專利名稱：采用鋼支架將預應力混凝土工字梁連接起來的結構和方法
技術領域：
本發明總體上涉及一種采用鋼支架將預應力混凝土工字梁(以下簡稱為PSC-I梁)連接起來的結構和方法，尤其是涉及一種采用鋼支架將多個在地面上單獨預制的PSC-I梁彼此連接起來的結構和方法。
發明的背景
圖1A是一雙跨橋的側視圖，該雙跨橋采用一種普通結構將兩個預應力混凝土工字梁(PSC-I梁)1彼此連接起來。這兩個用于圖1A中的這種普通雙跨橋的PSC-I梁1分別在地面上預制而成。之后，將每個PSC-I梁1獨立地放置在一個橋墩和一對支承地面，該對支承地面支承著該雙跨橋的兩端從而形成一個簡單的梁系統。此時，這兩個PSC-I梁1僅僅通過一種混凝土板16彼此連接起來，該混凝土板在這兩個PSC-I梁1上構成。或者，采用另一種如圖1B所示的傳統梁連接結構將多個PSC-I梁1彼此連接起來。
為了采用圖1B中的傳統的梁連接結構來構造一座橋，需要預制各個PSC-I梁1，因此需要將多個配筋17植入每個PSC-I梁1中同時使得每個配筋的一端從PSC-I梁1的端部露出一端預定的長度。之后，將每個PSC-I梁1布置在該對支承地面和該橋墩2之間。兩個PSC-I梁1的在橋墩2上的端部之間具有預定的間距。在PSC-I梁1線性布置好之后，從其中一個PSC-I梁1的一端露出來的配筋17各自與從相鄰的PSC-I梁1的一端露出來的配筋17相連。接著，向在這兩個PSC-I梁1的端部之間形成的預定空間注入混凝土從而形成一混凝土部分15。隨后在PSC-I梁1和混凝土部分15上形成混凝土板16。(參照專利文獻1)。
專利文獻1為韓國實用新型第20-0242363號。
不過，在用于連接PSC-I梁1的傳統結構中，每個PSC-I梁1都扮演著一個簡支梁系統的角色。也就是說，在PSC-I梁1的兩端的每一端都設有附加的支承軸承3將PSC-I梁1支承在橋墩2和支承地面上。因此，必須在該橋墩2上布置至少兩個支承軸承3。因此，理想而言，抵抗活載荷的反作用力應均勻地施加在橋墩2上的餓兩個支承軸承3上。不過，實際上，兩個支承軸承3中的其中一個的反作用力是負反作用力，而另一個支承軸承的反作用力的為過量的正反作用力。因此，具有過量正反作用力的支承軸承3必須具有較大的負荷量。因此，普通的梁連接結構使得使用者承擔了過量的建造成本。
在采用圖1B中的普通梁連接結構的橋中，混凝土部分15被澆注在PSC-I梁1限定的空間內。此時，會在混凝土部分15的端部和PSC-I梁1的端部之間形成不理想的冷接頭。因此，在冷接頭的周圍會由于活載荷而產生裂縫。如上所述，當在冷接頭周圍形成裂縫時，PSC-I梁1就不能彼此牢固地連接。因此，就會在采用普通梁連接結構的橋內產生結構性缺陷。
同時，在PSC-I梁1的支承在橋墩2上的部分的周圍會產生負沖量。不過，普通梁連接結構的強度不足以上述負沖量。因此，在混凝土板16的位于澆注在PSC-I梁1之間的混凝土部分15上的部分的周圍會產生拉應力。因此，上述拉應力會導致在該混凝土板的位于該混凝土部分15上的部分的周圍產生裂縫。
發明概述本發明所要解決的問題因此，在牢記現有技術中出現的問題的情況下作出了本發明，并且本發明的目的是為了提供一種采用端板和鋼支架將多個PSC-I梁連接起來的結構和方法，該結構和方法與僅僅采用配筋和混凝土來連接多個PSC-I梁的普通結構不同，該端板和鋼支架具有較高的結構耐用性，因此這些PSC-I梁可以牢固地連接在一起。
