專利名稱：現澆鋼筋混凝土板與裝配式鋼筋混凝土板拼接橋梁及方法
技術領域：
本發明屬于橋梁領域，涉及現澆鋼筋混凝土板與裝配式鋼筋混凝土板拼接橋梁，還涉及現澆鋼筋混凝土板與裝配式鋼筋混凝土板拼接方法，適用于一般公路橋梁，尤其適用于高速公路改擴建拓寬工程，適合跨徑5米 10米范圍的公路鋼筋混凝土板結構的橋梁拓寬。
背景技術：
近年來，高速公路改擴建拓寬工程日漸增多，絕大多數是在原有路基、橋梁的基礎上采取直接拼寬的方式進行拓寬的，橋梁拼接是公路改擴建工程中的關鍵和難點。在路線總里程中中小跨徑橋梁(跨徑5 20米)占橋梁數量的比例最大。原高速公路上的橋梁一般按原有標準設計，構造為裝配式鉸接板橋，按平面桿系鉸接理論進行計算分析。5 10米的跨徑橋梁通常為鋼筋混凝土裝配式鉸接板橋。使用過程中，特別是在超載情況下普遍存在板·與板之間的鉸縫容易損壞現象，導致單板受力情況發生，影響了橋梁的承載能力和安全。現行標準的汽車荷載通常高于原有標準，高速公路改擴建拓寬工程通常本著盡量利用原有橋梁的原則，不輕易將原有橋梁拆除重建，如果仍采用原有裝配式鉸接板橋進行拼接，對應拓寬新建部位處在大型貨車重載作用情況下，原有的病害現象很有可能重復出現，對結構的安全不利，難以滿足耐久性和使用性能要求。本發明針對與此，利用整體現澆混凝土板橋整體受力性能好的特點，采用空間有限元分析方法進行設計，采用整體現澆鋼筋混凝土板橋與原鉸接板橋進行拼接，大大提高了新拼接結構的強度和耐久性和整體安全性，使整體受力狀況得以改善，能夠滿足拼接后的各項使用要求，可有效地避免原有病害再發生，節省后期的養護和維修加固費用，延長整座橋梁的使用壽命。
發明內容
本發明的目的在于針對高速公路改擴建工程中出現小跨徑橋梁，尤其是板橋拓寬的橋梁拼接技術問題，提供現澆鋼筋混凝土板與裝配式鋼筋混凝土板拼接橋梁，還提供現澆鋼筋混凝土板與裝配式鋼筋混凝土板拼接方法。本發明的結構連接構造簡單，連接可靠，施工方便。通過對原有結構進行適當改造，如切割、鑿除、植入鋼筋等滿足拼接所需要求，將整體現澆鋼筋混凝土板結構中布置的鋼筋與原結構鋼筋、植入鋼筋通過綁扎、焊接連成一體，澆筑鋼筋混凝土板結構混凝土，包括連接構造的混凝土，從而，形成一座不同結構形式拼接在一體的完整、整體受力的橋梁。為了實現上述的目的，本發明采用如下技術方案
現澆鋼筋混凝土板與裝配式鋼筋混凝土板拼接橋梁，包括鋼筋混凝土裝配式鉸接板橋，還包括現澆鋼筋混凝土板橋和濕接縫，現澆鋼筋混凝土板橋設置在鋼筋混凝土裝配式鉸接板橋的外側，濕接縫的上部位于鋼筋混凝土裝配式鉸接板橋和現澆鋼筋混凝土板橋上，濕接縫的下部位于鋼筋混凝土裝配式鉸接板橋和現澆鋼筋混凝土板橋之間，濕接縫上部的縱向方向埋設有濕接縫上部縱向構造鋼筋，濕接縫下部的縱向方向埋設有濕接縫下部縱向構造鋼筋，濕接縫內還埋設有箍筋，箍筋將濕接縫下部縱向構造鋼筋和與濕接縫下部縱向構造鋼筋縱向位置對應的濕接縫上部縱向構造鋼筋緊箍在一起，濕接縫的下部設置有邊板植筋。如上所述的邊板植筋一端植入位于鋼筋混凝土裝配式鉸接板橋側邊的外邊板內，邊板植筋另一端埋設在現澆鋼筋混凝土板橋內且末端設直角彎鉤，彎鉤方向朝下，直角彎鉤處布設現澆板內預埋縱向構造鋼筋。現澆鋼筋混凝土板與裝配式鋼筋混凝土板拼接方法，包括以下步驟
