8)安装螺栓。
34.本发明适用于两类情形：一是针对齿板松动后而造成的螺栓剪断破坏情形，开挖后采取本发明提供的防松构造；二是在新建工程时采用本发明提供的防松构造。对于新建工程，减少了凿除清理施工环节，但需根据施工气温确定梳齿板的安装间隙。以下提供养护维修时的实施方法。
35.针对s32斜塘桥梳齿板伸缩缝改造实例，本发明采取了图1至图5所示的改造方案，其中套筒螺栓、锚固及配筋构造的结构详图详图2～图3所示。
36.1、凿除清理
37.用路面切割机沿划线部位切割，然后采用风镐将施工区域白带凿除，破碎至梁面，过程中将混凝土、钢筋逐步分离清除。
38.2、安装定位托架
39.齿板下卧砼清除干净后，用空压机吹干净，保证施工作业面清洁平整。然后放样定出齿板螺栓中心位置，以此来安装预埋预埋套筒托架。
40.3、种植顶板钢筋并焊接
41.在预埋套筒附近钻孔，种植顶板钢筋。顶板钢筋采用hrb400，直径为12mm，钻孔深度为150mm，植筋胶采用喜利得快硬型植筋胶。胶体固化后，将顶板钢筋与套筒进行焊接，焊接方式采用双面焊，搭接长度不少于6cm。
42.4、布设纵向分布钢筋
43.纵向分布钢筋采用hrb400，直径为12mm，其布设间距为100mm。纵向分布钢筋布设完成后，将其与横向连接钢筋进行点焊连接。
44.5、浇筑下卧混凝土
45.养护维修工程一般采用快硬型钢纤维混凝土，新建工程则一般采用普通钢纤维混
凝土。混凝土强度应达到c50等级，钢纤维掺合量约为60kg/m3。混凝土浇筑前，应使用棉絮填充套筒，以防溢浆而造成套筒堵塞。
46.6、缓冲接触层施工
47.调平层目的是对下卧混凝土面进行精平，可以根据调平层厚度采取不同的修复材料。具体实施时可以先通过钢尺、靠尺测量调平层厚度，若厚度在2mm以内，再使用环氧胶进行涂刷；若厚度在2mm～5mm以内，则砌筑mma砂浆；若厚度在5mm以上，再砌筑环氧砂浆。调平层实施完成后应确保砼表面平整度不超于1mm。确认满足要求后，再安装橡胶片，其厚度为2mm，整块铺设，为减少局部范围内的往复变形给套筒螺栓受力带来不利影响，在套筒埋设中心2d(套筒直径)范围内应不予设置缓冲材料。
48.7、安装梳齿板及其组件
49.依次安装橡胶止水带、不锈钢板与梳形钢板。
50.8、安装螺栓
51.先在套筒中注入环氧粘结剂，然后迅速拧紧螺栓，最后在栓帽上也注入环氧粘结剂，提供使用耐久性。