CN114575269B - 一种斜拉桥箱梁及其施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种斜拉桥箱梁及其施工方法，包括：箱梁主体，所述箱梁主体设于桥墩、基础上，所述箱梁主体包括箱梁顶板、箱梁底板和若干设置在所述箱梁顶板和所述箱梁底板之间的斜杆，所述斜杆包括第一斜杆和第二斜杆，所述第一斜杆和所述第二斜杆均固定连接在所述箱梁顶板和所述箱梁底板之间，且沿顺桥向间隔设置；沿顺桥方向，所述第一斜杆的截面尺寸大于所述第二斜杆的截面尺寸，能够直接支撑于底板，减轻了结构自重的压力。本发明优点是：达到了有效传递荷载、减轻结构自重、便于施工的目的，为斜拉桥提供了一种新颖的梁部结构形式。

Description

一种斜拉桥箱梁及其施工方法
技术领域
本发明涉及桥梁工程技术领域，具体而言，涉及一种斜拉桥箱梁及其施工方法。
背景技术
现有的斜拉桥采用的一般是双索面单箱双室设隔板截面或单索面单箱三室设隔板截面，但是其隔板施工较为复杂、箱室腹板多结构自重大，会引起下部结构工程数量增加、并且不利于抗震；而W型斜腹板箱梁的顶板、斜腹板支架和模板搭设施工也较为不便，顶板支架需通过腹板模板支撑；腹板斜率较大时，钢筋绑扎、模板及支架布置难度较大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种斜拉桥箱梁，其能够直接支撑于底板，减轻了结构自重的压力。为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
本申请提供了一种斜拉桥箱梁，包括:箱梁主体，所述箱梁主体设于桥墩、基础上，所述箱梁主体包括箱梁顶板、箱梁底板和若干设置在所述箱梁顶板和所述箱梁底板之间的斜杆，所述斜杆包括第一斜杆和第二斜杆，所述第一斜杆和所述第二斜杆均固定连接在所述箱梁顶板和所述箱梁底板之间，且沿顺桥向间隔设置；沿顺桥方向，所述第一斜杆的截面尺寸大于所述第二斜杆的截面尺寸。
现有技术的斜拉桥一般采用双索面单箱双室或单索面单箱三室设隔板截面，但是隔板施工大多较为复杂、箱室腹板多结构自重大，会引起下部结构工程数量增加、并且不利于抗震；而对于单索面斜拉桥，W形截面的中央斜腹板可有效传递拉索竖向力，不需设置横隔板，工程数量节省，施工便捷，是一种较优的梁部结构形式；但是W型斜腹板箱梁的顶板、斜腹板支架和模板搭设施工也是较为不便，顶板支架还需通过腹板模板支撑；并且当腹板斜率较大时，绑扎钢筋、布置模板及支架等工作更是增大了施工的难度。
本发明增加了箱梁顶板和箱梁底板之间的斜杆，通过对斜杆顺桥向间隔布置，箱梁顶板的支架可以支撑在箱梁底板上，同时斜杆施工与斜腹板相比，也大大减小了支架布置、钢筋绑扎难度，通过本发明达到了有效传递荷载、减轻结构自重、便于施工的目的，为斜拉桥提供了一种新颖的梁部结构形式。
综合上述提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述第一斜杆的顶端通过锚固块与所述箱梁顶板固定连接。
综合上述提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述第二斜杆的顶端通过端块与所述箱梁顶板固定连接。
综合上述提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述锚固块内设置有预埋管，所述预埋管上端与所述锚固块交接处设有用来锚固斜拉索的锚垫板。
综合上述提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述第一斜杆包括第一竖向预应力钢束和第二竖向预应力钢束，所述第一竖向预应力钢束和第二竖向预应力钢束均设在所述锚固块与所述箱梁底板之间，且所述第一竖向预应力钢束的一端和所述第二竖向预应力钢束的一端延伸方向相交叉。
综合上述提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述第一竖向预应力钢束和所述第二竖向预应力钢束之间锚穴布置有若干个斜杆预应力张拉端。
综合上述提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述箱梁顶板内部设有若干根布设的横向预应力钢束，所述横向预应力钢束沿顺桥的延伸方向布设。
综合上述提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述箱梁主体的纵杆内部设有若干单独排列的纵向预应力钢束。
