專利名稱：一種空心板橋拓寬改造剛度匹配體系的施工工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于橋梁拓寬改造施工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種空心板橋拓寬改造剛度匹配體系的施工エ藝。
背景技術(shù)：
近年來，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，汽車保有量及交通量的大幅提升，原來修建的少車道公路的通行能力已日益不能滿足要求，需要對其進行拓寬改造建設(shè)。以高速公路為例，20世紀90年代建成的高速公路普遍采用雙向4車道的設(shè)計標準，而現(xiàn)在的實際交通量大多數(shù)均已超過原設(shè)計最大交通量，拓寬改造建設(shè)勢在必行。橋梁拓寬改造是公路拓寬改造工程的重中之重。橋梁拓寬改造可設(shè)計為新舊橋分離，但目前更經(jīng)濟也更普遍的方法是設(shè)計為新舊橋上部結(jié)構(gòu)橫向連接、下部結(jié)構(gòu)分離。對于在中、小跨徑公路橋梁中應(yīng)用最普遍的預(yù)應(yīng)カ混凝土空心板橋而言，新舊橋上部結(jié)構(gòu)橫向連接方法通?？刹捎脙H橋面鋪裝連接、新舊橋板間設(shè)置縱向伸縮縫連接、新舊橋板間現(xiàn)澆濕接縫連接等。但不論采用上述何種方法，均不能有效克服新舊橋板連接部位之間出現(xiàn)的剛度突變問題?？招陌鍢蛑行屡f橋板連接部位之間產(chǎn)生剛度突變的原因是主要有兩點一方面設(shè)計規(guī)范中有關(guān)設(shè)計標準及荷載取值的要求發(fā)生了變化，空心板截面的標準設(shè)計隨之發(fā)生改變，舊橋建設(shè)時普遍采用小企ロ縫雙孔截面，而新橋則普遍采用大企ロ縫單孔截面，新橋板的單板剛度較舊橋板要大得多；另一方面舊橋建成后經(jīng)歷了長期的車輛荷載及外界環(huán)境作用，混凝土收縮徐變、預(yù)應(yīng)力鋼筋松弛、溫度應(yīng)カ循環(huán)均會導致橋板結(jié)構(gòu)產(chǎn)生剛度退化，這進ー步増大了新舊橋板的剛度差異。新舊橋板間的剛度突變將帶來連接部位荷載橫向分布突變，造成行車不平順，為產(chǎn)生沿橋縱向通縫帶來隱患，進而影響橋梁拓寬工程的建設(shè)質(zhì)量和耐久性能。因此，在進行空心板橋拓寬改造建設(shè)時，必須充分認識到新舊橋板連接部位剛度突變的不利影響，并尋求ー種既經(jīng)濟又易行的解決辦法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種空心板橋拓寬改造剛度匹配體系的施工エ藝，，解決了空心板橋拓寬改造建設(shè)中新舊橋板連接部位之間出現(xiàn)的剛度突變問題，克服了新舊空心板橋連接部位單板受力的不利影響，增強了新舊空心板橋之間連接的整體性，提高了空心板橋拓寬改造的建設(shè)質(zhì)量和耐久性能。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種空心板橋拓寬改造剛度匹配體系的施工エ藝，包括以下步驟
步驟ー確定剛度匹配構(gòu)件的類型、規(guī)格
根據(jù)拓寬改造空心板橋的跨度、舊橋?qū)挾?、新橋?qū)挾?、舊橋空心板截面形式及尺寸、新橋空心板截面形式及尺寸的設(shè)計參數(shù)確定每跨空心板橋所需的剛度匹配構(gòu)件的類型、規(guī)格，當空心板橋跨度在16m以上時選用H型鋼或槽型鋼，當空心板橋跨度在16m及以下時選用L型鋼或槽型鋼；
3步驟ニ 確定剛度匹配構(gòu)件的數(shù)量、長度
剛度匹配構(gòu)件的數(shù)量根據(jù)空心板橋的跨度L來確定，跨度在16m及以下的空心板橋要設(shè)置3道剛度匹配構(gòu)件，分別位于L/4、L/2、3L/4處；跨度在16m以上的空心板橋可設(shè)置5 道剛度匹配構(gòu)件，分別位于L/8、L/4、L/2、3L/4、7L/8處；
