一种装配式空心板桥及其施工方法

技术领域

本发明涉及桥梁建设施工技术领域，具体涉及一种装配式空心板桥及其施工方法。

背景技术

公路及市政道路中，中小跨径桥梁占比大。城市桥梁中，大量高架桥也是由中小跨径桥梁组合而成。由此，对于中小跨径桥梁结构，占有重要的地位。从国内桥梁应用及研究中发现，现有桥梁中，预应力空心板由于结构简单、施工方便、适应性强、经济性好，应用比重达到65％～70％。然而，空心板设计时过分追求经济指标，忽略了构造细节和自身抗力储备，结构耐久性差，服役5～10年后普遍出现病害。

此外，面对交通量增长，现状桥梁无法满足通行需求时，拆除重建浪费过大，利用现状桥梁进行拓宽改造是经济且技术可行的。行业规范建议桥梁拓宽改造时采用同结构拼宽，使得在对占比巨大的空心板桥梁拓宽时新建部分也存在安全隐患。

因此，有必要发明一种施工便利、整体性好、耐久性强的中小跨径桥梁，既能满足大量的工程实际需求，还能较好适应既有空心板桥梁的拓宽改造。本申请旨在提供一种装配式空心板桥，基于现有部颁通用图进行优化，板间设置梁体连接钢结构装置，强化横向整体性能。护栏现浇，加强与结构连接作用。设置现浇混凝土层，进一步强化结构横向联系。对空心板及现浇层连接钢筋进行优化，提高连接性能。

发明内容

针对现有技术存在的上述缺陷，提供了一种装配式空心板桥及其施工方法，具备施工便利、整体性好、耐久性强的特点。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种装配式空心板桥，包括若干个沿桥梁长度方向布设的空心板，其特征在于：空心板之间彼此设有一定间距；在相邻两个空心板之间的侧面上半部分固定设有中悬臂，在最外侧的两个空心板的侧面上部分设有边悬臂，相邻两个空心板的中悬臂的侧面相贴合，且空心板、中悬臂以及边悬臂的顶面共同构成平面结构；在空心板边的中悬臂高度以下区域的侧面之间间隔设有若干个板间连接装置，板间连接装置的两端分别与相邻两个空心板内；在边悬梁和所述平面结构的顶部设有护栏结构和桥面结构的钢筋预埋件，在边悬臂的顶部设有护栏结构，在所述平面结构上、以及护栏结构之间现场浇筑桥面结构。

按上述技术方案，减少一个设置在最外侧空心板边悬梁上的护栏结构，在旧桥边梁和所诉空心板之间彼此设有一定间距；在所述最外侧空心板的侧面内预埋连接钢筋，在旧桥边梁与所述最外侧空心板相邻的侧面上预埋连接钢筋，并将所述最外侧空心板和旧桥边梁浇筑为一个整体。

按上述技术方案，板间连接装置包括预埋部分和连接部分，在相邻两个空心板的侧面上均设置预埋部分，通过连接部分将预埋部分连接成一个整体。

按上述技术方案，预埋部分包括抗剪螺栓和预埋钢板，在相邻空心板的两侧面内均设置若干根抗剪螺栓，抗剪螺栓与空心板的侧面垂直；预埋钢板的置于空心板侧面内，预埋钢板的一侧面与空心板侧面平齐，预埋钢板的另一侧面与抗剪螺栓固定相连；

连接部分包括两块抗剪钢板、两块连接钢板、以及若干个连接螺栓，两块抗剪钢板的竖直且平齐布设，抗剪钢板的宽度与中悬梁的宽度一致，两块抗剪钢板的一侧固定在预埋钢板上，两块抗剪钢板的另一侧相贴合；两块连接钢板布设在两块抗剪钢板的贴合处的前侧面和后侧面上，在两个抗剪钢板上分别设有一组螺栓孔，在连接钢板上设有与抗剪钢板螺栓孔相匹配的螺栓孔，通过连接螺栓将两侧的抗剪钢板、以及抗剪钢板前后侧的连接钢板连接成一个整体。

按上述技术方案，钢筋预埋件包括位于边悬梁和最外侧空心板内且沿空心板长度方向布设的预埋纵筋、底部绑扎在预埋纵筋上且竖直布设凸出所述平面结构的钢筋竖筋、以及呈现矩形阵列布设在中悬梁和空心板顶部的抗剪钢筋；抗剪钢筋采用近似的U型结构，在所述平面结构的顶部形成若干个环状结构。

