[发明专利]一种应用于简支梁桥的桥面连续装置及桥面连续方法

说明书

技术领域

本发明涉及简支梁桥的桥面连续装置及桥面连续方法。

背景技术

简支梁桥是现代桥梁建设中使用最早、普及最广泛的桥型之一，具有鲜明的特点。首先，它属于单孔静定结构，受力简单，施工方便，结构尺寸可以设计为各种标准跨径的装配式结构，有利于工业化标准施工，可以采用大规模预制生产的方式提高桥梁建设效率。其次，简支梁只有正弯矩，可以采用空心板梁、T梁、小箱梁等构造简单的形式，它在温度变化、混凝土收缩徐变以及张拉预应力等情况下均不会在梁中产生次生应力。另外，简支结构对于桥址的地质条件要求较低，可以适用于相对较差的地质条件。基于上述诸多优点，简支梁桥广泛分布在全国各个区域的公路以及城市道路中。

但是，在修建多孔简支梁桥时，需要在每个墩（台）上设置伸缩缝装置。随着桥梁跨数的增加，桥面伸缩缝装置的数量也不断增多，不仅提高了桥梁的造价，而且会降低桥面的整体性，使得车辆在伸缩缝处出现跳车现象，对行车的速度、安全和舒适性都有很大的影响。另外，伸缩缝长期暴露在外，易损难修，而且破坏的伸缩缝又会引起额外的车辆冲击现象，从而大大降低了桥梁的使用寿命。

为了解决这些问题，桥梁设计人员提出了“桥面连续简支梁桥”的想法，如图1所示。桥面连续简支梁桥是指多孔简支梁桥根据桥梁的跨径、长度和支座的型式，将3跨或者更多跨合并为1联，每联的跨与跨之间取消伸缩缝装置，而是把桥面铺装连接在一起，仅在联与联之间设置伸缩缝。例如，郑州黄河公路大桥设置了五跨50m一联和六跨40m一联的桥面连续。甚至有些桥梁设计，全桥仅在桥台处设伸缩缝装置，其余均为桥面连续。例如，全长1287 m的美国奥温尔桥，仅在桥台处设置大位移伸缩装置，成为世界上最长的桥面连续简支梁桥。桥面连续结构减少甚至消除了连续跨内的伸缩缝装置，提供了连续的行车道，保证了车辆行驶的平稳性、舒适性。同时，桥面连续简支梁桥在垂直力作用下，各跨依然保持了简支梁桥的受力特点。我国自20世纪70年代桥面连续结构问世以来，这种装置已得到了广泛应用。

图2为传统型桥面连续装置示意图。这种桥面连续装置与桥面铺装的主要区别是沿桥梁横向每隔一定间距设置了长约2.3m 的连接钢筋，钢筋两端0.65m长浇注于桥面铺装混凝土内，中间1m段做无粘结处理，埋置于桥面连续混凝土内。1m长的桥面连续混凝土与两端桥面铺装混凝土之间设0.3cm（宽）×3cm（深）割缝，割缝下埋软木条。之所以这样处理，是由桥面连续的受力特点决定的。桥面连续构造位于相邻桥跨之间，其结构厚度及混凝土材料均与桥面铺装相同，与梁体的结构刚度和强度相比较弱，在受到交通荷载以及温度荷载作用时，左右两侧桥跨发生较大的相对变形，这种受力通过桥面连续的连接钢筋从桥面铺装传至桥面连续混凝土。理论上，连接钢筋与桥面连续混凝土之间是无粘结的，因此连接钢筋上的拉力是传递不到混凝土上的，但是由于施工不佳及无粘结材料耐久性差等问题，实际是无法达到“无粘结”效果的。传递到桥面连续混凝土上的拉力依靠桥面连续钢筋和桥面铺装钢筋网无法抵抗，在桥面连续部位容易发生混凝土开裂，造成实际使用过程中，桥面连续混凝土开裂及雨水下渗问题严重，有些桥梁甚至运营不满一年桥面连续构造就产生了混凝土开裂等不同程度的病害，并影响了桥梁的行车平整性。针对这一问题，对简支梁桥的桥面连续结构进行改善，研发新型桥面连续结构十分必要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种应用于简支梁桥的桥面连续装置，以结构优化为目的，提出八字形钢板桥面连续装置的构造措施。

为此，本发明采用以下技术方案：所述桥面连续装置包括八字形结构，八字形结构的两侧具有用于和桥面梁体连接的安装部位，所述安装部位与桥面梁体之间通过Z字形钢筋连接，Z字形钢筋连接八字形结构的部分高度低于连接桥面铺装的部分。

八字形结构使得桥面连续部位的混凝土呈现受压状态，避免该部位混凝土在运营期发生开裂现象，并且该装置形式简单、制造容易，现场施工的可操作性强。Z字形钢筋能加强桥面连续和桥面铺装两部分混凝土的整体性，提高桥面连续部位的行车平顺性；并且，Z字形钢筋将纵向拉力传递到八字形结构的两侧末端，八字形结构整体受到拉力作用，从而使得八字形结构上方的混凝土承受压力，彻底消除了桥面连续部分混凝土发生开裂的可能性。

作为优选，所述八字形结构采用8～16mm厚度的钢板作为装置材料，以适应桥面连续部位承受集中的拉应力作用及车辆局部载荷作用。

作为优选，所述Z字形钢筋采用直径14～22mm的螺纹钢筋。