CN105040571A - 预制钢筋混凝土埋置式斜腿框架桥 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种预制钢筋混凝土埋置式斜腿框架桥，包括预制钢筋混凝土拱身、预制钢筋混凝土基础和预制混凝土端墙，路基填土堆积于预制混凝土端墙之间的预制钢筋混凝土拱身上部并压实，其中的预制钢筋混凝土拱身包括拱形顶板和设置在拱形顶板纵向两侧的斜腿侧板，预制混凝土端墙设置在拱形顶板的横向两侧，拱形顶板由其纵向两侧的斜腿侧板支撑，斜腿侧板设置在预制钢筋混凝土基础上。本发明作为一种新型的埋置式桥梁结构，其结构受力合理，整体性好，预制安装便捷，造价优势明显，特别适合于公路单跨中小桥及市政分离式桥梁。

Description

预制钢筋混凝土埋置式斜腿框架桥

技术领域

本发明涉及公路市政施工技术领域，具体地指一种预制钢筋混凝土埋置式斜腿框架桥。

背景技术

目前公路及市政工程中的中小桥多为梁、板结构，跨越小型河流及道路时经常因为填土高度及地质原因采用多跨结构，造价高且与地形环境协调性差。如果采用小跨径拱桥经济性较差，施工复杂且桥下净空损失较多。

发明内容

本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种预制钢筋混凝土埋置式斜腿框架桥，其为介于梁与拱之间的一种结构体系，是由受弯的上部结构与承压的下部柱整体结合在一起的结构，且结构简单、施工方便、适用性广且可降低成本。

本发明的技术方案为：一种预制钢筋混凝土埋置式斜腿框架桥，包括预制钢筋混凝土拱身、设置在预制钢筋混凝土拱身下方的预制钢筋混凝土基础和设置在预制钢筋混凝土拱身横向两侧的预制混凝土端墙，路基填土堆积于所述预制混凝土端墙之间的预制钢筋混凝土拱身上部并压实，其特征在于：所述预制钢筋混凝土拱身包括拱形顶板和设置在所述拱形顶板纵向两侧的斜腿侧板，所述预制混凝土端墙设置在所述拱形顶板的横向两侧，所述拱形顶板由其纵向两侧的斜腿侧板支撑，所述斜腿侧板设置在所述预制钢筋混凝土基础上。

上述方案中：

所述预制钢筋混凝土基础底部设置有碎石基层，所述预制钢筋混凝土基础顶部设置有挡块，所述斜腿侧板下端顶在所述挡块内侧与预制钢筋混凝土基础顶部的交汇处，所述斜腿侧板上端设置在所述拱形顶板的纵向侧部，所述斜腿侧板设置在所述预制钢筋混凝土基础上。

所述预制混凝土端墙纵向两端设有向预制钢筋混凝土拱身外部延伸的预制混凝土翼墙，所述预制混凝土翼墙的顶部高度渐变，所述预制混凝土翼墙的顶部最高处与所述预制混凝土端墙的顶部齐平，所述预制混凝土翼墙的底部设置在翼墙基础上，所述翼墙基础的端部设置在所述预制钢筋混凝土基础的横向两端外侧。

所述翼墙基础顶部开设有凹槽，所述预制混凝土翼墙底部设置在所述凹槽中。

所述斜腿侧板和拱形顶板为整体式框架结构。

所述预制钢筋混凝土拱身为分片结构拼接而成。

所述预制钢筋混凝土翼墙为板式结构。

所述预制钢筋混凝土端墙为板式结构，所述预制钢筋混凝土端墙顶部平齐，所述预制钢筋混凝土端墙底部为与所述拱形顶板框架一致的拱形结构。

本发明的一种预制钢筋混凝土埋置式斜腿框架桥，丰富了现有中小跨径桥涵的种类，可以减小梁体顶部内力，优化截面尺寸，并通过梁体与土壤的相互作用，将上部荷载分散到周围的土体上，从而提高了自身的承载力，改善受力性能，降低建造成本，另外各个构件可在工厂预制、现场安装，以降低施工周期，降低对施工现场环境的破坏，更显低碳环保。

附图说明

图1为本发明的立体图；

图2为图1的横截面图；

图3为图1的平面图；

图4为预制钢筋混凝土基础的截面为矩形时，斜腿侧板设置示意图；

图5为预制钢筋混凝土基础的截面为倒T形时，斜腿侧板设置示意图；

图6为预制混凝土端墙的结构示意图；

图7为预制混凝土翼墙结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

参考图1、图2、图3、图6及图7，本实施例的一种预制钢筋混凝土埋置式斜腿框架桥，一种预制钢筋混凝土埋置式斜腿框架桥，包括预制钢筋混凝土拱身1、设置在预制钢筋混凝土拱身1下方的预制钢筋混凝土基础和设置在预制钢筋混凝土拱身1横向两侧的预制混凝土端墙4，路基填土堆积于预制混凝土端墙4之间的预制钢筋混凝土拱身1上部并压实，本实施例的预制钢筋混凝土拱身1包括拱形顶板1.1和设置在拱形顶板1.1纵向两侧的斜腿侧板1.2，预制混凝土端墙4设置在拱形顶板1.1的横向两侧，拱形顶板1.1由其纵向两侧的斜腿侧板1.2支撑，斜腿侧板1.2的厚度为由上至下渐宽变化设计，根据结构跨径和吊装重量确定；斜腿侧板1.2设置在预制钢筋混凝土基础2上，而在预制钢筋混凝土基础2底部设置有碎石基层7。