剛度匹配構(gòu)件的長度根據(jù)新舊空心板橋的單板寬度確定，L/2處的剛度匹配構(gòu)件的長度為3塊舊空心板與3塊新空心板寬度之和，L/4和3L/4處的剛度匹配構(gòu)件的長度為2塊舊空心板與2塊新空心板寬度之和，L/8和7L/8處的剛度匹配構(gòu)件的長度為1塊舊空心板與1塊新空心板寬度之和；
步驟三確定剛度匹配構(gòu)件與空心板間連接件的類型、規(guī)格、數(shù)量剛度匹配構(gòu)件與空心板間連接件為化學螺栓或漲錨螺栓，連接件的規(guī)格和數(shù)量應(yīng)根據(jù)各部位的剛度匹配構(gòu)件所承擔的空心板間剪カ大小由計算確定，即連接件應(yīng)滿足國家標準 《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》中規(guī)定的螺栓抗拉、抗剪設(shè)計要求； 步驟四剛度匹配構(gòu)件連接件施工
剛度匹配構(gòu)件沿橋橫向布置，將各剛度匹配構(gòu)件頂面貼緊放置在新舊橋空心板板底下部，并確保剛度匹配構(gòu)件上預(yù)留螺栓孔洞位于空心板腹板范圍內(nèi)，使用電錘或鉆孔機鉆孔， 對鉆孔清孔，安裝化學螺栓或漲錨螺栓，進行螺栓緊固，完成剛度匹配構(gòu)件的安裝，剛度匹配構(gòu)件施工順序應(yīng)首先安裝靠近空心板橋支座部位的剛度匹配構(gòu)件，最后再安裝跨中處的剛度匹配構(gòu)件。新舊空心板橋邊板之間可采用上部橋面鋪裝連接、或設(shè)置縱向伸縮縫連接、或現(xiàn)澆濕接縫連接的橫向連接。本發(fā)明的有益效果為
(1)解決了空心板橋拓寬改造建設(shè)中新舊橋板連接部位之間出現(xiàn)的剛度突變問題，通過剛度匹配構(gòu)件的設(shè)置，達到削減荷載橫向分布峰值，平緩荷載橫向分布曲線，實現(xiàn)新舊空心板橋各塊橋板之間剛度匹配的目的；
(2)通過剛度匹配構(gòu)件的設(shè)置，克服了新舊空心板橋連接部位單板受力的不利影響，增強了新舊空心板橋之間連接的整體性，提高了空心板橋拓寬改造的建設(shè)質(zhì)量和耐久性能；
(3)通過剛度匹配構(gòu)件的設(shè)置，克服了新舊空心板橋連接部位在車輛荷載作用下振動不同步的不利影響，有效降低了新舊橋連接部位相鄰空心板之間的振動位移差，提高了行車的平順性與舒適度；
(4)剛度匹配構(gòu)件采用常規(guī)的熱軋型鋼，價格低廉、易于購買，連接件采用常見的化學螺栓或漲錨螺栓，技術(shù)成熟、エ藝可靠、施工方便、容易安裝。


圖1為本發(fā)明實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖，適用于跨度大于16m的空心板橋； 圖2為本發(fā)明實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖，適用于跨度小于等于16m的空心板橋； 圖3為圖1及圖2的A-A剖視圖4為圖1及圖2的B-B剖視圖； 圖5為圖1的C-C剖視圖。
具體實施例方式一種空心板橋拓寬改造剛度匹配體系，包括舊空心板橋邊板、舊空心板橋內(nèi)板、新空心板橋邊板、新空心板橋內(nèi)板，舊空心板橋邊板與新空心板橋邊板相鄰，舊空心板橋內(nèi)板位于舊空心板橋邊板內(nèi)側(cè)，新空心板橋內(nèi)板位于新空心板橋邊板內(nèi)側(cè)，剛度匹配構(gòu)件沿空心板橋橫向布置且通過連接件安裝在新舊空心板橋邊板、內(nèi)板底部。剛度匹配構(gòu)件的數(shù)量根據(jù)空心板橋的跨度L來確定，跨度在16m及以下的空心板橋要設(shè)置3道剛度匹配構(gòu)件，分別位于L/4、L/2、3L/4處；跨度在16m以上的空心板橋可設(shè)置5道剛度匹配構(gòu)件，分別位于L/8、L/4、L/2、3L/4、7L/8處。