CN114561865A - 基于预制预应力uhpc外壳的预应力混凝土盖梁及其施工工艺 - Google Patents
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Abstract
一种基于预制预应力UHPC外壳的预应力混凝土盖梁及其施工工艺,盖梁包括UHPC外壳、支座、墩柱、钢筋骨架、混凝土肋、工字钢肋及预应力钢筋,UHPC外壳通过支座设在墩柱顶部;UHPC外壳内部浇筑有普通混凝土;UHPC外壳内表面设有混凝土肋和工字钢肋;工字钢肋顶部设有预应力钢筋;UHPC外壳内部还设有预应力筋/索,预应力筋/索与UHPC外壳固定连接。施工工艺为:将预制好的UHPC外壳吊装到墩柱顶部;在UHPC外壳内部安装工字钢肋;在工字钢肋顶部安装预应力钢筋;张拉预应力钢筋后将其固定到工字钢肋上;在UHPC外壳内部布设预应力筋/索;将普通混凝土浇筑到UHPC外壳内部;待普通混凝土达到设计强度后,张拉预应力筋/索,最后通过垫板和锚具将预应力筋/索固定到UHPC外壳上。
Description
技术领域
本发明属于桥梁工程技术领域,特别是涉及一种基于预制预应力UHPC外壳的预应力混凝土盖梁及其施工工艺。
背景技术
现阶段,对于混凝土桥梁的施工来说,通常是在现场进行混凝土施工,而现浇混凝土施工则需要大量的模板和临时支架,因此存在现场作业量大、施工工序复杂、施工工期长、保证施工质量相对较为困难、施工占地多及施工风险高等缺点,不仅会消耗大量能源,而且还会对周围环境造成不利影响,并且现场搭设的支架和盖梁模板容易产生缺陷,也会对盖梁质量产生不利影响。
此外,在现场浇筑混凝土桥梁的施工时,桥梁的施工质量还会受到施工空间、季节气候、周边环境等诸多因素的限制,并且桥梁的施工会对桥下道路交通造成严重影响,甚至需要中断桥下的道路交通。
为此,装配式混凝土也应运而生。但是,对于采用整体式预制混凝土盖梁的吊装就位施工方式来说,虽然与现场浇注混凝土的施工方式相比减小了施工对桥下交通的影响,但盖梁重量大,会给盖梁的运输及吊装造成较大困难。此外,上述施工方法还会受到制造场地、吊装机具、吊装空间、运输设施等诸多因素的限制。
预制混凝土装配式施工工艺已经成为我国工程建设的重要发展方向,桥梁上部结构、桥墩、桩基等构件的预制装配化技术也已趋于成熟,但是大吨位盖梁的装配化难题一直没有很好解决,尤其是大悬臂盖梁,其自重通常可达200t~600t,运输和吊装十分困难,采用装配式施工时则更加困难。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明提供一种基于预制预应力UHPC外壳的预应力混凝土盖梁及其施工工艺,该盖梁包含了一个利用UHPC制作的薄壁外壳,该UHPC外壳需要先行吊装到混凝土墩柱上,之后在UHPC外壳内部设置钢筋骨架,然后再布设预应力钢筋/索,最后向UHPC外壳内部浇筑普通混凝土,待普通混凝土达到设计强度后,完成预应力钢筋/索的张拉,从而可形成预应力混凝土盖梁。同时为了提高UHPC外壳的纵向刚度以及防止UHPC外壳内部在浇筑普通混凝土时侧向变形过大,在外壳内侧沿纵向布设有两条预应力钢筋,在外壳内表面设置有混凝土肋和钢肋,用以减小UHPC外壳腹板上部应力和结构体竖向变形,使UHPC外壳在施工、运输、吊装等不同载荷工况下满足设计要求。该施工工艺与传统的施工工艺相比,不需要架设临时支撑和模板,有效简化了施工工序,缩短了施工时间,也减少了污染和噪音,可将施工对桥下道路交通的影响降到最低。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:一种基于预制预应力UHPC外壳的预应力混凝土盖梁,包括UHPC外壳、支座、墩柱、钢筋骨架、混凝土肋、工字钢肋及预应力钢筋;所述UHPC外壳通过支座设置在墩柱顶部;所述UHPC外壳与支座采用一体式结构,在支座上竖直设有若干预埋套管;在所述墩柱顶部竖直设有若干预埋钢筋,预埋钢筋与预埋套管数量相同且位置一一对应,预埋钢筋穿过预埋套管延伸至UHPC外壳内部;所述钢筋骨架固定设置在UHPC外壳内部,在设置有钢筋骨架的UHPC外壳内部浇筑有普通混凝土;所述混凝土肋设置在UHPC外壳内表面且分布于盖梁腹板和侧板处,混凝土肋数量若干,若干混凝土肋沿盖梁横向均匀布置;所述混凝土肋与UHPC外壳采用一体式结构;所述工字钢肋也设置在UHPC外壳内表面且分布于盖梁腹板和侧板处,工字钢肋数量若干,若干工字钢肋与若干混凝土肋沿盖梁横向交替设置;所述工字钢肋与UHPC外壳之间通过预埋螺栓固定连接;所述预应力钢筋设置在UHPC外壳内部,预应力钢筋沿盖梁纵向分布且位于工字钢肋顶部,预应力钢筋的两端均依次通过垫板和锚具与工字钢肋固定连接;所述预应力钢筋布设时采用曲线型或直线型。
