[发明专利]一种空心板桥铰缝连接件及其应力验算方法

说明书

本发明公开了一种空心板桥铰缝连接件，包括至少两个空心板本体及其之间的铰缝，所述空心板本体的侧壁上间隔布设有锚板，所述铰缝上部布设有抗剪连接件、下部布设有抗弯连接件，所述抗剪连接件包括第一连接板，所述第一连接板与锚板焊接，所述第一连接板上以中线为对称轴纵向对称开设有一列连接孔，所述连接孔内均横向布设有剪力栓钉；所述抗弯连接件包括第二连接板，所述第二连接板呈长方形，第二连接板的两端分别对称固定布设有锚栓。本发明还提供了一种空心板桥铰缝连接件的应力验算方法，包括以下步骤：获取抗剪连接件的应力；得出抗弯连接件的应力并验算。本发明结构设计合理、连接性能优良、施工便捷、经济安全。

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，尤其涉及一种空心板桥铰缝连接件及其应力验算方法。

背景技术

预制空心板体系梁桥因具有结构性能好、自重轻、标准化生产、运输安装、施工方便及工艺成熟等诸多优点而被广泛应用，是我国中小跨径梁桥上部结构常用的承重构件之一；据不完全统计，预制装配式混凝土梁桥约占全国公路梁桥总量的75％左右；预制空心板体系梁桥是由多片主梁依靠横向铰缝和桥面板联结成空间整体结构，使作用于行车道板上的局部荷载分配给各板梁共同承受；然而，若铰缝或横向联结破坏，当上部有车辆荷载作用时，梁板结构很容易会形成“单板受力”状态。而铰缝作为装配式板桥的主要横向传力部件，因其构造原因，在桥梁运营期极易出现损伤而致铰缝功能部分或全部丧失，致使板桥整体受力性能受到严重影响。铰缝病害的存在直接危及桥梁运营期的结构安全，诸多学者对此进行了许多有益的研究，认为施工质量、车辆超载、设计缺陷按照铰结计算荷载横向分配系数，而实际上铰缝的受力是介于铰结和刚接之间、铰缝混凝土收缩徐变等因素是造成运营期铰缝破坏的主要原因。如错台、开裂和失效倾覆等为常见板桥病害，因铰缝病害的存在，会对运营期桥梁的结构安全造成重大影响，如2011年杭州钱江三桥引桥右侧车道部分桥面突然塌落，发生塌陷的引桥上部结构为预应力混凝土空心板，板间铰缝构造较弱，在超载车的日积月累不断作用下，铰缝、整体化层和铺装层从产生裂缝到开裂、断裂，最后在超载货车冲击力作用下导致边部空心板翻转而塌陷，产生严重的后果。作为空心板梁桥重要部位的铰缝混凝土在桥面荷载作用下受到剪力和弯矩的共同作用，但由于铰缝空间狭小，施工不便，混凝土的浇筑质量及新旧混凝土间的粘结性能均无法得到保障，从而削弱铰缝承载力，最终影响板桥整体的受力性能，降低桥梁的最终使用寿命，且存在重大的安全隐患。

装配式空心板桥铰缝的损伤问题较为普遍，针对该问题目前国内预制板桥铰缝连接构造的规范做法是通过增设铰缝构造钢筋来加强铰缝与空心板之间的连接整体性，也有学者提出了改进的连接方式，如牛腿横向连接方式、榫卯横向连接方式、铰缝加楞构造改进连接方式和铰缝加工字钢连接方式。铰缝的规范做法能够保证成桥后板的整体性，但因需在狭小的缝隙中绑扎钢筋、浇筑混凝土，振捣和养护，铰缝的施工质量难以得到保障；牛腿连接传力机理明确，其截面形式及配筋率的确定已有完善的计算方法，但牛腿连接面处并未通过一定的构造措施进行刚性连接，连接面处容易分离，结构的整体性受到影响；榫卯连接的空心板桥整体性有所提高，且无铰缝连接，耐久性要优于铰缝连接，同时连接部位无需进行构造钢筋的绑扎及混凝土的浇筑，施工工艺相对简单，但因梁板截面不对称，在车辆荷载作用下，截面两侧位移变化不一致，易在连接处形成空隙，影响结构的受力性能；铰缝加工字钢的连接方式，工字钢的加入需进行除锈、吊装、混凝土浇筑等一系列工艺，同时，桥梁建设造价也会提高。同时工程实践也表明以上方法并没有很好的解决铰缝损伤的问题，施工工艺也较为复杂。基于以上分析，针对现有铰缝连接技术的缺陷和不足，设计一种的板桥铰缝连接件极为必要，该连接件提高了空心板桥梁上部结构的整体性，通过对连接件的应力验算使其满足了空心板桥的应力要求，本发明结构设计合理、连接性能优良、施工便捷、经济安全。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足和缺陷，提供一种空心板桥铰缝连接件及其应力验算方法，提高了空心板桥梁上部结构的整体性，通过对连接件的应力验算使其满足了空心板桥的应力要求。

为实现所述目的，本发明所采用的技术方案是：