專利名稱：一種應(yīng)用于梁橋上的橋面連續(xù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種應(yīng)用于梁橋上的橋面連續(xù)裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001 ] 本實用新型涉及梁橋的橋面連續(xù)裝置。
背景技術(shù)：
[0002]隨著社會的進步以及經(jīng)濟的快速發(fā)展，道路上橋梁所占道路路線總長度的比重越 來越高，有些高等級道路上甚至達到40%。在各類橋梁中，簡支梁橋由于施工方便、造價低， 是目前橋梁中應(yīng)用最普遍的一種橋型，特別是簡支板梁橋，在施工、安裝等方面比其他橋梁 的優(yōu)勢明顯，梁板澆注質(zhì)量也容易得到保證，在中小橋梁中占有絕對的優(yōu)勢，簡支板梁橋廣 泛分布在公路以及城市道路中。[0003]但是，簡支板梁橋也存在一些固有的缺點，為了方便運輸和吊裝，構(gòu)件的尺寸受到 限制，存在接縫多、整體性差等問題，車輛在凹凸不平的橋面上行駛時會產(chǎn)生較大的車輪沖 擊作用，對結(jié)構(gòu)安全性和耐久性帶來較大的影響，特別是連接部位，在沖擊力作用下容易發(fā) 生早期破損病害。與此同時，最近十幾年來，經(jīng)濟建設(shè)的迅速發(fā)展帶動公路交通量的快速增 加，超速、超載問題成為橋梁病害的一個重要根源，正在嚴重威脅著橋梁結(jié)構(gòu)的使用安全。[0004]橋面連續(xù)裝置是改善簡支梁橋行車條件和減少橫向連接設(shè)施、避免設(shè)置伸縮裝置 而提出來的一種措施，在多孔簡支梁中，不需在相鄰兩跨之間逐一設(shè)置伸縮縫裝置，而是采 用橋面鋪裝層將相鄰跨橋梁之間的橋面連接成為一體，其目的是在不改變簡支橋梁受力特 征的前提下為車輛提供連續(xù)、平穩(wěn)的行車道，從而保證行車的平穩(wěn)性和舒適性，節(jié)約投資， 同時降低交通公害。無接縫橋梁建設(shè)始于20世紀30年代的美國，60年代開始迅速發(fā)展，現(xiàn) 在已相當普及。我國自20世紀70年代年橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)問世以來，這種裝置已得到了廣泛 應(yīng)用。通過大量工程實踐，證明橋面連續(xù)裝置雖然為行車的平穩(wěn)性創(chuàng)造了有利條件，但是在 使用過程中也反映出不少問題，連續(xù)部位混凝土開裂的現(xiàn)象非常普遍，由此引起橋面滲水， 影響蓋梁混凝土的耐久性，同時橋梁的行車平整性受到破壞。近年來，交通量的增長大幅度 縮短了橋面連續(xù)構(gòu)造的使用壽命，橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)修復(fù)的工程越來越多，簡支橋梁的蓋梁、臺 帽的水侵害現(xiàn)象成為一種非常普遍的病害形式，如圖1、圖2所示。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，浙江省70% 以上橋梁的蓋梁、臺帽都存在這一類病害，其他省份情況大致如此。因此，針對這種病害的 特點，將簡支梁橋的橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)進行改善，研發(fā)新型橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)是十分必要的。發(fā)明內(nèi)容[0005]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種應(yīng)用于梁橋上的橋面連續(xù)裝置，能減 輕橋面連續(xù)部位混凝土開裂病害。[0006]為此，本實用新型采用以下技術(shù)方案所述橋面連續(xù)裝置包括拱形結(jié)構(gòu)，所述拱形 結(jié)構(gòu)的兩側(cè)設(shè)有用于和橋面梁體連接的安裝面，所述拱形結(jié)構(gòu)的上方沿寬度方向間隔一定 距離設(shè)有工字梁形狀的肋條。[0007]在采用上述技術(shù)方案的同時，本實用新型還可采用或組合采用以下進一步的技術(shù) 方案[0008]所述拱形結(jié)構(gòu)采用鋼板作為裝置材料。