本發明的另一目的是為了提供一種將多個PSC-I梁連接起來的結構和方法，該結構和方法使得每個橋墩上僅有一個支承軸承來支承該PSC-I梁，因此解決了現有技術中采用多個支承軸承所帶來的缺陷。
解決上述問題的技術方案在一個方案中，本發明提供了一種用于將多個PSC-I梁彼此連接起來的結構，每個結構內都有一放置預應力鋼索的金屬管道(sheath pipe)。該梁連接結構包括一安裝在各PSC-I梁的各端上的端板，在該端板的上端設有一通孔，該通孔與埋植于各個PSC-I梁中的放置預應力鋼索的金屬管道對應；在該端板上一體地設有一鋼支架，該鋼支架與該端板垂直，因此相鄰的PSC-I梁的端板上的鋼支架彼此對齊，同時PSC-I梁線性安裝；一支架連接板將對齊的鋼支架彼此連接成一體；設置在該對齊的鋼支架的下端的底部連接板，用于將鋼支架彼此連接起來；設置在PSC-I梁之間的放置預應力鋼索的連接金屬管道，在PSC-I梁被線性布置好的同時，該放置預應力鋼索的連接金屬管道的兩端各自插進PSC-I梁的相鄰端板中的通孔中，由此，該PSC-I梁的放置預應力鋼索的金屬管道彼此連接起來；在將PSC-I梁彼此線性連接在一起的同時將一預應力鋼索插入PSC-I梁的放置預應力鋼索的金屬管道和放置預應力鋼索的連接金屬管道中，該PC鋼索在該放置預應力鋼索的金屬管道以及放置預應力鋼索的連接金屬管道中受到預應力以便將預應力傳遞給PSC-I梁；以及澆注在兩個PSC-I梁之間的空間中的混凝土部分，以便將對齊的鋼支架、支架連接板以及放置預應力鋼索的連接金屬管道埋在該混凝土部分中。
在另一方案中，本發明提供了一種將多個PSC-I梁彼此連接起來的方法，每個PSC-I梁中都一個放置預應力鋼索的金屬管道。該將梁連接起來方法包括，在各PSC-I梁兩端的每一端上安裝一端板，在該端板的上端設置一通孔，該通孔與埋植于各個PSC-I梁中的放置預應力鋼索的金屬管道對應；在該端板上一體地設置一鋼支架，該鋼支架與該端板垂直；將PSC-I梁放置在一些橋墩，同時在放置在一支承軸承上的一底部連接板上將PSC-I梁的相鄰的端板上的鋼支架彼此對齊，該支承軸承安裝在每個橋墩上；將PSC-I梁的相鄰的端板上的對齊的鋼支架安裝到該底部連接板上，以便將鋼支架彼此連接起來；將一支架連接板安裝到對齊的鋼支架上一邊將對齊的鋼支架彼此連接成一體；將一縱向連接螺栓布置在該對齊的鋼支架的上部，以便將對齊的鋼支架彼此連接起來；將一放置預應力鋼索的連接金屬管道放置在PSC-I梁之間，從而在PSC-I梁被線性布置好的同時使得放置預應力鋼索的連接金屬管的兩端各自插入PSC-I梁的相鄰端板中的通孔中，由此，將放置預應力鋼索的金屬管道彼此連接起來；在將PSC-I梁彼此線性連接在一起的同時將一預應力鋼索(PC鋼索)插入PSC-I梁的放置預應力鋼索的金屬管道和放置預應力鋼索的連接金屬管道中；并且對該PC鋼索施加預應力以便將預應力傳遞給PSC-I梁；以及將混凝土澆注在兩個PSC-I梁之間的空間內以便形成混凝土部分，因此將對齊的鋼支架、支架連接板以及放置預應力鋼索的連接金屬管道埋在該混凝土部分中。
發明的效果如上所述，本發明提供了一種采用鋼支架、支架連接板、縱向連接螺栓、底部連接板以及一混凝土部分將一些PSC-I梁1連接起來的結構和方法，其不同于采用一些配筋和混凝土部分將這些PSC-I梁連接起來的普通結構。也就是說，本發明的梁連接結構能夠比普通梁連接結構更牢固地將這些PSC-I梁彼此連接在一起，該普通梁連接結構不能足以將這些PSC-I梁彼此連接起來形成一個間支梁系統。