對原有裝配式鋼筋混凝土鉸接板橋改造的步驟
步驟I、拆除原有裝配式鋼筋混凝土鉸接板橋外側的原橋護欄；
步驟2、切割原有裝配式鋼筋混凝土鉸接板橋的外邊板的翼緣板；
步驟3、拆除待拼接部位的原橋浙青混凝土鋪裝層；
步驟4、開槽鑿除待拼接部位的原橋現澆水泥混凝土層；
步驟5、對已切割的原有裝配式鋼筋混凝土鉸接板橋的外邊板的切割面處植入邊板植
筋；
新建整體澆筑鋼筋混凝土板結構的步驟
步驟6、整體澆筑現澆鋼筋混凝土板橋；
步驟7、形成預留濕接縫構造槽；
步驟8、等待5飛個月的時間；
完成裝配式鋼筋混凝土鉸接板結構與整體澆筑鋼筋混凝土板結構連接的步驟
步驟9、在濕接縫構造槽內且邊板植筋的下方布設濕接縫下部縱向構造鋼筋，在濕接縫構造槽內的上部布設橫向受力鋼筋，橫向受力鋼筋的下方布設濕接縫上部縱向構造鋼筋，布設箍筋把濕接縫下部縱向構造鋼筋和其上方的濕接縫上部縱向構造鋼筋進行連接箍緊，邊板植筋與濕接縫下部縱向構造鋼筋、橫向受力鋼筋與濕接縫上部縱向構造鋼筋、箍筋與濕接縫下部縱向構造鋼筋均通過綁扎連接形成鋼筋骨架；
步驟10、在濕接縫構造槽內澆筑濕接縫UEA補償收縮混凝土。如上所述的步驟2包括以下步驟
步驟2. I、沿翼緣板的根部進行切割，
步驟2. 2、切割完翼緣板后，切割面表層進行鑿毛處理，表層松散層予以鑿除；
步驟2. 3、經過鑿毛處理后的混凝土面采用純凈水沖洗干凈。如上所述的步驟5包括以下步驟
步驟5. I、在鋼筋混凝土裝配式鉸接板橋改造后的邊板外側面上對應被切除翼緣板處，沿橋的縱向按l(Tl5cm間距鉆孔；
步驟5. 2、在鉆孔內植入邊板植筋，邊板植筋為HRB335及以上等級的變形鋼筋，變形鋼筋直徑大于等于12mm。如上所述的步驟4中的鑿除為小錘鑿除。如上所述的濕接縫UEA補償收縮混凝土中UEA膨脹劑占水泥總重量的8% 12%，濕接縫UEA補償收縮混凝土的保濕養護天數不得小于14天。本發明的技術與現有技術相比，具有以下優點和效果
1、一種全新、有效的，不同結構形式的橋梁結構拼接方法；
2、原橋梁結構改造方式簡單；3、連接構造采用濕接縫，并采用UEA補償混凝土可以有效保證拼接部位的結合面不會開裂，保證施工質量和日后運營效果，；
4、整體現澆板對應橋面車輛荷載正好為重型車輛，可充分發揮整體現澆板整體受性能好的特點，改善了整座橋梁結構受力，避免再出現單板受力的病害現象，從而減少了養護維修費用，降低了全壽命造價；
5、提高了整個橋梁的安全性和耐久性，延長了橋梁的使用壽命。
