CN110295538A - 先张法超高性能混凝土组合梁及其施工方法 - Google Patents
先张法超高性能混凝土组合梁及其施工方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110295538A CN110295538A CN201910686902.8A CN201910686902A CN110295538A CN 110295538 A CN110295538 A CN 110295538A CN 201910686902 A CN201910686902 A CN 201910686902A CN 110295538 A CN110295538 A CN 110295538A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- region
- high performance
- performance concrete
- ultra
- combination beam
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000011374 ultra-high-performance concrete Substances 0.000 title claims abstract description 64
- 238000010276 construction Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 210000002435 tendon Anatomy 0.000 claims abstract description 20
- 239000004567 concrete Substances 0.000 claims abstract description 17
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000013461 design Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 6
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims description 3
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 abstract description 11
- 238000007906 compression Methods 0.000 abstract description 11
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000011210 fiber-reinforced concrete Substances 0.000 description 1
- 238000009408 flooring Methods 0.000 description 1
- 239000004574 high-performance concrete Substances 0.000 description 1
- 239000011372 high-strength concrete Substances 0.000 description 1
- 239000008267 milk Substances 0.000 description 1
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 description 1
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
- E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
- E01D19/00—Structural or constructional details of bridges
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
- E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
- E01D21/00—Methods or apparatus specially adapted for erecting or assembling bridges
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
- E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
- E01D2101/00—Material constitution of bridges