而且，本發明的梁連接結構有一個穿過所有跨梁布置的預應力鋼索。因此，該預應力除了可以傳遞到該PSC-I梁之外還可以均勻地傳遞到澆注在PSC-I梁之間的空間中的混凝土部分。因而，具有該梁連接結構的橋能有效地對一種負沖量產生的拉應力作出響應。
此外，具有本發明的梁連接結構的橋的強度足以對在PSC-I梁之間限定的空間中產生的負沖量作出響應。因此，具有本發明的梁連接結構的橋完全形成了一個連續梁系統。因此，與具有間支梁系統的普通梁連接結構相比，每個PSC-I梁的尺寸和建造成本都會降低。
而且，即使本發明的梁連接結構在每個橋墩上僅有一個支承軸承，這與圖1B所示的在每個橋墩上具有至少兩個支承軸承的普通梁連接結構不同，該橋足以支承在該橋墩上。
附圖簡要說明根據下面結合附圖進行的詳細描述可以更清楚地理解本發明的上述以及其它目的、特征以及其它優點。
圖1A所示的是具有用于將兩個PSC-I梁連接起來的普通結構的雙跨橋的側視圖；圖1B所示的是另一種用于將多個PSC-I梁連接起來的普通結構的的側視圖；圖2所示的是采用根據本發明的一個實施例的用于連接多個PSC-I梁的結構而彼此連接起來的該多個PSC-I梁中的其中一個的剖視圖；
圖3所示的是圖2中所示的PSC-I梁的局部斷開的透視圖，其中表示出了該PSC-I梁的端部的周圍部分；圖4A所示的是將圖2中的兩個PSC-I梁線彼此連接起來的步驟，其中在這兩個PSC-I梁性對齊的同時將這兩個PSC-I梁放置在一橋墩上；圖4B所示的是沿圖4A中的截面A-A的剖視圖；圖5所示的是在圖4A所示的連接步驟之后將圖2中的PSC-I梁連接起來的步驟，其中，支架連接板和放置預應力鋼索的連接金屬管道被設置在該PSC-I梁的相鄰的端板之間；圖6A所示的是表示在進行完圖5所示的連接步驟之后用于連接圖2中的PSC-I梁的結構的狀態的側視圖，其中，該對齊的鋼支架通過支架連接板彼此相連；圖6B所示的是沿圖6A中的截面B-B的剖視圖；圖7所示的是沿圖6B中的截面C-C的剖視圖；圖8所示的是用于連接圖2中的PSC-I梁的結構的分解透視圖；圖9所示的是表示圖8中的梁連接結構的局部斷開的透視圖，其中，在PSC-I梁之間限定的空間內澆注有混凝土部分；以及圖10所示的是具有通過圖9所示梁連接結構彼此連接起來的三個PSC-I梁的三跨橋的剖視圖，其中表示出預應力鋼索布置在這三個PSC-I梁中。
具體實施例方式
下面，將參照附圖對本發明的實施例進行詳細的描述。
下面引用附圖標記，其中，在所有不同的附圖中相同的附圖標記指代相同的或相似的元件。
圖2是采用根據本發明的一個實施例的用于連接多個PSC-I梁的結構而彼此連接起來的該多個PSC-I梁中的其中一個的剖視圖。圖3所示的是圖2中所示的PSC-I梁的局部斷開的透視圖，其中表示出了該PSC-I梁的端部的周圍部分。如圖2和3所示，在本發明的梁連接結構中，每個采用混凝土制成的PSC-I梁其中都有一放置預應力鋼索的金屬管道18。也就是說，在生產PSC-I梁1時，預先在該混凝土中埋入放置預應力鋼索的金屬管道18。該放置預應力鋼索的金屬管道18內容納一預應力鋼索。本發明的該梁連接結構包括端板4，該端板安裝在PSC-I梁的兩端的至少其中一端上。
具體而言，就是在預制每個PSC-I梁1的同時預先將一些錨固螺栓7埋在每個PSC-I梁1的兩端中的至少一端的混凝土中。之后，端板4裝配在多個錨固螺栓7的端部。之后，將螺母13緊固到每個錨固螺栓7上以便將端板4連接到PSC-I梁1的端部上。
