板梁横向连接装置及其施工方法

摘要

板梁横向连接装置及其施工方法，包括分别设于相邻所述板梁内、结构相同的连接件一和连接件二；连接件一和连接件二均为整体U型结构，其横部和竖部的任意竖向截面均为L型，连接件一和连接件二随着相邻所述板梁拼接而对接形成矩形限位槽，矩形限位槽槽底平铺有钢板连接件，钢板连接件上沿连接件一和连接件二高度方向均匀间隔设有增强钢板，其中，钢板连接件与增强钢板之间、增强钢板与增强钢板之间填充有铰缝混凝土。本置构造简单，成本低廉，在多根板梁结构中，可提高整体受力性能，保障结构安全，对原板梁影响微小，可应用于新建及加固工程。

权利要求

1.板梁横向连接装置，其特征在于：包括分别设于相邻所述板梁（1）内、结构相同的连接件一（2）和连接件二（3）；连接件一（2）和连接件二（3）均为整体U型结构，其横部和竖部的任意竖向截面均为L型，连接件一（2）和连接件二（3）随着相邻所述板梁（1）拼接而对接形成矩形限位卡槽，所述矩形限位卡槽槽底平铺有钢板连接件（4），所述钢板连接件（4）上沿连接件一（2）和连接件二（3）高度方向均匀间隔设有增强钢板（5），其中，钢板连接件（4）与增强钢板（5）之间、增强钢板（5）与增强钢板（5）之间填充有铰缝混凝土。

2.如权利要求1所述的板梁横向连接装置，其特征在于：所述钢板连接件（4）外缘尺寸与矩形限位卡槽内尺寸相适应，其上设有用于和板梁铰缝（6）内的预制板钢筋（7）绑扎固定的预留孔（8）。

3.如权利要求1所述的板梁横向连接装置，其特征在于：所述增强钢板（5）中部设有铰缝交叉钢筋（10）穿过的中部开槽（11）。

4.如权利要求1所述的板梁横向连接装置，其特征在于：所述钢板连接件（4）上对称设有用于箍筋通过的箍筋槽（9），所述箍筋槽（9）为矩形条状。

5.如权利要求1所述的板梁横向连接装置，其特征在于：所述连接件一（2）和连接件二（3）的U型结构的竖部露出端部与板梁混凝土表面持平。

6.如权利要求1所述的板梁横向连接装置，其特征在于：所述连接件一（2）和连接件二（3）布置于板梁横断面的受拉区内，其高度与板梁横断面受拉区高度相适应。

7.如权利要求1所述的板梁横向连接装置，其特征在于：所述连接件一（2）与板梁（1）长边呈60°夹角，所连接件二（3）与板梁（1）长边呈120°夹角。

8.如权利要求1所述的板梁横向连接装置，其特征在于：所述连接件一（2）和连接件二（3）L型竖部上均设有用于板梁纵向通长钢筋（12）穿过的通长钢筋预留孔（13），通长钢筋预留孔（13）的个数与所需穿过钢筋数相适应。

9.如权利要求1 8任意一项所述的板梁横向连接装置的使用方法，其特征在于：包括板~

梁（1）预制阶段和板梁（1）安装阶段：所述板梁（1）预制阶段包括以下步骤：步骤一，板梁（1）加工前准备：设计板梁尺寸、配筋，确定板梁横向连接装置的形式、个数、安装位置；

步骤二，钢筋绑扎：在预制台上绑扎钢筋，其顺序为先底腹板，后顶板，在绑扎腹板通长钢筋时，预先将钢筋穿过连接件一（2）和连接件二（3）的通长钢筋预留孔（13），再进行钢筋绑扎，钢筋固定后，调整连接件一（2）和连接件二（3）位置，采用扎丝固定；