在所述UHPC外壳内部还设置有预应力筋/索;所述预应力筋/索数量若干且沿盖梁纵向分布,预应力筋/索的两端均依次通过垫板和锚具与UHPC外壳固定连接。
所述的基于预制预应力UHPC外壳的预应力混凝土盖梁的施工工艺,包括如下步骤:
步骤一:将预制好的UHPC外壳吊装到墩柱顶部,使墩柱顶部的预埋钢筋准确穿入支座的预埋套管中;
步骤二:在UHPC外壳内部安装工字钢肋,将工字钢肋通过预埋螺栓与UHPC外壳固定连接到一起;
步骤三:在UHPC外壳内部安装预应力钢筋,将预应力钢筋顶撑在工字钢肋顶部,调整好预应力钢筋的弯度,使布设好的预应力钢筋两端从两侧最外端的工字钢肋上穿出,之后张拉预应力钢筋,最后通过垫板和锚具将预应力钢筋固定到工字钢肋上;
步骤四:将钢筋骨架吊装到UHPC外壳内部并固定;
步骤五:在UHPC外壳内部布设预应力筋/索,布设好的预应力筋/索两端需要穿出UHPC外壳;
步骤六:将普通混凝土浇筑到UHPC外壳内部;
步骤七:待普通混凝土达到设计强度后,张拉预应力筋/索,最后通过垫板和锚具将预应力筋/索固定到UHPC外壳上。
本发明的有益效果:
本发明的基于预制预应力UHPC外壳的预应力混凝土盖梁及其施工工艺,该盖梁包含了一个利用UHPC(Ultra-High Performance Concrete,超高性能混凝土材料)制作的薄壁外壳,该UHPC外壳需要先行吊装到混凝土墩柱上,之后在UHPC外壳内部设置钢筋骨架,然后再布设预应力钢筋/索,最后向UHPC外壳内部浇筑普通混凝土,待普通混凝土达到设计强度后,完成预应力钢筋/索的张拉,从而可形成预应力混凝土盖梁。同时为了提高UHPC外壳的纵向刚度以及防止UHPC外壳内部在浇筑普通混凝土时侧向变形过大,在外壳内侧沿纵向布设有两条预应力钢筋,在外壳内表面设置有混凝土肋和钢肋,用以减小UHPC外壳腹板上部应力和结构体竖向变形,使UHPC外壳在施工、运输、吊装等不同载荷工况下满足设计要求。该施工工艺与传统的施工工艺相比,不需要架设临时支撑和模板,有效简化了施工工序,缩短了施工时间,也减少了污染和噪音,可将施工对桥下道路交通的影响降到最低。
附图说明
图1为本发明的一种基于预制预应力UHPC外壳的预应力混凝土盖梁的正视图;
图2为本发明的一种基于预制预应力UHPC外壳的预应力混凝土盖梁(钢筋骨架和普通混凝土未示出)的俯视图;
图3为图2中A-A剖视图;
图4为图3中B-B剖视图;
图5为图3中B-B剖视图(钢筋骨架和普通混凝土已示出);
图6为图2中I部放大图;
图中,1—UHPC外壳,2—支座,3—墩柱,4—钢筋骨架,5—预埋套管,6—预埋钢筋,7—普通混凝土,8—预应力筋/索,9—垫板,10—锚具,11—混凝土肋,12—工字钢肋,13—预应力钢筋,14—预埋螺栓。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
如图1~6所示,一种基于预制预应力UHPC外壳的预应力混凝土盖梁,包括UHPC外壳1、支座2、墩柱3、钢筋骨架4、混凝土肋11、工字钢肋12及预应力钢筋13;所述UHPC外壳1通过支座2设置在墩柱3顶部;所述UHPC外壳1与支座2采用一体式结构,在支座2上竖直设有若干预埋套管5;在所述墩柱3顶部竖直设有若干预埋钢筋6,预埋钢筋6与预埋套管5数量相同且位置一一对应,预埋钢筋6穿过预埋套管5延伸至UHPC外壳1内部;所述钢筋骨架4固定设置在UHPC外壳1内部,在设置有钢筋骨架4的UHPC外壳1内部浇筑有普通混凝土7;所述混凝土肋11设置在UHPC外壳1内表面且分布于盖梁腹板和侧板处,混凝土肋11数量若干,若干混凝土肋11沿盖梁横向均匀布置;所述混凝土肋11与UHPC外壳1采用一体式结构;所述工字钢肋12也设置在UHPC外壳1内表面且分布于盖梁腹板和侧板处,工字钢肋12数量若干,若干工字钢肋12与若干混凝土肋11沿盖梁横向交替设置;所述工字钢肋12与UHPC外壳1之间通过预埋螺栓14固定连接;所述预应力钢筋13设置在UHPC外壳1内部,预应力钢筋13沿盖梁纵向分布且位于工字钢肋12顶部,预应力钢筋13的两端均依次通过垫板9和锚具10与工字钢肋12固定连接;所述预应力钢筋13布设时采用曲线型或直线型。
