CN101979774A

CN101979774A - 部分体外预应力及细晶钢筋frcc铁路箱梁

Info

Publication number: CN101979774A
Application number: CN 201010509265
Authority: CN
Inventors: 张继文; 宋守坛
Original assignee: Jiangsu Jinling Construction Engineering Group Co Ltd; Southeast University
Current assignee: Jiangsu Jinling Construction Engineering Group Co Ltd; Southeast University
Priority date: 2010-10-15
Filing date: 2010-10-15
Publication date: 2011-02-23

Abstract

本发明公开了一种部分体外预应力及细晶钢筋FRCC铁路箱梁，包括由顶板以及腹板构成的空心梁框体，所述的顶板和腹板的材料为FRCC材料，在空心梁框体内中心两侧对称设置有锚固齿板和锚固横隔板，在所述的锚固齿板上设置有锚具，在所述的锚固横隔板上设置有转向器，在所述的锚固齿板和锚固横隔板之间设置有体外预应力筋，该体外预应力筋一端固定在锚具上，另一端固定在转向器内。同时体外预应力技术具有施工方便、便于检查更换、预应力筋摩擦损失小等优点。减小箱梁腹板的同时提高箱梁所用材料的强度，用纤维增强水泥基复合材料(FRCC——FiberReinforcedCementitiousComposite)取代现有的C50级混凝土，使得梁体的承载力不减反增，由此具有十分广阔的应用前景。

Description

部分体外预应力及细晶钢筋FRCC铁路箱梁

技术领域：

本发明涉及一种铁路箱梁新设计方法，具体是一种部分体外预应力及细晶钢筋FRCC铁路箱梁。

背景技术：

近年来，随着高速铁路技术的发展，高架桥形式的线路得到了广泛应用，在铁路箱梁的设计过程中为了保证列车行驶的安全性，采用了梁高比较大的设计方案，由此造成了结构自重过大，各种材料使用量过多的等弊端。为抵消过大的自重作用可以采用预应力技术，使梁底不出现拉应力，防止裂缝的产生，同时可以使梁体产生反拱，抵消各种作用下的梁体下挠。

现有预应力技术都是采用的后张的体内预应力技术，其主要弊端是（1）过多的预应力筋布置在腹板内，波纹管的管径使得腹板厚度大大超过其抗力计算所用。造成梁体自重过大，影响结构的吊装，浪费材料。（2）预应力筋全部布置在梁体内部，可能会出现灌浆不密实的情况，而且随着时间增长势必会出现预应力筋的损坏，体内束的不可检查，更换等弊端便显露出来。

在现有箱梁设计过程中预应力筋一般布置在梁体的底板和腹板内，在腹板中使用的钢绞线管道大多为直径90mm的橡胶抽拔棒成孔，根据《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土设计规范》规定，各管道之间净距以及管道保护层厚度均不小于管道直径。在腹板内有两排预应力管道，两个保护层+管道净距+两个管道≥5×90=450mm。根据构造要求设计的腹板厚度大，已经大大超过承载力及变形的要求。使用部分体外预应力技术把腹板内的体内预应力筋由两排减少为一排，经过计算根据承载力及变形的要求设计箱梁的腹板厚度可变薄20%，节省混凝土材料约18m³，占总混凝土用量的6%以上。

使腹板变薄的同时用纤维增强水泥基复合材料(FRCC——Fiber Reinforced Cementitious Composite )替换现有的C50级混凝土可以使承载力提高，由结构变形控制腹板厚度，也可以相应减小腹板厚度。以下是两种材料的强度与弹模对比。

材料特性对比表

	C50级混凝土	FRCC
			抗拉强度标准值（MPa）	3.1	＞8
抗压强度标准值（MPa）	33.5	＞80
			弹性模量（MPa）	35500	40000