圖I為本發明的總體結構 圖2為改造前的原橋邊板的結構圖； 圖3為改造后的原橋邊板的結構 圖4為本發明的橫向剖面結構 圖5為本發明的鋼筋埋設橫向剖面結構 圖6為本發明的鋼筋埋設平面結構圖。圖中1_鋼筋混凝土裝配式鉸接板橋；2_現澆鋼筋混凝土板橋；3_濕接縫；4_原橋現澆水泥混凝土層；5_原橋浙青混凝土鋪裝層；6_原橋護欄；7_新建外側護欄；8_翼緣板；9_邊板植筋；10-濕接縫構造槽；11-箍筋；12-橫向受力鋼筋；13-濕接縫上部縱向構造鋼筋；14_濕接縫下部縱向構造鋼筋；15_現澆板內預埋縱向構造鋼筋；16_新建部分浙青混凝土鋪裝層；17_外邊板。注附圖6連接鋼筋局部平面圖，為濕接縫上部縱向構造鋼筋13與濕接縫下部縱向構造鋼筋14平面位置重合，為顯示濕接縫上部縱向構造鋼筋13，濕接縫下部縱向構造鋼筋14未示出。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進一步詳細描述
實施例
如圖1飛所示，現澆鋼筋混凝土板與裝配式鋼筋混凝土板拼接橋梁，包括鋼筋混凝土裝配式鉸接板橋1，還包括現澆鋼筋混凝土板橋2和濕接縫3，現澆鋼筋混凝土板橋2設置在鋼筋混凝土裝配式鉸接板橋I的外側，濕接縫3的上部位于鋼筋混凝土裝配式鉸接板橋I和現澆鋼筋混凝土板橋2上，濕接縫3頂面與兩橋頂面平齊，濕接縫3的下部位于鋼筋混凝土裝配式鉸接板橋I和現澆鋼筋混凝土板橋2之間，濕接縫3上部的縱向方向埋設有濕接縫上部縱向構造鋼筋13，濕接縫3下部的縱向方向埋設有濕接縫下部縱向構造鋼筋14，濕接縫3內還埋設有箍筋11，箍筋11將濕接縫下部縱向構造鋼筋14和與濕接縫下部縱向構造鋼筋14縱向位置對應的濕接縫上部縱向構造鋼筋13緊箍在一起，濕接縫3的下部設置有邊板植筋9。邊板植筋9 一端植入位于鋼筋混凝土裝配式鉸接板橋I側邊的外邊板17內，邊板植筋9另一端埋設在現澆鋼筋混凝土板橋2內且末端設直角彎鉤，彎鉤方向朝下，直角彎鉤處布設現澆板內預埋縱向構造鋼筋15。現澆鋼筋混凝土板與裝配式鋼筋混凝土板拼接方法，包括以下步驟對原有裝配式鋼筋混凝土鉸接板橋改造的步驟
步驟I、拆除原有裝配式鋼筋混凝土鉸接板橋外側的原橋護欄6 ；
步驟2、切割原有裝配式鋼筋混凝土鉸接板橋的外邊板17的翼緣板8 ；
步驟3、拆除待拼接部位的原橋浙青混凝土鋪裝層5 ；
步驟4、開槽鑿除待拼接部位的原橋現澆水泥混凝土層4 ；
步驟5、對已切割的原有裝配式鋼筋混凝土鉸接板橋的外邊板17的切割面處植入邊板植筋9 ;
新建整體澆筑鋼筋混凝土板結構的步驟
步驟6、整體澆筑現澆鋼筋混凝土板橋2 ；
步驟7、形成預留濕接縫構造槽10 ；
步驟8、等待5飛個月的時間；
完成裝配式鋼筋混凝土鉸接板結構與整體澆筑鋼筋混凝土板結構連接的步驟
步驟9、在濕接縫構造槽10內且邊板植筋9的下方布設濕接縫下部縱向構造鋼筋14，在濕接縫構造槽10內的上部布設橫向受力鋼筋12，橫向受力鋼筋12的下方布設濕接縫上部縱向構造鋼筋13，布設箍筋11把濕接縫下部縱向構造鋼筋14和其上方的濕接縫上部縱向構造鋼筋13進行連接箍緊，邊板植筋9與濕接縫下部縱向構造鋼筋14、橫向受力鋼筋12與濕接縫上部縱向構造鋼筋13、箍筋11與濕接縫下部縱向構造鋼筋14均通過綁扎連接形成鋼筋骨架；