剛度匹配構(gòu)件的長度根據(jù)新舊空心板橋的單板寬度確定，L/2處的剛度匹配構(gòu)件的長度為3塊舊空心板與3塊新空心板寬度之和，L/4和3L/4處的剛度匹配構(gòu)件的長度為 2塊舊空心板與2塊新空心板寬度之和，L/8和7L/8處的剛度匹配構(gòu)件的長度為1塊舊空心板與1塊新空心板寬度之和。新舊空心板橋邊板之間可采用上部橋面鋪裝連接、或設(shè)置縱向伸縮縫連接、或現(xiàn)澆濕接縫連接的橫向連接。剛度匹配構(gòu)件采用槽型鋼、H型鋼或L型鋼，并預(yù)留螺栓孔洞。 剛度匹配構(gòu)件與新舊空心板板底面頂緊，與新舊空心板混凝土之間的連接件采用化學螺栓或漲錨螺栓連接。一種空心板橋拓寬改造剛度匹配體系的施工エ藝，包括以下步驟 步驟ー確定剛度匹配構(gòu)件的類型、規(guī)格
根據(jù)拓寬改造空心板橋的跨度、舊橋?qū)挾?、新橋?qū)挾取⑴f橋空心板截面形式及尺寸、新橋空心板截面形式及尺寸等設(shè)計參數(shù)確定每跨空心板橋所需的剛度匹配構(gòu)件的類型、規(guī)格，當空心板橋跨度在16m以上時選用H型鋼或槽型鋼，當空心板橋跨度在16m及以下時選用L型鋼或槽型鋼；當新舊空心板的單板剛度差值較大時宜選用較大規(guī)格的型鋼，當新舊空心板的單板剛度差值較小時宜選用較小規(guī)格的型鋼； 步驟ニ 確定剛度匹配構(gòu)件的數(shù)量、長度
剛度匹配構(gòu)件的數(shù)量根據(jù)空心板橋的跨度L來確定，跨度在16m及以下的空心板橋要設(shè)置3道剛度匹配構(gòu)件，分別位于L/4、L/2、3L/4處；跨度在16m以上的空心板橋可設(shè)置5 道剛度匹配構(gòu)件，分別位于L/8、L/4、L/2、3L/4、7L/8處；
剛度匹配構(gòu)件的長度根據(jù)新舊空心板橋的單板寬度確定，L/2處的剛度匹配構(gòu)件的長度為3塊舊空心板與3塊新空心板寬度之和，L/4和3L/4處的剛度匹配構(gòu)件的長度為2塊舊空心板與2塊新空心板寬度之和，L/8和7L/8處的剛度匹配構(gòu)件的長度為1塊舊空心板與1塊新空心板寬度之和；
步驟三確定剛度匹配構(gòu)件與空心板間連接件的類型、規(guī)格、數(shù)量剛度匹配構(gòu)件與空心板間連接件為化學螺栓或漲錨螺栓，連接件的規(guī)格和數(shù)量應(yīng)根據(jù)各部位的剛度匹配構(gòu)件所承擔的空心板間剪カ大小由計算確定，即連接件應(yīng)滿足國家標準 《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》中規(guī)定的螺栓抗拉、抗剪設(shè)計要求； 步驟四剛度匹配構(gòu)件連接件施工
剛度匹配構(gòu)件沿橋橫向布置，將各剛度匹配構(gòu)件頂面貼緊放置在新舊橋空心板板底下部，并確保剛度匹配構(gòu)件上預(yù)留螺栓孔洞位于空心板腹板范圍內(nèi)，使用電錘或鉆孔機鉆孔， 對鉆孔清孔，安裝化學螺栓或漲錨螺栓，進行螺栓緊固，完成剛度匹配構(gòu)件的安裝，剛度匹配構(gòu)件施工順序應(yīng)首先安裝靠近空心板橋支座部位的剛度匹配構(gòu)件，最后再安裝跨中處的剛度匹配構(gòu)件。新舊空心板橋邊板之間可采用上部橋面鋪裝連接、或設(shè)置縱向伸縮縫連接、或現(xiàn)澆濕接縫連接的橫向連接。本發(fā)明提供了一種空心板橋拓寬改造剛度匹配體系及其施工エ藝，它是在新舊橋交接部位及其鄰近區(qū)域的空心板板底部設(shè)置剛度匹配構(gòu)件，通過剛度匹配構(gòu)件的內(nèi)力傳遞和剛度過渡，將未設(shè)剛度匹配構(gòu)件之前新橋邊板與舊橋邊板2塊空心板之間的剛度突變， 轉(zhuǎn)變?yōu)樵O(shè)置剛度匹配構(gòu)件之后新橋邊板及其內(nèi)側(cè)若干塊新空心板與舊橋邊板及其內(nèi)側(cè)若干塊舊空心板之間的剛度漸變，從而達到削減荷載橫向分布峰值，平緩荷載橫向分布曲線， 實現(xiàn)新舊空心板橋各塊橋板之間剛度匹配的目的，同時增強了新舊橋板橫向連接的整體性，解決了現(xiàn)有空心板橋上部結(jié)構(gòu)橫向連接方法不能有效克服新舊橋板連接部位之間出現(xiàn)剛度突變的問題。實施例一