- E01D2101/20—Concrete, stone or stone-like material
- E01D2101/24—Concrete
- E01D2101/26—Concrete reinforced
- E01D2101/28—Concrete reinforced prestressed
Abstract
本发明公开了先张法超高性能混凝土组合梁及其施工方法，包括位于所述组合梁上部的受压区，以及位于所述组合梁下部的受拉区。所述受拉区以超高性能混凝土制成，且内部以先张法设置若干互相平行的预应力束；每一所述预应力束的受力方向均与所述受拉区承载的拉力方向平行；所述受压区采用普通混凝土制成，且与所述受拉区之间籍由设置于所述受拉区的预留钢筋固定。在施工时，先张拉受拉区的预应力束，并采用超高性能混凝土浇筑受拉区，待受拉区强度达到设计强度后，再在受拉区上用普通混凝土浇筑受压区。本发明充分利用了超高性能混凝土抗压强度高的特点，避免了后张法管道灌浆不密实的缺陷，减小了构件的尺寸，实现了超高性能混凝土构件的轻型化。
Description
技术领域
本发明涉及组合梁结构设计技术领域，特别涉及先张法超高性能混凝土组合梁及其施工方法。
背景技术
超高性能混凝土(即UHPC材料)不同于传统的高强混凝土和钢纤维混凝土，也不是传统意义“高性能混凝土”的高强化，而是性能指标明确的新品种水泥基结构工程材料，具有超高强度、超高韧性和超高耐久性等特性。将超高性能混凝土应用于结构工程中，可实现结构的轻型化，同时可提高结构的使用寿命。
由于超高性能混凝土的制作成本较高，因此采用超高性能混凝土与普通混凝土进行组合的结构形式是较理想的一种应用方式------即在受拉区采用超高性能混凝土，在受压区采用普通混凝土，以期充分的利用超高性能混凝土较强的抗拉性能。
例如，公开号CN108118610A公开的一种超高性能混凝土与普通钢筋砼组合梁，包括UHPC预制主梁及后浇普通钢筋混凝土桥面板，UHPC主梁先期预制，并在所述UHPC预制梁顶预设剪力连接件，所述UHPC预制梁架设就位后做为施工平台，在所述UHPC预制梁顶缘设置钢筋网片后浇筑普通砼，通过所述UHPC预制梁顶剪力连接件结合形成组合梁。这种组合梁是超高性能混凝土与普通钢筋砼组合，强调的仅仅是采用UHPC材料预制主梁，架设后顶板作为施工平台，后浇筑混凝土桥面板；但这种简单的组合形式实际上并没有充分利用和发挥出UHPC材料的性能。
对于超高性能混凝土而言，虽然其具有超高的强度，但其抗压强度远远大于其抗拉强度。一般而言，超高性能混凝土的抗压强度能达到120MPa以上，但其轴心抗拉强度也仅为7-10MPa左右，虽比普通混凝土有大幅的提高，但与钢材相比相差较大。
在结构应用中，即使采用了组合结构形式，在极限状态时经常是抗拉强度已经接近抗拉设计强度值，但抗压强度却远远小于其抗压设计强度值，即抗压强度的利用远远不足，并未充分发挥其材料性能。
在实际应用中，现有技术通常采用后张法来利用UHPC材料的特性，而UHPC预制后张组合梁存在如下缺陷：
1、UHPC预制后张组合梁需要预埋波纹管并需要使用锚具张拉应力束，而锚具和波纹管布置有最小尺寸要求，其限制了主梁尺寸的减少，从而导致了材料的浪费，同时也增加了自重；
2、UHPC预制后张组合梁需要待梁体材料达到设计强度后再张拉预应力束，张拉好后还需对管道压浆，待管道浆体达到强度后方可放张；因此施工工艺比较复杂，施工时间显著增长；
3、由于波纹管管道狭小，压浆过程容易产生灌浆不密实的问题；
4、UHPC预制后张组合梁在形成组合结构以后，再张拉预应力钢束，并不能充分发挥超高性能混凝土的抗压和抗拉性能；在张拉预应力钢束的过程中，顶板的普通混凝土当张拉应力过大时，可能会出现开裂。
因此，在结构设计中，如何将超高性能混凝土与预应力技术结合使用，以期充分利用超高性能混凝土的抗压性能是本领域一直有待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供先张法超高性能混凝土组合梁，实现的目的是利用UHPC材料的具有超高强度、超高韧性和超高耐久性等特性，结合先张法更有效的将超高性能混凝土与预应力技术结合使用，使以超高性能混凝土为材料的组合梁具有更高的压应力储备。
为实现上述目的，本发明公开了先张法超高性能混凝土组合梁，包括位于所述组合梁上部，采用超高性能混凝土制成的受压区，以及位于所述组合梁下部，采用普通混凝土制成的的受拉区。
其中，所述受拉区内部以先张法设置若干互相平行的预应力束；
且每一所述预应力束的受力方向均与所述受拉区承载的拉力方向平行。
所述受拉区在预制时，与所述受压区连接位置预留有预留钢筋；所述受压区与所述受拉区之间籍由预留钢筋固定。
优选的，所述预应力束为钢绞线、消除应力钢丝、预应力螺纹钢筋或者FRP束。
优选的，所述组合梁为箱形梁，所述受压区为位于所述箱形梁顶部面的盖板部分；
所述受拉区的横截面呈上方开口的槽型条状结构；
