CN114622482A - 分层式波纹管连接预制装配盖梁结构、施工方法及设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种分层式波纹管连接预制装配盖梁结构、施工方法及设计方法。其包括下层盖梁，上层盖梁，至少两个墩柱，墩柱上表面以及下层盖梁与上层盖梁之间铺设座浆层，墩柱的部分纵筋预留伸出段，墩柱纵筋内侧设置墩柱补偿钢筋，下层盖梁和上层盖梁内上下对应预设第一金属波纹管，纵筋预留伸出段插入第一金属波纹管，两者之间灌注有UHPC灌浆料。下层盖梁和上层盖梁在墩柱补偿钢筋位置分别设置有UHPC槽，上下UHPC槽贯通组成的槽体中灌有UHPC灌浆料，在相邻的墩柱之间的下层盖梁中预埋有抗剪连接钢筋，抗剪连接钢筋伸入第二金属波纹管，两者之间灌注有UHPC灌浆料。实现上下分层盖梁协同抗弯和抗剪，达到分层盖梁等同现浇结构的目标。
Description
技术领域
本发明涉及一种预制装配盖梁结构施工方法及设计方法，特别是涉及一种分层式波纹管连接预制装配盖梁结构施工方法及设计方法，属于预制桥梁技术领域。
背景技术
近年来，随着国家对环境污染问题、结构质量问题的重视，出台了许多相关政策，也正是在这种社会背景下，预制装配结构成为桥梁工程领域一个热点研究方向。预制装配结构因其在工厂预先制作，运输至施工现场进行拼装的特点，备受施工单位青睐，同时工厂预制效率较高，构件质量能够得到保证，因此越来越多的桥梁施工单位选择使用预制装配技术建造桥梁。桥梁上部结构使用预制装配技术较多，且技术方法相对成熟，但是针对桥梁下部结构——桥墩，尤其是双柱式桥墩的使用较少，尽管目前越来越来越多的学者在研究下部结构的预制装配技术，但对于高烈度地区的预制装配桥墩研究仍然较少，且现有研究主要集中于墩柱的预制拼装，较少针对盖梁预制拼装技术。但在高烈度区，特别是山高地险的地区，传统现浇盖梁高空作业危险，且现场浇筑混凝土量大，易污染环境，同时施工质量不易得到保证。现有的预制装配盖梁技术大概有两种类型，一种为整体式盖梁预制拼装方法，采用盖梁结构为整体结构，与墩柱进行现场装配形成双柱式桥墩，但这样的方式具有整体式盖梁自重过大不易在现场吊装的缺点，同时较难运输及吊装；另一种是将盖梁分为不同节段，节段与节段之间通过预应力钢束、剪力键等构造进行连接，形成一个整体式盖梁，然后再进行现场拼装，形成整体盖梁并与墩柱进行连接。此方法可以解决盖梁自重大不易运输的问题，但仍存在现场需要进行预应力张拉等繁琐操作，不利于现场施工作业的缺点，且在连接局部容易出现剪力键破坏的现象，造成安全隐患。
发明内容
针对现有技术的上述问题，本发明提供了一种分层式波纹管连接预制装配盖梁结构、施工方法及设计方法，用以解决现有整体式盖梁自重过大的问题、装配过程复杂，局部易出现剪切破坏的技术问题。
为解决上述问题，本发明采用了如下技术方案：
一种分层式波纹管连接预制装配盖梁结构，包括下层盖梁，上层盖梁，至少两个墩柱，所述下层盖梁、上层盖梁叠合架设在所述墩柱顶面，所述墩柱上表面以及下层盖梁与上层盖梁之间铺设座浆层，所述墩柱的部分纵筋预留伸出段，另一部分纵筋在墩柱顶部位置截断，同时在墩柱纵筋内侧设置墩柱补偿钢筋，所述下层盖梁和上层盖梁内与墩柱纵筋对应位置处上下对应预设有环形布置贯通的第一金属波纹管，所述纵筋预留伸出段插入所述第一金属波纹管，所述纵筋预留伸出段和所述第一金属波纹管之间灌注有UHPC灌浆料，实现墩柱与下层盖梁、上层盖梁的连接；所述下层盖梁和上层盖梁在墩柱补偿钢筋位置上下对应设置有上盖梁UHPC槽和下盖梁UHPC槽，下盖梁UHPC槽预设在下层盖梁的若干环形布置的第一金属波纹管的中心位置，沿高度方向通