步骤三，模板安装：模板安装过程中，在连接件一（2）和连接件二（3）内插入实体块以隔绝混凝土；

步骤四，浇筑养护：在模板内进行板梁混凝土的浇筑，混凝土浇筑完成后，顺次进行养护、拆模，预应力筋张拉、安装，之后进行移梁；

所述板梁（1）安装阶段包括以下步骤：步骤一、预制板梁安装、定位：严格控制板梁（1）安装位置，尤其注意相邻板梁（1）的连接件一（2）和连接件二（3）对应形成矩形限位卡槽；

步骤二、板梁铰缝处理：铰缝结合面处理、安装底模、浇筑梁缝砂浆；

步骤三、安装钢板连接件（4）：在矩形限位卡槽内安装钢板连接件（4），将预制板钢筋（7）与钢板连接件（4）上预留孔（8）绑扎固定；

步骤四、安装增强钢板（5）：安装增强钢板（5）、铰缝通长钢筋和铰缝交叉钢筋（10），所述铰缝交叉钢筋（10）穿过增强钢板（5）上的中部开槽（11）；

步骤五、浇筑铰缝混凝土：在浇筑过程中，随着混凝土高度上升加设增强钢板（5）；混凝土养护，板梁横向连接装置成形。

说明书

板梁横向连接装置及其施工方法

技术领域

[0001] 本发明属于板梁施工领域，具体属于板梁横向连接装置及其施工方法。

背景技术

[0002] 板梁桥结构简单，造价经济，便于施工，因此自上世纪80年代起在我国公路小跨径桥梁建设中具有广泛的应用。受板梁结构所限，需设置横向连接构造使各板梁共同承受外
部荷载，常用的横向连接方式为企口混凝土铰缝。随着时间增长，在役板梁桥会出现不同形
式的病害，其中，企口混凝土铰缝病害是个普遍的现象。

[0003] 板梁承受偏心载荷时，其变形既有挠曲又有转动。铰缝连接各空心板会牵连相邻板梁的挠曲及转动，板梁发生转动后会产生横向水平位移，通过铰缝和桥面铺装对相邻板
梁作用水平应力（拉力或压力）。在行车荷载辆作用下，结构发生变形随后恢复会交替产生
相反的作用力，反复作用下会加剧铰缝损伤，使铰缝开裂、脱落甚至发生错台，最终形成单
板受力状态，严重影响桥梁的使用寿命。

[0004] 现有板梁铰缝连接技术是将相邻两块预制板中伸出的钢筋相互绑扎，然后再将其浇注在铺装层内，用细骨料混凝土填充铰缝使各块板共同受力能起一定的作用。但铰缝尺
寸狭小，往往无法做到混凝土振捣密实。此外，混凝土的收缩徐变会使铰缝与相邻板梁的粘
接发生弱化，工程质量难以保障。

发明内容

[0005] 本发明的目的是提供板梁横向连接装置及其施工方法，要解决现有技术施工的全桥横向刚度弱的技术问题；并解决现有技术铰缝易于破损的问题。

[0006] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

[0007] 板梁横向连接装置，其特征在于：包括分别设于相邻所述板梁内、结构相同的连接件一和连接件二；连接件一和连接件二均为整体U型结构，其横部和竖部的任意竖向截面均
为L型，连接件一和连接件二随着相邻所述板梁拼接而对接形成矩形限位卡槽，所述矩形限
位卡槽槽底平铺有钢板连接件，所述钢板连接件上沿连接件一和连接件二高度方向均匀间
隔设有增强钢板，其中，钢板连接件与增强钢板之间、增强钢板与增强钢板之间填充有铰缝
混凝土。