且所述受拉区下面的宽度小于所述盖板部分的宽度。
优选的，所述组合梁为槽型梁，所述受压区为所述槽型梁两侧壁靠近上端的部分；
所述受拉区的横截面呈上方开口的槽型条状结构。
更优选的，所述受压区内配置有钢筋。
更优选的，所述受压区以后张法设置受压区应力束。
本发明还提供上述先张法超高性能混凝土组合梁的施工方法，步骤如下：
A、在先张法台座上安装模板，并张拉若干预应力束；
B、采用超高性能混凝土浇筑受拉区，浇筑时预留用于与受压区连接的预留钢筋；
C、养护，待所述受拉区强度达到设计强度，剪断所有所述预应力束；
D、将施加好预应力的所述受拉区移除台座，并安装模板浇筑受压区；
E、养护至所述受压区达到设计强度。
本发明的有益效果：
本发明籍由将预制件的先张法预应力束筑造和超高性能混凝土结合使用，在受拉区以超高性能混凝土并采用先张法设置预应力束，利用了超高性能混凝土抗压强度高的特点，在受拉区设置一个较大的预应力，提高受拉区的负载能力。
本发明与现有的后张法施工技术相比，免去了锚具和预应力管道的布置，避免了后张法管道灌浆不密实的缺陷，减少的施工步骤，提高了施工效率。
本发明减小了组合梁整体的尺寸，真正实现了超高性能混凝土构件的轻型化，更具有经济性。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1示出本发明一实施例为箱形梁时的结构示意图。
图2示出本发明一实施例为槽形梁时的结构示意图。
图3示出本发明一实施例中完成箱形梁的受拉部时的状态示意图。
具体实施方式
实施例
如图1和图2所示，先张法超高性能混凝土组合梁，包括位于组合梁上部，采用超高性能混凝土制成的受压区3，以及位于组合梁下部，采用普通混凝土制成的的受拉区2。
其中，受拉区2内部以先张法设置若干互相平行的预应力束1；且每一预应力束1的受力方向均与受拉区承载的拉力方向平行。
本发明的原理在于，将组合梁本身分为上部的受压区3和下部的受拉区2两部分，受拉区以超高性能混凝土并采用先张法设置若干预应力束1，施加一个较大的预应力，使之具有更高的压应力储备，受压区为普通混凝土制成。
受拉区2在预制时，与受压区3连接位置预留有预留钢筋4；受压区3与受拉区2之间籍由预留钢筋固定。
预应力束1通常采用钢绞线、消除应力钢丝、预应力螺纹钢筋或者FRP束制成。
如图1所示，在某些实施例中，组合梁为箱形梁，受压区3为位于箱形梁顶部面的盖板部分。
受拉区2的横截面呈1上方开口的槽型条状结构。
且受拉区2下面的宽度小于盖板部分的宽度。
如图2所示，在某些实施例中，组合梁为槽型梁，受压区3为槽型梁两侧壁靠近上端的部分。
受拉区2的横截面呈1上方开口的槽型条状结构。
在某些实施例中，受拉区2内配置有钢筋。
在某些实施例中，受拉区2以后张法设置受压区应力束。
如图1和图3所示，本发明还提供先张法超高性能混凝土组合梁的施工方法，步骤如下：
A、在先张法台座上安装模板，并张拉若干预应力束1；
B、采用超高性能混凝土浇筑受拉区2，浇筑时预留用于与受压区3连接的预留钢筋4；
C、养护，待受拉区2强度达到设计强度，剪断所有预应力束1；
D、将施加好预应力的受拉区2移除台座，并安装模板浇筑受压区3；
E、养护至受压区3达到设计强度。
与现有技术相比，在应用了本发明的上述技术之后，具有以下显著的进步：
1、在本发明中直接将若干预应力束以先张法设置在受拉区，因此不需要额外添加锚具，更不需要预留波纹管道，节省了成本，还可较大幅度减小结构断面尺寸；
2、应用本发明技术的组合梁只要梁体材料达到设计强度后即可放张，不需要灌浆，省去了灌浆的流程也节省了制作时间；与现有技术的后张法相比，施工快速便捷，效率更高；
3、应用本发明技术的组合梁不需要灌浆，消除后张法构件灌浆不密实的问题；
4、应用本发明技术的组合梁，在预应力张拉的状态下浇筑UHPC的受拉区，待UHPC部分达到强度后进行预应力钢束放张，最后再浇筑普通混凝土部分；如此操作可以将预应力效应完全施加在UHPC部分，可充分发挥出UHPC的抗压和抗拉性能，避免了现有技术中后张法预应力钢束张拉时，普通混凝土开裂的问题。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (7)
1.先张法超高性能混凝土组合梁，包括位于所述组合梁上部的受压区(3)，以及位于所述组合梁下部的受拉区(2)；其特征在于：
所述受拉区(2)以超高性能混凝土制成，且内部以先张法设置若干互相平行的预应力束(1)；
每一所述预应力束(1)的受力方向均与所述受拉区(2)承载的拉力方向平行；
所述受压区(3)采用普通混凝土制成，且与所述受拉区(2)之间籍由设置于所述受拉区(2)的预留钢筋(4)固定。
2.根据权利要求1所述的先张法超高性能混凝土组合梁，其特征在于，所述组合梁为箱形梁，所述受压区(3)为位于所述箱形梁顶部面的盖板部分；所述受拉区(2)的横截面呈上方开口的槽型条状结构；且所述受拉区(2)下面的宽度小于所述盖板部分的宽度。