长布置，其截面尺寸比墩柱补偿钢筋围成区域略大，保证墩柱补偿钢筋的插入，上盖梁UHPC槽与下盖梁UHPC槽预设位置相同，其下部截面尺寸与下盖梁UHPC槽相同，但上部采用收口结构，下盖梁UHPC槽与上盖梁UHPC槽贯通组成的槽体中灌有UHPC灌浆料，UHPC灌浆料加强墩柱与下层盖梁、上层盖梁的连接，并且增强上、下层盖梁连接处的抗剪能力；在相邻的墩柱之间的下层盖梁中预埋有抗剪连接钢筋，所述抗剪连接钢筋伸出下层盖梁顶面，所述在上层层盖梁内与抗剪连接钢筋对应位置预埋第二金属波纹管，装配时，所述抗剪连接钢筋伸入所述第二金属波纹管，并在所述抗剪连接钢筋和第二金属波纹管之间灌注有UHPC灌浆料，UHPC灌浆料将下层盖梁与上层盖梁连接成一个整体，使其协同变形。
优选地，所述墩柱补偿钢筋位于若干环形布置的墩柱纵筋中心位置。
具体地，所述下层盖梁和上层盖梁为相同混凝土强度的预制钢筋混凝土结构，所述墩柱为预制或现浇钢筋混凝土结构。
具体地，所述第二金属波纹管的长度竖向贯通上层盖梁。
优选地，所述下盖梁UHPC槽的截面为圆形，沿高度方向通长布置，所述上盖梁UHPC槽截面尺寸与下盖梁UHPC槽相同，沿高度方向通长布置，但上部截面渐变形成收口结构。
所述第一金属波纹管长度方向上竖向贯通下层盖梁与上层盖梁。
所述墩柱补偿钢筋布置于墩柱纵筋内侧，其截面积和数量按照与墩柱纵筋截断部分抗弯承载能力一致的原则计算确定，长度满足锚固度要求。
所述座浆层为高强砂浆或UHPC，其厚度为2～3cm。
上述的分层式波纹管连接预制装配盖梁结构的施工方法，包括如下步骤：
步骤一、预制各拼装构件：预制或现浇墩柱，根据设计图纸对墩柱预留的墩柱纵筋伸出段、墩柱补偿钢筋进行定位，定位完成后进行混凝土浇筑和养护；预制下层盖梁，根据设计图纸对下层盖梁预埋或预留的抗剪连接钢筋、第一金属波纹管、下盖梁UHPC槽进行定位，定位完成后进行混凝土浇筑和养护；预制上层盖梁，根据设计图纸对上层盖梁预埋或预留的第二金属波纹管、第一金属波纹管、上盖梁UHPC槽进行定位，定位完成后进行混凝土浇筑和养护；
步骤二、构件拼装：首先进行墩柱与下层盖梁的吊装，在墩柱上表面铺设座浆层，将墩柱纵筋插入下层盖梁预埋的第一金属波纹管之中，将墩柱补偿钢筋插入下层盖梁预留的下盖梁UHPC槽之中，定位完成后进行下层盖梁调平；其次进行下层盖梁与上层盖梁的拼装，在下层盖梁上表面铺设座浆层，将墩柱纵筋剩余长度部分插入上层盖梁预埋的第一金属波纹管之中，将墩柱补偿钢筋剩余长度部分插入上层盖梁预留的上盖梁UHPC槽之中，将下层盖梁预埋的抗剪连接钢筋插入上层盖梁对应位置处的第二金属波纹管之中，定位完成后进行上层盖梁调平；
步骤三、灌注灌浆料：向第二金属波纹管中灌入UHPC灌浆料，将下层盖梁与上层盖梁连接成一个整体，使其协同变形；向预埋的第一金属波纹管中灌入UHPC灌浆料，实现墩柱与下层盖梁、上层盖梁的连接；向下盖梁UHPC槽与上盖梁UHPC槽组成的槽体中灌入UHPC灌浆料，加强墩柱与下层盖梁、上层盖梁的连接，并且增强上下层盖梁连接处的抗剪能力，使得连接形式更加可靠。
上述的分层式波纹管连接预制装配盖梁结构的设计方法，包括如下步骤：
步骤一、基本参数的确定：确定盖梁尺寸以及盖梁分层位置，确定分层盖梁整体的抗弯承载能力需求Md、抗剪承载能力需求Vd；
步骤二、盖梁主筋配筋计算，盖梁主筋配筋的数量n应满足：
Mz：由于结构自重，施工荷载等因素引起的单层盖梁抗弯承载力需求；fs：钢筋抗拉强度设计值，As：受拉钢筋截面积，h0：考虑上下层盖梁协同受力时受拉钢筋中心到混凝土受压区中心的距离，h1：单层盖梁受拉钢筋中心到混凝土受压区中心的距离；
步骤三、采用如下计算公式计算抗剪连接钢筋：