按上述技术方案，在所述平面结构的两侧、且位于护栏施工的范围内间隔若干根护栏纵筋，并且护栏进行施工；在护栏之间的所述平面结构内设置若干根现浇层纵向钢筋和若干根现浇层横向钢筋，现浇层纵向钢筋穿过所述环状结构、且沿空心板长度方向书竖直布设；现浇层横向钢筋处置现浇层中心钢筋布设，以现浇层纵向钢筋和横向钢筋为骨架、所述平面结构和护栏结构为模板布设现浇层，并在现浇层的顶部铺设铺装层构成桥面结构。

一种装配式空心板桥的施工方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1：制作空心板、悬梁、以及预埋件；

S2：吊装空心板，利用板间连接装置将空心板边梁和空心板中梁横向连接成一个整体；

S3：对所述平面结构进行凿毛处理，形成凹凸不平的粘结层；

S4：对位于边悬梁和空心板边梁上的防撞护栏进行施工；

S5：以所述平面结构和防撞护栏对桥面结构进行现浇施工。

按上述技术方案，在步骤S2中，若是建设新桥，则按设计图纸对空心板边梁和空心板中梁通过板间连接装置进行连接施工；若是对既有桥梁进行拓宽，则在最外侧空心板中梁外侧面埋设连接钢筋，在既有桥梁边梁侧面植入连接钢筋，以连接钢筋作为纽带，将新旧墙梁浇筑成一个整体。

按上述技术方案，在步骤S1中，包括如下步骤：

S11：确定空心板片数及边悬臂、中悬臂长度；

S12：确定板间连接结构的各个部件的尺寸和数量，以及各个部件的相对位置；

S13：绑扎空心板钢筋结构，将板间连接结构的预埋部分、以及护栏结构和桥面结构的钢筋预埋件连接在空心板钢筋结构上；

S14：按设计图纸浇筑空心板、以及边悬梁和中悬梁。

本发明具有以下有益效果：

1、基于部颁通用图进行调整优化，在空心板之间留有一定间距。在间距两侧的空心板侧面的下半部分设置板间连接装置；现场施工时，利用板间连接装置将所有空心板横向连接成一个整体。此时，由于间隙两侧的空心板侧面的上半部分设置中悬臂，中悬臂的顶面、以及空心板的顶面共同构成桥面结构铺装的平面结构，并作为桥面结构现浇层的底模。随后在边悬梁的顶部现场浇筑护栏结构，并以所述平面结构和护栏结构作为模板现场浇筑桥面结构，方便桥面施工并起到强化护栏与桥梁结构间联系的作用。

基于以上措施，空心板、边悬梁、重悬梁、板间连接结构的部分、以及钢筋预埋件一起预制，现场通过板间连接装置将空心板横向连接形成整体，提高桥体施工效率；并且，在相邻空心板间的上半部分设置中悬梁、下半部分设置板间连接装置，避免了常规空心板存在的铰缝病害；另外，由于板间下半部分设置有板间连接装置、以及现场浇筑在所述平面结构的墙面结构的共同作用，提升了桥板的横向整体性和耐久性。

本结构与部颁通用图空心板适配性好，可作为新建结构的同时也可对仅有空心板桥梁进行拓宽改造。

2、在所述平面结构内预埋抗剪钢筋，增强了桥面结构和空心板之间的整体性，提高了桥梁的耐用性。

附图说明

图1是本发明提供实施例的断面图；

图2是本发明提供实施例的装配式空心板连接钢筋设置图；

图3是本发明提供实施例的相邻两个空心板和板间连接结构的连接关系图；

图4是本发明提供实施例的沿桥梁长度方向空心板间隔处的剖视图；

图5是本发明提供实施例的板间连接结构与空心板之间的结构示意图；

图中，1、空心板；2、中悬臂；3、边悬臂；4、板间连接装置；4-1、抗剪螺栓；4-2、预埋钢板；4-3、抗剪钢板；4-4、连接钢板；4-5、连接螺栓；5、护栏结构；5-1、预埋纵筋；5-2、钢筋竖筋；5-3、护栏纵筋；6、桥面结构；6-1、抗剪钢筋；6-2、现浇层纵向钢筋；6-3、现浇层横向钢筋；6-4、现浇层；6-5、铺装层；6-6、粘结层。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

参照图1～图5所示，本发明提供的一种装配式空心板桥。

实施例1

包括若干个沿桥梁长度方向布设的空心板1，空心板之间彼此设有一定间距；在相邻两个空心板之间的侧面上半部分固定设有中悬臂2，在最外侧的两个空心板的侧面上部分设有边悬臂3，相邻两个空心板的中悬臂的侧面相贴合，且空心板、中悬臂以及边悬臂的顶面共同构成平面结构；在空心板边的中悬臂高度以下区域的侧面之间间隔设有若干个板间连接装置4，板间连接装置的两端分别与相邻两个空心板内；在边悬梁和所述平面结构的顶部设有护栏结构和桥面结构的钢筋预埋件，在边悬臂的顶部设有护栏结构5，在所述平面结构上、以及护栏结构之间现场浇筑桥面结构6。