在本發明的梁連接結構中，通過焊接方式在每個端板4上一體地設置兩個鋼支架6，該鋼支架垂直于該端板4。在該端板4的上部設有一通孔5，該通孔與埋在每個PSC-I梁1中的放置預應力鋼索的金屬管道18對應。在每個鋼支架6上設有一些螺栓孔，使得鋼支架可以通過一些連接螺栓10以及連接螺母10a連接到一種下述支架連接板9上，這些將在下面進行詳細的描述。
圖4A所示的是將圖2中的兩個PSC-I梁線彼此連接起來的步驟，其中在這兩個PSC-I梁性對齊的同時將這兩個PSC-I梁放置在一橋墩上。圖4B所示的是沿圖4A中的截面A-A的剖視圖。
如圖4A和4B所示，在PSC-I梁1放置在橋墩2上之前將支承軸承3設置在橋墩2上。在橋墩2上的支承軸承3的周圍設置一些臨時支承件14以便將PSC-I梁1的相鄰端部支承在橋墩2上。底部連接板8放置在該支承軸承3上。之后，在將PSC-I梁1的相鄰端部支承在這些臨時支承件14上的同時將在地面上單獨預制的PSC-I梁1放置在橋墩2的上方。此時，在該底部連接板8上將PSC-I梁1的相鄰端部上的鋼支架6彼此對齊。通過焊接將該相鄰端板4上的鋼支架6的下端部安裝到該底部連接板8上，使得該鋼支架6彼此相連。
圖5所示的是在圖4A所示的連接步驟之后將圖2中的PSC-I梁1連接起來的步驟，其中，支架連接板9和放置預應力鋼索的連接金屬管道19被設置在該PSC-I梁1的相鄰的端板4之間。
如圖5所示，該放置預應力鋼索的連接金屬管道19被設置在該PSC-I梁1之間，在PSC-I梁線性布置的同時，使得該放置預應力鋼索的連接金屬管道19的兩端分別插入分別設置在該PSC-I梁1的相鄰端板4的上部上的通孔5中。通過布置放置預應力鋼索的連接金屬管道19，將PSC-I梁1中的放置預應力鋼索的金屬管道18彼此連接起來。
同時，兩個支架連接板9各自設置在相鄰端板4的對齊的鋼支架6的兩側。該支架連接板9以及對齊的鋼支架6通過這些連接螺栓10和這些螺母10a彼此連接成一體。因此，除了該支架連接板9之外，該對齊的鋼支架6還通過該底部連接板3彼此連接起來。
圖6A所示的是表示在進行完圖5所示的連接步驟之后用于連接圖2中的PSC-I梁的結構的狀態的側視圖，其中，該對齊的鋼支架通過支架連接板彼此相連。圖6B所示的是沿圖6A中的截面B-B的剖視圖。如圖6A和6B所示，該對齊的鋼支架6也通過一些縱向連接螺栓12彼此連接起來。也就是說，在PSC-I梁1的每個鋼支架6的上端設有一個螺栓保持件11。將該縱向連接螺栓12穿過該對齊的鋼支架6的兩個螺栓保持件11，同時將連接螺母21緊固到每個縱向連接螺栓12上。因此，通過該縱向連接螺栓12和連接螺母21而更牢固地將該鋼支架6彼此連接起來。此時，將該螺栓保持件11安裝到一上部支承板22上，該上部支承板設置在每個鋼支架6的上端。
圖7所示的是沿圖6B中的截面C-C的剖視圖。如上所述，在該PSC-I梁1的放置預應力鋼索的金屬管道18通過放置預應力鋼索的連接金屬管道19彼此連接在一起的狀態下，將一預應力鋼索20連續地插入該放置預應力鋼索的金屬管道18和放置預應力鋼索的連接金屬管道19中。尤其是，即使在該PSC-I梁1被置于至少兩孔的上方時，該鋼索20也連續地插入每個放置預應力鋼索的金屬管道18和放置預應力鋼索的連接金屬管道19并穿過每個橋孔。在此，可以在PSC-I梁1確定的空間內澆鑄了混凝土之后將該鋼索20插入該放置預應力鋼索的金屬管道18和該放置預應力鋼索的連接金屬管道19中，這將在后面進行描述。在下述混凝土板16構造于PSC-I梁1上之前或之后，插入每個放置預應力鋼索的金屬管道18和放置預應力鋼索的連接金屬管道19中的鋼索20受到預應力以便將預應力傳遞給PSC-I梁1。