Vd：斜截面受压端正截面上由作用(或荷载)效应所产生的最大剪力组合设计值(kN)
γ0：桥梁结构重要性系数
b：斜截面受压区顶端截面处矩形截面宽度
h0：斜截面受压端正截面上的有效高度，自纵向受拉钢筋合力点到受压边缘的距离(mm)
fcu,k：混凝土立方体抗压强度标准值
ρsv：抗剪连接钢筋配筋率
fsv：抗剪连接钢筋抗拉强度设计值
通过计算求得抗剪连接钢筋配筋率ρsv，选取抗剪连接钢筋直径，设计预埋抗剪连接钢筋的尺寸，并验算是否满足在普通混凝土以及在UHPC灌浆料中的锚固长度，若满足，则进行下一步，如不满足，重新选取抗剪连接钢筋直径；
利用如下公式计算抗剪连接钢筋数量：
n：抗剪连接钢筋数量
ρsv：抗剪连接钢筋配筋率
SG：盖梁横向配筋率
SK：抗剪连接钢筋截面积
步骤四、判断承载能力是否满足需求：盖梁的承载能力是否同时满足：
Mu＞Md；Vu＞Vd
Mu：盖梁抗弯承载能力
Md：盖梁抗弯承载能力需求
Vu：盖梁抗剪承载能力
Vd：盖梁抗剪需求
若满足，则进行下一步的设计流程，若不满足，则返回盖梁主筋配筋计算；
步骤五、第二金属波纹管及其他钢筋的设计：确定第二金属波纹管的直径、数量及位置，应满足：D＞2d；L＞D
D：波纹管内径
d：抗剪连接钢筋直径
L：波纹管净间距
箍筋的布置应满足箍筋配筋率与现浇结构一致的要求，其他构造钢筋的布置满足规范要求即可。
本发明的有益效果在于：
1)本申请提供的分层式波纹管连接预制装配盖梁结构通过上、下分层设置解决了整体装配式盖梁现场施工存在的运输、吊装困难等问题；同时，可以避免常用节段拼装式盖梁分段吊装时存在的接缝处剪力键易破坏的问题。这种分层式波纹管连接预制装配盖梁构造通过上层预埋波纹管、下层预埋抗剪连接钢筋的方式将盖梁上、下层之间拼装成整体，实现上下分层盖梁协同抗弯和抗剪，达到分层盖梁等同现浇结构的目标。
2)本申请提供的分层式波纹管连接预制装配盖梁结构中，第二金属波纹管中灌入UHPC灌浆料，将下层盖梁与上层盖梁连接成一个整体，使其协同变形；预埋的第一金属波纹管中灌入UHPC灌浆料，实现墩柱与下层盖梁、上层盖梁的连接；下盖梁UHPC槽与上盖梁UHPC槽组成的槽体中灌入UHPC灌浆料，加强墩柱与下层盖梁、上层盖梁的连接，并且增强上、下层盖梁连接处的抗剪能力，使得连接形式更加可靠。
3)本申请提供的分层式波纹管连接预制装配盖梁结构中，上盖梁UHPC槽和下盖梁UHPC槽相同，沿高度方向通长布置，但上盖梁UHPC槽上部采用收口的形式，在满足钢筋锚固长度的同时，减小UHPC的用量。
4)本申请提供的分层式波纹管连接预制装配盖梁结构中，通过设置座浆层将装配构件在拼装过程中调平，同时还可以增强界面的连接强度，避免压溃。
5)本申请提供的分层式波纹管连接预制装配盖梁结构，施工过程简便快捷，采用灌浆金属波纹管的连接形式，施工容错性较大，金属波纹管无需预留注浆孔和注浆管道，拼装完成后，只需向波纹管中灌浆，同时也无需搭设模板和临时支护，无需注浆机压浆，大大降低现场作业难度，节省工期。克服了传统现浇盖梁结构施工周期长，污染环境，施工质量无法有效保证等弊端。
附图说明
图1是本申请分层式波纹管连接预制装配盖梁结构正视图；
图2是图1的俯视图；
图3是本申请分层式波纹管连接预制装配盖梁结构的三维图；
图4是本申请分层式波纹管连接预制装配盖梁结构分解示意图；
图5是本申请分层式波纹管连接预制装配盖梁构造下盖梁分解示意图；
图6是本申请分层式波纹管连接预制装配盖梁构造上盖梁分解示意图；
图7是本申请分层式波纹管连接预制装配盖梁构造墩柱示意图；
图8是本申请分层式波纹管连接预制装配盖梁结构设计方法流程图。
