CN110656565A - 一种大跨度组合箱梁及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及桥梁工程技术领域，具体涉及一种大跨度组合箱梁及其施工方法，所述大跨度组合箱梁通过凹凸结构架设于两个PC箱梁之间，所述PC箱梁上分别设置有底部的第一齿板和顶部的第二齿板，所述大跨度组合箱梁包括U型梁、横隔板、薄模板和桥面板；本发明提供的大跨度组合箱梁，跨中段采用PUHPC组合箱梁，可减小结构尺寸，减轻结构自重和结构内力，提高桥梁的跨越能力和抗拉能力，显著减小组合箱梁的开裂概率；且相比钢结构具有更高的耐锈蚀及耐侵蚀性能，能提高结构的安全性、耐久性；各个部件均可在工厂预制，再运输至现场吊装，极大提高了现场的施工效率。
Description
技术领域
本发明涉及桥梁工程技术领域，具体涉及一种大跨度组合箱梁及其施工方法。
背景技术
预应力混凝土箱梁已经在实际桥梁工程得到广泛应用。但由于箱梁为受弯构件，当跨度较大时，结构自重所产生的内力很大，普通混凝土抗拉能力弱，结构受拉区易开裂导致桥梁的刚度和耐久性下降较明显，因此其跨越能力受到较大限制。为有效降低结构自重所产生的内力，从而提高箱梁桥的跨越能力和抗裂性能，重庆石板坡长江大桥复线桥箱梁在主跨中部108m范围采用钢结构。然而，钢结构长期暴露在江河或海洋等腐蚀性的大气环境中，难免受到大气的腐蚀，养护难度很大且效果不佳。
超高性能混凝土(以下简称UHPC)是一种超高强度、高韧性、高耐久性和体积稳定性良好的水泥基复合材料，还具有极低的渗透性、较高的抗环境介质侵蚀能力和良好的耐磨性，能适应恶劣的环境，可有效减轻结构的自重，提高桥梁的抗裂性能。
如公开号为CN 107100065 A的发明专利公开了一种用于高速铁路的组合钢箱梁及其建造方法，属于高速铁路桥梁领域。该组合钢箱梁中的钢箱的上翼缘板上有抗剪连接件，将上方的混凝土板与上翼缘板连接在一起。同时，钢底板与预制的预应力混凝土板相合，共同作为该组合钢箱梁的底板，共同受力。
该发明钢结构长期暴露在大气环境中，难免受到大气的腐蚀，养护难度很大，且装配式施工时，接合部位的施工较为复杂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种适用于大跨度连续梁桥或连续钢构桥梁合拢段施工的结构简单、耐久性好、成本较低的大跨度组合箱梁及其施工方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种大跨度组合箱梁，所述大跨度组合箱梁通过凹凸结构架设于两个PC箱梁之间，所述PC箱梁上分别设置有底部的第一齿板和顶部的第二齿板，所述大跨度组合箱梁包括U型梁、横隔板、薄模板和桥面板；
所述U型梁由底部的底板和两个腹板组成，两个所述腹板的自由端均设置有沿U型梁长度方向的腹板预应力筋，两个所述腹板的自由端均匀设置有多个沿U型梁宽度方向的腹板横向钢筋，所述底板内设置有沿U型梁长度方向的底板预应力筋，所述底板内均匀设置有多个沿U型梁长度方向的第一预应力筋；
所述横隔板有多个并沿U型梁长度方向均匀设置于两个腹板之间；
所述薄模板有多个，多个所述薄模板水平架设于两个腹板的顶端之间，所述薄模板上均匀设置有多个沿U型梁宽度方向的薄模板横向钢筋；
所述桥面板设置于薄模板上，所述桥面板上设置有沿U型梁长度方向的第二预应力钢筋，所述桥面板上设置有沿U型梁宽度方向的桥面板横向钢筋；
