[发明专利]带X型钢筋的无缝桥引板构造及其设计方法

权利要求书

1.一种带X型钢筋的无缝桥引板构造，其特征在于，包括经连接钢筋组浇筑在无缝桥桥台上的平置引板，所述平置引板在远离无缝桥桥台端沿顺桥向依次水平相接有若干块混凝土板，平置引板与第一块混凝土板之间、相邻混凝土板之间以及最后一块混凝土板与锚固梁之间分别经X型钢筋组连接；所述X型钢筋组由沿横桥向设置的若干X型钢筋组成，组成各X型钢筋组的X型钢筋数量不同，各X型钢筋单体刚度相同。

2.根据权利要求1所述的带X型钢筋的无缝桥引板构造，其特征在于，所述平置引板与各混凝土板的上下表面均铺设有砂垫层。

3.根据权利要求2所述的带X型钢筋的无缝桥引板构造，其特征在于，所述混凝土板的接缝正下方均设有位于路堤填土上表面的枕梁，平置引板与混凝土板下表面的砂垫层也位于路堤填土上表面。

4.根据权利要求1所述的带X型钢筋的无缝桥引板构造，其特征在于，相邻混凝土板之间、混凝土板与平置引板之间、混凝土板与锚固梁之间均设有橡胶板。

5.根据权利要求1所述的带X型钢筋的无缝桥引板构造，其特征在于，所述锚固梁的形状为倒90度的“L”形结构，其竖直段的底端嵌入路堤填土上表面的锚固槽。

6.一种如权利要求1-5任一所述的带X型钢筋的无缝桥引板构造的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：计算无缝桥的桥梁梁端顺桥向变形u_imp；

步骤S2：根据《公路技术状况评定标准》规定的分布裂缝宽度限值，确定每个X型钢筋组的变形长度最小值Δu_min，并进一步由式(A1)确定X型钢筋组沿顺桥向分布数量q；同时，设定混凝土板长度l_a、平置引板长度l_b、枕梁长度l_c、平置引板下枕梁与牛腿接触长度l_d的值；

q＝u_imp/Δu_min (A1)

步骤S3：设定连接最后一块混凝土板与锚固梁的X型钢筋组中沿横桥向设置的X型钢筋数量n_q；由式(A2)计算得到连接最后一块混凝土板与锚固梁的X型钢筋组沿顺桥向的总刚度K_q，并通过式(A3)、(A4)进一步获得K₀～K_q-1，以及n₀～n_q-1：

K_q＝n_qk_p (A2)

其中，n₀为连接无缝桥桥台与平置引板的连接钢筋组中沿横桥向设置的连接钢筋数量，n₁为连接平置引板与第一块混凝土板的X型钢筋组中沿横桥向设置的X型钢筋数量，n₂～n_q-1分别为连接各相邻混凝土板的X型钢筋组中沿横桥向设置的X型钢筋数量，n_q为连接最后一块混凝土板与锚固梁的X型钢筋组中沿横桥向设置的X型钢筋数量；K₀为连接无缝桥桥台与平置引板的连接钢筋组沿顺桥向的总刚度，K₁为连接平置引板与第一块混凝土板的X型钢筋组沿顺桥向的总刚度，K₂～K_q-1分别为连接各相邻混凝土板的X型钢筋组沿顺桥向的总刚度，K_q为连接最后一块混凝土板与锚固梁的X型钢筋组沿顺桥向的总刚度；f_s.a为单块混凝土板上表面摩擦力，f_x.a为单块混凝土板下表面摩擦力，f_s.b为平置引板上表面摩擦力，f_x.b为平置引板下表面摩擦力；k_p为单个X型钢筋刚度，k_l为单个连接钢筋刚度；

步骤S4：判断无缝桥桥台与平置引板连接处、平置引板与第一块混凝土板连接处的配筋数n₀及n₁是否达到设定的合理区间，是则转下一步骤，否则调整n_q，返回步骤S3重新计算，直至n₀及n₁达到合理区间；

步骤S5：由以上得到带X钢筋的无缝桥引板构造的钢筋配置及引板尺寸。

7.根据权利要求6所述的带X型钢筋的无缝桥引板构造的设计方法，其特征在于，所述混凝土板、平置引板上下表面摩擦力f_s.a、f_x.a、f_s.b、f_x.b由混凝土板与砂垫层之间摩擦力以及混凝土板与混凝土枕梁之间摩擦力按式(A5)计算得到：

式中，P_s.a为单块混凝土板上表面压力，P_x.a为单块混凝土板下表面压力，P_s.b为平置引板上表面压力，P_x.b为平置引板下表面压力，P_x为引板下表面压力，γ₁为路面铺装容重，γ₂为引板上方填土容重，γ₃为混凝土板上方填土容重，γ₄为引板容重，γ₅为混凝土板容重，d₁为路面铺装厚度，d₂为引板上方填土厚度，d₃为混凝土板上方填土厚度，d₄为引板厚度，d₅为混凝土板厚度，μ_s,a为混凝土板与砂垫层之间的摩擦系数，μ_s,b为平置引板与砂垫层之间的摩擦系数，μ_r.a为混凝土板与枕梁之间的摩擦系数，μ_r.b为混凝土板与枕梁及牛腿之间的摩擦系数，l_a为混凝土板长度，l_b为平置引板长度，l_c为混凝土板与枕梁接触长度，l_d为平置引板与枕梁和牛腿的总接触长度，W为平置引板和混凝土板的横向宽度。