專利名稱：一種空心板橋拓寬改造剛度匹配體系的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于橋梁拓寬改造施工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種空心板橋拓寬改造剛度匹配體系。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，汽車保有量及交通量的大幅提升，原來(lái)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(duì)其進(jìn)行拓寬改造建設(shè)。以高速公路為例，20世紀(jì)90年代建成的高速公路普遍采用雙向4車道的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，而現(xiàn)在的實(shí)際交通量大多數(shù)均已超過(guò)原設(shè)計(jì)最大交通量，拓寬改造建設(shè)勢(shì)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(jì)為新舊橋分離，但目前更經(jīng)濟(jì)也更普遍的方法是 遍的預(yù)應(yīng)力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(wèn)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(diǎn)一方面設(shè)計(jì)規(guī)范中有關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及荷載取值的要求發(fā)生了變化，空心板截面的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)隨之發(fā)生改變，舊橋建設(shè)時(shí)普遍采用小企口縫雙孔截面，而新橋則普遍采用大企口縫單孔截面，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(zhǎng)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)力循環(huán)均會(huì)導(dǎo)致橋板結(jié)構(gòu)產(chǎn)生剛度退化，這進(jìn)一步增大了新舊橋板的剛度差異。新舊橋板間的剛度突變將帶來(lái)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(lái)隱患，進(jìn)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(jìn)行空心板橋拓寬改造建設(shè)時(shí)，必須充分認(rèn)識(shí)到新舊橋板連接部位剛度突變的不利影響，并尋求一種既經(jīng)濟(jì)又易行的解決辦法。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種空心板橋拓寬改造剛度匹配體系，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(wèn)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(qiáng)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(wèn)題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種空心板橋拓寬改造剛度匹配體系，包括舊空心板橋邊板、I日空心板橋內(nèi)板、新空心板橋邊板、新空心板橋內(nèi)板，
I日空心板橋邊板與新空心板橋邊板相鄰，舊空心板橋內(nèi)板位于丨日空心板橋邊板內(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(guò)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(lái)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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)度為I塊舊空心板與I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(xué)螺栓或漲錨螺栓連接。當(dāng)空心板橋跨度在16m以上時(shí)，剛度匹配構(gòu)件選用H型鋼或槽型鋼，當(dāng)空心板橋跨度在16m及以下時(shí)，剛度匹配構(gòu)件選用L型鋼或槽型鋼。本實(shí)用新型的有益效果為(I)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(wèn)題，通過(guò)剛度匹配構(gòu)件的設(shè)置，達(dá)到削減荷載橫向分布峰值，平緩荷載橫向分布曲線，實(shí)現(xiàn)新舊空心板橋各塊橋板之間剛度匹配的目的；(2)通過(guò)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(qiáng)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)量和耐久十生倉(cāng)泛;(3)通過(guò)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(dòng)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(dòng)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(jià)格低廉、易于購(gòu)買，連接件采用常見(jiàn)的化學(xué)螺栓或漲錨螺栓，技術(shù)成熟、工藝可靠、施工方便、容易安裝。

圖I為本實(shí)用新型實(shí)施例I的結(jié)構(gòu)示意圖，適用于跨度大于16m的空心板橋；圖2為本實(shí)用新型實(shí)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I及圖2的A-A剖視圖；圖4為圖I及圖2的B-B剖視圖； 圖5為圖I的C-C剖視圖。
具體實(shí)施方式
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(guò)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(lái)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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)度為I塊舊空心板與I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(xué)螺栓或漲錨螺栓連接。