3.根据权利要求1所述的先张法超高性能混凝土组合梁，其特征在于，所述组合梁为槽型梁，所述受压区(3)为所述槽型梁两侧壁靠近上端的部分；所述受拉区(2)的横截面呈上方开口的槽型条状结构。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的先张法超高性能混凝土组合梁，其特征在于，所述预应力束(1)为钢绞线、消除应力钢丝、预应力螺纹钢筋或者FRP束。
5.根据权利要求1所述的先张法超高性能混凝土组合梁，其特征在于，所述受压区(3)内配置有钢筋。
6.根据权利要求5所述的先张法超高性能混凝土组合梁，其特征在于，所述受压区(3)以后张法设置受压区应力束。
7.先张法超高性能混凝土组合梁的施工方法，步骤如下：
A、在先张法台座上安装模板，并张拉若干预应力束(1)；
B、采用超高性能混凝土浇筑受拉区(2)，浇筑时预留用于与受压区(3)连接的预留钢筋(4)；
C、养护，待所述受拉区(2)强度达到设计强度，剪断所有所述预应力束(1)；
D、将施加好预应力的所述受拉区(2)移除台座，并安装模板浇筑受压区(3)；
E、养护至所述受压区(3)达到设计强度。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910686902.8A CN110295538A (zh) | 2019-07-29 | 2019-07-29 | 先张法超高性能混凝土组合梁及其施工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910686902.8A CN110295538A (zh) | 2019-07-29 | 2019-07-29 | 先张法超高性能混凝土组合梁及其施工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110295538A true CN110295538A (zh) | 2019-10-01 |
Family
ID=68032145
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910686902.8A Pending CN110295538A (zh) | 2019-07-29 | 2019-07-29 | 先张法超高性能混凝土组合梁及其施工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110295538A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111424525A (zh) * | 2020-03-31 | 2020-07-17 | 成都市路桥经营管理有限责任公司 | 高速铁路大跨度叠合梁及其施工方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003035982A1 (fr) * | 2001-10-26 | 2003-05-01 | Shanghai Maglev Transportation Development Co., Ltd | Poutre porteuse en beton precontraint et procede de fabrication |
| CN101158238A (zh) * | 2007-11-21 | 2008-04-09 | 王用中 | 折线配筋预应力混凝土先张梁施工工艺 |
| CN102691257A (zh) * | 2012-06-25 | 2012-09-26 | 河南省交通规划勘察设计院有限责任公司 | 一种波形钢腹板先张法预应力混凝土连续箱梁及施工方法 |
| CN104988844A (zh) * | 2015-05-19 | 2015-10-21 | 河南省交通规划勘察设计院有限责任公司 | 二次张拉预应力装配式波形钢腹板组合梁及其施工方法 |
| CN106758856A (zh) * | 2017-03-09 | 2017-05-31 | 河南省交通规划设计研究院股份有限公司 | 分块预制的先张法预应力波形钢腹板组合箱梁的施工方法 |
| CN108086133A (zh) * | 2018-02-08 | 2018-05-29 | 湖南工业大学 | 超高性能混凝土简支变连续梁布筋构造及其桥梁施工方法 |
| CN210561680U (zh) * | 2019-07-29 | 2020-05-19 | 上海市城市建设设计研究总院（集团）有限公司 | 先张法超高性能混凝土组合梁 |
-
2019