附图标记：1—下层盖梁，2—上层盖梁，3—抗剪连接钢筋，4—第二金属波纹管，5—UHPC灌浆料，6—座浆层，7—下盖梁UHPC槽，8—上盖梁UHPC槽，9—第一金属波纹管，10—墩柱，11—墩柱纵筋，12—墩柱补偿钢筋。
具体实施方式
为了使本发明的工作原理更加清晰明了，结合图片来描述本发明，但是本发明并不限于这一种实施例。
如图1-图7所示，一种分层式波纹管连接预制装配盖梁结构，包括下层盖梁1，上层盖梁2，至少两个墩柱10，所述下层盖梁1，上层盖梁2叠合架设在所述墩柱10顶面，所述墩柱10上表面以及下层盖梁1与上层盖梁2之间铺设座浆层6，所述墩柱10的部分纵筋预留伸出段，另一部分纵筋在墩柱顶部位置截断，同时在墩柱纵筋内侧设置墩柱补偿钢筋12，所述下层盖梁1，上层盖梁2内与墩柱纵筋对应位置处上下对应预设有环形布置的墩柱纵筋金属波纹管9，所述纵筋预留伸出段插入所述墩柱纵筋金属波纹管9，所述纵筋预留伸出段和所述墩柱纵筋金属波纹管9之间灌注有UHPC灌浆料5，UHPC为超高性能混凝土，实现墩柱10与下层盖梁1、上层盖梁2的连接；所述下层盖梁1，上层盖梁2在墩柱补偿钢筋12位置上下对应设置有UHPC灌浆槽，下盖梁UHPC槽7预设在下层盖梁1的若干环形布置的第一金属波纹管9的中心位置，沿高度方向通长布置，其截面尺寸比墩柱补偿钢筋12围成区域略大，保证墩柱补偿钢筋12的插入，上盖梁UHPC槽8与下盖梁UHPC槽7预设位置相同，其下部截面尺寸与下盖梁UHPC槽7相同，但上部采用收口结构，下盖梁UHPC槽7与上盖梁UHPC槽8组成的槽体中灌入UHPC灌浆料5，UHPC灌浆料5加强墩柱10与下层盖梁1、上层盖梁2的连接，并且增强上、下层盖梁连接处的抗剪能力；在相邻的墩柱10之间的下层盖梁1中预埋有抗剪连接钢筋3，在上层层盖梁2内与抗剪连接钢筋3对应位置预埋抗剪连接钢筋的第二金属波纹管4，抗剪连接钢筋3和第二金属波纹管4之间灌注有UHPC灌浆料5，UHPC灌浆料5将下层盖梁1与上层盖梁2连接成一个整体，使其协同变形。该分层式波纹管连接预制装配盖梁构造通过上层预埋波纹管、下层预埋抗剪连接钢筋的方式将盖梁上、下层之间拼装成一个整体，实现分层盖梁的协同工作。所述墩柱补偿钢筋12位于若干环形布置的墩柱纵筋11中心位置。所述下层盖梁1和上层盖梁2为相同混凝土强度的预制普通钢筋混凝土结构，所述墩柱10为预制或现浇钢筋混凝土结构。第二金属波纹管4的长度竖向贯通上层盖梁2。所述下盖梁UHPC槽7的截面为圆形，沿高度方向通长布置，所述上盖梁UHPC槽8截面尺寸与下盖梁UHPC槽7相同，沿高度方向通长布置，但上部截面渐变形成收口结构。在满足钢筋锚固长度的同时，减小UHPC的用量。第一金属波纹管9和预埋抗剪连接钢筋的第二金属波纹管4均为普通金属波纹管，预埋墩柱纵筋的第一金属波纹管9长度方向上竖向贯通下层盖梁1与上层盖梁2。所述墩柱补偿钢筋12为普通钢筋即可，布置于墩柱纵筋11内侧，其截面积和数量按照与墩柱纵筋11截断部分抗弯承载能力一致的原则计算确定，长度应满足锚固要求。座浆层6为高强砂浆或UHPC，其厚度一般为2～3cm。通过设置座浆层将装配构件在拼装过程中调平，同时还可以增强界面的连接强度，避免压溃。
上述分层式波纹管连接预制装配盖梁结构的施工方法，包括如下步骤：
步骤一、预制各拼装构件：预制或现浇墩柱，根据设计图纸对墩柱预留的墩柱纵筋伸出段、墩柱补偿钢筋进行定位，定位完成后进行混凝土浇筑和养护；预制下层盖梁，根据设计图纸对下层盖梁预埋或预留的抗剪连接钢筋、墩柱纵筋金属波纹管、下盖梁UHPC槽进行定位，定位完成后进行混凝土浇筑和养护；预制上层盖梁，根据设计图纸对上层盖梁预埋或预留的抗剪连接钢筋金属波纹管、墩柱纵筋金属波纹管、上盖梁UHPC槽进行定位，定位完成后进行混凝土浇筑和养护；
