[发明专利]一种空心板桥拓宽改造刚度匹配体系的施工工艺

说明书

技术领域

本发明属于桥梁拓宽改造施工技术领域，具体涉及一种空心板桥拓宽改造刚度匹配体系的施工工艺。

背景技术

近年来，随着我国经济的快速发展，汽车保有量及交通量的大幅提升，原来修建的少车道公路的通行能力已日益不能满足要求，需要对其进行拓宽改造建设。以高速公路为例，20世纪90年代建成的高速公路普遍采用双向4车道的设计标准，而现在的实际交通量大多数均已超过原设计最大交通量，拓宽改造建设势在必行。桥梁拓宽改造是公路拓宽改造工程的重中之重。桥梁拓宽改造可设计为新旧桥分离，但目前更经济也更普遍的方法是设计为新旧桥上部结构横向连接、下部结构分离。对于在中、小跨径公路桥梁中应用最普遍的预应力混凝土空心板桥而言，新旧桥上部结构横向连接方法通常可采用仅桥面铺装连接、新旧桥板间设置纵向伸缩缝连接、新旧桥板间现浇湿接缝连接等。但不论采用上述何种方法，均不能有效克服新旧桥板连接部位之间出现的刚度突变问题。

空心板桥中新旧桥板连接部位之间产生刚度突变的原因是主要有两点：一方面设计规范中有关设计标准及荷载取值的要求发生了变化，空心板截面的标准设计随之发生改变，旧桥建设时普遍采用小企口缝双孔截面，而新桥则普遍采用大企口缝单孔截面，新桥板的单板刚度较旧桥板要大得多；另一方面旧桥建成后经历了长期的车辆荷载及外界环境作用，混凝土收缩徐变、预应力钢筋松弛、温度应力循环均会导致桥板结构产生刚度退化，这进一步增大了新旧桥板的刚度差异。新旧桥板间的刚度突变将带来连接部位荷载横向分布突变，造成行车不平顺，为产生沿桥纵向通缝带来隐患，进而影响桥梁拓宽工程的建设质量和耐久性能。因此，在进行空心板桥拓宽改造建设时，必须充分认识到新旧桥板连接部位刚度突变的不利影响，并寻求一种既经济又易行的解决办法。

发明内容

本发明提供一种空心板桥拓宽改造刚度匹配体系的施工工艺，，解决了空心板桥拓宽改造建设中新旧桥板连接部位之间出现的刚度突变问题，克服了新旧空心板桥连接部位单板受力的不利影响，增强了新旧空心板桥之间连接的整体性，提高了空心板桥拓宽改造的建设质量和耐久性能。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种空心板桥拓宽改造刚度匹配体系的施工工艺，包括以下步骤：

步骤一：确定刚度匹配构件的类型、规格

根据拓宽改造空心板桥的跨度、旧桥宽度、新桥宽度、旧桥空心板截面形式及尺寸、新桥空心板截面形式及尺寸的设计参数确定每跨空心板桥所需的刚度匹配构件的类型、规格，当空心板桥跨度在16m以上时选用H型钢或槽型钢，当空心板桥跨度在16m及以下时选用L型钢或槽型钢； 

步骤二：确定刚度匹配构件的数量、长度

刚度匹配构件的数量根据空心板桥的跨度L来确定，跨度在16m及以下的空心板桥要设置3道刚度匹配构件，分别位于L/4、L/2、3L/4处；跨度在16m以上的空心板桥可设置5道刚度匹配构件，分别位于L/8、L/4、L/2、3L/4、7L/8处；

刚度匹配构件的长度根据新旧空心板桥的单板宽度确定，L/2处的刚度匹配构件的长度为3块旧空心板与3块新空心板宽度之和，L/4和3L/4处的刚度匹配构件的长度为2块旧空心板与2块新空心板宽度之和，L/8和7L/8处的刚度匹配构件的长度为1块旧空心板与1块新空心板宽度之和；

步骤三：确定刚度匹配构件与空心板间连接件的类型、规格、数量

刚度匹配构件与空心板间连接件为化学螺栓或涨锚螺栓，连接件的规格和数量应根据各部位的刚度匹配构件所承担的空心板间剪力大小由计算确定，即连接件应满足国家标准《混凝土结构加固设计规范》中规定的螺栓抗拉、抗剪设计要求；

步骤四：刚度匹配构件连接件施工

刚度匹配构件沿桥横向布置，将各刚度匹配构件顶面贴紧放置在新旧桥空心板板底下部，并确保刚度匹配构件上预留螺栓孔洞位于空心板腹板范围内，使用电锤或钻孔机钻孔，对钻孔清孔，安装化学螺栓或涨锚螺栓，进行螺栓紧固，完成刚度匹配构件的安装，刚度匹配构件施工顺序：应首先安装靠近空心板桥支座部位的刚度匹配构件，最后再安装跨中处的刚度匹配构件。

新旧空心板桥边板之间可采用上部桥面铺装连接、或设置纵向伸缩缝连接、或现浇湿接缝连接的横向连接。

本发明的有益效果为：

（1）解决了空心板桥拓宽改造建设中新旧桥板连接部位之间出现的刚度突变问题，通过刚度匹配构件的设置，达到削减荷载横向分布峰值，平缓荷载横向分布曲线，实现新旧空心板桥各块桥板之间刚度匹配的目的；