步驟10、在濕接縫構造槽10內澆筑濕接縫UEA補償收縮混凝土。步驟2包括以下步驟
步驟2. I、沿翼緣板8的根部進行切割，
步驟2. 2、切割完翼緣板8后，切割面表層進行鑿毛處理，表層松散層予以鑿除；
步驟2. 3、經過鑿毛處理后的混凝土面采用純凈水沖洗干凈。步驟5包括以下步驟
步驟5. I、在鋼筋混凝土裝配式鉸接板橋I改造后的邊板外側面上對應被切除翼緣板8處，沿橋的縱向按l(Tl5cm間距鉆孔；
步驟5. 2、在鉆孔內植入邊板植筋9，邊板植筋9為HRB335及以上等級的變形鋼筋，變形鋼筋直徑大于等于12mm。步驟4中的鑿除為小錘鑿除。濕接縫UEA補償收縮混凝土中UEA膨脹劑占水泥總重量的8°/Γ 2%，濕接縫UEA補償收縮混凝土的保濕養護天數不得小于14天。本發明包括對原有結構的外邊板17進行改造，拆除外側原橋護欄6、沿外側的外邊板17的翼緣板8的根部將翼緣板8切割、拆除拼接部位原橋浙青混凝土鋪裝層5、并在拼接部位原橋現澆水泥混凝土層4進行鑿除開槽，形成鋼筋混凝土裝配式鉸接板橋I與新建現澆鋼筋混凝土板橋2之間濕接縫構造槽10，形成待拼接構造。各部分尺寸需要協調，施工工序嚴格按要求進行。濕接縫3的上部分別位于鋼筋混凝土裝配式鉸接板橋I和現澆鋼筋混凝土板2上，濕接縫3的下部位于鋼筋混凝土裝配式鉸接板橋I和現澆鋼筋混凝土板橋2之間并分別與鋼筋混凝土裝配式鉸接板橋I和現澆鋼筋混凝土板橋2連接。
對原橋的外邊板17的切除翼緣板8的位置植入邊板植筋9。邊板植筋9的另一端延伸至新建現澆鋼筋混凝土板橋2內且且末端設直角彎鉤，彎鉤方向朝下，直角彎鉤處布設現澆板內預埋縱向構造鋼筋15。澆筑現澆鋼筋混凝土板橋2，等待5飛個月時間，等待期間布置濕接縫內的構造鋼筋和受力鋼筋。濕接縫3上部的縱向方向埋設有濕接縫上部縱向構造鋼筋13，濕接縫3底部的縱向方向埋設有濕接縫下部縱向構造鋼筋14，濕接縫下部縱向構造鋼筋14和與濕接縫下部縱向構造鋼筋14的濕接縫上部縱向構造鋼筋13上套設有箍筋11，濕接縫3下部的橫向方向埋設有邊板植筋9。澆筑濕接縫3的混凝土，完成整座橋梁拼接過程，使之兩者共同受力。然后完成新建部分浙青混凝土鋪裝層16，新建外側護欄7等附屬設施的施工。邊板植筋9、箍筋11、橫向受力鋼筋12的規格和直徑、間距等根據實際應用確定。濕接縫上部縱向構造鋼筋13、濕接縫下部縱向構造鋼筋14規格和直徑、間距按構造要求確 定。濕接縫構造槽10的混凝土，濕接縫混凝土為UEA補償收縮混凝土，進行保濕養護，養護周期不低于14天。邊板植筋9和橫向受力鋼筋12是鋼筋混凝土裝配式鉸接板橋I和新建現澆鋼筋混凝土板橋2之間的連接鋼筋，確保在汽車荷載、新舊橋梁基礎整體沉降差和新舊混凝土收縮差作用下，鋼筋混凝土裝配式鉸接板橋I和新建現澆鋼筋混凝土板橋2之間濕接縫3不發生受力破壞。