综合上述提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述基础上设有桥墩，所述桥墩用于支撑所述箱梁主体，所述箱梁主体的两端施工时分别设有挂篮。
一种斜拉桥箱梁的施工方法，包括以下步骤：
S1：将所述箱梁底板、腹板和所述斜杆的钢筋进行绑扎；
S2：将所述箱梁顶板、所述锚固块和所述端块的钢筋进行绑扎；
S3：将所述斜杆、所述锚固块和所述端块与箱梁混凝土混合浇筑，一次灌筑成型；
S4：所述第一竖向预应力钢束和所述第二竖向预应力钢束进行张拉。
本发明的有益效果为：
本发明一种斜拉桥箱梁，继承发扬了单索面斜拉桥W形截面的传力路径简洁、经济合理的优势；并且斜杆纵向间隔布置，为顶板浇筑搭设支架提供了便利，顶板支架可大部分直接支撑于底板，不必先支撑于斜腹板再传力至底板，减轻了结构自重；并且对于变梁高的大跨度斜拉桥，采用纵向间隔布置斜杆的截面，各斜杆可灵活布置，采用不同的斜率，避免了连续斜腹板需按空间曲面布置的缺点。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的整体结构立面图。
图2为本发明实施例提供的图1中A的局部立面图。
图3为本发明实施例提供的所述第一斜杆的横断面示意图。
图4为本发明实施例提供的所述第二斜杆的横断面示意图。
图5为本发明实施例提供的所述挂篮悬浇结构立面图。
图中标记：1、箱梁顶板；2、箱梁底板；3、锚固块；4、第一斜杆；5、第二斜杆；6、预埋管；7、端块；8、桥墩；9、桥塔；10、纵向预应力钢束；11、横向预应力钢束；12、斜杆预应力张拉端；131、第一竖向预应力钢束；132、第二竖向预应力钢束；14、斜拉索；16、基础。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
实施例1：
如图1-5所示，本实施例提供了一种斜拉桥箱梁，包括箱梁主体，箱梁主体设于桥墩8、基础16上，箱梁主体包括箱梁顶板1、箱梁底板2和若干设置在箱梁顶板1和箱梁底板2之间的斜杆，斜杆纵向间隔布置，为顶板浇筑搭设支架提供了便利，顶板支架可大部分直接支撑于底板，不必先支撑于斜腹板再传力至底板，斜杆包括第一斜杆4和第二斜杆5，第一斜杆4和第二斜杆5均固定连接在箱梁顶板1和箱梁底板2之间，且沿顺桥向间隔设置；沿顺桥方向，第一斜杆4的截面尺寸大于第二斜杆5的截面尺寸，第一斜杆4为大斜杆，第二斜杆5为小斜杆，大斜杆的纵向尺寸为1m，小斜杆的纵向尺寸为0.6m，该尺寸是根据受力分析计算得到的，可按比例承担拉索竖向分力，是较为合理的布置，而斜杆内设置了竖向预应力钢束，顶板和腹板设置纵向预应力钢束10，为承受列车等荷载，顶板设置了横向预应力钢束11。
可选地，第一斜杆4的顶端通过锚固块3与箱梁顶板1固定连接，第一斜杆4内竖向预应力交叉锚固于拉索预埋钢管上方，有效传递拉索竖向力，大斜杆竖向预应力交叉锚固于拉索预埋钢管上方，有效传递拉索竖向力。
可选地，第二斜杆5的顶端通过端块7与箱梁顶板1固定连接，第二斜杆5内的的竖向预应力曲线段布置于端块7范围，可有效防止预应力钢束崩起，小斜杆预应力交叉设于拉索预埋管6下方，可有效避免干扰，而相同纵向位置处的预应力钢束纵向交错布置，避免冲突，有利于对称受力。
可选地，锚固块3内设置有预埋管6，预埋管6上端与锚固块3交接处设有用来锚固斜拉索14的锚垫板。
可选地，第一斜杆4包括第一竖向预应力钢束131和第二竖向预应力钢束132，第一竖向预应力钢束131和第二竖向预应力钢束132均设在锚固块3与箱梁底板2之间，且第一竖向预应力钢束131的一端和第二竖向预应力钢束132的一端延伸方向相交叉；而第一斜杆4与拉索锚固块3相交汇，可有效传递拉索索力，锚固块3与斜杆夹角为钝角，可避免应力集中。
可选地，第一竖向预应力钢束131和第二竖向预应力钢束132之间锚穴布置有若干个斜杆预应力张拉端12。
可选地，箱梁顶板1内部设有若干根布设的横向预应力钢束11，横向预应力钢束11沿顺桥的延伸方向布设。
可选地，箱梁主体的纵杆内部设有若干排列的纵向预应力钢束10，箱梁外腹部设置有精轧螺纹钢竖向预应力。
可选地，基础16上设有桥墩8，桥墩8用于支撑箱梁主体，箱梁主体的两端施工时分别设有挂篮，在施工时逐个节段浇筑梁部混凝土，达到强度后，移动挂篮，张拉前一节段的斜拉索14；在梁桥面的中间位置也就是与桥墩8相对应的位置设有桥塔9，桥塔9的塔身连接有拉索，拉索的一端连接桥塔9的塔身，另一端连接箱梁上，此为现有技术。
综上，梁内拉索锚固块3是直接承受斜拉索14力的构造，第一斜杆4一端与拉索锚固块3连接，一端与箱梁梁底梗斜连接；第二斜杆5一端与斜杆上端块7连接，一端与与箱梁梁底梗斜连接；第一、第二斜杆5均设置竖向预应力钢束，竖向预应力钢束采用单端张拉，并于箱梁顶板1处交叉锚固。