本实施例的预制钢筋混凝土埋置式斜腿框架桥是一种介于梁与拱之间的一种结构体系，其主体结构-预制钢筋混凝土拱身1是由受弯的上部结构-拱形顶板1.1与承压的下部柱-斜腿侧板1.2整体结合在一起的结构，拱形顶板1.1在竖向荷载作用下，会产生水平推力，水平推力使拱形顶部1.1的弯矩大为减小，从而可以采用较小的梁高；另外由于结构整体埋置于土体中，斜腿侧板1.2的水平力可通过侧面土压力来承担。由于弯矩减小，相应的减少了截面尺寸，预制钢筋混凝土拱身1可采用分节段预制拼装的施工方法，方便快捷。

本实施例的预制混凝土端墙4纵向两端设有向预制钢筋混凝土拱身1外部延伸的预制混凝土翼墙3，预制钢筋混凝土翼墙3采用板式结构，其顶部高度为渐变式设计，预制混凝土翼墙3的顶部最高处与预制混凝土端墙4的顶部齐平，预制混凝土翼墙3的底部设置在翼墙基础5上，翼墙基础5的截面呈矩形，其端部设置在预制钢筋混凝土基础2的横向两端外侧。在土压力作用下，如上所述的预制混凝土端墙4和预制混凝土翼墙3起到了挡土墙的作用，为减小结构尺寸和吊装重量，可仿照加筋挡土墙的原理，在预制混凝土端墙4和预制混凝土翼墙3背后设置锚钩，用锚索锚固在背后的回填土中，在预制混凝土端墙4和预制混凝土翼墙3之间的夹缝用衬板和滤布遮挡，以防填土渗漏。

参考图4及图5，本实施例在预制钢筋混凝土基础2的截面为矩形或倒T形，在其顶部设置有挡块6，斜腿侧板1.2下端顶在挡块6内侧与预制钢筋混凝土基础2顶部的交汇处，斜腿侧板1.2上端设置在拱形顶板1.1的纵向侧部，挡块6限制斜腿侧板1.2的位移，使结构更加稳定；在翼墙基础5顶部开设有凹槽，预制混凝土翼墙3底部即设置在凹槽中。

本实施例的预制钢筋混凝土拱身1为分片结构拼接而成，其中拱形顶板1.1由多个圆弧连接而成，拱形顶板1.1和斜腿侧板1.2的宽度可根据结构跨径和吊装重量确定。

本实施例的预制钢筋混凝土端墙4为板式结构，可以在预制钢筋混凝土端墙4内侧面设置了若干个钢筋混凝土加劲肋进行结构加强，预制钢筋混凝土端墙4顶部平齐，预制钢筋混凝土端墙4底部为与拱形顶板1.1框架一致的拱形结构。

本实施例的预制钢筋混凝土埋置式斜腿框架桥在施工时，其材料采用符合规范的混凝土和钢筋，并根据设计图纸选定型号；并根据构件的形状和尺寸进行预制，预制构造的外观误差应满足：外部轮廓尺寸误差不超过设计尺寸的1％且不超过3cm，梁体顶板尺寸误差不超过2cm，侧板、翼墙和端墙尺寸误差不超过0.5cm；预制尺寸误差超过如上所述的规定值以及结构出现超过混凝土结构规范允许值的裂缝的不合格预制件不得用于下一步的结构安装。

如上所述的预制钢筋混凝土直立框架桥的现场安装步骤：

1)、进行现场基底开挖，夯实确保基底具备足够的承载力，并进行碎石基层7和翼墙基础5施工；

2)、安装预制钢筋混凝土基础2；

3)、分片安装预制钢筋混凝土拱身1；

4)、安装预制钢筋混凝土翼墙3和预制钢筋混凝土端墙4；

5)、进行梁体分片连接处的防水处理以及预制钢筋混凝土翼墙3、预制钢筋混凝土端墙4和梁体连接处的加固处理，安装可选构件加劲肋等；

6)、路基填土的施工；

7)、梁体上方填土与桥面层施工；

8)、成桥。

与常规的预制板梁桥及现浇的门式桥、拱桥相比，预制钢筋混凝土埋置式斜腿框架桥具有以下优点：

1、墩梁刚性连接及拱形主梁使梁体弯矩大幅减小，降低了梁高，减少了材料用量；

2、采用斜腿侧板1.2相对于拱桥获得了更大的桥下净空；

3、结构轻薄，桥型美观，桥下视野开阔；

4、分节段构件可在工厂内进行标准化生产，产品质量更易得到有效控制，相应的减少现场的混凝土拌合浇注作业，有利于施工场地环保要求，且吊装重量轻，施工现场可直接安装，方便又快捷，可缩短施工工期。