新建現澆鋼筋混凝土板橋2完工后，放置拼接5飛月，待新建現澆鋼筋混凝土板橋2的基礎沉降和混凝土的收縮大部分完成，可有效降低新建現澆鋼筋混凝土板橋2的基礎沉降和混凝土的收縮對濕接縫3的不利影響；濕接縫3采用UEA混凝土，濕接縫3的UEA混凝土橫向在鋼筋混凝土裝配式鉸接板橋I和新建現澆鋼筋混凝土板橋2的約束作用下，產生橫向預壓應力，可抵消濕接縫混凝土收縮的不利影響。受力鋼筋以及構造鋼筋的布設、鋼筋混凝土裝配式鉸接板橋I和新建現澆鋼筋混凝土板橋2的延遲拼接和濕接縫3采用UEA混凝土 3項措施結合，可有效避免鋼筋混凝土裝配式鉸接板橋I和新建現澆鋼筋混凝土板橋2之間的濕接縫3在運營過程中發生縱向裂縫或受力破壞。新建現澆鋼筋混凝土板橋2采用整體現澆混凝土施工，可使新建現澆鋼筋混凝土板橋2具備良好的結構整體性能，適合承載重載交通，可有效地避免原有病害再發生。本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發明精神作舉例說明。本發明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發明的精神或者超越所附權利要求書所定義的范圍。
權利要求
1.現澆鋼筋混凝土板與裝配式鋼筋混凝土板拼接橋梁，包括鋼筋混凝土裝配式鉸接板橋(I)，其特征在于還包括現澆鋼筋混凝土板橋(2 )和濕接縫(3 )，現澆鋼筋混凝土板橋(2 )設置在鋼筋混凝土裝配式鉸接板橋(I)的外側，濕接縫(3 )的上部位于鋼筋混凝土裝配式鉸接板橋(I)和現澆鋼筋混凝土板橋(2 )上，濕接縫(3 )的下部位于鋼筋混凝土裝配式鉸接板橋(I)和現澆鋼筋混凝土板橋(2 )之間，濕接縫(3 )上部的縱向方向埋設有濕接縫上部縱向構造鋼筋(13)，濕接縫(3)下部的縱向方向埋設有濕接縫下部縱向構造鋼筋(14)，濕接縫(3 )內還埋設有箍筋(11)，箍筋(11)將濕接縫下部縱向構造鋼筋(14 )和與濕接縫下部縱向構造鋼筋(14)縱向位置對應的濕接縫上部縱向構造鋼筋(13)緊箍在一起，濕接縫(3)的下部設置有邊板植筋(9)。
2.根據權利要求I所述的現澆鋼筋混凝土板與裝配式鋼筋混凝土板拼接橋梁，其特征在于所述的邊板植筋(9) 一端植入位于鋼筋混凝土裝配式鉸接板橋(I)側邊的外邊板(17)內，邊板植筋(9)另一端埋設在現澆鋼筋混凝土板橋(2)內且末端設直角彎鉤，彎鉤方向朝下，直角彎鉤處布設現澆板內預埋縱向構造鋼筋(15)。
3.現澆鋼筋混凝土板與裝配式鋼筋混凝土板拼接方法，其特征在于，包括以下步驟 對原有裝配式鋼筋混凝土鉸接板橋改造的步驟 步驟I、拆除原有裝配式鋼筋混凝土鉸接板橋外側的原橋護欄(6)； 步驟2、切割原有裝配式鋼筋混凝土鉸接板橋的外邊板(17)的翼緣板(8)； 步驟3、拆除待拼接部位的原橋浙青混凝土鋪裝層(5)； 步驟4、開槽鑿除待拼接部位的原橋現澆水泥混凝土層(4)； 步驟5、對已切割的原有裝配式鋼筋混凝土鉸接板橋的外邊板(17)的切割面處植入邊板植筋(9)； 新建整體澆筑鋼筋混凝土板結構的步驟 