[0008] 进一步优选地，所述钢板连接件外缘尺寸与矩形限位卡槽内尺寸相适应，其上设有用于和板梁铰缝内的预制板钢筋绑扎固定的预留孔。

[0009] 进一步地，所述增强钢板中部设有铰缝交叉钢筋穿过的中部开槽。

[0010] 进一步地，所述钢板连接件上对称设有用于箍筋通过的箍筋槽，所述箍筋槽为矩形条状，箍筋槽角度与板梁横向连接装置与板梁箍筋的安装角度相适应。

[0011] 进一步地，所述连接件一的U型结构的竖部长度应满足放置后达到板梁长边侧混凝土表面，即竖向端部与板梁混凝土平面持平。

[0012] 进一步地，所述连接件一和连接件二布置于板梁横断面的受拉区范围内（横向中性轴以下），其高度与板梁横断面受拉区高度相适应。

[0013] 此外，所述连接件一与板梁长边呈60°夹角，所连接件二与板梁长边呈120°夹角。

[0014] 更加优选地，所述连接件一和连接件二L型竖部上均设有用于板梁纵向通长钢筋穿过的通长钢筋预留孔，通长钢筋预留孔个数与所需穿过钢筋数相适应。

[0015] 板梁横向连接装置的使用方法，其特征在于：包括板梁预制阶段和板梁安装阶段：

[0016] 所述板梁预制阶段包括以下步骤：

[0017] 步骤一，板梁加工前准备：设计板梁尺寸、配筋，确定板梁横向连接装置的形式、个数、安装位置；

[0018] 步骤二，钢筋绑扎：在预制台上绑扎钢筋，其顺序为先底腹板，后顶板，在绑扎腹板通长钢筋时，预先将钢筋穿过连接件一和连接件二的通长钢筋预留孔，再进行钢筋绑扎，钢
筋固定后，调整连接件一和连接件二位置，采用扎丝固定；

[0019] 步骤三，模板安装：模板安装过程中，在连接件一和连接件二内插入实体块一隔绝混凝土；

[0020] 步骤四，浇筑养护：在模板内进行板梁混凝土的浇筑，混凝土浇筑完成后，顺次进行养护、拆模，预应力筋张拉、安装，之后进行移梁；

[0021] 所述板梁安装阶段包括以下步骤：

[0022] 步骤一、预制板梁安装、定位：严格控制板梁安装位置，注意相邻板梁的连接件一和连接件二对应形成矩形限位卡槽；

[0023] 步骤二、板梁铰缝处理：铰缝结合面处理、安装底模、浇筑梁缝砂浆；

[0024] 步骤三、安装钢板连接件：在矩形限位卡槽内安装钢板连接件，将预制板钢筋与钢板连接件上预留孔绑扎固定；

[0025] 步骤四、安装增强钢板：安装增强钢板、铰缝通长钢筋和铰缝交叉钢筋，所述铰缝交叉钢筋穿过增强钢板上的中部开槽；

[0026] 步骤五、浇筑铰缝混凝土：在浇筑过程中，随着混凝土高度上升加设增强钢板；混凝土养护，板梁横向连接装置成形。

[0027] 与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：

[0028] 1、本置构造简单，成本低廉，在多根板梁结构中，可提高整体受力性能，保障结构安全，对原板梁影响微小，可应用于新建及加固工程。

[0029] 2、在相邻板梁铰缝处安装横向连接装置，当板梁横向受拉时，该装置通过卡榫设计，将横向拉力转化为机械咬合力，减少铰缝受拉损伤，申请的工作原理及结构形式与现有
的混凝土企口铰缝设计截然不同，对现有的铰缝构造并无冲突，是对现有板梁横向连接技
术的有益补充。

[0030] 3、本装置可根据不同需求进行改造，不仅适用于板梁桥，还可应用于其他类似工程构件连接。

附图说明

[0031] 图1为本发明涉及的连接件一、连接件二和钢板连接件的拼接图示；

[0032] 图2为本发明涉及的增强钢板与钢板连接件的位置关系结构图示；

[0033] 图3为本发明涉及的钢板连接件的结构示意图一；

[0034] 图4为本发明涉及的钢板连接件的结构示意图二；

[0035] 图5为本发明涉及的增强钢板的结构示意图；

[0036] 图6为本发明涉及板梁横向连接装置与板梁铰缝的位置关系结构示意图；

[0037] 图7为本发明涉及的连接件一和连接件二与板梁纵向通长钢筋的位置关系结构示意图；

[0038] 图8为本发明涉及的板梁铰缝内预制板钢筋和铰缝交叉钢筋的位置关系结构图示；

[0039] 图9为本发明板梁横向连接装置与板梁横向中性轴的位置关系结构图示。

[0040] 附图标记：1‑板梁；2‑连接件一；3‑连接件二；4‑钢板连接件；5‑增强钢板；6‑板梁铰缝；7‑预制板钢筋；8‑预留孔；9‑箍筋槽；10‑铰缝交叉钢筋；11‑中部开槽；12‑板梁纵向通
长钢筋；13‑通长钢筋预留孔。

