节段横向无粘结预应力装配式预制空心板桥结构及其施工工艺

摘要

本发明公开一种节段横向无粘结预应力装配式预制空心板桥结构及其施工工艺，该结构包括空心板层和铺设在空心板层上面的混凝土层，空心板层由依次排列的至少两块空心板构成，相邻空心板之间有铰缝，至少相邻两块空心板通过预应力束连接，在预应力束的两端设有锚固装置。还公开该节段横向预应力装配式预制空心板结构的施工工艺。该节段横向预应力传力路径短，便于更换，预应力效率高，可提高空心板桥整体性，且便于后期维护。

说明书

技术领域

本发明属于建筑技术领域，具体地说涉及一种节段横向无粘结预应力配式空心板结构，还涉及该结构的施工工艺。

背景技术

装配式空心板桥设计简单、施工便捷是我国中小跨径桥梁广泛采用的一种桥型。早期修建的小铰缝空心板桥普遍存在铰缝开裂、渗漏和铺装坑槽等破坏，现在采用的大铰缝仍存在病害。横向预应力被广泛用来加固该类桥梁。CN2014201921907设计了新型装配式空心板桥，建造时即施加了横向预应力。建造时沿桥梁横向全宽度内施加预应力，预应力通过两侧边板向内传递预压力。传力路径较长，预应力损失较大。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足提供一种节段横向无粘结预应力装配式预制空心板桥结构及其施工工艺，该节段横向预应力传力路径短，便于更换，预应力效率高，可提高空心板桥整体性，且便于后期维护。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种节段横向无粘结预应力装配式预制空心板桥结构，包括空心板层和铺设在空心板层上面的混凝土层，空心板层由依次排列的至少两块空心板构成，相邻空心板之间有铰缝，至少相邻两块空心板通过预应力束连接，即预应力束通过相邻两块空心板中的Ⅰ空心板的底板部分、Ⅰ空心板的空心部分、Ⅰ和Ⅱ两空心板之间的铰缝、Ⅱ空心板的空心部分和Ⅱ空心板的底板部分；或者：预应力束通过相邻三块或相邻三块以上空心板的首块空心板的底板部分、首块空心板的空心部分、首块空心板和与首块空心板相邻空心板之间铰缝、中间空心板的空心部分，中间空心板与尾块空心板之间的铰缝、尾块空心板的空心部分和尾块空心板的底板部分；在预应力束的两端设有锚固装置。

上述节段横向无粘结预应力装配式预制空心板桥结构，空心板的底板是紧靠混凝土层的上底板或者是远离混凝土层的下底板。上述节段横向无粘结预应力装配式预制空心板桥结构，所述整个预应力束外均套设有套筒，套筒嵌设在相邻空心板内。

上述节段横向无粘结预应力装配式预制空心板桥结构，在空心板内设置有肋板，预应力束或者套筒嵌设在肋板内。

上述节段横向无粘结预应力装配式预制空心板桥结构，所述套筒为波纹管。

上述节段横向无粘结预应力装配式预制空心板桥结构，所述预应力束的端部与该预应力束所穿过的空心板铰缝的端部之间的距离为bb，空心板的宽度为b，长度为l，则bb≦0.5b。

上述节段横向无粘结预应力装配式预制空心板桥结构，所述空心板内预应力束与相邻两空心板之间预应力束之间为圆滑过渡。

上述节段横向无粘结预应力装配式预制空心板桥结构的施工工艺，包括以下步骤：

a.根据工况设计节段横向无粘结预应力装配式预制空心板桥，确定空心板形式及块数和横向预应力连接的空心板数量，其中至少两块空心板用预应力束相连接,单块空心板宽度为b，长度为l，在长度方向上，在空心板层的空心板的长度方向上预应力束至少布置两排，每排预应力束均由相邻至少两块空心板之间的预应力束构成；

b.预制空心板并根据设计方案预留预应力孔道和锚固槽；

c.吊装就位后根据设计方案穿预应力束；

d．浇筑铰缝混凝土，同时在空心板层上面铺设混凝土层；

e.将预应力束两端通过锚固装置张拉到位，将至少两块空心板连接起来，形成节段横向无粘结预应力装配式预制空心板桥结构。

上述节段横向无粘结预应力装配式预制空心板桥结构的施工工艺，所述步骤b每排预应力束内的预应力束均在同一直线上，且布置在空心板的宽度方向内。

上述节段横向无粘结预应力装配式预制空心板桥结构的施工工艺，所述步骤b每排预应力束内的预应力束交错设置，且布置在空心板的宽度方向内。

采用上述技术方案，本发明有以下优点：本发明节段横向预应力传力路径短，便于更换，预应力效率高，可提高空心板桥整体性，且便于后期维护。

附图说明

图1是传统横向预应力结构示意图。

图2是本发明横向预应力结构第一种示意图。

图3是图2的第一种俯视图。

图4是图2的第二种俯视图。

图5是相邻两块空心板之间横向预应力的第一种结构示意图。

图6是相邻两块空心板之间横向预应力的第二种结构示意图。

图7为图5中A区域放大示意图。

图8为图5中B处圆弧放大示意图。

图9是图5中C区域放大示意图。

图10是本发明横向预应力结构第二种示意图。

图11是图10的第一种俯视图。

图12是图10的第二种俯视图。

具体实施方式

如图2-11的一种节段横向无粘结预应力装配式预制空心板桥结构，包括空心板层1和铺设在空心板层上面的混凝土层2，空心板层由依次排列的至少两块空心板3构成，相邻空心板的腹板4之间的间隙构成铰缝5，至少相邻两块空心板通过预应力束6连接，预应力束的两端设置有锚固装置7。本发明锚固装置为锚具，在底板上设置锚具槽8，预应力束伸出锚具槽外，锚具固定在预应力束的端部，根据不同工况的设计要求，对预应力束进行张拉，最后紧固。