步驟6、整體澆筑現澆鋼筋混凝土板橋(2)； 步驟7、形成預留濕接縫構造槽(10)； 步驟8、等待5飛個月的時間； 完成裝配式鋼筋混凝土鉸接板結構與整體澆筑鋼筋混凝土板結構連接的步驟 步驟9、在濕接縫構造槽(10)內且邊板植筋(9)的下方布設濕接縫下部縱向構造鋼筋(14)，在濕接縫構造槽(IO )內的上部布設橫向受力鋼筋(12)，橫向受力鋼筋(12)的下方布設濕接縫上部縱向構造鋼筋(13)，布設箍筋(11)把濕接縫下部縱向構造鋼筋(14)和其上方的濕接縫上部縱向構造鋼筋(13)進行連接箍緊，邊板植筋(9)與濕接縫下部縱向構造鋼筋(14)、橫向受力鋼筋(12)與濕接縫上部縱向構造鋼筋(13)、箍筋(11)與濕接縫下部縱向構造鋼筋(14)均通過綁扎連接形成鋼筋骨架； 步驟10 :在濕接縫構造槽(10)內澆筑濕接縫UEA補償收縮混凝土。
4.根據權利要求3所述的現澆鋼筋混凝土板與裝配式鋼筋混凝土板拼接方法，其特征在于，所述的步驟2包括以下步驟 步驟2. I、沿翼緣板(8)的根部進行切割， 步驟2. 2、切割完翼緣板(8)后，切割面表層進行鑿毛處理，表層松散層予以鑿除； 步驟2. 3、經過鑿毛處理后的混凝土面采用純凈水沖洗干凈。
5.根據權利要求3所述的現澆鋼筋混凝土板與裝配式鋼筋混凝土板拼接方法，其特征在于，所述的步驟5包括以下步驟 步驟5. I、在鋼筋混凝土裝配式鉸接板橋(I)改造后的邊板外側面上對應被切除翼緣板(8)處，沿橋的縱向按l(Tl5cm間距鉆孔； 步驟5. 2、在鉆孔內植入邊板植筋(9)，邊板植筋(9)為HRB335及以上等級的變形鋼筋，變形鋼筋直徑大于等于12mm。
6.根據權利要求3所述的現澆鋼筋混凝土板與裝配式鋼筋混凝土板拼接方法，其特征在于所述的步驟4中的鑿除為小錘鑿除。
7.根據權利要求3所述的現澆鋼筋混凝土板與裝配式鋼筋混凝土板拼接方法，其特征在于所述的濕接縫UEA補償收縮混凝土中UEA膨脹劑占水泥總重量的8% 12%，濕接縫UEA補償收縮混凝土的保濕養護天數不得小于14天。
全文摘要
本發明公開了現澆鋼筋混凝土板與裝配式鋼筋混凝土板拼接橋梁及方法。包括對原有裝配式鋼筋混凝土鉸接板橋的局部改造，通過拆除、切割防撞護墻和翼緣、鑿除部分橋面鋪裝結構混凝土，并對切割翼緣斷面植入一定數量的連接鋼筋；然后，現場澆筑待拼接的整體鋼筋混凝土板結構；再對濕接縫連接構造布設鋼筋，澆筑UEA補償收縮混凝土，使之形成一座共同受力的完整橋梁。包含分別對兩個結構的特殊配置受力鋼筋、包含對濕接縫混凝土的特殊設計。本發明構思新穎，結構受力明確，有效地改善了拼接橋梁的結構受力，構造簡單，實施操作容易，對高速公路改擴建橋梁拼接是極為有用的新方法。
文檔編號E01D22/00GK102943431SQ201210432278
公開日2013年2月27日 申請日期2012年11月1日 優先權日2012年11月1日
發明者鞠金熒, 劉均利 申請人:中交第二公路勘察設計研究院有限公司, 桂林理工大學