CN108396631B - 一种密集纵隔板uhpc箱梁桥 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种密集纵隔板UHPC箱梁桥，包括由顶板、底板、腹板、横隔板以及沿纵桥向布置的至少2道纵隔板组成的箱梁，所述腹板和纵隔板上设有单边纵向加劲肋。通过优化构造细节，显著提高了腹板和纵隔板的横向抗弯承载力，有效防止箱梁腹板和纵隔板侧向屈曲。本发明所述箱梁桥相邻支座间的横隔板间距至少超过了纵隔板间距的2倍，受力上满足单向板受力特征，即桥梁的纵、横向受力互不影响，充分发挥了UHPC的材料强度；本发明通过加密设置纵隔板，提升了箱梁的抗剪承载能力，增加了箱梁的纵向刚度，进而减少了纵向预应力钢筋的用量，有着较好的经济效益。

Description

一种密集纵隔板UHPC箱梁桥

技术领域

本发明涉及混凝土箱梁技术领域，尤其是涉及一种密集纵隔板UHPC箱梁桥。

背景技术

据统计，在已建成的预应力混凝土梁桥中，当跨径超过60m后，其桥梁横截面形式大多为箱梁截面。贾宪涛在《箱梁加纵隔板和加劲肋后的力学性能研究》中提到：当桥宽较宽、跨度较大时，一般需设置纵隔板，提升桥梁的纵向刚度，改善箱梁的整体受力性能。

箱梁桥面板为四边支承板，根据高等桥梁结构理论，当相邻横隔板间距超过相邻纵隔板间距的2倍或相邻纵隔板间距超过相邻横隔板间距的2倍时，四边支承的桥面板为单向受力板，即箱梁桥在第一体系计算中主要考虑纵桥向应力，在第二、第三体系计算中主要考虑横桥向应力或纵桥向应力，桥梁的纵、横向受力互不影响。因此，根据上述单向受力板的两种类型，与其相适应的两种设计方法为：（1）减小纵隔板间距并增大横隔板的间距：该方法在桥梁跨度较大时会增加桥梁的恒载，对于普通混凝土梁桥而言（设计时基本不考虑自身抗拉能力），在车辆等活载的作用下，横向局部应力容易导致桥面板开裂，需要设置横向预应力筋才能满足受力要求；（2）较少设置纵隔板且密集设置横隔板：该方法增加了横向抗弯刚度，减小了箱梁畸变效应，但在一定程度上增加了桥梁恒载且对抵抗纵向正弯矩无益。

随着超高性能混凝土（简称为UHPC）的迅速发展，其超高的致密性和优异的力学性能（抗压强度≥150MPa，抗折强度≥30 MPa，抗拉强度≥8 MPa，弹性模量≥40GPa）可以大幅度减小桥梁的自重。由于UHPC自身具备一定的抗拉能力，使得在不配置任何横向预应力筋的情况下单向板受力特征的密集纵隔板桥梁成为可能。

《超大跨径单向预应力UHPC连续箱梁桥概念设计与初步实验》公开了一种密集横隔板的UHPC箱梁桥，桥面板为双向板受力特征，在局部计算分析中需要计算纵桥向的弯曲应力并与整体计算结果进行叠加，增加了纵向应力值，从而需要设置较多的纵向预应力筋。

为了减小纵向预应力筋的用量、提升箱梁的纵向抗弯刚度和抗剪承载能力、充分发挥UHPC的材料强度，本文提出了一种具备单向板受力特征的密集纵隔板UHPC箱梁桥。通过密集设置纵隔板、在墩顶部位和跨中等部位设置横隔板以及通过顶、底板的横向连接作用，能够保证桥梁的横向刚度，限制住箱梁的畸变变形。当顶、底板的厚度得到保证时，通过纵隔板、腹板的共同作用，该结构在受力上是完全可行的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种纵向抗弯刚度大、整体计算和局部计算受力明确的密集纵隔板UHPC箱梁桥。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种密集纵隔板UHPC箱梁桥，包括由顶板、底板、腹板、横隔板以及沿纵桥向布置的至少2个纵隔板组成的箱梁，所述腹板和纵隔板上设有单边纵向加劲肋，以此提升腹板和纵隔板的横向抗弯刚度，防止侧向屈曲。

进一步，相邻纵隔板的中间部位和悬臂翼缘板处设有矮纵肋，有效提升了箱梁的纵向刚度，减少纵向预应力钢筋的用量。

进一步，相邻纵隔板之间沿桥宽方向的间距为2~5m，相邻横隔板间距需超过相邻纵隔板间距的2倍（即d>2e），使桥面板满足单向板受力特征。

进一步，所述箱梁桥的支座处和梁端处设有端横隔板，所述横隔板设置在桥梁跨中处，而桥梁的其他部位根据要求选择性地设置横隔板，该构造措施保证了箱梁的横向刚度和箱梁的整体受力能力。

进一步，密集纵隔板UHPC箱梁桥在横桥向、竖桥向无需配置预应力筋，仅需配置纵向预应力钢筋，变传统三向预应力为单向预应力。预应力钢筋既可以采用体外束，又可以采用体内束。

进一步，所述箱梁顶板在横桥向以及纵桥向可配置普通受力钢筋，并对横向受力钢筋进行适当加密处理，增强面板的抗裂能力。

进一步，为保证钢纤维的桥接作用、充分发挥UHPC的抗拉能力，在箱梁横桥向均不设置连接接缝，只在纵桥向设置纵向接缝。

进一步，所述腹板、纵隔板、矮纵肋与顶板/底板的交接部位设有预应力锚固齿块，有利于对体内预应力钢筋和/或体外预应力钢筋的锚固，尤其是当预应力钢筋采用体外束布置时，预应力锚固齿块有效加强了锚固效果。