为了便于运输及吊装，本桥型跨径不宜过大，一般不大于15m，其主要使用范围：各等级公路单跨中小桥、各等级公路通道、分离式桥、各市政工程中地道桥等。

本发明桥型为超静定结构，在运营荷载作用下，按弹性理论的假定进行结构内力计算和截面强度验算。计算方法为有限元法，将桥梁结构与周围土体一并建模，设置边界条件，考虑侧向土对桥梁的约束作用。混凝土收缩徐变及温度变化引起的次内力作为永久荷载组合。设计依据《公路桥涵设计通用规范》、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》等行业标准。

预制钢筋混凝土埋置式斜腿框架桥在设计块件划分时遵循以下原则：根据建桥现场运输和起重等条件，确定拼装单元的最大尺寸和重量；块件的划分应满足受力要求，拼装接头应尽量设置在内力较小处；拼装接头的数量要少，接头形式要牢固可靠，施工要方便；构件要便于预制、运输和安装；在满足吊装重量的前提下，尽量加大预制件宽度，以减小断缝个数。

本实施例作为一种埋置式桥梁结构，其结构受力合理，整体性好，预制安装便捷，造价优势明显，特别适合于公路单跨中小桥及市政分离式桥梁。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构做任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种预制钢筋混凝土埋置式斜腿框架桥，包括预制钢筋混凝土拱身(1)、设置在预制钢筋混凝土拱身(1)下方的预制钢筋混凝土基础和设置在预制钢筋混凝土拱身(1)横向两侧的预制混凝土端墙(4)，路基填土堆积于所述预制混凝土端墙(4)之间的预制钢筋混凝土拱身(1)上部并压实，其特征在于：所述预制钢筋混凝土拱身(1)包括拱形顶板(1.1)和设置在所述拱形顶板(1.1)纵向两侧的斜腿侧板(1.2)，所述预制混凝土端墙(4)设置在所述拱形顶板(1.1)的横向两侧，所述拱形顶板(1.1)由其纵向两侧的斜腿侧板(1.2)支撑，所述斜腿侧板(1.2)设置在所述预制钢筋混凝土基础(2)上。

2.根据权利要求1所述的预制钢筋混凝土埋置式斜腿框架桥，其特征在于：所述预制钢筋混凝土基础(2)底部设置有碎石基层(7)，所述预制钢筋混凝土基础(2)顶部设置有挡块(6)，所述斜腿侧板(1.2)下端顶在所述挡块(6)内侧与预制钢筋混凝土基础(2)顶部的交汇处，所述斜腿侧板(1.2)上端设置在所述拱形顶板(1.1)的纵向侧部，所述斜腿侧板(1.2)的厚度为由上至下渐宽变化。

3.根据权利要求1所述的预制钢筋混凝土埋置式斜腿框架桥，其特征在于：所述预制混凝土端墙(4)纵向两端设有向预制钢筋混凝土拱身(1)外部延伸的预制混凝土翼墙(3)，所述预制混凝土翼墙(3)的顶部高度渐变，所述预制混凝土翼墙(3)的顶部最高处与所述预制混凝土端墙(4)的顶部齐平，所述预制混凝土翼墙(3)的底部设置在翼墙基础(5)上，所述翼墙基础(5)的端部设置在所述预制钢筋混凝土基础(2)的横向两端外侧。

4.根据权利要求3所述的预制钢筋混凝土埋置式斜腿框架桥，其特征在于：所述翼墙基础(5)顶部开设有凹槽，所述预制混凝土翼墙(3)底部设置在所述凹槽中。

5.根据权利要求1所述的预制钢筋混凝土埋置式斜腿框架桥，其特征在于：所述斜腿侧板(1.2)和拱形顶板(1.1)为整体式框架结构。

6.根据权利要求1所述的预制钢筋混凝土埋置式斜腿框架桥，其特征在于：所述预制钢筋混凝土拱身(1)为分片结构拼接而成。

7.根据权利要求3所述的预制钢筋混凝土埋置式斜腿框架桥，其特征在于：所述预制钢筋混凝土翼墙(3)为板式结构。

8.根据权利要求1或3所述的预制钢筋混凝土埋置式斜腿框架桥，其特征在于：所述预制钢筋混凝土端墙(4)为板式结构，所述预制钢筋混凝土端墙(4)顶部平齐，所述预制钢筋混凝土端墙(4)底部为与所述拱形顶板(1.1)框架一致的拱形结构。