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而旨在提供一种减小腹板、底板的厚度，减轻梁体自重以及节约费用的部分体外预应力及细晶钢筋FRCC铁路箱梁。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案来实现的：一种部分体外预应力及细晶钢筋FRCC铁路箱梁，包括由顶板以及腹板构成的空心梁框体，所述的顶板和腹板的材料为FRCC材料，在空心梁框体内中心两侧对称设置有锚固齿板和锚固横隔板，在所述的锚固齿板上设置有锚具，在所述的锚固横隔板上设置有转向器，在所述的锚固齿板和锚固横隔板之间设置有体外预应力筋，该体外预应力筋一端固定在锚具上，另一端固定在转向器内。

设置在空心梁框体内中心单侧的固横隔板为两块，在每一块上均连接有所述的体外预应力筋。

与现有技术相比，本发明梁体预应力的设计方法，体外预应力索布置在混凝土截面外部,有效地减小了受压区面积的孔道,从而；体外预应力索线形简单,施工方便,且置于混凝土外部,便于后期的检查、补张、换索等；体外索只在锚固区和转向器处与梁接触,预应力筋的摩擦损失小。并且使用高强材料替代现有C50级混凝土，在承载力不变的情况下可以减小梁体的承载面积，减小梁体的自重，节约投资。

附图说明

图1体外预应力筋的立面布置。

图2体外预应力筋的横断面布置A-A。

图3体外预应力筋的横断面布置B-B。

图4体外预应力筋的横断面布置C-C。

图5体外预应力钢束转向器纵向剖面样图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细说明，如图1所示，本发明部分体外预应力及细晶钢筋FRCC铁路箱梁，包括由顶板1以及腹板2构成的空心梁框体，其中顶板1以及腹板2采用FRCC材料，在空心梁框体内中心两侧对称设置有锚固齿板3和两个锚固横隔板，在锚固齿板3上通过锚具8锚固有10根体外预应力筋6，其中4根另一端固定在第一锚固横隔板4上，另6跟体外预应力筋6固定在第二锚固横隔板5上，体外预应力筋6通过转向器7转向，参见图2、3和4，其中9为体内预应力筋。

转向器7的结构图见图5所示，它包括加强隔板71以及钢制管道72组成，管道按设计曲率弯制成一定形状，加强隔板嵌固在钢制管道内，钢束穿过加强隔板后可以保持设计曲率。

转向器7浇注在混凝土转向横隔板内，张拉钢束后的预应力筋径向力由转向器传递给转向横隔板承受。

（1）在箱梁内部设置转向器、锚固齿板，张拉体外预应力筋，直线筋使之两端锚固在齿板上，折线预应力筋靠转向器转向，两端锚固在锚固横隔板上。在顶板、腹板位置把箱梁的原来的C50级混凝土替换为FRCC材料。

（2）所用材料：体外预应力筋，体外预应力锚具，FRCC材料

（3）适用设计范围：所有铁路预应力箱梁

（4）达到以下的功能目标：

（a）减小箱梁腹板厚度，减少混凝土使用量，降低自重。

（b）可以随时检查预应力筋的工作情况，对不能正常工作的预应力筋随时快速更换。

（c）采用FRCC材料提高梁体所用材料的强度，起到减小梁体腹板厚度而承载力不变的的目标。

体外预应力技术具有施工方便、便于检查更换、预应力筋摩擦损失小等优点，FRCC材料具有强度高的优点，由此具有十分广阔的应用前景。

Claims

1.一种部分体外预应力及细晶钢筋FRCC铁路箱梁，其特征在于：包括由顶板以及腹板构成的空心梁框体，所述的顶板和腹板的材料为FRCC材料，在空心梁框体内中心两侧对称设置有锚固齿板和锚固横隔板，在所述的锚固齿板上设置有锚具，在所述的锚固横隔板上设置有转向器，在所述的锚固齿板和锚固横隔板之间设置有体外预应力筋，该体外预应力筋一端固定在锚具上，另一端固定在转向器内。

2.根据权利要求1所述的部分体外预应力及细晶钢筋FRCC铁路箱梁，其特征在于：设置在空心梁框体内中心单侧的固横隔板为两块，在每一块上均连接有所述的体外预应力筋。