具体实施方式

[0041] 为使本发明实现的技术手段、创新特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明进一步说明。

[0042] 在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的
实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而
易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的
替换和修改的技术方案。

[0043] 板梁横向连接装置，包括分别设于相邻所述板梁1内、结构相同的连接件一2和连接件二3；如图1和2所示，连接件一2和连接件二3均为整体U型结构，其横部和竖部的任意竖
向截面均为L型，连接件一2和连接件二3随着相邻板梁1拼接而对接（非抵接）形成矩形限位
卡槽，连接件一2和连接件二3间距与板梁铰缝6宽度相适应，矩形限位卡槽槽底平铺有钢板
连接件4，钢板连接件4上沿连接件一2和连接件二3高度方向均匀间隔设有增强钢板5，其
中，钢板连接件4与增强钢板5之间、增强钢板5与增强钢板5之间填充有铰缝混凝土，钢板连
接件4与增强钢板5的外缘尺寸与矩形限位卡槽内尺寸相适应，其上设有用于和板梁铰缝6
内的预制板钢筋7绑扎固定的预留孔8。

[0044] 如图5所示，增强钢板5中部设有铰缝交叉钢筋10穿过的中部开槽11。

[0045] 如图4所示，钢板连接件4上对称设有用于板梁箍筋通过的箍筋槽9，箍筋槽9为矩形条状，箍筋槽的角度随板梁横向连接装置与板梁箍筋的安装角度调整。

[0046] 从图1可以看出，连接件一2和连接件二3的 U型结构的竖部长度应满足放置后达到板梁长边侧混凝土表面，即竖部露出端部与板梁混凝土持平，连接件一2和连接件二3布
置于板梁横断面的受拉区范围内（横向中性轴以下），其高度与板梁横断面受拉区高度相适
应。连接件一2与板梁1长边呈60°夹角，连接件二3与板梁1长边呈120°夹角，从图1和7可以
看出，连接件一2和连接件二3L型竖部上均设有用于板梁纵向通长钢筋12穿过的通长钢筋
预留孔13，钢筋预留孔13的个数与所需穿过钢筋的数量相适应。

[0047] 板梁横向连接装置的使用方法，其特征在于：包括板梁1预制阶段和板梁1安装阶段：

[0048] 所述板梁1预制阶段包括以下步骤：

[0049] 步骤一，板梁1加工前准备：设计板梁尺寸、配筋，确定板梁横向连接装置的形式、个数、安装位置；

[0050] 步骤二，钢筋绑扎：在预制台上绑扎钢筋，其顺序为先底腹板，后顶板，在绑扎腹板通长钢筋时，预先将钢筋穿过连接件一2和连接件二3的通长钢筋预留孔13，再进行钢筋绑
扎，钢筋固定后，调整连接件一2和连接件二3位置，采用扎丝固定；

