[发明专利]一种预应力桥面连接装置及其预制方法和施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及桥梁连接部件领域，尤其涉及一种预应力桥面连接装置及其预制方法和施工方法。

背景技术

多跨连续布置的简支桥梁，由于其结构简单、施工方便、造价低廉，被广泛应用于中、小跨径的桥梁中。但是该类桥梁伸缩缝数量较多，容易造成车辆行驶频繁跳车的问题，因此行驶舒适度差；此外，还容易造成伸缩缝损坏普遍，以及因伸缩缝损坏而带来的桥梁结构的次生问题，而需要频繁对伸缩缝进行维护、更换以及对桥梁进行维护，会影响桥梁的正常使用寿命、维护成本增加。

为了减少上述伸缩缝带来的不利影响，无伸缩缝的简支桥梁已成为近年来的研究热点。但是若采用传统的混凝土连接板代替伸缩缝作为桥面连续段，则桥面连续段在梁端负弯矩的作用下易产生裂缝，在梁端正弯矩的作用下易产生压碎等问题，导致桥面连续段的刚度降低，在车轮碾压下容易造成传统混凝土连接板的损坏，进而影响桥梁的正常使用和车辆的正常行驶。因此，研究一种高性能的桥面连接装置对无伸缩缝桥梁的发展具有重要的实用价值。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的不足，本发明的一种预应力桥面连接装置及其预制方法和施工方法，能够提供一种具有防开裂、抗压碎性能的预应力桥面连接装置，使行车平稳舒适，且能够提高桥面连续结构的耐久性。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种预应力桥面连接装置，包括超高性能混凝土浇筑的连接板主体，其特征在于，所述的连接板主体内部沿纵向固定设置有至少一条波纹管，所述的波纹管的管壁上方设置有两个贯通的灌浆孔，所述的波纹管内插设有预应力钢筋，所述的预应力钢筋的长度大于所述的波纹管的长度，所述的预应力钢筋与所述的连接板主体之间设有用于固定所述的预应力钢筋的固定组件，所述的连接板主体设置有多根伸出所述的连接板主体横向两端的用于与相邻所述的连接板主体连接的横向连接钢筋以及伸出所述的连接板主体纵向两端的用于与桥面钢筋网连接的纵向连接钢筋。由此，设置有预应力钢筋的预应力桥面连接装置具有很高的抗压强度以及较高的抗拉强度，能够解决普通混凝土桥面连接装置的开裂、压碎凹陷等问题，并且结构较为简单，实用性高。

在一些实施方式中，所述的连接板主体的横向两端设有能够浇注混凝土的后浇带。由此，露出横向连接钢筋的端部，在桥面连接装置的模块化拼装过程中，能够进一步在后浇带上设置防水材料并补浇混凝土，使桥面连接装置之间连接紧密，桥面平整。

在一些实施方式中，所述的固定组件包括套设在所述的预应力钢筋外并沿所述的连接板主体依次排列的垫板和至少一个螺母，所述的预应力钢筋两端设置有与所述的螺母配合的螺纹，拧紧所述的螺母使所述的预应力钢筋锚固于所述的连接板主体中。由此，能够将预应力钢筋锚固于连接板主体中，且可有效限制预应力钢筋在张拉后的回缩，约束其纵向变形。

在一些实施方式中，所述的预应力钢筋采用直径为15～25mm的精轧螺纹钢筋。由此，具有较优的性能。

一种上述的预应力桥面连接装置的预制方法，包括以下步骤：

①制备超高性能混凝土浆料；

②浇注：事先制作好预应力桥面连接装置的模板，在设计位置放入多根横向连接钢筋、纵向连接钢筋以及至少一条波纹管，在波纹管的管壁上方预留两个灌浆孔，将步骤①中制得的超高性能混凝土浆料浇入上述模板中，浇筑完成后进行养护；

③经养护达到不低于设计强度的75％后，将预应力钢筋穿入波纹管内，将连接板主体的一侧壁作为张拉的固定端，用固定组件对固定端的预应力钢筋进行固定；

④连接板主体的另一侧壁作为张拉端，在张拉端的预应力钢筋上套入固定组件，但不进行固定，在张拉端预应力钢筋外围装上套筒和小型千斤顶，该套筒与千斤顶配套使用，安装后使套筒的一端抵接连接板主体，另一端与千斤顶连接，预应力钢筋穿过套筒和千斤顶，并在千斤顶的另一端用固定组件将预应力钢筋固定；

⑤以连接板主体本身作为支承件，在制作好的支架上使用小型千斤顶张拉预应力钢筋，张拉过程中连接板主体也同时被压缩，若预应力损失过大，连接板主体中的预应力未达到要求，可进行二次张拉；

⑥待张拉到设计拉力后，通过人工立即在张拉端将步骤④中未固定的固定组件固定，将预应力钢筋锚固于连接板主体上，以约束其纵向变形；

⑦卸下千斤顶和套筒，并把多余的预应力钢筋、横向连接钢筋及纵向连接钢筋截去；

⑧灌浆：对灌浆孔道清洗干净后，将超高性能混凝土浆料从一个灌浆孔灌入，直至从另一个灌浆孔溢出后停止灌浆，最后浇筑封端混凝土以及端部防护处理。