步骤二、构件拼装：首先进行墩柱与下层盖梁的吊装，在墩柱上表面铺设座浆层，将墩柱纵筋插入下层盖梁预埋的纵筋金属波纹管之中，将墩柱补偿钢筋插入下层盖梁预留的下盖梁UHPC槽之中，定位完成后进行下层盖梁调平，其次进行下层盖梁与上层盖梁的拼装，在下层盖梁上表面铺设座浆层，将墩柱纵筋剩余长度部分插入上层盖梁预埋的墩柱纵筋金属波纹管之中，将墩柱补偿钢筋剩余长度部分插入上层盖梁预留的上盖梁UHPC槽之中，将下层盖梁预埋的抗剪连接钢筋插入上层盖梁对应位置处的抗剪连接钢筋金属波纹管之中，定位完成后进行上层盖梁调平；
步骤三、灌注灌浆料：向抗剪连接钢筋金属波纹管中灌入UHPC灌浆料，将下层盖梁与上层盖梁连接成一个整体，使其协同变形；向预埋的第一金属波纹管中灌入UHPC灌浆料，实现墩柱与下层盖梁、上层盖梁的连接；向下盖梁UHPC槽与上盖梁UHPC槽组成的槽体中灌入UHPC灌浆料，加强墩柱与下层盖梁、上层盖梁的连接，并且增强上下层盖梁连接处的抗剪能力，使得连接形式更加可靠。
如图8所示，上述的分层式波纹管连接预制装配盖梁结构的设计方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一、基本参数的确定：确定盖梁尺寸以及盖梁分层节段的位置，确定分层盖梁整体的抗弯承载能力需求Md、抗剪承载能力需求Vd；
步骤二、盖梁主筋配筋计算，盖梁主筋配筋的数量n应满足：
Mz：由于结构自重，施工荷载等因素引起的单层盖梁抗弯承载力需求；fs：钢筋抗拉强度设计值，As：受拉钢筋截面积，h0：考虑上下层盖梁协同受力时受拉钢筋中心到混凝土受压区中心的距离，h1：单层盖梁受拉钢筋中心到混凝土受压区中心的距离；
步骤三、抗剪连接钢筋设计计算
在计算上盖梁和下盖梁的斜截面抗剪强度时，不考虑箍筋和弯起钢筋的贡献，只考虑波纹管中抗剪连接钢筋的作用，采用如下计算公式计算：
Vd：斜截面受压端正截面上由作用(或荷载)效应所产生的最大剪力组合设计值(kN)
γ0：桥梁结构重要性系数
b：斜截面受压区顶端截面处矩形截面宽度
h0：斜截面受压端正截面上的有效高度，自纵向受拉钢筋合力点到受压边缘的距离(mm)
fcu,k：混凝土立方体抗压强度标准值
ρsv：抗剪连接钢筋配筋率
fsv：抗剪连接钢筋抗拉强度设计值
通过计算求得抗剪连接钢筋配筋率ρsv，选取抗剪连接钢筋直径，设计预埋抗剪连接钢筋的尺寸，并验算是否满足在普通混凝土以及在UHPC灌浆料中的锚固长度，若满足，则进行下一步，如不满足，重新选取抗剪连接钢筋直径；
利用如下公式计算抗剪连接钢筋数量：
n：抗剪连接钢筋数量
ρsv：抗剪连接钢筋配筋率
SG：盖梁横向配筋率
SK：抗剪连接钢筋截面积
步骤四、判断承载能力是否满足需求：盖梁的承载能力是否同时满足：
Mu＞Md；Vu＞Vd
Mu：盖梁抗弯承载能力
Md：盖梁抗弯承载能力需求
Vu：盖梁抗剪承载能力
Vd：盖梁抗剪需求
若满足，则进行下一步的设计流程，若不满足，则返回盖梁主筋配筋计算；
步骤五、抗剪连接钢筋金属波纹管及其他钢筋的设计：确定抗剪连接钢筋金属波纹管的直径、数量及位置，应满足：D＞2d；L＞D
D：波纹管内径
d：抗剪连接钢筋直径
L：波纹管净间距
箍筋的布置应满足箍筋配筋率与现浇结构一致的要求，其他构造钢筋的布置满足规范要求即可。
需要说明的是，本申请涉及的上、下分层的预制装配盖梁连接方式，盖梁间采用抗剪连接钢筋进行连接，提供足够的连接能力，墩柱-盖梁的连接方式只是为了方便说明本发明而拟定的连接方式，并不限制墩柱-盖梁的连接方式。