[0009]所述安裝面上設(shè)有螺栓孔，所述螺栓孔為腰形孔[0010]由于采用本實用新型的技術(shù)方案，本實用新型提出工字肋式拱形橋面連續(xù)裝置的 構(gòu)造措施，所提供的橋面連續(xù)裝置在橋面連續(xù)部位采用鋼板材料，并將其加工為拱形結(jié)構(gòu)， 拱上間隔一定距離增加工字梁形狀的肋條，從而可以實現(xiàn)延緩及減輕橋面連續(xù)部位混凝土 開裂的目的。本實用新型的橋面連續(xù)裝置應(yīng)用于梁橋上，實施簡便，質(zhì)量容易保證。可以改 變當前公路橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)易損難修的現(xiàn)狀，提高橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)的耐久性，確保橋梁的行車 安全性，增加公路橋的行車舒適性，解決由于橋面連續(xù)部位處理不善而引起的橋墩、蓋梁水 侵害問題，從而有效提高公路橋梁的使用壽命。
[0011]圖1為傳統(tǒng)型橋面連續(xù)裝置簡圖。[0012]圖2為傳統(tǒng)型橋面連續(xù)裝置應(yīng)用在橋梁結(jié)構(gòu)上的示意圖。[0013]圖3為本實用新型所提供的工字肋式拱形橋面連續(xù)裝置的立面圖。[0014]圖4為本實用新型所提供的工字肋式拱形橋面連續(xù)裝置的剖面圖。[0015]圖5為本實用新型所提供的工字肋式拱形橋面連續(xù)裝置的整體結(jié)構(gòu)圖。[0016]圖6為本實用新型所提供的工字肋式拱形橋面連續(xù)裝置的有限元計算模型圖。
具體實施方式
[0017]參照附圖。[0018]本實用新型將橋梁結(jié)構(gòu)形式中的拱結(jié)構(gòu)引入橋面連續(xù)部位，分散該部位混凝土受力集中現(xiàn)象。本實用新型的橋面連續(xù)裝置包括拱形結(jié)構(gòu)1，所述拱形結(jié)構(gòu)I的兩側(cè)設(shè)有用于 和橋面梁體連接的安裝面11，考慮到橋面連續(xù)部位承受集中的拉應(yīng)力作用以及局部車輛荷 載作用，采用9_厚度的鋼板作為裝置材料。安裝面11上設(shè)有螺栓孔3。所述拱形結(jié)構(gòu)I 的上方沿寬度方向間隔一定距離設(shè)有工字梁形狀的肋條2，一方面可以提高裝置的承載能 力，另一方面可以更好的分散混凝土承受的拉應(yīng)力。[0019]本實用新型的橋面連續(xù)裝置的布置方法包括以下步驟[0020]I)、將所述橋面連續(xù)裝置放在橋面連續(xù)部位兩側(cè)的混凝土梁體5之上，將橋面連 續(xù)裝置的所述安裝面11通過螺栓4與橋面需連續(xù)部位兩側(cè)的混凝土梁體5連接為整體，拱 形結(jié)構(gòu)的安裝面與混凝土梁體接觸部位之間鋪設(shè)雙層油毛氈；為了不限制梁體5縱向的伸 縮變形，螺栓孔3做成腰型孔，必要時可進行小距離的調(diào)節(jié)。[0021]2)、澆筑橋面鋪裝混凝土 10，橋面鋪裝混凝土中處于橋面連續(xù)部位的混凝土與橋 面連續(xù)部位兩端外的橋面鋪裝混凝土通過縱向鋼筋連接共同受力；[0022]在本實施例中，上述的鋼筋連接采用以下方式橋面連續(xù)裝置上方設(shè)置縱向鋼筋 網(wǎng)7，所述縱向鋼筋網(wǎng)7的范圍超過下述的連接部位，所述縱向鋼筋網(wǎng)7與橋面連續(xù)部位兩 端外的橋面鋪裝混凝土中的縱向鋼筋連接。[0023]3)、待橋面鋪裝混凝土澆筑完成后，在橋面鋪裝混凝土中處于橋面連續(xù)部位的混 凝土與橋面連續(xù)部位兩端外的橋面鋪裝混凝土的連接部位筑做切縫6，所述橋面連續(xù)部位 為左右切縫6之間的區(qū)域。[0024]附圖標號8為橋墩，附圖標號9表伸縮縫。[0025]本實用新型改變傳統(tǒng)橋面連續(xù)的形式，利用拱形結(jié)構(gòu)的受力特點，將橋面連續(xù)的混凝土受力分散，效果明顯。以下根據(jù)仿真模擬計算分析進一步說明本實用新型的技術(shù)效果[0026](I)分別建立傳統(tǒng)型橋面連續(xù)裝置及工字肋式拱形橋面連續(xù)裝置兩者的有限元仿真模型。[0027](2)模擬實際橋梁結(jié)構(gòu)，通過施加活荷載及溫度作用，比較兩者計算結(jié)果，論證本實用新型的效用。[0028]橋面連續(xù)部位應(yīng)力主要由兩類原因引起，一類是梁體變形(伸縮、下?lián)?引起該部位變形(伸縮、轉(zhuǎn)角)而產(chǎn)生的，一類是荷載直接作用于該部位產(chǎn)生的。