如图2-9所示，即预应力束通过相邻两块空心板中的Ⅰ空心板9的底板部分、Ⅰ空心板的空心部分、Ⅰ和Ⅱ两空心板10之间的铰缝5、Ⅱ空心板的空心部分和Ⅱ空心板的底板部分，在预应力束6的两端设有锚固装置7。各相邻两块空心板均通预应力束6连接，即相邻两块空心板作为一个单元，前一单元的Ⅱ两空心板是相邻后一单元的Ⅰ空心板，这样空心板层的所有空心板均连接为一个整体的空心板层1。单块空心板宽度为b，长度为l，在空心板层的空心板的长度方向上，在两个侧边上的空心板底板内布置一排锚具槽，在中间的空心板底板内布置两排锚具槽，各相邻两块空心板之间的预应力束通过锚具槽紧固。

如图2、图3、图5-9所示，预应力束的布置方式如下，即每排预应力束内的每个预应力束均在同一直线上，且布置在空心板的宽度方向内。

图2和图4-9所示，预应力束的布置方式还可以如下：每排预应力束内的每个预应力束交错设置，且布置在空心板的宽度方向内。

如图10-12所示，预应力束通过相邻三块空心板的首块空心板11的底板部分、首块空心板的空心部分、首块空心板和中间空心板12之间铰缝、中间空心板的空心部分，中间空心板与尾块空心板13之间的铰缝、尾块空心板的空心部分和尾块空心板的底板部分；在预应力束6的两端设有锚固装置7。每相邻三块空心板均通预应力束连接，即相邻三块空心板为一个单元，象上述描述一样，每个单元内空心板通过预应力束连接，前一单元的尾块空心板又是相邻后一单元的首块空心板，这样预应力束将整排空心板连接为一个整体的空心板层1。

如图9和图11所示，预应力束的布置方式如下，即每排预应力束内的每个预应力束均在同一直线上，且布置在空心板的宽度方向内。

如图10和图12所示，预应力束的布置方式还可以如下：每排预应力束内的每个预应力束交错设置，且布置在空心板的宽度方向内。

本发明，如图5所示，空心板的底板是远离混凝土层的下底板15，这种结构适合方便桥下作业的工况；如图6所示，空心板的底板是紧靠混凝土层的上底板16，这种情况适合桥下空间不够大，或者桥下水太深，不方便作业的工况下。

只用预应力束也可以达到本发明的效果。或者在空心板内设置有肋板17，预应力束嵌设在肋板17内，均能达到本发明的效果。

为方便后期预应力束更换，近一步改进的方案是在整个预应力束外均套设有套筒18。

如图9所示，为增强预应力效果，本发明的更进一步改进的方案是在空心板内设置有肋板17，嵌套有预应力束的套筒18嵌设在肋板内，套筒外表面距离肋板最上端的距离为c,只要能够将套筒嵌设在肋板中，且套筒与肋板上表面平行便可；优选方案为c≥50mm。

本发明的肋板17可以是设置在空心板内的纵贯一体的一整块板,也可以是只在有预应力束套筒的外面设置一小块肋板,即在空心板内的肋板不是一整块板,而是根据预应力束的设置相应为一小块一小块间段排列的。

本发明所为保障预应力效果最佳，空心板内预应力束与相邻两空心板之间预应力束之间为圆滑过渡，预应力束转弯处大样图见图8，优选方案为R≥1100mm。铰缝内预应力筋套筒可以在铰缝任意高度布置，优选方案为:套筒的最上端距铰缝最小处上端部的距离为hj，铰缝最小处上端部距离铰缝最大处端部的距离为hsk，则hj为hsk的一半为宜。

为使预应力束的应力传递过程损失最小化，本发明的优选方案是所述套筒为波纹管19；如图3、图4、图9、图11和图12所示，所述预应力束的端部与该预应力束所穿过的空心板铰缝的端部之间的距离为bb，单块空心板的宽度为b，长度为l，则bb≦0.5b，d为两空心板板底之间的间距，在空心板长度方向上布置预应力束，预应力束距离端部距离l₁,以施工便捷性确定，优选方案为l₁≦1000mm；中间预应力束均匀布置，优选方案是相邻预应力束之间的间距lb≦b。

上述节段横向无粘结预应力装配式预制空心板桥结构的施工工艺，包括以下步骤：

a.根据工况设计节段横向无粘结预应力装配式预制空心板桥，确定空心板形式及块数和横向预应力连接的空心板数量，其中至少两块空心板用预应力束相连接,单块空心板宽度为b，长度为l，在长度方向上，在空心板层的空心板的长度方向上预应力束至少布置两排，每排预应力束均由相邻至少两块空心板之间的预应力束构成；

b.预制空心板并根据设计方案预留预应力孔道和锚固槽；

c.吊装就位后根据设计方案穿预应力束；

d．浇筑铰缝混凝土，同时在空心板层上面铺设混凝土层；

e.将预应力束两端通过锚固装置张拉到位，将至少两块空心板连接起来，形成节段横向无粘结预应力装配式预制空心板桥结构。

上述节段横向无粘结预应力装配式预制空心板桥结构的施工工艺，可以按如下方式布置预应力束，即所述步骤b每排预应力束内的预应力束均在同一直线上，且布置在空心板的宽度方向内。

上述节段横向无粘结预应力装配式预制空心板桥结构的施工工艺，还可以按如下方式布置预应力束，即所述步骤b每排预应力束内的预应力束交错设置，且布置在空心板的宽度方向内。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本发明的保护范围。