在所述UHPC外壳1内部还设置有预应力筋/索8;所述预应力筋/索8数量若干且沿盖梁纵向分布,预应力筋/索8的两端均依次通过垫板9和锚具10与UHPC外壳1固定连接。
所述的基于预制预应力UHPC外壳的预应力混凝土盖梁的施工工艺,包括如下步骤:
步骤一:将预制好的UHPC外壳1吊装到墩柱3顶部,使墩柱3顶部的预埋钢筋6准确穿入支座2的预埋套管5中;
步骤二:在UHPC外壳1内部安装工字钢肋12,将工字钢肋12通过预埋螺栓14与UHPC外壳1固定连接到一起;
步骤三:在UHPC外壳1内部安装预应力钢筋13,将预应力钢筋13顶撑在工字钢肋12顶部,调整好预应力钢筋13的弯度,使布设好的预应力钢筋13两端从两侧最外端的工字钢肋12上穿出,之后张拉预应力钢筋13,最后通过垫板9和锚具10将预应力钢筋13固定到工字钢肋12上;
步骤四:将钢筋骨架4吊装到UHPC外壳1内部并固定;
步骤五:在UHPC外壳1内部布设预应力筋/索8,布设好的预应力筋/索8两端需要穿出UHPC外壳1;
步骤六:将普通混凝土7浇筑到UHPC外壳1内部;
步骤七:待普通混凝土7达到设计强度后,张拉预应力筋/索8,最后通过垫板9和锚具10将预应力筋/索8固定到UHPC外壳1上。
实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围,凡未脱离本发明所为的等效实施或变更,均包含于本案的专利范围中。
Claims (3)
1.一种基于预制预应力UHPC外壳的预应力混凝土盖梁,其特征在于:包括UHPC外壳、支座、墩柱、钢筋骨架、混凝土肋、工字钢肋及预应力钢筋;所述UHPC外壳通过支座设置在墩柱顶部;所述UHPC外壳与支座采用一体式结构,在支座上竖直设有若干预埋套管;在所述墩柱顶部竖直设有若干预埋钢筋,预埋钢筋与预埋套管数量相同且位置一一对应,预埋钢筋穿过预埋套管延伸至UHPC外壳内部;所述钢筋骨架固定设置在UHPC外壳内部,在设置有钢筋骨架的UHPC外壳内部浇筑有普通混凝土;所述混凝土肋设置在UHPC外壳内表面且分布于盖梁腹板和侧板处,混凝土肋数量若干,若干混凝土肋沿盖梁横向均匀布置;所述混凝土肋与UHPC外壳采用一体式结构;所述工字钢肋也设置在UHPC外壳内表面且分布于盖梁腹板和侧板处,工字钢肋数量若干,若干工字钢肋与若干混凝土肋沿盖梁横向交替设置;所述工字钢肋与UHPC外壳之间通过预埋螺栓固定连接;所述预应力钢筋设置在UHPC外壳内部,预应力钢筋沿盖梁纵向分布且位于工字钢肋顶部,预应力钢筋的两端均依次通过垫板和锚具与工字钢肋固定连接;所述预应力钢筋布设时采用曲线型或直线型。
2.根据权利要求1所述的一种基于预制预应力UHPC外壳的预应力混凝土盖梁,其特征在于:在所述UHPC外壳内部还设置有预应力筋/索;所述预应力筋/索数量若干且沿盖梁纵向分布,预应力筋/索的两端均依次通过垫板和锚具与UHPC外壳固定连接。
3.权利要求1所述的基于预制预应力UHPC外壳的预应力混凝土盖梁的施工工艺,其特征在于包括如下步骤:
步骤一:将预制好的UHPC外壳吊装到墩柱顶部,使墩柱顶部的预埋钢筋准确穿入支座的预埋套管中;
步骤二:在UHPC外壳内部安装工字钢肋,将工字钢肋通过预埋螺栓与UHPC外壳固定连接到一起;
步骤三:在UHPC外壳内部安装预应力钢筋,将预应力钢筋顶撑在工字钢肋顶部,调整好预应力钢筋的弯度,使布设好的预应力钢筋两端从两侧最外端的工字钢肋上穿出,之后张拉预应力钢筋,最后通过垫板和锚具将预应力钢筋固定到工字钢肋上;
步骤四:将钢筋骨架吊装到UHPC外壳内部并固定;
步骤五:在UHPC外壳内部布设预应力筋/索,布设好的预应力筋/索两端需要穿出UHPC外壳;
步骤六:将普通混凝土浇筑到UHPC外壳内部;
步骤七:待普通混凝土达到设计强度后,张拉预应力筋/索,最后通过垫板和锚具将预应力筋/索固定到UHPC外壳上。
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