以上仅为本发明较佳的具体实施方式，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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种分层式波纹管连接预制装配盖梁结构，其特征在于：包括下层盖梁(1)，上层盖梁(2)和至少两个墩柱(10)，所述下层盖梁(1)、上层盖梁(2)叠合架设在所述墩柱(10)顶面，所述墩柱(10)上表面以及下层盖梁(1)与上层盖梁(2)之间铺设座浆层(6)，所述墩柱(10)的部分纵筋预留伸出段，另一部分纵筋在墩柱(10)顶部位置截断，同时在墩柱纵筋内侧设置墩柱补偿钢筋(12)，所述下层盖梁(1)和上层盖梁(2)内与墩柱纵筋对应位置处上下对应预设有环形布置的贯通的第一金属波纹管(9)，所述纵筋预留伸出段插入所述第一金属波纹管(9)，所述纵筋预留伸出段和所述第一金属波纹管(9)之间灌注有UHPC灌浆料(5)，实现墩柱(10)与下层盖梁(1)、上层盖梁(2)的连接；所述下层盖梁(1)和上层盖梁(2)在墩柱补偿钢筋(12)位置上下对应设置有上盖梁UHPC槽(8)和下盖梁UHPC槽(7)，下盖梁UHPC槽(7)预设在下层盖梁(1)的若干环形布置的第一金属波纹管(9)的中心位置，沿高度方向通长布置，其截面尺寸比墩柱补偿钢筋(12)围成区域略大，保证墩柱补偿钢筋(12)的插入，上盖梁UHPC槽(8)与下盖梁UHPC槽(7)预设位置相同，其下部截面尺寸与下盖梁UHPC槽(7)相同，但上部采用收口结构；下盖梁UHPC槽(7)与上盖梁UHPC槽(8)贯通组成的槽体中灌有UHPC灌浆料(5)，UHPC灌浆料(5)加强墩柱(10)与下层盖梁(1)、上层盖梁(2)的连接，并且增强上、下层盖梁连接处的抗剪能力；在相邻的墩柱(10)之间的下层盖梁(1)中预埋有抗剪连接钢筋(3)，所述抗剪连接钢筋(3)伸出下层盖梁(1)顶面，所述在上层层盖梁(2)内与抗剪连接钢筋(3)对应位置预埋第二金属波纹管(4)，装配时，所述抗剪连接钢筋(3)伸入所述第二金属波纹管(4)，并在所述抗剪连接钢筋(3)和第二金属波纹管(4)之间灌注有UHPC灌浆料(5)，UHPC灌浆料(5)将下层盖梁(1)与上层盖梁(2)连接成一个整体，使其协同变形。
2.根据权利要求1所述的一种分层式波纹管连接预制装配盖梁结构，其特征在于：所述墩柱补偿钢筋(12)位于若干环形布置的墩柱纵筋(11)中心位置。
3.根据权利要求1所述的一种分层式波纹管连接预制装配盖梁结构，其特征在于：所述下层盖梁(1)和上层盖梁(2)为相同混凝土强度的预制钢筋混凝土结构，所述墩柱(10)为预制或现浇钢筋混凝土结构。
4.根据权利要求1所述的一种分层式波纹管连接预制装配盖梁结构，其特征在于：所述第二金属波纹管(4)的长度竖向贯通上层盖梁(2)。
5.根据权利要求1所述的一种分层式波纹管连接预制装配盖梁结构，其特征在于：所述下盖梁UHPC槽(7)的截面为圆形，沿高度方向通长布置，所述上盖梁UHPC槽(8)截面尺寸与下盖梁UHPC槽(7)相同，沿高度方向通长布置，但上部截面渐变形成收口结构。
6.根据权利要求1所述的一种分层式波纹管连接预制装配盖梁结构，其特征在于：所述第一金属波纹管(9)长度方向上竖向贯通下层盖梁(1)与上层盖梁(2)。
7.根据权利要求1所述的一种分层式波纹管连接预制装配盖梁结构，其特征在于：所述墩柱补偿钢筋(12)布置于墩柱纵筋(11)内侧，其截面积和数量按照与墩柱纵筋(11)截断部分抗弯承载能力一致的原则计算确定，长度满足锚固度要求。
8.根据权利要求1所述的一种分层式波纹管连接预制装配盖梁结构，其特征在于：所述座浆层(6)为高强砂浆或UHPC，其厚度为2～3cm。