所述底板的第一预应力筋穿过并锚固于PC箱梁的第一齿板，所述第二预应力筋穿过并锚固于PC箱梁的第二齿板，所述薄模板横向钢筋、腹板横向钢筋和桥面板横向钢筋通过混凝土浇筑的方式进行固定。
其中，所述底板厚度为0.12m-0.25m，所述单侧腹板的厚度为0.10m-0.15m，所述横隔板的厚度为0.10m-0.15m，所述底板、腹板和横隔板的材料均为超高性能混凝土。
其中，所述的横隔板为空心结构，多个所述横隔板沿U型梁长度方向每隔5m-10m的距离均匀设置。
其中，所述U型梁与PC箱梁接触位置的横截面面积等于PC箱梁与U型梁接触位置的横截面面积。
其中，所述薄模板的厚度为0.05m。
其中，所述底板的顶面两端均设置有吊筋，所述吊筋锚固于底板预应力筋下侧。
采用上述记载的大跨度组合箱梁的施工方法，包括：
步骤一：首先测量确定两个PC箱梁之间的跨度，然后在工厂预制适当长度的U型梁、横隔板以及薄模板，并对U型梁的腹板预应力筋和底板预应力筋进行张拉；
步骤二：将各个预制构件运至施工现场，通过底板上的吊筋，用吊车(船)或架桥机将U型梁吊装至两个PC箱梁之间，通过凹凸接口与两个PC箱梁进行搭接，并将U型梁的第一预应力筋的两端分别穿过两个PC箱梁的第一齿板进行张拉锚固固定；
步骤三：于固定后的U型梁内安装横隔板，在两个腹板的顶端之间均匀铺设多个薄模板，最后于腹部顶端设置桥面板的侧模板，于侧模板内设置桥面板横向钢筋和第二预应力筋，最后将薄模板横向钢筋、腹板横向钢筋和桥面板横向钢筋、第二预应力筋通过混凝土浇筑的方式进行固定浇筑在一起形成桥面板；
步骤四：将桥面板的第二预应力筋的两端分别穿过两个PC箱梁的第二齿板进行张拉锚固固定。
本发明的有益效果在于：本发明提供的大跨度组合箱梁及其施工方法，跨中段采用PUHPC组合箱梁，可减小结构尺寸，减轻结构自重和结构内力，提高桥梁的跨越能力和抗拉能力，显著减小组合箱梁的开裂概率；且相比钢结构具有更高的耐锈蚀及耐侵蚀性能，能提高结构的安全性、耐久性；各个部件均可在工厂预制，再运输至现场吊装，极大提高了现场的施工效率。
附图说明
图1为本发明具体实施方式的大跨度组合箱梁的结构示意图；
图2为本发明具体实施方式的大跨度组合箱梁的U型梁的结构示意图；
图3为图1中I-I剖面图；
图4为图1中II-II剖面图；
图5为本发明具体实施方式的大跨度组合箱梁的第一齿板的结构示意图；
图6为本发明具体实施方式的大跨度组合箱梁的第二齿板的结构示意图；
图7为图1中A-A处的剖面图；
图8为图1中B-B处的剖面图；
图9为本发明具体实施方式的大跨度组合箱梁的U型梁的截面配筋图；
标号说明：
1、PC箱梁；11、第一齿板；12、第二齿板；
2、U型梁；21、底板；211、底板预应力筋；212、第一预应力筋；213、吊筋；22、腹板；221、腹板预应力筋；222、腹板横向钢筋；
3、横隔板；
4、薄模板；41、薄模板横向钢筋；
5、桥面板；51、第二预应力钢筋。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
请参照图1至图9所示，本发明的一种大跨度组合箱梁，所述大跨度组合箱梁通过凹凸结构架设于两个PC箱梁1之间，所述PC箱梁1上分别设置有底部的第一齿板11和顶部的第二齿板12，所述大跨度组合箱梁包括U型梁2、横隔板3、薄模板4和桥面板5；
所述U型梁2由底部的底板21和两个腹板22组成，两个所述腹板22的自由端均设置有沿U型梁2长度方向的腹板预应力筋221，两个所述腹板22的自由端均匀设置有多个沿U型梁2宽度方向的腹板横向钢筋222，所述底板21内设置有沿U型梁2长度方向的底板预应力筋211，所述底板21内均匀设置有多个沿U型梁2长度方向的第一预应力筋212；
所述横隔板3有多个并沿U型梁2长度方向均匀设置于两个腹板22之间；
所述薄模板4有多个，多个所述薄模板4水平架设于两个腹板22的顶端之间，所述薄模板4上均匀设置有多个沿U型梁2宽度方向的薄模板横向钢筋41；
所述桥面板5设置于薄模板4上，所述桥面板5上设置有沿U型梁2长度方向的第二预应力钢筋51，所述桥面板5上设置有沿U型梁2宽度方向的桥面板横向钢筋；
所述底板21的第一预应力筋212穿过并锚固于PC箱梁1的第一齿板11，所述第二预应力筋穿过并锚固于PC箱梁1的第二齿板12，所述薄模板横向钢筋41、腹板横向钢筋222和桥面板横向钢筋通过混凝土浇筑的方式进行固定。
进一步的，所述底板21厚度为0.12m-0.25m，所述腹板22的厚度为0.10m-0.15m，所述横隔板3的厚度为0.10m-0.15m，所述底板21、腹板22和横隔板3的材料均为超高性能混凝土。
进一步的，所述的横隔板3为空心结构，多个所述横隔板3沿U型梁2长度方向每隔5m-10m的距离均匀设置。
由上述描述可知，通过横隔板纵桥向密集型的布置，可以改善组合箱梁的结构受力，在不影响组合箱梁受力的情况下减小自重。
进一步的，所述U型梁2与PC箱梁1接触位置的横截面面积等于PC箱梁1与U型梁2接触位置的横截面面积。
由上述描述可知，通过接触段相同的横截面面积的设置，以保证U型梁和PC箱梁具有相同的截面刚度。
进一步的，所述薄模板4的厚度为0.05m。
进一步的，所述底板21的顶面两端均设置有吊筋213，所述吊筋213锚固于底板预应力筋211下侧。
由上述描述可知，通过吊筋的设置，方便对U型梁进行吊运。
采用上述记载的大跨度组合箱梁的施工方法，包括：
步骤一：首先测量确定两个PC箱梁1之间的跨度，然后在工厂预制适当长度的U型梁2、横隔板3以及薄模板4，并对U型梁2的腹板预应力筋221和底板预应力筋211进行张拉；
步骤二：将各个预制构件运至施工现场，通过底板21上的吊筋213，用吊车(船)或架桥机将U型梁2吊装至两个PC箱梁1之间，通过凹凸接口与两个PC箱梁1进行搭接，并将U型梁2的第一预应力筋212的两端分别穿过两个PC箱梁1的第一齿板11进行张拉锚固固定；
步骤三：于固定后的U型梁2内安装横隔板3，在两个腹板22的顶端之间均匀铺设多个薄模板4，最后于腹部顶端设置桥面板5的侧模板，于侧模板内设置桥面板横向钢筋和第二预应力筋，最后将薄模板横向钢筋41、腹板横向钢筋222和桥面板横向钢筋、第二预应力筋通过混凝土浇筑的方式进行固定浇筑在一起形成桥面板5；
步骤四：将桥面板5的第二预应力筋的两端分别穿过两个PC箱梁1的第二齿板12进行张拉锚固固定。
实施例一：
一种大跨度组合箱梁，所述大跨度组合箱梁通过凹凸结构架设于两个PC箱梁1之间，所述PC箱梁1上分别设置有底部的第一齿板11和顶部的第二齿板12，所述大跨度组合箱梁包括U型梁2、横隔板3、薄模板4和桥面板5；
所述U型梁2由底部的底板21和两个腹板22组成，两个所述腹板22的自由端均设置有沿U型梁2长度方向的腹板预应力筋221，两个所述腹板22的自由端均匀设置有多个沿U型梁2宽度方向的腹板横向钢筋222，所述底板21内设置有沿U型梁2长度方向的底板预应力筋211，所述底板21内均匀设置有多个沿U型梁2长度方向的第一预应力筋212；
所述横隔板3有多个并沿U型梁2长度方向均匀设置于两个腹板22之间；
所述薄模板4有多个，多个所述薄模板4水平架设于两个腹板22的顶端之间，所述薄模板4上均匀设置有多个沿U型梁2宽度方向的薄模板横向钢筋41；
所述桥面板5设置于薄模板4上，所述桥面板5上设置有沿U型梁2长度方向的第二预应力钢筋51，所述桥面板5上设置有沿U型梁2宽度方向的桥面板横向钢筋；
所述底板21的第一预应力筋212穿过并锚固于PC箱梁1的第一齿板11，所述第二预应力筋穿过并锚固于PC箱梁1的第二齿板12，所述薄模板横向钢筋41、腹板横向钢筋222和桥面板横向钢筋通过混凝土浇筑的方式进行固定；
所述底板21厚度为0.14m，所述腹板22的厚度为0.20m，所述横隔板3的厚度为0.14m，所述底板21、腹板22和横隔板3的材料均为超高性能混凝土；
所述的横隔板3为空心结构，多个所述横隔板3沿U型梁2长度方向每隔8m的距离均匀设置；
所述U型梁2与PC箱梁1接触位置的横截面面积等于PC箱梁1与U型梁2接触位置的横截面面积；
所述薄模板4的厚度为0.05m；
所述底板21的顶面两端均设置有吊筋213，所述吊筋213锚固于底板预应力筋211下侧。
采用以上大跨度组合箱梁的施工方法，包括：
步骤一：首先测量确定两个PC箱梁1之间的跨度，然后在工厂预制适当长度的U型梁2、横隔板3以及薄模板4，底板21厚度为0.14m，底板21的顶面两端均设置有锚固于底板预应力筋211下侧的吊筋213，单侧腹板22的厚度为0.20m，横隔板3为空心结构且厚度为0.14m，薄模板4的厚度为0.05m，底板21、腹板22和横隔板3的材料均为超高性能混凝土，并对U型梁2的腹板预应力筋221和底板预应力筋211进行张拉；
步骤二：将各个预制构件运至施工现场，通过底板21上的吊筋213，用吊车(船)或架桥机将U型梁2吊装至两个PC箱梁1之间，通过凹凸接口与两个PC箱梁1进行搭接，并将U型梁2的第一预应力筋212的两端分别穿过两个PC箱梁1的第一齿板11进行张拉锚固固定；
步骤三：于固定后的U型梁2内沿长度方向每隔8m的距离均匀设置横隔板3，在两个腹板22的顶端之间均匀铺设多个薄模板4，最后于腹部顶端设置桥面板5的侧模板，于侧模板内设置桥面板横向钢筋和第二预应力筋，最后将薄模板横向钢筋41、腹板横向钢筋222和桥面板横向钢筋、第二预应力筋通过混凝土浇筑的方式进行固定浇筑在一起形成桥面板5；
步骤四：将桥面板5的第二预应力筋的两端分别穿过两个PC箱梁1的第二齿板12进行张拉锚固固定。
综上所述，本发明提供的大跨度组合箱梁及其施工方法，跨中段采用PUHPC组合箱梁，可减小结构尺寸，减轻结构自重和结构内力，提高桥梁的跨越能力和抗拉能力，显著减小组合箱梁的开裂概率；且相比钢结构具有更高的耐锈蚀及耐侵蚀性能，能提高结构的安全性、耐久性；各个部件均可在工厂预制，再运输至现场吊装，极大提高了现场的施工效率；
通过横隔板纵桥向密集型的布置，可以改善组合箱梁的结构受力，在不影响组合箱梁受力的情况下减小自重；
通过接触段相同的横截面面积的设置，以保证U型梁和PC箱梁具有相同的截面刚度；
