[发明专利]匹配预制混凝土空心板梁结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种匹配预制混凝土空心板梁结构，属于土木工程桥梁上部结构领域。

背景技术

目前，预应力混凝土空心板梁桥上部结构主要出现三种病害形式：底板横向裂缝、底 板纵向裂缝及铰缝，其中，底板横向裂缝一般可以通过合理布置纵向预应力筋给予解决； 而对于底板纵向裂缝和铰缝病害，其深层次的破坏机理还不清楚，防治措施也一直没有实 质性的突破。

底板纵向裂缝一般沿着预应力筋或普通受力钢筋的方向出现，而且一旦出现，其长度 大部分均大于1/3l，l为梁的跨度。目前的研究表明，底板纵向裂缝的出现主要有以下几种 成因：预应力筋放张过早、预应力筋的泊松效应和径向力效应、预应力空心板梁底板过薄 及预应力混凝土空心板梁内外温差。另外，底板纵向裂缝的成因都停留在定性分析层次， 而深入的微观分析仍有待研究，同时也没有提出有效的底板纵向裂缝防治措施。

铰缝病害一直是预应力混凝土空心板梁的顽疾。早在20世纪60年代，采用多块预制 预应力混凝土空心板梁装配而成的桥梁上部结构，由于出现空间效应，预应力混凝土空心 板梁之间的连接，通常是按照苏联桥梁学者乌里茨基的“铰接方法”进行横向分配系数计 算，因此，前期设计中，预应力混凝土空心板梁采用小铰缝设计，该小铰缝连接方式只传 递剪力，不传递其他内力，另外，这种小铰缝主要存在以下问题：(1)构造不合理  小铰 缝的整体刚度与空心板的整体刚度相比相差甚远，无法承受在荷载反复作用下的变形和受 力要求；(2)施工困难  小铰缝的施工空间非常有限，增加了施工的难度，保证不了铰缝 混凝土的密实性，如果空心板梁的侧壁不作凿毛处理，且不配筋，则小铰缝发生破坏是迟 早的事情。小铰缝的设计流行了将近三十年，90年代以后逐渐遭到摒弃，被大铰缝所替代， 大铰缝的设计配筋也涌现出多种形式，一方面改善空心板梁下翼缘的配筋，另一方面对铰 缝受压翼缘也采用钢板或∏形布筋进行加强。大铰缝具有整体性较好、抗扭刚度大及横向 整体性好等优点，但大铰缝的出现并不意味着铰缝病害的消除，铰缝渗水、白化及由于铰 缝破坏引起的单板受力现象仍然在空心板梁桥中普遍存在。研究表明，靠湿接铰缝将预应 力混凝土空心板梁连接成整体的桥梁，在汽车荷载作用下，其横桥向产生的拉应力达到 1.16MPa，这种应力幅经常作用在铰缝处，而铰缝处一般是新老混凝土结合面，粘结力较为 薄弱，在反复荷载作用下，易开裂；另外，铰缝的上翼缘虽然受压，但桥面铺装易产生拥 包、剥落等病害，而桥面铺装一旦破坏，桥面雨水就会轻易进入铺装层，在冻融循环和汽 车荷载反复作用下，也易产生破坏，这也是铰缝破坏的另一个原因。

从上述分析可见，目前的研究还没有对底板纵向裂缝和铰缝这两种病害提出有效的防 治措施，传统的预应力混凝土空心板梁无法解决这些问题。因此，研究一种新的预应力混 凝土空心板梁结构，进而对这些病害提出综合防治措施是目前当务之急。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种新的预应力混凝土空心板梁结构，以对底板纵 向裂缝进行防治，解决了目前没有防治底板纵向裂缝病害的有效措施。

为实现以上的技术目的，本发明将采取以下的技术方案：

一种匹配预制混凝土空心板梁结构，包括围接成板梁结构的顶板、腹板以及底板，所 述板梁结构内设空心腔，且顶板、腹板以及底板采用混凝土浇注而成，且腹板外表面布置 剪力键。

进一步地，板梁结构设置有纵向预应力筋和横向预应力筋。

进一步地，横向预应力筋与纵向预应力筋位置相错。

进一步地，纵向预应力筋通过纵向埋设于板梁结构内的体内束而形成，而横向预应力 筋则通过横向设置于空心腔上下两表面的顶板横向体外束和底板横向体外束而形成。

进一步地，体内束安装于定位基体内，该定位基体纵向设置在板梁结构内，且所述定 位基体包括纵向体内束锚垫板以及设置于该纵向体内束锚垫板上的体内束锚具。

进一步地，底板上开设多个通孔。

进一步地，所述底板上所开设通孔的直径为Φ50mm～Φ150mm。

进一步地，相邻两通孔之间的间距为1m～2m。

进一步地，顶板外表面开设切槽。

进一步地，顶板内预埋设钢筋。

根据以上的技术方案，可以实现以下的有益效果：