进一步，所述腹板和纵隔板的厚度≥12cm，矮纵肋的厚度≥10cm，横隔板的厚度≥12cm。

本发明一种密集纵隔板UHPC箱梁桥的有益效果：

该箱梁桥采用UHPC材料设计建造的薄壁箱梁结构，通过密集设置纵隔板受力上满足单向板受力特征，在第一体系计算中主要考虑纵桥向应力，在第二、第三体系计算中主要考虑横桥向应力，桥梁的纵、横向受力互不影响，由此减小了箱梁的纵向应力值，充分发挥了UHPC的材料强度，进而可以减少纵向预应力钢筋的用量。

通过优化构造细节，显著提高了腹板和纵隔板的横向抗弯承载力，有效防止箱梁腹板和纵隔板侧向屈曲。

本发明通过加密设置纵隔板，提升了箱梁的抗剪承载能力，增加了箱梁的纵向刚度，进而减少了纵向预应力钢筋的用量，有着较好的经济效益。

附图说明

图1—为本发明的一种密集纵隔板UHPC箱梁桥的纵截面图；

图2—为实施例1的一种密集纵隔板UHPC箱梁桥的横截面图；

图3—为实施例1的一种密集纵隔板UHPC箱梁桥的预应力锚固方式示意图；

图4—为实施例2的一种密集纵隔板UHPC箱梁桥的横截面图；

图5—为实施例2的一种密集纵隔板UHPC箱梁桥的预应力锚固方式示意图；

1、顶板；2、底板；3、横隔板4、端横隔板；5、腹板；6、纵隔板；7、纵向加劲肋；8、矮纵肋；9、锚固齿块；10、预应力钢筋。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

参照图1~3，本实施例的一种密集纵隔板UHPC箱梁桥，包括由顶板1、底板2、腹板5、横隔板3、端横隔板4以及沿纵桥向布置的3个纵隔板6组成的箱梁，所述腹板5和纵隔板6上设有单边纵向加劲肋7，以此提升腹板5和纵隔板6的横向抗弯刚度，防止侧向屈曲。

所述UHPC箱梁桥在支座部位设有端横隔板4，端横隔板增加了桥梁的横向刚度，且能更好地传递支座的受力，保证箱梁的横向刚度、提高箱梁的整体受力能力。

相邻纵隔板6之间沿桥宽方向的间距为2~5m，且横隔板3间距超过了纵隔板6间距的2倍（即d>2e），使得箱梁桥面板的局部受力满足单向板受力特征，即桥梁的纵、横向受力互不影响，充分发挥了UHPC的材料强度。

所述腹板5、纵隔板6与顶板1/底板2的交接部位设有预应力锚固齿块9，有利于对预应力钢筋10达到较好的锚固效果，尤其是当预应力钢筋10采用体外束布置时，其锚固效果更好。

密集纵隔板UHPC箱梁桥在横桥向、竖桥向无需配置预应力筋，仅需配置纵向预应力钢筋10，变传统三向预应力为单向预应力。预应力钢筋10既可以采用体外束，又可以采用体内束。

所述箱梁桥在横桥向不设置连接接缝，充分发挥钢纤维的桥接作用。为增加顶板1的抗裂能力，在箱梁顶板1横桥向、纵桥向铺设普通受力钢筋。

所述腹板5和纵隔板6的厚度≥12cm，矮纵肋8的厚度≥10cm，横隔板3的厚度≥12cm。

实施例2

参照图4，与实施例1相比，本实施例的一种密集纵隔板UHPC箱梁桥，存在以下不同：

相邻纵隔板6的中间部位和悬臂翼缘板处设有矮纵肋8，有效提升了箱梁的纵向刚度，减少纵向预应力钢筋10的用量。

参照图5，所述腹板5、纵隔板6、矮纵肋8与顶板1/底板2的交接部位设有预应力锚固齿块9，有利于对预应力钢筋10达到较好的锚固效果。

Claims (8)

1.一种密集纵隔板UHPC箱梁桥，包括由顶板、底板、腹板、横隔板以及沿纵桥向布置的至少2个纵隔板组成的箱梁，其特征在于，所述腹板和纵隔板上设有单边纵向加劲肋；

相邻纵隔板之间沿桥宽方向的间距为2~5m，且相邻支座间的横隔板间距至少超过了相邻纵隔板间距的2倍，使桥面板满足单向板受力。

2.如权利要求1所述密集纵隔板UHPC箱梁桥，其特征在于，相邻纵隔板的中间部位和悬臂翼缘板处设有矮纵肋。

3.如权利要求1或2所述密集纵隔板UHPC箱梁桥，其特征在于，所述箱梁桥的支座处和梁端处设有端横隔板，所述横隔板设置在桥梁跨中处。

4.如权利要求1或2所述密集纵隔板UHPC箱梁桥，其特征在于，密集纵隔板UHPC箱梁桥在横桥向、竖桥向无需配置预应力筋，仅需配置纵向预应力钢筋，变传统三向预应力为单向预应力。

5.如权利要求1或2所述密集纵隔板UHPC箱梁桥，其特征在于，箱梁横桥向不设置连接接缝，只在纵桥向设置连接接缝。

6.如权利要求1或2所述密集纵隔板UHPC箱梁桥，其特征在于，所述腹板和纵隔板的厚度≥12cm，矮纵肋的厚度≥10cm，横隔板的厚度≥12cm。

7.如权利要求1或2所述密集纵隔板UHPC箱梁桥，其特征在于，所述腹板、纵隔板、矮纵肋与顶板/底板的交接部位设有预应力锚固齿块。

8.如权利要求1或2所述密集纵隔板UHPC箱梁桥，其特征在于，所述箱梁桥的横桥向、纵桥向铺设有普通受力钢筋。