9.根据权利要求1-8任一项所述的分层式波纹管连接预制装配盖梁结构的施工方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一、预制各拼装构件：预制或现浇墩柱，根据设计图纸对墩柱预留的墩柱纵筋伸出段、墩柱补偿钢筋进行定位，定位完成后进行混凝土浇筑和养护；预制下层盖梁，根据设计图纸对下层盖梁预埋或预留的抗剪连接钢筋、第一金属波纹管、下盖梁UHPC槽进行定位，定位完成后进行混凝土浇筑和养护；预制上层盖梁，根据设计图纸对上层盖梁预埋或预留的第二金属波纹管、第一金属波纹管、上盖梁UHPC槽进行定位，定位完成后进行混凝土浇筑和养护；
步骤二、构件拼装：首先进行墩柱与下层盖梁的吊装，在墩柱上表面铺设座浆层，将墩柱纵筋插入下层盖梁预埋的第一金属波纹管之中，将墩柱补偿钢筋插入下层盖梁预留的下盖梁UHPC槽之中，定位完成后进行下层盖梁调平；其次进行下层盖梁与上层盖梁的拼装，在下层盖梁上表面铺设座浆层，将墩柱纵筋剩余长度部分插入上层盖梁预埋的第一金属波纹管之中，将墩柱补偿钢筋剩余长度部分插入上层盖梁预留的上盖梁UHPC槽之中，将下层盖梁预埋的抗剪连接钢筋插入上层盖梁对应位置处的第二金属波纹管之中，定位完成后进行上层盖梁调平；
步骤三、灌注灌浆料：向第二金属波纹管中灌入UHPC灌浆料，将下层盖梁与上层盖梁连接成一个整体，使其协同变形；向预埋的第一金属波纹管中灌入UHPC灌浆料，实现墩柱与下层盖梁、上层盖梁的连接；向下盖梁UHPC槽与上盖梁UHPC槽组成的槽体中灌入UHPC灌浆料，加强墩柱与下层盖梁、上层盖梁的连接，并且增强上下层盖梁连接处的抗剪能力，使得连接形式更加可靠。
10.根据权利要求1-8任一项所述的分层式波纹管连接预制装配盖梁结构的设计方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一、基本参数的确定：确定盖梁尺寸以及盖梁分层节段的位置，确定分层盖梁整体的抗弯承载能力需求Md、抗剪承载能力需求Vd；
步骤二、盖梁主筋配筋计算，盖梁主筋配筋的数量n应满足：
Mz：由于结构自重，施工荷载等因素引起的单层盖梁抗弯承载力需求；fs：钢筋抗拉强度设计值，As：受拉钢筋截面积，h0：考虑上下层盖梁协同受力时受拉钢筋中心到混凝土受压区中心的距离，h1：单层盖梁受拉钢筋中心到混凝土受压区中心的距离；
步骤三、采用如下计算公式计算抗剪连接钢筋：
Vd：斜截面受压端正截面上由作用(或荷载)效应所产生的最大剪力组合设计值(kN)
γ0：桥梁结构重要性系数
b：斜截面受压区顶端截面处矩形截面宽度
h0：斜截面受压端正截面上的有效高度，自纵向受拉钢筋合力点到受压边缘的距离(mm)
fcu，k：混凝土立方体抗压强度标准值
ρsv：抗剪连接钢筋配筋率
fsv：抗剪连接钢筋抗拉强度设计值
通过计算求得抗剪连接钢筋配筋率ρsv，选取抗剪连接钢筋直径，设计预埋抗剪连接钢筋的尺寸，并验算是否满足在普通混凝土以及在UHPC灌浆料中的锚固长度，若满足，则进行下一步，如不满足，重新选取抗剪连接钢筋直径；
利用如下公式计算抗剪连接钢筋数量：
n：抗剪连接钢筋数量
ρsv：抗剪连接钢筋配筋率
SG：盖梁横向配筋率
SK：抗剪连接钢筋截面积
步骤四、判断承载能力是否满足需求：盖梁的承载能力是否同时满足：
Mu＞Md；Vu＞Vd
Mu：盖梁抗弯承载能力
Md：盖梁抗弯承载能力需求
Vu：盖梁抗剪承载能力
Vd：盖梁抗剪需求
若满足，则进行下一步的设计流程，若不满足，则返回盖梁主筋配筋计算；
步骤五、第二金属波纹管及其他钢筋的设计：确定第二金属波纹管的直径、数量及位置，应满足：D＞2d；L＞D