在实施例中，基于部颁通用图进行调整优化，在空心板之间留有一定间距。在间距两侧的空心板侧面的下半部分设置板间连接装置；现场施工时，利用板间连接装置将所有空心板横向连接成一个整体。此时，由于间隙两侧的空心板侧面的上半部分设置中悬臂，中悬臂的顶面、以及空心板的顶面共同构成桥面结构铺装的平面结构，并作为桥面结构现浇层的底模。随后在边悬梁的顶部现场浇筑护栏结构，并以所述平面结构和护栏结构作为模板现场浇筑桥面结构，方便桥面施工并起到强化护栏与桥梁结构间联系的作用。

基于以上措施，空心板、边悬梁、重悬梁、板间连接结构的部分、以及钢筋预埋件一起预制，现场通过板间连接装置将空心板横向连接形成整体，提高桥体施工效率；并且，在相邻空心板间的上半部分设置中悬梁、下半部分设置板间连接装置，避免了常规空心板存在的铰缝病害；另外，由于板间下半部分设置有板间连接装置、以及现场浇筑在所述平面结构的墙面结构的共同作用，提升了桥板的横向整体性和耐久性。

本结构与部颁通用图空心板适配性好，可作为新建结构的同时也可对仅有空心板桥梁进行拓宽改造。

实施例2

实施例2的结构和原理与实施例1的结构和原理接近，其不同之处在于：为了适应现有桥梁结构拓宽，在实施例的基础上进行适应性修改。

具体为，减少一个设置在最外侧空心板边悬梁上的护栏结构，在旧桥边梁和所诉空心板之间彼此设有一定间距；在所述最外侧空心板的侧面内预埋连接钢筋，在旧桥边梁与所述最外侧空心板相邻的侧面上预埋连接钢筋，并将所述最外侧空心板和旧桥边梁浇筑为一个整体。

在本实施例1的基础上，减少一个设置在最外侧空心板边悬梁上的护栏结构，在最外侧空心板和旧桥边梁之间留有间距；以该边悬梁作为施工操作空间设置连接钢筋，并利用设在所述最外侧空心板和旧桥边梁的连接钢筋，将所述空心板和旧桥边梁浇筑为一个整体，从而完成对既有桥梁的扩宽改造。

实施例3

实施例3的结构和原理与实施例1和2的结构和原理接近，其不同之处在于：给出了一种优选的板间连接结构的实现形式。

具体为，板间连接装置包括预埋部分和连接部分，在相邻两个空心板的侧面上均设置预埋部分，通过连接部分将预埋部分连接成一个整体。

在本实施例中，通过连接部分将预埋部分连接成一个整体，从而间接将相邻两个空心板之间、或者所述最外侧空心板和旧桥边梁之间连接成一个整体，从而提高桥体的施工效率以及横向整体性，达到提高桥体的维护方便性和耐久性的目的。

实施例4

实施例4的结构和原理与实施例1和2的结构和原理接近，其不同之处在于：给出了一种优选的板间连接结构的具体结构。

预埋部分包括抗剪螺栓4-1和预埋钢板4-2，在相邻空心板的两侧面内均设置若干根抗剪螺栓1，抗剪螺栓与空心板的侧面垂直；预埋钢板的置于空心板侧面内，预埋钢板的一侧面与空心板侧面平齐，预埋钢板的另一侧面与抗剪螺栓固定相连；

连接部分包括两块抗剪钢板4-3、两块连接钢板4-4、以及若干个连接螺栓4-5，两块抗剪钢板的竖直且平齐布设，抗剪钢板的宽度与中悬梁的宽度一致，两块抗剪钢板的一侧固定在预埋钢板上，两块抗剪钢板的另一侧相贴合；两块连接钢板布设在两块抗剪钢板的贴合处的前侧面和后侧面上，在两个抗剪钢板上分别设有一组螺栓孔，在连接钢板上设有与抗剪钢板螺栓孔相匹配的螺栓孔，通过连接螺栓将两侧的抗剪钢板、以及抗剪钢板前后侧的连接钢板连接成一个整体。

在本实施例中，板间连接结构内通过两个一侧固定在预埋钢板、另一侧相贴合的抗剪钢板，利用抗剪钢板的对齐，降低相邻两个空心板主梁和空心板边梁、或者两个空心板主梁之间的安装难度，也简化了板间连接结构的安装过程。