[0051] 步骤三，模板安装：模板安装过程中，在连接件一2和连接件二3内插入实体块一隔绝混凝土；

[0052] 步骤四，浇筑养护：在模板内进行板梁混凝土的浇筑，混凝土浇筑完成后，顺次进行养护、拆模，预应力筋张拉、安装，之后进行移梁；

[0053] 所述板梁1安装阶段包括以下步骤：

[0054] 步骤一、预制板梁安装、定位：严格控制板梁1安装位置，尤其注意相邻板梁1的连接件一2和连接件二3对应形成矩形限位卡槽；

[0055] 步骤二、板梁铰缝处理：铰缝结合面处理、安装底模、浇筑梁缝砂浆；

[0056] 步骤三、安装钢板连接件4：在矩形限位卡槽内安装钢板连接件4，将预制板钢筋7与钢板连接件4上预留孔8绑扎固定；

[0057] 步骤四、安装增强钢板5：安装增强钢板5、铰缝通长钢筋和铰缝交叉钢筋10，铰缝交叉钢筋10穿过增强钢板5上的中部开槽11；

[0058] 步骤五、浇筑铰缝混凝土：在浇筑过程中，随着混凝土高度上升加设增强钢板5；混凝土养护，板梁横向连接装置成形。

[0059] 具体地，本发明包括以下技术方案：

[0060] 板梁横向连接装置嵌入于相邻板梁铰缝处，板梁铰缝见图1、图7。

[0061] 板梁横向连接装置可根据梁长等需求设计安装位置，见图6。

[0062] 板梁横向连接装置可根据需求放宽或加密布置。

[0063] 板梁横向连接装置包括连接件一2、连接件二3、钢板连接件4及增强钢板5组成，上述组件均采用Q345钢加工。

[0064] 连接件一2为采用L型槽钢加工的U型钢构件，其侧开有预留孔，用于穿入锚固钢筋，见图1。连接件一2与连接件二3可相对组成一个矩形限位卡槽，见图1。连接件一2在制做
板梁时预埋于板梁长边侧，以此固定连接件一2位置。连接件一2与相邻板梁的连接件二3相
对形成矩形限位卡槽，连接件一2与板梁长边呈120°，见图7。

[0065] 连接件二3为采用L型槽钢加工的U型钢构件，其侧开有预留孔，用于穿入锚固钢筋，连接件一2与连接件二3可相对组成一个矩形限位卡槽，见图1。连接件二3在制做板梁时
预埋于连接件一2对边侧的相邻板梁上，以此固定连接件二3位置，连接件二3与相邻板梁的
连接件一2相对形成矩形限位卡槽，第二组件与板梁长边呈60°，见图7。

[0066] 钢板连接件4为矩形钢板，其上开有预留孔，用于穿入预制板梁钢筋，钢板连接件4的尺寸与连接件一2、连接件二3组成的矩形限位卡槽适配。在相邻2板梁定位安装后，板梁
的连接件二3与相邻板梁的连接件一2对应形成矩形限位卡槽，将钢板连接件4嵌入矩形限
位卡槽，在浇筑板梁铰缝时，铰缝混凝土灌入限位卡槽，钢板连接件4及铰缝混凝土、铰缝钢
筋共同形成1钢‑混凝土材质的卡榫，嵌入相邻两板梁中，由上述构件组成的卡槽‑卡榫结构
即为板梁横向连接装置。板梁横向连接装置与板梁铰缝呈60°，当板梁铰缝横向受拉（垂直
于行车方向的横向应力，对于板梁桥而言，横向拉力影响远大于横向压力），该装置能限制
板梁位移，配合铰缝混凝土及铰缝钢筋共同抵抗横向应力。

[0067] 板梁横向连接装置与板梁铰缝所呈角度可根据实际需求进行调整。

[0068] 板梁横向连接装置可置于板梁箍筋间距位置，板梁纵向通长钢筋会穿过连接件一2、连接件二3，预留孔可满足纵向通长钢筋通过，同时，纵向通长钢筋还可作为连接件一2、
连接件二3的锚固钢筋，使其与板梁连接充分、牢固。连接件一2、连接件二3上的预留孔可根
据穿过的纵向钢筋数量进行调整。

[0069] 因板梁横向连接装置嵌入板梁内，因此，该装置长度应根据板梁构造确定。以我国国家图集《公路桥涵通用图装配式混凝土简支空心板梁上部构造》为例，板梁桥箍筋间距为
弯矩段150mm，剪力段100mm，因此，板梁横向连接装置宽度可设为弯矩段宽不大于100mm，剪
力段宽不大于70mm。如需加大宽度，可跨箍筋设计。纵向通长钢筋穿过连接件一2及连接件
二3的预留孔，跨箍筋设计并不会受到影响，因此仅需将钢板连接件4适当改造，加宽后的钢
板连接件4见图4。板梁横向连接装置的高度应满足置于板梁横向中性轴以下（板梁受拉区
域），见图9。