簡支梁的橋面連續(xù)部位受力主要有以下幾種狀況[0029]I)簡支梁在整體溫度變化下引起的收縮或伸長，此狀態(tài)將引起橋面連續(xù)部位拉、 壓應(yīng)力。該效應(yīng)為工況I。[0030]2)汽車制動力引起的橋面連續(xù)部位拉、壓應(yīng)力。該效應(yīng)稱為工況2。[0031]3)車道荷載滿布相鄰兩跨時引起的下?lián)限D(zhuǎn)角效應(yīng)，轉(zhuǎn)角變形將使連續(xù)部位產(chǎn)生上緣受拉下緣受壓的彎曲應(yīng)力。該效應(yīng)稱為工況3。[0032]4)梯度溫度作用中的正溫差將引起梁端上撓轉(zhuǎn)角效應(yīng)，該轉(zhuǎn)角變形使得連續(xù)部位產(chǎn)生正彎矩而導致上緣受壓、下緣受拉；反溫差效應(yīng)正好與之相反。該效應(yīng)稱為工況4。[0033]5)車輪荷載作用在橋面連續(xù)處引起的局部受力效應(yīng)，該效應(yīng)使連續(xù)部位局部受壓，由于橋面連續(xù)構(gòu)造較薄而產(chǎn)生類似彎曲效應(yīng)。該效應(yīng)稱為工況5。[0034]上述5種工況中的幾種在特定時刻可能會同時發(fā)生，考慮混凝土受拉開裂，根據(jù)上緣受拉最不利的情況進行組合。對于橋面連續(xù)構(gòu)造上緣受拉應(yīng)力Osl，“工況I (整體降溫)+工況2+工況3+工況4 (反溫差)”組合最為不利，即σ Si= σ w+ σ ζ+ σ ,+ σ t式 I[0036]該效應(yīng)稱為工況組合。[0037]為了驗證本實用新型裝置的效用，以傳統(tǒng)型橋面連續(xù)構(gòu)造為比較對象，用有限元方法分析結(jié)構(gòu)在各種形式荷載作用下的變形和應(yīng)力特性，對比構(gòu)造措施對橋面連續(xù)受力的影響。[0038]計算分析采用大型通用有限元程序ABAQUS 6. 9，除了精細模擬幾何模型外，對鋼筋的分布、材料特性也嚴格按設(shè)計條件進行仿真模擬。[0039]表I不同工況下橋面連續(xù)混凝土主拉應(yīng)力匯總表(單位MPa)[0040]
權(quán)利要求1.一種應(yīng)用于梁橋上的橋面連續(xù)裝置，其特征在于所述橋面連續(xù)裝置包括拱形結(jié)構(gòu)，所述拱形結(jié)構(gòu)的兩側(cè)設(shè)有用于和橋面梁體連接的安裝面，所述拱形結(jié)構(gòu)的上方沿寬度方向間隔一定距離設(shè)有工字梁形狀的肋條。
2.如權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于梁橋上的橋面連續(xù)裝置，其特征在于所述拱形結(jié)構(gòu)采用鋼板作為裝置材料。
3.如權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于梁橋上的橋面連續(xù)裝置，其特征在于所述安裝面上設(shè)有螺栓孔，所述螺栓孔為腰形孔。
專利摘要本實用新型提供一種應(yīng)用于梁橋上的橋面連續(xù)裝置，它包括拱形結(jié)構(gòu)，拱形結(jié)構(gòu)的兩側(cè)設(shè)有用于和橋面梁體連接的安裝面，拱形結(jié)構(gòu)的上方沿寬度方向間隔一定距離設(shè)有工字梁形狀的肋條。本實用新型提出工字肋式拱形橋面連續(xù)裝置的構(gòu)造措施，橋面連續(xù)裝置采用鋼板材料，將其加工為拱形結(jié)構(gòu)，拱上間隔一定距離增加工字梁形狀的肋條，可以實現(xiàn)延緩及減輕橋面連續(xù)部位混凝土開裂的目的。本實用新型的橋面連續(xù)裝置應(yīng)用于梁橋上，可以改變當前公路橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)易損難修的現(xiàn)狀，提高橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)的耐久性，確保橋梁的行車安全性，增加公路橋的行車舒適性，解決由于橋面連續(xù)部位處理不善而引起的橋墩、蓋梁水侵害問題，從而有效提高公路橋梁的使用壽命。
文檔編號E01D19/06GK202830754SQ201220238339
公開日2013年3月27日 申請日期2012年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月25日
發(fā)明者王崗, 申永剛, 謝旭 申請人:浙江大學