本實(shí)用新型的施工工藝，包括以下步驟步驟一確定剛度匹配構(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等設(shè)計(jì)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(dāng)空心板橋跨度在16m以上時(shí)選用H型鋼、或槽型鋼，當(dāng)空心板橋跨度在16m及以下時(shí)選用L型鋼、或槽型鋼；當(dāng)新舊空心板的單板剛度差值較大時(shí)宜選用較大規(guī)格的型鋼，當(dāng)新舊空心板的單板剛度差值較小時(shí)宜選用較小規(guī)格的型鋼；步驟二 確定剛度匹配構(gòu)件的數(shù)量、長(zhǎng)度剛度匹配構(gòu)件的數(shù)量根據(jù)空心板橋的跨度L來(lái)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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)度為I塊舊空心板與I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(xué)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(dān)的空心板間剪力大小由計(jì)算確定，即連接件應(yīng)滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定的螺栓抗拉、抗剪設(shè)計(jì)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(jī)鉆孔，對(duì)鉆孔清孔，安裝化學(xué)螺栓或漲錨螺栓，進(jìn)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。本實(shí)用新型提供了一種空心板橋拓寬改造剛度匹配體系及其施工工藝，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(guò)剛度匹配構(gòu)件的內(nèi)力傳遞和剛度過(guò)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(dá)到削減荷載橫向分布峰值，平緩荷載橫向分布曲線，實(shí)現(xiàn)新舊空心板橋各塊橋板之間剛度匹配的目的，同時(shí)增強(qiáng)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(wèn)題。實(shí)施例一如圖I、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(shí)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I、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I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(duì)應(yīng)于每塊空心板的腹板位置處預(yù)留螺栓孔洞4 個(gè)。剛度匹配構(gòu)件5、6、7通過(guò)連接件8安裝在舊空心板橋邊板I、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(xué)螺栓或漲錨螺栓。具體施工時(shí)包括以下步驟(I)確定剛度匹配構(gòu)件5、6、7的類型、規(guī)格、數(shù)量、長(zhǎng)度根據(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等設(shè)計(jì)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(dān)的空心板間剪力大小由計(jì)算確定，即連接件應(yīng)滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定的螺栓抗拉、抗剪設(shè)計(jì)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(jī)鉆孔，對(duì)鉆孔清孔，安裝化學(xué)螺栓、或漲錨螺栓，進(jìn)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(shí)施例二 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(shí)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I、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I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(duì)應(yīng)于每塊空心板的腹板位置處預(yù)留螺栓孔洞4個(gè)。剛度匹配構(gòu)件5、6通過(guò)連接件8安裝在舊空心板橋邊板I、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(xué)螺栓、或漲錨螺栓。本實(shí)施例具體施工步驟與實(shí)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，其特征在于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(guò)連接件安裝在新舊空心板橋邊板、內(nèi)板底部。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的空心板橋拓寬改造剛度匹配體系，其特征在于剛度匹配構(gòu)件的數(shù)量根據(jù)空心板橋的跨度L來(lái)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。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的空心板橋拓寬改造剛度匹配體系，其特征在于剛度匹配構(gòu)件的長(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)度為I塊舊空心板與I塊新空心板寬度之和。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的空心板橋拓寬改造剛度匹配體系，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。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的空心板橋拓寬改造剛度匹配體系，其特征在于剛度匹配構(gòu)件采用槽型鋼、H型鋼或L型鋼，并預(yù)留螺栓孔洞。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的空心板橋拓寬改造剛度匹配體系，其特征在于剛度匹配構(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(xué)螺栓或漲錨螺栓連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的空心板橋拓寬改造剛度匹配體系，其特征在于當(dāng)空心板橋跨度在16m以上時(shí)，剛度匹配構(gòu)件選用H型鋼或槽型鋼，當(dāng)空心板橋跨度在16m及以下時(shí)，剛度匹配構(gòu)件選用L型鋼或槽型鋼。
專利摘要一種空心板橋拓寬改造剛度匹配體系，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(guò)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(lái)確定，剛度匹配構(gòu)件的長(zhǎng)度根據(jù)新舊空心板橋的單板寬度確定。本實(shí)用新型通過(guò)剛度匹配構(gòu)件的內(nèi)力傳遞和剛度過(guò)渡，從而達(dá)到削減荷載橫向分布峰值，平緩荷載橫向分布曲線，實(shí)現(xiàn)新舊空心板橋各塊橋板之間剛度匹配的目的，同時(shí)增強(qiáng)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(wèn)題。
文檔編號(hào)E01D19/12GK202450441SQ20122006956
公開(kāi)日2012年9月26日 申請(qǐng)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(qǐng)人:鄭州大學(xué)