如圖1、圖3、圖4、圖5所示，一種空心板橋拓寬改造剛度匹配體系，適用于跨度大于 16m的空心板橋拓寬改造，具體實施方式
是6塊單孔空心板組成的舊橋及4塊單孔空心板組成的新橋，包括舊空心板橋邊板1、舊空心板橋內(nèi)板2、新空心板橋邊板3、新空心板橋內(nèi)板 4，在舊空心板橋邊板1和新空心板橋邊板3之間可采用上部橋面鋪裝連接、或設(shè)置縱向伸縮縫連接、或現(xiàn)澆濕接縫連接的橫向連接方法。沿橋橫向共布置5道剛度匹配構(gòu)件5、6、7，包括布置在跨中位置的剛度匹配構(gòu)件 5、布置在距端部L/4位置的剛度匹配構(gòu)件6、布置在距端部L/8位置的剛度匹配構(gòu)件7，剛度匹配構(gòu)件5、6、7采用槽型鋼截面，并在對應(yīng)于每塊空心板的腹板位置處預(yù)留螺栓孔洞4 個。剛度匹配構(gòu)件5、6、7通過連接件8安裝在舊空心板橋邊板1、舊空心板橋內(nèi)板2、 新空心板橋邊板3、新空心板橋內(nèi)板4板底部，連接件8可采用化學螺栓或漲錨螺栓。具體施工時包括以下步驟
(1)確定剛度匹配構(gòu)件5、6、7的類型、規(guī)格、數(shù)量、長度
根據(jù)拓寬改造空心板橋的跨度、舊橋?qū)挾取⑿聵驅(qū)挾?、舊橋空心板截面形式及尺寸、新橋空心板截面形式及尺寸等設(shè)計參數(shù)確定每跨空心板橋所需的剛度匹配構(gòu)件的類型、規(guī)格；
(2)確定剛度匹配構(gòu)件連接件8的類型、規(guī)格、數(shù)量
連接件8的規(guī)格和數(shù)量應(yīng)根據(jù)各部位的剛度匹配構(gòu)件5、6、7所承擔的空心板間剪カ大小由計算確定，即連接件應(yīng)滿足國家標準《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》中規(guī)定的螺栓抗拉、 抗剪設(shè)計要求；
(3)剛度匹配構(gòu)件連接件8施工
將各剛度匹配構(gòu)件8頂面貼緊放置在新舊橋空心板1、2、3、4板底下部，并確保剛度匹配構(gòu)件8上預(yù)留螺栓孔洞位于空心板腹板范圍內(nèi)，使用電錘或鉆孔機鉆孔，對鉆孔清孔，安裝化學螺栓、或漲錨螺栓，進行螺栓緊固，完成剛度匹配構(gòu)件5、6、7的安裝，施工順序應(yīng)首先安裝剛度匹配構(gòu)件7，其次安裝剛度匹配構(gòu)件6、最后再安裝剛度匹配構(gòu)件5。實施例ニ 如圖2、圖3所示，一種空心板橋拓寬改造剛度匹配體系，適用于跨度小于等于16m的空心板橋拓寬改造，具體實施方式
是6塊單孔空心板組成的舊橋及4塊單孔空心板組成的新橋，包括舊空心板橋邊板1、舊空心板橋內(nèi)板2、新空心板橋邊板3、新空心板橋內(nèi)板4，在舊空心板橋邊板1和新空心板橋邊板3之間可采用上部橋面鋪裝連接、或設(shè)置縱向伸縮縫連接、或現(xiàn)澆濕接縫連接的橫向連接方法。沿橋橫向共布置3道剛度匹配構(gòu)件5、6，包括布置在跨中位置的剛度匹配構(gòu)件5、 布置在距端部L/4位置的剛度匹配構(gòu)件6，剛度匹配構(gòu)件5、6采用槽型鋼截面，并在對應(yīng)于每塊空心板的腹板位置處預(yù)留螺栓孔洞4個。剛度匹配構(gòu)件5、6通過連接件8安裝在舊空心板橋邊板1、舊空心板橋內(nèi)板2、新空心板橋邊板3、新空心板橋內(nèi)板4板底部，連接件8可采用化學螺栓、或漲錨螺栓。本實施例具體施工步驟與實施例一中的施工步驟類似。
權(quán)利要求