[0070] 如条件允许，可采用力学性能较好（较铰缝混凝土材料）的材料注入连接件一2、连接件二3、钢板连接件4配合形成的限位卡槽，以此提高板梁横向连接装置的工作性能。

[0071] 增强钢板5为矩形开槽钢板，其外缘尺寸与钢板连接件4相同，其中部开槽用于铰缝钢筋通过。当板梁梁高较大时，横向连接装置的高度也会随之增大，除钢板连接件4外，还
可在连接件一2与连接件二3组成的矩形限位卡槽内间隔安装增强钢板5，见图3，其中，增强
钢板5及钢板连接件4之间采用铰缝混凝土填充。

[0072] 我国国家图集《公路桥涵通用图 装配式混凝土简支空心板梁上部构造》规定，如图8所示，混凝土企口铰缝钢筋其中预制板梁的钢筋，可通过钢板连接件4上的预留孔与钢
板连接件4绑扎，铰缝的交叉钢筋可穿过增强钢板5上的中部开槽架设。

[0073] 对于尺寸较小的板梁（如建筑楼板等），可直接增加钢板连接件4的厚度，使其本身作为卡榫存在，以简化设计和施工。

[0074] 本申请的具体安装方式如下：

[0075] 板梁预制阶段：

[0076] 本申请在板梁预制阶段仅在钢筋绑扎阶段增加安装连接件一2及连接件二3，其余工序不变。

[0077] 步骤一，设计板梁尺寸、配筋，确定板梁横向连接装置的形式、个数、安装位置。

[0078] 步骤二，完成板梁加工前准备，如：技术交底、人员培训、场地处理、预制台整修、钢筋加工、板梁横向连接装置加工、混凝土配置、其他材料准备、作业人员安排等。

[0079] 步骤三，钢筋绑扎。在预制台上绑扎钢筋，其顺序为先底腹板，后顶板。在绑扎腹板通长钢筋时，预先将钢筋穿入连接件一2及连接件二3的预留孔，再进行钢筋绑扎。钢筋固定
后，调整连接件一2及连接件二3位置，采用扎丝固定。完成其他普通钢筋绑扎及预应力孔道
（如有，先张法同理）安装。

[0080] 步骤四，模板安装。对连接件一2及连接件二3进行封堵，可采用插入实体块的方式隔绝混凝土，预埋卡槽。

[0081] 步骤五，混凝土浇筑。连接件一2及连接件二3预埋卡槽完成。

[0082] 步骤六，养护、拆模。

[0083] 步骤七，预应力筋张拉、安装（如有,先张法同理）。

[0084] 步骤八，移梁。

[0085] 板梁安装阶段：

[0086] 本申请在板梁安装阶段仅在铰缝施工阶段增加部分工序。

[0087] 步骤一，预制板梁安装、定位。此阶段应严格控制板梁安装位置，尤其应注意相邻板梁的连接件一2及连接件二3对应形成矩形限位卡槽。

[0088] 步骤二，铰缝结合面处理、安装底模、浇筑梁缝砂浆。

[0089] 步骤三，安装钢板连接件4。在限位卡槽内安装钢板连接件4，将预制板的钢筋与钢板连接件4的预留孔绑扎。

[0090] 步骤四，安装增强钢板5、铰缝通长钢筋及铰缝交叉钢筋。铰缝交叉钢筋穿过增强钢板5上的中部开槽11安装。

[0091] 步骤五，浇筑铰缝混凝土。在浇筑过程中，随着混凝土高度上升加设增强钢板5。

[0092] 步骤六，混凝土养护，板梁横向连接装置成形。

[0093] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。