圖8所示的是用于連接圖2中的PSC-I梁的結構的分解透視圖；如圖7所所示，在該PSC-I梁1的鋼支架6彼此連接起來之后，將混凝土澆注在PSC-I梁1之間限定的空間內從而形成一混凝土部分15。因此，該對齊的鋼支架6、支架連接板9以及放置預應力鋼索的連接金屬管道19被埋在該混凝土部分15中。圖9所示的是表示圖8中的梁連接結構的局部斷開的透視圖，其中，上述混凝土部分15澆注在PSC-I梁1之間限定的空間內。圖10所示的是具有通過圖9所示梁連接結構彼此連接起來的三個PSC-I梁1的三跨橋的剖視圖，其中表示出預應力鋼索20布置在這三個PSC-I梁1中。如圖9和10所示，設置在PSC-I梁1的下方的臨時支承件14在混凝土部分15澆注在該PSC-I梁1之間的空間中之后被撤走。因此，僅有在每個橋墩2上的支承軸承3支承著具有本發明的梁連接結構的橋。
如上所述，這些PSC-I梁1通過本發明的梁連接結構彼此牢固地連接在一起。因此，具有本發明的梁連接結構的橋形成一種連續梁系統。因此，具有該梁連接結構的橋減小了在PSC-I梁1中產生的正沖量，因而相對于采用普通梁連接結構的橋而言可以減小該PSC-I梁1的尺寸。
總的來說，對于具有連續梁系統的橋的情況，可以減小正沖量。不過，由混凝土板16和附加的瀝青路面的重量產生的固定荷載會在橋的上部產生的負沖量。在上述狀態下，當汽車通過該橋時，該負沖量就會增加。
在具有本發明的梁連接結構的橋中，也可以在該橋中產生上述負沖量。不過，本發明的梁連接結構具有一些用于抵消由負沖量產生的拉應力的縱向連接螺栓12。而且，如上參照圖7所述，該預應力鋼索20連續地安裝在該橋中。因此該預應力鋼索20也可以抵消該拉應力。
盡管為了闡述的目的披露了本發明的優選實施例，但是本領域的普通技術人員可以理解到，在不脫離副后的權利要求書所披露的本發明的范圍和構思的情況下可以對本發明進行改進，添加和替換。
附圖標記1.PSC-I梁4.端板5.通孔6.鋼支架7.錨固螺栓9.支架連接板12.縱向連接螺栓18.放置預應力鋼索的金屬管道20.預應力鋼索
權利要求
1.一種用于將多個預應力混凝土工字梁(PSC-I梁)(1)彼此連接起來的結構，每個結構內都有一放置預應力鋼索的金屬管道(sheath pipe)(18)，該結構包括安裝在各PSC-I梁的各端上的端板(4)，在該端板的上部設有一通孔(5)，該通孔與埋植于各個PSC-I梁中的放置預應力鋼索的金屬管道(18)對應；在該端板(4)上一體地設有鋼支架(6)，該鋼支架(6)與該端板(4)垂直，在PSC-I梁1線性布置的同時使得PSC-I梁(1)的相鄰端板(4)上的鋼支架(6)彼此對齊；將對齊的鋼支架(4)彼此連接成一體的支架連接板(9)；設置在該對齊的鋼支架(6)的下端的底部連接板(8)，用于將鋼支架(4)彼此連接起來；設置在PSC-I梁(1)之間的放置預應力鋼索的連接金屬管道(19)，在PSC-I梁被線性布置好的同時，該放置預應力鋼索的連接金屬管道(19)的兩端各自插進PSC-I梁(1)的相鄰端板(4)中的通孔(5)中，由此，該PSC-I梁(1)的放置預應力鋼索的金屬管道(18)彼此連接起來；預應力鋼索(20)，在將PSC-I梁(1)彼此線性連接在一起的同時該預應力鋼索(20)被插入PSC-I梁的放置預應力鋼索的金屬管道(18)和該放置預應力鋼索的連接金屬管道(19)中，該鋼索在該放置預應力鋼索的金屬管道(18)以及該放置預應力鋼索的連接金屬管道(19)中受到預應力以便將預應力傳遞給PSC-I梁(1)；以及澆注在兩個PSC-I梁(1)之間的空間中的混凝土部分(15)，以便將該對齊的鋼支架(6)、該支架連接板(9)以及該放置預應力鋼索的連接金屬管道(19)埋在該混凝土部分中。