1.一種空心板橋拓寬改造剛度匹配體系的施工エ藝，其特征在于包括以下步驟 步驟ー確定剛度匹配構(gòu)件的類型、規(guī)格根據(jù)拓寬改造空心板橋的跨度、舊橋?qū)挾?、新橋?qū)挾?、舊橋空心板截面形式及尺寸、新橋空心板截面形式及尺寸的設(shè)計參數(shù)確定每跨空心板橋所需的剛度匹配構(gòu)件的類型、規(guī)格，當空心板橋跨度在16m以上時選用H型鋼或槽型鋼，當空心板橋跨度在16m及以下時選用L型鋼或槽型鋼；步驟ニ 確定剛度匹配構(gòu)件的數(shù)量、長度剛度匹配構(gòu)件的數(shù)量根據(jù)空心板橋的跨度L來確定，跨度在16m及以下的空心板橋要設(shè)置3道剛度匹配構(gòu)件，分別位于L/4、L/2、3L/4處；跨度在16m以上的空心板橋可設(shè)置5 道剛度匹配構(gòu)件，分別位于L/8、L/4、L/2、3L/4、7L/8處；剛度匹配構(gòu)件的長度根據(jù)新舊空心板橋的單板寬度確定，L/2處的剛度匹配構(gòu)件的長度為3塊舊空心板與3塊新空心板寬度之和，L/4和3L/4處的剛度匹配構(gòu)件的長度為2塊舊空心板與2塊新空心板寬度之和，L/8和7L/8處的剛度匹配構(gòu)件的長度為1塊舊空心板與1塊新空心板寬度之和；步驟三確定剛度匹配構(gòu)件與空心板間連接件的類型、規(guī)格、數(shù)量剛度匹配構(gòu)件與空心板間連接件為化學螺栓或漲錨螺栓，連接件的規(guī)格和數(shù)量應(yīng)根據(jù)各部位的剛度匹配構(gòu)件所承擔的空心板間剪カ大小由計算確定，即連接件應(yīng)滿足國家標準 《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》中規(guī)定的螺栓抗拉、抗剪設(shè)計要求； 步驟四剛度匹配構(gòu)件連接件施工剛度匹配構(gòu)件沿橋橫向布置，將各剛度匹配構(gòu)件頂面貼緊放置在新舊橋空心板板底下部，并確保剛度匹配構(gòu)件上預(yù)留螺栓孔洞位于空心板腹板范圍內(nèi)，使用電錘或鉆孔機鉆孔， 對鉆孔清孔，安裝化學螺栓或漲錨螺栓，進行螺栓緊固，完成剛度匹配構(gòu)件的安裝，剛度匹配構(gòu)件施工順序應(yīng)首先安裝靠近空心板橋支座部位的剛度匹配構(gòu)件，最后再安裝跨中處的剛度匹配構(gòu)件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空心板橋拓寬改造剛度匹配體系的施工ェ藝，其特征在于 新舊空心板橋邊板之間可采用上部橋面鋪裝連接、或設(shè)置縱向伸縮縫連接、或現(xiàn)澆濕接縫連接的橫向連接。
全文摘要
一種空心板橋拓寬改造剛度匹配體系的施工工藝，在新舊橋交接部位及其鄰近區(qū)域的空心板板底部設(shè)置剛度匹配構(gòu)件，剛度匹配構(gòu)件沿空心板橋橫向布置且通過連接件安裝在新舊空心板橋邊板、內(nèi)板底部；剛度匹配構(gòu)件的數(shù)量根據(jù)空心板橋的跨度L來確定，剛度匹配構(gòu)件的長度根據(jù)新舊空心板橋的單板寬度確定。本發(fā)明通過剛度匹配構(gòu)件的內(nèi)力傳遞和剛度過渡，從而達到削減荷載橫向分布峰值，平緩荷載橫向分布曲線，實現(xiàn)新舊空心板橋各塊橋板之間剛度匹配的目的，同時增強了新舊橋板橫向連接的整體性，解決了現(xiàn)有空心板橋上部結(jié)構(gòu)橫向連接方法不能有效克服新舊橋板連接部位之間出現(xiàn)剛度突變的問題。
文檔編號E01D22/00GK102535358SQ20121004859
公開日2012年7月4日 申請日期2012年2月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月29日
發(fā)明者李亞龍, 李娜, 李 杰, 李靜斌, 王艷, 王輝, 葛素娟, 陳淮, 高冰 申請人:鄭州大學