实施例2：
一种斜拉桥箱梁的施工方法，包括以下步骤：
主梁采用挂篮对称悬臂灌筑施工，中支点0号梁段在各墩顶灌筑，其余各梁段采用挂篮悬臂灌筑；梁体钢筋应整体绑扎，先进行底板、腹板、斜杆钢筋的绑扎，然后进行顶板钢筋的绑扎；灌筑梁段混凝土时应水平分层，连续浇筑，一次整体灌筑成型；斜杆、拉索锚固块3、斜杆上端块7应与箱梁混凝土一起浇筑，锯齿块内预应力管道和普通钢筋较密，浇筑混凝土时应加强振捣，确保混凝土密实。
需要说明的是，根据以往工程经验，常见的W型斜腹板箱梁顶板1、斜腹板支架和模板搭设施工较为不便，顶板支架需通过腹板模板支撑；腹板斜率较大时，钢筋绑扎、模板及支架布置难度较大；本设计斜杆顺桥向间隔布置，箱梁顶板1的支架可以支撑在箱梁底板2上，同时斜杆施工与斜腹板相比，也大大减小了支架布置、钢筋绑扎难度。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种斜拉桥箱梁，其特征在于，包括:箱梁主体，所述箱梁主体设于桥墩(8)、基础(16)上，所述箱梁主体包括箱梁顶板(1)、箱梁底板(2)和若干设置在所述箱梁顶板(1)和所述箱梁底板(2)之间的斜杆，所述斜杆包括第一斜杆(4)和第二斜杆(5)，所述第一斜杆(4)和所述第二斜杆(5)均固定连接在所述箱梁顶板(1)和所述箱梁底板(2)之间，且沿顺桥向间隔设置，所述第一斜杆(4)的截面尺寸大于所述第二斜杆(5)的截面尺寸，所述斜拉桥箱梁为变梁高的大跨度斜拉桥，各斜杆灵活布置，采用不同的斜率。
2.根据权利要求1所述的一种斜拉桥箱梁，其特征在于：所述第一斜杆(4)的顶端通过锚固块(3)与所述箱梁顶板(1)固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种斜拉桥箱梁，其特征在于：所述第二斜杆(5)的顶端通过端块(7)与所述箱梁顶板(1)固定连接。
4.根据权利要求2所述的一种斜拉桥箱梁，其特征在于：所述锚固块(3)内设置有预埋管(6)，所述预埋管(6)上端与所述锚固块(3)交接处设有用来锚固斜拉索(14)的锚垫板。
5.根据权利要求2所述的一种斜拉桥箱梁，其特征在于：所述第一斜杆(4)包括第一竖向预应力钢束(131)和第二竖向预应力钢束(132)，所述第一竖向预应力钢束(131)和第二竖向预应力钢束(132)均设在所述锚固块(3)与所述箱梁底板(2)之间，且所述第一竖向预应力钢束(131)的一端和所述第二竖向预应力钢束(132)的一端延伸方向相交叉。
6.根据权利要求5所述的一种斜拉桥箱梁，其特征在于：所述第一竖向预应力钢束(131)和所述第二竖向预应力钢束(132)之间锚穴布置有若干个斜杆预应力张拉端(12)。
7.根据权利要求1所述的一种斜拉桥箱梁，其特征在于：所述箱梁顶板(1)内部设有若干根布设的横向预应力钢束(11)，所述横向预应力钢束(11)沿顺桥的延伸方向布设。
8.根据权利要求1所述的一种斜拉桥箱梁，其特征在于：所述箱梁主体的纵杆内部设有若干单独排列的纵向预应力钢束(10)。
9.根据权利要求1所述的一种斜拉桥箱梁，其特征在于：所述基础(16)上设有桥墩(8)，所述桥墩(8)用于支撑所述箱梁主体，所述箱梁主体的两端施工时分别设有挂篮。
10.一种基于权利要求1的一种斜拉桥箱梁的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将箱梁底板(2)、腹板和斜杆的钢筋进行绑扎；
S2：将箱梁顶板(1)、锚固块(3)和端块(7)的钢筋进行绑扎，其中，第一斜杆(4)的顶端通过锚固块(3)与所述箱梁顶板(1)固定连接，第二斜杆(5)的顶端通过端块(7)与所述箱梁顶板(1)固定连接，锚固块(3)内设置有预埋管(6)，所述预埋管(6)上端与所述锚固块(3)交接处设有用来锚固斜拉索(14)的锚垫板，所述第一斜杆(4)包括第一竖向预应力钢束(131)和第二竖向预应力钢束(132)，所述第一竖向预应力钢束(131)和第二竖向预应力钢束(132)均设在所述锚固块(3)与所述箱梁底板(2)之间，且所述第一竖向预应力钢束(131)的一端和所述第二竖向预应力钢束(132)的一端延伸方向相交叉；
S3：将斜杆、锚固块(3)和端块(7)与箱梁混凝土混合浇筑，一次灌筑成型；
S4：第一竖向预应力钢束(131)和第二竖向预应力钢束(132)进行张拉。
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