2.如權利要求1所述的結構，其還包括設置在該對齊的鋼支架(6)的上部的縱向連接螺栓(12)，以便將該鋼支架(6)彼此連接起來。
3.如權利要求1所述的結構，其還包括設置在每個橋墩(2)上的支承軸承，其中該底部連接板(8)布置在該支承軸承上，并且該對齊的鋼支架(6)的下端安裝在該底部連接板(8)上，使得該鋼支架(6)彼此連接起來。
4.一種將多個PSC-I梁(1)彼此連接起來的方法，每個PSC-I梁中都一個放置預應力鋼索的金屬管道(18)，該方法包括在各PSC-I梁兩端的每一端上安裝一端板(4)，在該端板的上端設置一通孔(5)，該通孔與埋植于各個PSC-I梁中的放置預應力鋼索的金屬管道(18)對應；在該端板(4)上一體地設置鋼支架(6)，該鋼支架與該端板垂直；將PSC-I梁放置在一些橋墩(2)，同時在放置在一支承軸承上的一底部連接板(8)上將PSC-I梁的相鄰的端板(4)上的鋼支架(6)彼此對齊，該支承軸承安裝在每個橋墩上；將PSC-I梁的相鄰的端板(4)上的對齊的鋼支架(6)安裝到該底部連接板(8)上，以便將鋼支架(6)彼此連接起來；將一支架連接板(9)安裝到對齊的鋼支架(6)上以便將對齊的鋼支架(6)彼此連接成一體；將一縱向連接螺栓(12)布置在該對齊的鋼支架(6)的上部，以便將對齊的鋼支架彼此連接起來；將一放置預應力鋼索的連接金屬管道(19)放置在PSC-I梁之間，從而在PSC-I梁被線性布置好的同時使得放置預應力鋼索的連接金屬管(19)的兩端各自插入PSC-I梁的相鄰端板中的通孔(5)中，由此，將放置預應力鋼索的金屬管道(18)彼此連接起來；在將PSC-I梁彼此線性連接在一起的同時將一預應力鋼索(PC鋼索)(20)插入PSC-I梁的放置預應力鋼索的金屬管道(18)和放置預應力鋼索的連接金屬管道(19)中；并且對該PC鋼索(20)施加預應力以便將預應力傳遞給PSC-I梁；以及將混凝土澆注在兩個PSC-I梁之間的空間內以便形成混凝土部分(15)，因此將對齊的鋼支架(6)、支架連接板(9)以及放置預應力鋼索的連接金屬管(19)道埋在該混凝土部分(15)中。
全文摘要
本發明涉及一種連接多個PSC－I梁的結構和方法，每個結構內都有一放置預應力鋼索的金屬管道。該梁連接結構包括一安裝在各PSC－I梁的各端上的端板，該端板上端的通孔與埋植于各個梁中的放置預應力鋼索的金屬管道對應；端板上一體地設有與端板垂直的鋼支架，相鄰的鋼支架彼此對齊，同時該梁線性安裝；支架連接板將鋼支架彼此連接成一體；底部連接板將鋼支架彼此連接起來；連接金屬管道的兩端在該梁被線性布置好的同時各自插進該梁的相鄰端板中的通孔中而連接起來；同時將鋼索插入該梁的金屬管道和連接金屬管道中；在該梁之間的空間澆注混凝土部分，將該空間中的部件埋在該混凝土部分中。
文檔編號E04B1/21GK1637215SQ20041003380
公開日2005年7月13日 申請日期2004年4月14日 優先權日2003年12月23日
發明者金源根, 金文八, 申鉉琦, 樸圣圭, 金泰亨, 孫榮浩 申請人:東洋綜合建業株式會社