- 2019-07-29 CN CN201910686902.8A patent/CN110295538A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003035982A1 (fr) * | 2001-10-26 | 2003-05-01 | Shanghai Maglev Transportation Development Co., Ltd | Poutre porteuse en beton precontraint et procede de fabrication |
| CN101158238A (zh) * | 2007-11-21 | 2008-04-09 | 王用中 | 折线配筋预应力混凝土先张梁施工工艺 |
| CN102691257A (zh) * | 2012-06-25 | 2012-09-26 | 河南省交通规划勘察设计院有限责任公司 | 一种波形钢腹板先张法预应力混凝土连续箱梁及施工方法 |
| CN104988844A (zh) * | 2015-05-19 | 2015-10-21 | 河南省交通规划勘察设计院有限责任公司 | 二次张拉预应力装配式波形钢腹板组合梁及其施工方法 |
| CN106758856A (zh) * | 2017-03-09 | 2017-05-31 | 河南省交通规划设计研究院股份有限公司 | 分块预制的先张法预应力波形钢腹板组合箱梁的施工方法 |
| CN108086133A (zh) * | 2018-02-08 | 2018-05-29 | 湖南工业大学 | 超高性能混凝土简支变连续梁布筋构造及其桥梁施工方法 |
| CN210561680U (zh) * | 2019-07-29 | 2020-05-19 | 上海市城市建设设计研究总院（集团）有限公司 | 先张法超高性能混凝土组合梁 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111424525A (zh) * | 2020-03-31 | 2020-07-17 | 成都市路桥经营管理有限责任公司 | 高速铁路大跨度叠合梁及其施工方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN208917657U (zh) | 预制装配式超高性能混凝土预应力工字型梁 | |
| CN104762871A (zh) | 一种预应力混凝土-钢槽梁结合梁连续梁桥 | |
| CN108118610A (zh) | 一种超高性能混凝土与普通钢筋砼组合梁 | |
| CN111705650B (zh) | 带预埋加强钢部件的uhpc梁板现浇接缝构造及其施工方法 | |
| CN109797661A (zh) | 装配式frp配筋海水海砂混凝土-uhpc叠合梁桥结构及建造方法 | |
| CN112012091A (zh) | 一种uhpc-nc混合箱梁、大跨刚构桥及其施工方法 | |
| CN113062233A (zh) | 一种用于箱梁的先张法预应力钢板-混凝土加固方法 | |
| CN109057148A (zh) | 超高性能混凝土无普通钢筋预应力u型梁及其施工方法 | |
| CN110295538A (zh) | 先张法超高性能混凝土组合梁及其施工方法 | |
| CN110004816B (zh) | 波形钢腹板预应力uhpc组合箱梁及其施工方法 | |
| CN108468379A (zh) | 一种新型预制预应力装配式混凝土连续梁连接节点 | |
| CN202787099U (zh) | 加固混凝土盖梁的体外预应力结构 | |
| CN200985490Y (zh) | 底板索水平布置预应力混凝土变截面箱梁桥 | |
| CN110409282B (zh) | 一种基于永久性后张预应力uhpc套装模板的无腹筋预应力自养护组合梁及施工方法 | |
| CN217268348U (zh) | 一种混合预应力组合梁 | |
| CN210561680U (zh) | 先张法超高性能混凝土组合梁 | |
| CN110485631A (zh) | 一种端部有锚头的先张法预应力预制梁 | |
| CN115772848A (zh) | 内置金属波纹管的单层配筋空心预制桥墩 | |
| CN212404773U (zh) | 一种uhpc-nc混合箱梁和大跨刚构桥 | |
| CN108411801A (zh) | 一种通过实腹现浇板加固单孔旧空心板桥构造及施工方法 | |
| CN208844443U (zh) | 一种基于拱的箱型梁加固结构 | |
| CN209244093U (zh) | 超高性能混凝土无普通钢筋预应力u型梁 | |
| CN209010994U (zh) | 一种旧空心板梁桥钢丝绳mpc复合抗弯加固构造 | |
| CN106192764A (zh) | 一种预应力frp‑混凝土箱型梁和生产工艺 | |
| CN208346658U (zh) | 一种铰缝纵向预应力加固单孔旧空心板桥构造 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |