CN111455807B - 一种梁端预应力结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

一种梁端预应力结构，包括箱梁、T梁结构、桥墩、预应力钢束，所述箱梁的相邻跨为所述T梁结构，每相邻跨的所述箱梁和所述T梁结构的交接处位于所述桥墩上，多片所述T梁在梁端通过端横梁在桥梁宽度方向上连接，所述箱梁内设有多根所述预应力钢束，所述预应力钢束两端的锚固点在桥梁宽度方向上位于相邻跨的所述T梁的端横梁区域中，所述预应力钢束平行于桥轴线所在的铅垂面。箱梁的预应力钢束采用两端张拉的方式，既能减少预应力损失，还能使预应力钢束受力均匀，保证安全性。将预应力的张拉空间设置在T梁结构的端横梁区域范围内，使得箱梁预应力的张拉有充足空间的同时不影响T梁梁肋的架设，从而有效缩短施工周期，提高工效。

Description

一种梁端预应力结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及路桥设计和施工领域，具体涉及一种梁端预应力结构及其施工方法。

背景技术

箱梁是桥梁工程中梁的一种，内部为空心状，上部两侧有翼缘板，因类似箱子而得名，由顶板、翼缘板、底板和两侧的腹板组成。T梁指横截面形式为T型的梁，由水平的翼缘板和竖直的梁肋组成几片T梁在梁端通过端横梁连接。对于由现浇箱梁和预制T梁组成的桥梁，目前国内常用的预应力配束设计方案为箱梁内纵向预应力钢束均需在联端锚固张拉，受预制T梁梁肋和端横梁的限制，目前常用的张拉方法有：1、箱梁内的纵向预应力钢束采用单端张拉的方式，在箱室内设置齿块张拉；2、预制T梁的架设须在箱梁的预应力钢束张拉完成之后进行；3、槽口形成于箱梁顶板处，梁端预应力在顶板张拉。这些方法的弊端在于：方法1单端张拉的预应力损失较大，且当箱梁梁高较小时，箱室内张拉也较为困难，预应力的施工质量难以保证；方法2预制T梁的架设须在箱梁的预应力钢束张拉完成之后进行，施工效率低，施工周期较长，难以满足生产要求；方法3箱梁顶板的槽口将导致箱梁的端横梁顶板大量横向受力主筋被切断，留下安全隐患。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明旨在提供一种梁端预应力结构及其施工方法，该梁端预应力结构及其施工方法能缩短施工周期，减少预应力损失，且整体受力性能好。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种梁端预应力结构，包括箱梁、T梁结构、桥墩、预应力钢束，所述箱梁的相邻跨为所述T梁结构，每相邻跨的所述箱梁和所述T梁结构的交接处位于所述桥墩上，所述T梁结构包括端横梁、T梁，所述T梁有多片，每片所述T梁包括T梁翼缘板、T梁梁肋，多片所述T梁在梁端通过端横梁在桥梁宽度方向上连接，所述箱梁内设有多根所述预应力钢束，其结构特点是，所述预应力钢束两端的锚固点在桥梁宽度方向上位于相邻跨的所述T梁的端横梁区域中，所述预应力钢束平行于桥轴线所在的铅垂面。

箱梁的预应力钢束采用两端张拉的方式，既能减少预应力损失，还能使预应力钢束受力均匀，保证安全性。将预应力的张拉空间设置在T梁结构的端横梁区域范围内，使得箱梁预应力的张拉有充足空间的同时不影响T梁梁肋的架设，从而有效缩短施工周期，提高工效。

进一步的，所述预应力钢束与水平线的夹角β、所述预应力钢束的锚固点与所述箱梁和T梁的交接处的桥墩截面的水平距离g、所述预应力钢束的锚固点与所述T梁翼缘板端的距离c、所述预应力钢束的锚固点与所述箱梁的梁顶的距离f须同时满足：

d+R<f-gtan(β)<d+e-R；

d+R<f-Ltan(β)<d+e-R；

a+R+J<c<a+b-R-J；

其中，d为所述T梁结构的端横梁顶面与所述T梁结构的梁顶的距离，e为所述T梁结构的端横梁顶面与所述桥墩顶面的距离，b为两片所述T梁之间的端横梁区域的横向宽度，a为现浇端横梁区域与所述T梁翼缘板端的距离，L为满足千斤顶的张拉要求的最小工作长度，R为满足千斤顶的张拉要求的最小工作半径。

通过对预应力钢束的平弯调整和竖弯调整，将千斤顶的张拉空间设置在T梁结构的端横梁区域范围内，所形成的预应力槽口均位于箱梁的端面上，不用截断端横梁的顶板钢筋，不影响端横梁受力，对箱梁结构的安全性无不利影响。

进一步的，所述箱梁包括顶板、箱梁翼缘板、底板、腹板，所述腹板在桥梁宽度方向上位于相邻跨的所述T梁的端横梁区域的中心。

基于同一种发明构思，本发明还提出一种梁端预应力结构的施工方法，其特征在于，所述箱梁的现浇和所述T梁的架设同时进行，在预制所述T梁时，T梁的端横梁超出所述T梁梁肋的部分不预制，待箱梁张拉完后现浇，在所述T梁梁肋中预埋所述端横梁的连接钢筋。

因箱梁预应力的张拉不影响T梁梁肋的架设，使得T梁梁肋的架设可在箱梁预应力张拉前进行，箱梁和T梁可以平行施工，缩短了施工工期。

进一步的，所述箱梁的现浇包括在所述桥墩的上方进行所述箱梁的搭设支架及浇筑立模，搭设的支架包括箱梁现浇段的临时性支架。

进一步的，还包括如下步骤：

将所述预应力钢束两端的锚固点设置在相邻跨的所述T梁结构的端横梁区域中。因T梁的端横梁部分尚未现浇，为箱梁的梁端预应力提供了足够的布置空间和千斤顶的张拉作业空间。

所述T梁预制完成后，将T梁架设在所述桥墩上，所述箱梁现浇完成，通过千斤顶在所述T梁的端横梁区域中张拉所述箱梁梁端预应力。

现浇T梁结构的端横梁和湿接缝，拆除箱梁支架。

通过将T梁的端横梁由部分预制部分后浇调整为全部整体后浇的方式，增强了端横梁整体受力性能，减少了混凝土龄期差较大导致的收缩裂缝对端横梁产生的不利影响，也给箱梁预应力的布置和张拉提供了足够的空间。

由此，

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)本发明的箱梁的预应力钢束采用两端张拉的方式，既能减少预应力损失，还能使预应力钢束受力均匀，保证安全性。

2)将预应力的张拉空间设置在T梁结构的端横梁区域范围内，一方面使得箱梁预应力的张拉有充足空间；另一方面可以使箱梁预应力的张拉不影响T梁梁肋的架设，使得T梁梁肋的的架设可在箱梁预应力张拉前进行，箱梁和T梁可以平行施工，缩短了施工工期。

3)通过对预应力钢束的平弯调整和竖弯调整，将千斤顶的张拉空间设置在T梁的端横梁区域范围内，所形成的预应力槽口均位于箱梁的端面上，不用截断端横梁的顶板钢筋，不影响端横梁受力，对箱梁结构的安全性无不利影响。

4)通过将T梁的端横梁由部分预制部分后浇调整为全部整体后浇的方式，增强了端横梁整体受力性能，减少了混凝土龄期差较大导致的收缩裂缝对端横梁产生的不利影响，也给箱梁预应力的布置和张拉提供了足够的空间。

5)本发明仅对预应力钢束于梁端处的线型和T梁结构的端横梁混凝土的浇筑顺序进行调整，构造简洁，便于调整和施工，兼容性强。

附图说明

图1是本发明的预应力钢束的配束示意图；

图2是本发明的T梁结构的端横梁的断面示意图；

图3是本发明的箱梁的梁端横断面示意图。

在图中

1-箱梁；2-T梁；3-桥墩；4-预应力钢束；5-端横梁；6-湿接缝；

11-顶板；12-箱梁翼缘板；13-底板；14-腹板；

21-T梁翼缘板；22-T梁梁肋；

41-锚固点。

具体实施方式

以下将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

一种梁端预应力结构，如图1所示，包括箱梁1、T梁结构、桥墩3、预应力钢束4，所述箱梁1的相邻跨为所述T梁结构，每相邻跨的所述箱梁1和所述T梁结构的交接处位于所述桥墩3上，所述T梁结构包括端横梁5、T梁2，所述T梁2有多片，每片所述T梁2包括T梁翼缘板21、T梁梁肋22，多片所述T梁2在梁端通过端横梁5在桥梁宽度方向上连接，所述箱梁1内设有多根所述预应力钢束4，所述预应力钢束4两端的锚固点41在桥梁宽度方向上位于相邻跨的所述T梁2的端横梁区域中，所述预应力钢束4平行于桥轴线所在的铅垂面。

结合图2、图3，所述预应力钢束4与水平线的夹角β、所述预应力钢束4的锚固点41与所述箱梁1和T梁2的交接处的桥墩截面的水平距离g、所述预应力钢束4的锚固点41与所述T梁翼缘板21端的距离c、所述预应力钢束4的锚固点41与所述箱梁1的梁顶的距离f须同时满足：

d+R<f-gtan(β)<d+e-R；

d+R<f-Ltan(β)<d+e-R；

a+R+J<c<a+b-R-J；

其中，d为所述T梁结构的端横梁5顶面与所述T梁结构的梁顶的距离，e为所述T梁结构的端横梁5顶面与所述桥墩3顶面的距离，b为两片所述T梁2之间的端横梁区域的横向宽度，a为现浇端横梁区域与所述T梁翼缘板21端的距离，L为满足千斤顶的张拉要求的最小工作长度，R为满足千斤顶的张拉要求的最小工作半径。

箱梁的预应力钢束采用两端张拉的方式，既能减少预应力损失，还能使预应力钢束受力均匀，保证安全性。将预应力的张拉空间设置在T梁结构的端横梁区域范围内，使得箱梁预应力的张拉有充足空间的同时不影响T梁梁肋的架设，从而有效缩短施工周期，提高工效。通过对预应力钢束的平弯调整和竖弯调整，将千斤顶的张拉空间设置在T梁的端横梁区域范围内，所形成的预应力槽口均位于箱梁的端面上，不用截断端横梁的顶板钢筋，不影响端横梁受力，对箱梁结构的安全性无不利影响。

进一步的，所述箱梁1包括顶板11、箱梁翼缘板12、底板13、腹板14，所述腹板14在桥梁宽度方向上位于相邻跨的两片所述T梁2的端横梁区域的中心附近，优选为位于端横梁区域的中心，能更加满足预应力钢束4的平弯和竖弯要求。

基于同一种发明构思，本发明还提出一种梁端预应力结构的施工方法，其特征在于，所述箱梁1的现浇和所述T梁2的架设同时进行，在预制所述T梁2时，T梁翼缘板21超出所述T梁梁肋22的部分不预制，待箱梁1张拉完后现浇，在所述T梁梁肋22中预埋所述端横梁5的连接钢筋。因箱梁预应力的张拉不影响T梁梁肋的架设，使得T梁梁肋的架设可在箱梁预应力张拉前进行，箱梁和T梁可以平行施工，缩短了施工工期。

进一步的，所述箱梁1的现浇包括在所述桥墩3的上方进行所述箱梁1的搭设支架及浇筑立模，搭设的支架包括箱梁现浇段的临时性支架。

进一步的，还包括如下步骤：

将所述预应力钢束两端的锚固点41设置在相邻跨的所述T梁结构的端横梁区域中。因T梁的端横梁部分尚未现浇，为箱梁的梁端预应力提供了足够的布置空间和千斤顶的张拉作业空间。

所述T梁2预制完成后，将T梁2架设在所述桥墩3上，所述箱梁现浇完成，通过千斤顶在所述T梁的端横梁区域中张拉所述箱梁梁端预应力。

现浇T梁的端横梁和湿接缝，拆除箱梁支架。通过将T梁的端横梁由部分预制部分后浇调整为全部整体后浇的方式，增强了端横梁整体受力性能，减少了混凝土龄期差较大导致的收缩裂缝对端横梁产生的不利影响，也给箱梁预应力的布置和张拉提供了足够的空间。

本发明提出的箱梁梁端预应力的张拉以及T梁端横梁的施工方案，使得现浇(悬浇)预应力混凝土箱梁预应力张拉可以在T梁架设后进行，同时避免影响结构的安全，且工艺简单、施工周期短、施工质量易于保证。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims (7)

1.一种梁端预应力结构，包括箱梁（1）、T梁结构、桥墩（3）、预应力钢束（4），所述箱梁（1）的相邻跨为所述T梁结构，每相邻跨的所述箱梁（1）和所述T梁结构的交接处位于所述桥墩（3）上，所述T梁结构包括端横梁（5）、T梁（2），所述T梁（2）有多片，每片所述T梁（2）包括T梁翼缘板（21）、T梁梁肋（22），多片所述T梁（2）在梁端通过端横梁（5）在桥梁宽度方向上连接，所述箱梁（1）内设有多根所述预应力钢束（4），其特征在于，所述预应力钢束（4）锚固点（41）在桥梁宽度方向上位于相邻跨的所述T梁（2）的端横梁区域中，所述预应力钢束（4）平行于桥轴线所在的铅垂面；所述预应力钢束（4）与水平线的夹角β、所述预应力钢束（4）的锚固点（41）与所述箱梁（1）和T梁（2）的交接处的桥墩截面的水平距离g、所述预应力钢束（4）的锚固点（41）与所述T梁翼缘板（21）端的距离c、所述预应力钢束（4）的锚固点（41）与所述箱梁（1）的梁顶的距离f须同时满足：

d+R<f-gtan(β)<d+e-R；

d+R<f-Ltan(β)<d+e-R；

a+R+J<c<a+b-R-J；

其中，d为所述T梁结构的端横梁（5）顶面与所述T梁结构的梁顶的距离，e为所述T梁结构的端横梁（5）顶面与所述桥墩（3）顶面的距离，b为两片所述T梁（2）之间的端横梁区域的横向宽度，a为现浇端横梁区域与所述T梁翼缘板（21）端的距离，L为满足千斤顶的张拉要求的最小工作长度，R为满足千斤顶的张拉要求的最小工作半径。

2.根据权利要求1所述的一种梁端预应力结构，其特征在于，所述箱梁（1）包括顶板（11）、箱梁翼缘板（12）、底板（13）、腹板（14），所述腹板（14）在桥梁宽度方向上位于相邻跨的两片所述T梁（2）之间的端横梁区域的中心。

3.一种梁端预应力结构的施工方法，包括如权利要求1或2所述的梁端预应力结构，其特征在于，所述箱梁（1）的现浇和所述T梁（2）的架设同时进行，在预制所述T梁（2）时，T梁翼缘板（21）超出所述T梁梁肋（22）的部分不预制，待箱梁（1）张拉完后现浇，在所述T梁梁肋（22）中预埋所述端横梁（5）的连接钢筋；所述箱梁（1）内设有多根所述预应力钢束（4），所述预应力钢束（4）与水平线的夹角β、所述预应力钢束（4）的锚固点（41）与所述箱梁（1）和T梁（2）的交接处的桥墩截面的水平距离g、所述预应力钢束（4）的锚固点（41）与所述T梁翼缘板（21）端的距离c、所述预应力钢束（4）的锚固点（41）与所述箱梁（1）的梁顶的距离f须同时满足：

d+R<f-gtan(β)<d+e-R；

d+R<f-Ltan(β)<d+e-R；

a+R+J<c<a+b-R-J；

其中，d为所述T梁结构的端横梁（5）顶面与所述T梁结构的梁顶的距离，e为所述T梁结构的端横梁（5）顶面与所述桥墩（3）顶面的距离，b为两片所述T梁（2）之间的端横梁区域的横向宽度，a为现浇端横梁区域与所述T梁翼缘板（21）端的距离，L为满足千斤顶的张拉要求的最小工作长度，R为满足千斤顶的张拉要求的最小工作半径。

4.根据权利要求3所述的一种梁端预应力结构的施工方法，其特征在于，所述箱梁（1）的现浇包括在所述桥墩（3）的上方进行所述箱梁（1）的搭设支架及浇筑立模，搭设的支架包括箱梁现浇段的临时性支架。

5.根据权利要求3所述的一种梁端预应力结构的施工方法，其特征在于，还包括如下步骤：将所述预应力钢束（4）的锚固点（41）设置在相邻跨的所述T梁结构的端横梁区域中。

6.根据权利要求3所述的一种梁端预应力结构的施工方法，其特征在于，还包括如下步骤：所述T梁（2）预制完成后，将T梁（2）架设在所述桥墩（3）上，所述箱梁（1）现浇完成后，通过千斤顶在所述T梁（2）的端横梁区域中张拉所述箱梁（1）梁端预应力。

7.根据权利要求3所述的一种梁端预应力结构的施工方法，其特征在于，还包括如下步骤：现浇T梁结构的端横梁（5）和湿接缝（6），拆除箱梁支架。

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