[发明专利]简支变连续桥梁负弯矩钢束张拉连接器及桥梁构造

说明书

本发明公开了一种简支变连续桥梁负弯矩钢束张拉连接器及桥梁构造。该钢束张拉连接器直接沿T梁纵向预先埋置于T梁内，并在T梁间的湿接缝区张拉；使得现有墩顶负弯矩区的曲线型钢束转变为直线束，减小了管道摩擦引起的预应力损失。而张拉槽从预制T梁翼板顶部转移到湿接缝区域，一方面，避免了钢筋在T梁内部断开，极大地减小了预留张拉槽对T梁承载力的影响；另一方面，极大地缩短了预留张拉槽内混凝土及其周围混凝土龄期的差异，大大减小了由于龄期差异而出现的混凝土收缩徐变应力。从施工过程来看，将钢束张拉的施工工序由当前的“先张拉后锚固”调整为“先锚固后张拉”，消除了锚具回缩造成的预应力损失。

技术领域

本发明属于桥梁工程领域，具体涉及一种简支变连续桥梁负弯矩钢束张拉连接器及桥梁构造。

背景技术

装配式简支T梁桥是目前中小跨径混凝土梁桥最常用的桥型，然而桥面处的升缩缝会造成桥面不平整和不连续，侵蚀环境和汽车冲击作用也会导致伸缩装置出现一些病害，因此桥梁工程师提出了简支梁桥桥面连续的新型构造方案：在墩顶处现浇湿接缝，待混凝土养护达到设计强度之后，利用千斤顶等张拉负弯矩预应力钢束，从而使墩顶现浇段混凝土储备压应力，以应对二期恒载及活载作用下出现的负弯矩，使简支T梁桥形成连续体系。

交通部于2008年牵头多家设计单位合作制定了《装配式预应力混凝土T形连续梁桥上部构造通用图》，但是，由于许多关键技术尚未解决，我国简支变连续T梁桥设计具有以下几个特点：

(1)通用图设计时仍然以规范中简支梁桥和连续梁桥的相关条例作为依据，未考虑简支变连续T梁桥结构体系的固有特点；

(2)在后连续端部的配筋方式和配筋量上没有统一的规定，因而导致端部配筋的设计种类繁多，且带有一定的主观随意性；

(3)在先简支后连续结构体系的施工工艺上，存在很大的分歧，对横向整体化与纵向体系转换的先后顺序、负弯矩钢束张拉顺序等缺乏统一的认识。

虽然先简支后连续在桥梁工程中被日益广泛应用，但在已建成的“简支变连续”的预应力混凝土梁桥中，主梁开裂现象非常严重，预应力损失过大，部分桥梁因为施工原因，负弯矩区段的预应力完全丧失，这类病害正在越来越引发人们的担忧，究其原因，负弯矩区段的构造形式不合理，施工质量不过关，预应力失效是引起上述病害的根源。

负弯矩区段是简支变连续T梁桥实现连续功能的关键部位，其构造及施工质量在很大程度上决定了桥梁的功能和耐久性，传统的负弯矩区段构造型式主要有以下几种形式：

(1)在T梁翼缘板设锚固齿板锚固。如图1所示，该形式的缺陷在于：需要吊篮法施工负弯矩，在桥面下完成张拉锚固施工，工艺相对桥面上锚固困难，高墩施工时存在一定的安全风险；而且挂篮内操作空间有限，监理等人员不能现场监督施工质量。

(2)上弯负弯矩钢束并在桥面上开浅槽锚固。如图2所示，该形式的缺陷在于：锚固齿块占据部分整体化层，使该处桥面整体化层厚度变薄且质量控制困难，容易开裂，开裂位置位于顶板，耐久性存在一定的隐患；需截断桥面板上缘钢筋，钢筋恢复焊接质量不易控制；采用在顶板开天窗的构造形式，也带来纵横向钢筋连接质量不高、前后施工混凝土结合不良等质量问题，影响天窗处顶板的结构受力性能；只能使用扁锚，预埋顶板扁波纹施工质量不易控制，管易变形，穿束困难、灌浆质量难保证；预留槽口回填混凝土体积小，回填质量不易控制，回填混凝土在达到设计强度过程中，因混凝土收缩而产生裂缝，桥面水易渗透裂缝侵入锚固区影响锚具的耐久性。

(3)加厚T梁翼板并在T梁翼板上开深槽锚固。如图3～图6所示，该形式的缺陷在于：槽口在翼缘上开挖部分的钢筋和预制梁内的钢筋没有有效连接，对结构受力不利，影响结构的安全性；锚固钢束开挖槽口和翼缘板钢筋布置存在干扰；只能使用扁锚，预埋顶板扁波纹施工质量不易控制，管易变形，穿束困难、灌浆质量难保证；预留槽口回填混凝土体积小，回填质量不易控制，回填混凝土在达到设计强度过程中，因混凝土收缩而产生裂缝，桥面水易渗透裂缝侵入锚固区影响锚具的耐久性。