装配式桥梁桥面铺装钢筋混凝土横向预应力施加方法

常伟琴 王海有

【摘要】本文通过示例介绍了装配式桥梁桥面铺装钢筋混凝土横向预应力施加方法，该方法简单、明了、直观、方便验证，工艺、材料和施工机具简单，技术成熟度高，容易掌握，方便推广应用，它把桥面铺装与桥板形成了一体，能够有效的提高承载力并保护桥梁结构，延长使用寿命。

【关键词】装配式桥梁；桥面铺装；横向预应力；施加方法

Prefabricated reinforced concrete bridge deck pavement transverse prestressing method

Chang Wei-qin1，Wang Hai-you2

（1.Henan luohe city highway administrationLuoheHenan462001；

2.Pingdingshan Highway AdministrationPingdingshanHenan467000）

【Abstract】This article shows by example the prefabricated reinforced concrete bridge deck pavement transverse prestressing， the method is simple， clear and intuitive， easy to verify， processes， materials and simple construction equipment， technology maturity， easy to grasp， easy application that the bridge deck and the deck is formed integrally， can effectively improve the bearing capacity of the bridge structure and to protect and prolong life.

【Key words】Prefabricated bridge；Bridge deck；Transverse prestressing；Method of application

1. 前言

（1）改革开放以来，我国公路交通事业得到了迅猛的发展，截至2014年底全国公路总里程达446.39万公里，其中高速公路里程11.19万公里。桥梁是公路的重要组成部分，随着公路建设的迅猛发展，桥梁数量也在迅速增加，据不完全统计，目前我国现有各类桥梁约50万座，每年开工建筑的桥梁约为1万余座，我国正由世界“桥梁大国”向“桥梁强国”迈进。

（2）装配式桥梁是公路桥梁中量大、面广的常用桥型。它结构简单、受力明确，可以采用钢筋混凝土或预应力混凝土结构，能做成实心或空心板梁、箱梁、T型梁等，主梁能够进行工厂化生产，因此，各类各级公路和城市道路桥梁中被广泛采用。装配式桥梁均需进行桥面铺装，桥面铺装常采用钢筋混凝土，或者钢筋混凝土+沥青混凝土。

（3）装配式桥梁存在的突出问题是横向连接薄弱，整体性差，导致横向分布荷载能力差，承载能力下降，而且桥面铺装混凝土与主梁混凝土的结合力薄弱，桥面铺装的随从性差，再加上严重的超载超限和大交通量，形成桥梁承载能力相对不足，结果经常造成桥面铺装使用3～5年就过早破坏，甚至形成单板受力，不但影响桥梁使用品质和通行能力，存在安全隐患，甚至造成安全事故。

2. 装配式桥梁桥面铺装钢筋混凝土横向预应力施加方法

2.1图1是一种装配式桥梁桥面铺装钢筋混凝土横向预应力施加方法，通过对装配式桥梁桥面铺装钢筋混凝土施加横向预应力，加强桥梁的横向连接，增加横向整体性，提高横向分布荷载能力，延长桥面铺装的使用寿命。

2.2装配式桥梁桥面铺装钢筋混凝土横向预应力施加方法包括以下步骤：

（1）第一步，修整连接钢筋处主梁立面、浇注铰接缝。

修整连接钢筋处主梁立面，浇注铰接缝，设置连接钢筋穿孔；

（2）第二步，设置锚具垫板。

在防撞带两侧对称设置若干钢绞线穿孔，锚具垫板设置在主梁两侧并垂直于钢绞线穿孔，锚具垫板与防撞带之间垫环氧树脂砂浆；

（3）第三步，设置钢绞线并进行初张拉。

钢绞线穿过钢绞线穿孔，其两端安装锚具后进行初张拉，初张拉时铰接缝、防撞带和锚具垫板使用环氧树脂砂浆的强度均不得小于20MPa；

（4）第四步，焊接和绑扎桥面铺装钢筋。

桥面铺装钢筋包括上下两层钢筋网，上层钢筋网横向为主筋即桥面铺装混凝土横向主筋，下层钢筋网纵向为主筋；

（5）第五步，安装连接钢筋。

连接钢筋的上端为U型钩，下端为螺丝，连接钢筋上端的U型钩钩住桥面铺装混凝土横向主筋并焊接，除连接钢筋上端的U型钩以外均作无粘结和防腐处理；

（6）第六步，浇注桥面铺装混凝土；

（7）第七步，安装连接钢筋垫板；

当桥面铺装混凝土的强度不小于20MPa时安装连接钢筋垫板，连接钢筋垫板与主梁底部垫环氧树脂砂浆，当环氧树脂砂浆的强度不小于20MPa时拧紧连接钢筋螺母；

（8）第八步，张拉钢绞线。

在桥面铺装混凝土达到设计强度后可进行钢绞线张拉；

（9）第九步，封锚、作防腐处理。

2.3切除多余的钢绞线，对钢绞线端部、锚具和锚具垫板以及连接钢筋下端部、连接钢筋螺母和连接钢筋垫板进行防腐处理。

2.4需要说明的问题是：①桥面铺装、铰接缝采用C40混凝土浇筑，桥面铺装厚度在14cm～18cm之间；②桥面铺装混凝土横向主筋的直径不小于12mm；③钢绞线穿孔位于防撞带一侧相邻之间间距50cm；④钢绞线的张拉一根一根地进行，每次张拉应力增加200MPa，然后换另一根张拉，张拉时首先从中间开始，再向两端尽量对称张拉，当钢绞线数量为奇数时张拉顺序为“……⑤③①②④……”；当钢绞线数量为偶数时张拉顺序为“……③①②④……”。