通过吊筋的设置，方便对U型梁进行吊运。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (7)
1.一种大跨度组合箱梁，所述大跨度组合箱梁通过凹凸结构架设于两个PC箱梁之间，所述PC箱梁上分别设置有底部的第一齿板和顶部的第二齿板，其特征在于，所述大跨度组合箱梁包括U型梁、横隔板、薄模板和桥面板；
所述U型梁由底部的底板和两个腹板组成，两个所述腹板的自由端均设置有沿U型梁长度方向的腹板预应力筋，两个所述腹板的自由端均匀设置有多个沿U型梁宽度方向的腹板横向钢筋，所述底板内设置有沿U型梁长度方向的底板预应力筋，所述底板内均匀设置有多个沿U型梁长度方向的第一预应力筋；
所述横隔板有多个并沿U型梁长度方向均匀设置于两个腹板之间；
所述薄模板有多个，多个所述薄模板水平架设于两个腹板的顶端之间，所述薄模板上均匀设置有多个沿U型梁宽度方向的薄模板横向钢筋；
所述桥面板设置于薄模板上，所述桥面板上设置有沿U型梁长度方向的第二预应力钢筋，所述桥面板上设置有沿U型梁宽度方向的桥面板横向钢筋；
所述底板的第一预应力筋穿过并锚固于PC箱梁的第一齿板，所述第二预应力筋穿过并锚固于PC箱梁的第二齿板，所述薄模板横向钢筋、腹板横向钢筋和桥面板横向钢筋通过混凝土浇筑的方式进行固定。
2.根据权利要求1所述大跨度组合箱梁，其特征在于，所述底板厚度为0.12m-0.25m，所述腹板的厚度为0.10m-0.15m，所述横隔板的厚度为0.10m-0.15m，所述底板、腹板和横隔板的材料均为超高性能混凝土。
3.根据权利要求1所述大跨度组合箱梁，其特征在于，所述的横隔板为空心结构，多个所述横隔板沿U型梁长度方向每隔5m-10m的距离均匀设置。
4.根据权利要求1所述大跨度组合箱梁，其特征在于，所述U型梁与PC箱梁接触位置的横截面面积等于PC箱梁与U型梁接触位置的横截面面积。
5.根据权利要求1所述大跨度组合箱梁，其特征在于，所述薄模板的厚度为0.05m。
6.根据权利要求1所述大跨度组合箱梁，其特征在于，所述底板的顶面两端均设置有吊筋，所述吊筋锚固于底板预应力筋下侧。
7.采用权利要求1-6任意一项大跨度组合箱梁的施工方法，包括：
步骤一：首先测量确定两个PC箱梁之间的跨度，然后在工厂预制适当长度的U型梁、横隔板以及薄模板，并对U型梁的腹板预应力筋和底板预应力筋进行张拉；
步骤二：将各个预制构件运至施工现场，通过底板上的吊筋，用吊车(船)或架桥机将U型梁吊装至两个PC箱梁之间，通过凹凸接口与两个PC箱梁进行搭接，并将U型梁的第一预应力筋的两端分别穿过两个PC箱梁的第一齿板进行张拉锚固固定；
步骤三：于固定后的U型梁内安装横隔板，在两个腹板的顶端之间均匀铺设多个薄模板，最后于腹部顶端设置桥面板的侧模板，于侧模板内设置桥面板横向钢筋和第二预应力筋，最后将薄模板横向钢筋、腹板横向钢筋和桥面板横向钢筋、第二预应力筋通过混凝土浇筑的方式进行固定浇筑在一起形成桥面板；
步骤四：将桥面板的第二预应力筋的两端分别穿过两个PC箱梁的第二齿板进行张拉锚固固定。
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2019
- 2019-09-23 CN CN201910897842.4A patent/CN110656565A/zh active Pending
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