实施例5

实施例5的结构和原理与实施例1和2的结构和原理接近，其不同之处在于：给出了一种优选的钢筋预埋件的结构形式。

具体为，钢筋预埋件包括位于边悬梁和最外侧空心板内且沿空心板长度方向布设的预埋纵筋5-1、底部绑扎在预埋纵筋上且竖直布设凸出所述平面结构的钢筋竖筋5-2、以及呈现矩形阵列布设在中悬梁和空心板顶部的抗剪钢筋6-1；抗剪钢筋采用近似的U型结构，在所述平面结构的顶部形成若干个环状结构。

设置抗剪钢筋的目的是为了加强桥面结构的现浇层和所述平面结构的连接；另外，在边悬臂内预埋护栏钢筋及预埋纵筋，并使其搭接，可有效传递荷载。

实施例6

实施例6的结构和原理与实施例5的结构和原理接近，其不同之处在于：给出了桥面结构的优选的结构形式。

具体为，在所述平面结构的两侧、且位于护栏施工的范围内间隔若干根护栏纵筋5-3，并且护栏进行施工；在护栏之间的所述平面结构内设置若干根现浇层纵向钢筋6-2和若干根现浇层横向钢筋6-3，现浇层纵向钢筋穿过所述环状结构、且沿空心板长度方向书竖直布设；现浇层横向钢筋处置现浇层中心钢筋布设，以现浇层纵向钢筋和横向钢筋为骨架、所述平面结构和护栏结构为模板布设现浇层6-4，并在现浇层的顶部铺设铺装层6-5构成桥面结构。

另外，本发明还提供了一种装配式空心板桥的施工方法。

实施例1

包括如下步骤：

S1：制作空心板、悬梁、以及预埋件；

S2：吊装空心板，利用板间连接装置将空心板边梁和空心板中梁横向连接成一个整体；具体为，通过连接钢板和连接螺栓，将位于相邻两个空心板侧面内的预埋钢板连接成一个整体，从而实现将所有空心板连接成一个整体。

S3：对所述平面结构进行凿毛处理，形成凹凸不平的粘结层6-6；以便与现浇层连接性能更强；凿毛过程中注意外露钢筋的保护；

S4：对位于边悬梁和空心板边梁上的防撞护栏进行施工，在浇筑护栏混凝土并养护；具体为，在护栏钢筋上板扎护栏纵筋，并所述平面结构的护栏结构预设位置设置护栏结构的模具。

S5：以所述平面结构和防撞护栏对桥面结构进行现浇施工，浇筑现浇层混凝土并养护；具体为，绑扎现浇层纵向钢筋、现浇层横向钢筋，注意现浇层纵向钢筋从空心板预先设置的抗剪钢筋中穿过，加强联系，随后以护栏结构和所述平面结果为模板浇筑现浇层。混凝土达到规范及设计要求后，进行防水层及铺装层施工，完成桥梁主体施工；其余附属设置完成施工后开放交通。

实施例2

实施例2的步骤与实施例1的步骤接近，其不同之处在于：依据本发明提供的空心翘班的不同使用场景，给出了步骤2的具体工法。

在步骤S2中，若是建设新桥，则按设计图纸对空心板边梁和空心板中梁通过板间连接装置进行连接施工；若是对既有桥梁进行拓宽，则在最外侧空心板中梁外侧面埋设连接钢筋，在既有桥梁边梁侧面植入连接钢筋，以连接钢筋作为纽带，将新旧墙梁浇筑成一个整体。

实施例3

实施例3的步骤与实施例1的步骤接近，其不同之处在于：给出了一种优选的制作空心板、悬梁、以及预埋件的工法，

在步骤S1中，包括如下步骤：

S11：根据桥梁宽度，基于部颁通用图进行受力分析及调整优化，确定空心板片数及边悬臂、中悬臂长度；边悬臂长度需考虑防撞护栏作用，其根部高度可较中悬臂更大，并控制边悬臂长度，保证结构安全。

S12：确定板间连接结构的各个部件的尺寸和数量，以及各个部件的相对位置；具体如下，根据计算的中悬臂长度，确定抗剪钢板宽度；根据桥梁总体布置及空心板设置，通过整体计算确定抗剪钢板纵向数量、高度及厚度，确定抗剪螺栓长度及数量。

S13：绑扎空心板钢筋结构，将板间连接结构的预埋部分、以及护栏结构和桥面结构的钢筋预埋件连接在空心板钢筋结构上；具体为，包括板间连接结构的预埋螺栓和预埋钢筋，护栏结构的预埋纵筋和护栏钢筋，以及桥面结构的抗剪钢筋，上述预埋部件与空心板内部的钢筋连接成一个整体。

S14：按设计图纸浇筑空心板、以及边悬梁和中悬梁，并进行养护，完成梁体施工。

以上的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。