3. 实施例

3.1一座预应力混凝土空心板桥，桥宽10m（桥板宽度9m+防撞带10的宽度2×0.5m），纵向水平，横坡度1.5%，上部结构套用标准图进行设计，设计桥板尺寸为：长×宽×厚=1996cm×99cm×85cm、荷载为公路-II级，铰接缝混凝土和桥面铺装混凝土4以及防撞带10混凝土分别为C40；

3.2原来的桥面铺装混凝土4在桥板缝处切开，铰接缝混凝土和原来的桥面铺装混凝土4已凿除，桥板之间的连接已断开；

3.3要求使用原桥板，桥面铺装施加横向预应力进行改造；钢筋网钢筋中心间距10cm，横向的钢绞线1中心间距不大于50cm。

3.4装配式桥梁桥面铺装钢筋混凝土横向预应力施加方法包括以下步骤：

3.4.1第一步，修整连接钢筋5处主梁9立面、浇注铰接缝

修整连接钢筋5处的主梁9立面，连接钢筋5的位置根据桥面铺装混凝土横向主筋8的位置确定（见第四步和第五步），间距10cm；

连接钢筋5处的主梁9立面修整好后把穿塑料管的连接钢筋5固定，向铰接缝浇注C40混凝土；

3.4.2第二步，设置锚具垫板3

锚具垫板3设置在主梁9两侧并垂直于钢绞线1，其位置根据钢绞线1的位置确定（见第三步），位置确定后开凿钢绞线穿孔；安装锚具垫板3时，锚具垫板3与防撞带10之间垫环氧树脂砂浆；锚具垫板3用30mm厚的钢板制成，长×高=300mm×300mm；

3.4.3第三步，设置钢绞线1并进行初张拉。

钢绞线1采用标准强度1860MPa的直径15.24mm 钢铰线制得，相邻钢绞线1的中心间距为49.15cm，共41根，关于桥梁横轴线对称布置，钢绞线1设置在主梁9顶部；

两端的锚具垫板2安装后进行初张拉，张拉应力为100MPa，初张拉时安装锚具垫板3使用环氧树脂砂浆的强度大于20MPa；

3.4.4第四步，焊接和绑扎桥面铺装钢筋。

桥面铺装钢筋包括上下两层钢筋网，上层钢筋网横向为主筋即桥面铺装混凝土横向主筋8，下层钢筋网纵向为主筋，主筋为直径12mm的螺纹钢，其它钢筋为直径8mm的圆钢，钢筋中心间距均为10cm；上层钢筋网横向为主筋。

3.4.5第五步，安装连接钢筋5。

连接钢筋5的上端为U型钩，下端为螺丝，直径10mm，连接钢筋5上端的U型钩钩住桥面铺装混凝土横向主筋8并焊接，除连接钢筋5上端的U型钩以外在主梁9以上连接钢筋5上穿塑料管；

3.4.6第六步，浇注桥面铺装钢筋。

浇注C40型桥面铺装混凝土4；

3.4.7第七步，安装连接钢筋垫板7。

当桥面铺装混凝土4的强度不小于20MPa时安装连接钢筋垫板7，连接钢筋垫板7与主梁9底部垫环氧树脂砂浆并应水平安放，连接钢筋垫板7用20mm厚的钢板制成，长×宽=90mm×20mm，当环氧树脂砂浆的强度不小于20MPa时拧紧连接钢筋螺母6；

3.4.8第八步，张拉钢绞线1。

在桥面铺装混凝土4达到设计强度后可进行钢绞线1张拉，控制张拉应力为930MPa；

钢绞线1的张拉一根一根地进行，每次张拉应力增加200MPa，然后换另一根张拉；张拉时首先从中间开始，再向两端尽量对称张拉，张拉顺序为“……⑤③①②④……”，如此进行四个循环，最后一个循环张拉应力增加30MPa，使张拉应力达到930MPa，持荷不少于2分钟；

3.4.9第九步，封锚、作防腐处理。

切除多余的钢绞线1，对钢绞线1端部、锚具2和锚具垫板3以及连接钢筋5下端部、连接钢筋螺母6和连接钢筋垫板7进行防腐处理。

4. 结语

装配式桥梁桥面铺装钢筋混凝土横向预应力施加方法的有益效果为：

（1）桥面铺装和主梁形成一体，增加了桥梁横截面的高度，增大了受压区的面积，提高了承载能力；

（2）加强了横向连接，桥梁横向整体性增强，荷载横向分布能力提高；

（3）增加了桥梁安全系数；

（4）延长了桥面铺装使用寿命；

（5）检查、复拉加固方便，钢绞线预应力损失检查方便，如果发现钢绞线预应力有损失可以随时进行张拉加固；

（6）方法、材料和施工机具简单，技术成熟度高，容易掌握，方便推广应用。

参考文献

[1]JTG/T J22-2008 公路桥梁加固设计规范.

[2]JTG/T F50-2011 公路桥涵施工技术规范.

[作者简介] 常伟琴（1972-），女，籍贯：河南鄢陵人，学历：硕士，职称：高级工程师，长期从事公路工程技术与管理工作。