D：波纹管内径
d：抗剪连接钢筋直径
L：波纹管净间距
箍筋的布置应满足箍筋配筋率与现浇结构一致的要求，其他构造钢筋的布置满足规范要求即可。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117552320A (zh) * | 2024-01-12 | 2024-02-13 | 河南中桥桥梁科技有限公司 | 一种波形钢腹板盖梁及其施工方法 |
Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100804125B1 (ko) * | 2007-02-28 | 2008-02-19 | 진성토건 주식회사 | 프리캐스트 콘크리트 부재의 연결장치, 이를 이용한 조립식교각 구조물 및 그 시공방법 |
| KR20100102907A (ko) * | 2009-03-12 | 2010-09-27 | 한국건설기술연구원 | 프리캐스트 세그멘트를 이용한 교각 시공방법 |
| WO2017088117A1 (zh) * | 2015-11-25 | 2017-06-01 | 陈修缘 | 桥梁上部结构施工使用的升降式施工系统及其施工方法 |
| CN108532445A (zh) * | 2018-07-04 | 2018-09-14 | 深圳市市政设计研究院有限公司 | 一种预制盖梁与预制墩柱的连接构造及其施工方法 |
| CN109868753A (zh) * | 2019-04-18 | 2019-06-11 | 上海市城市建设设计研究总院（集团）有限公司 | 预制拼装墩梁固结结构及其施工方法 |
| CN110804944A (zh) * | 2019-11-26 | 2020-02-18 | 北京工业大学 | 高烈度区预制拼装桥梁中墩柱-盖梁节点灌注连接方式与构造 |
| CN111206492A (zh) * | 2020-03-02 | 2020-05-29 | 上海市城市建设设计研究总院（集团）有限公司 | 横向分段预制装配预应力混凝土盖梁构造及拼装方法 |
| CN111254809A (zh) * | 2019-12-12 | 2020-06-09 | 中铁二院工程集团有限责任公司 | 预制墩柱与预制盖梁快速连接构造 |
| CN111364350A (zh) * | 2020-04-07 | 2020-07-03 | 浙江大学 | 一种大挑臂快速安装的轻型钢-砼组合盖梁 |
| CN213571586U (zh) * | 2020-10-22 | 2021-06-29 | 中铁四局集团有限公司 | 装配式预制盖梁金属波纹管定位模板 |
| CN113403934A (zh) * | 2021-07-28 | 2021-09-17 | 浙江数智交院科技股份有限公司 | 一种盖梁结构、桥墩及盖梁的拼接方法 |
| CN214656281U (zh) * | 2020-11-18 | 2021-11-09 | 四川省交通建设集团股份有限公司 | 预制盖梁墩柱连接结构 |
-
2022
- 2022-04-11 CN CN202210375510.1A patent/CN114622482B/zh active Active
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100804125B1 (ko) * | 2007-02-28 | 2008-02-19 | 진성토건 주식회사 | 프리캐스트 콘크리트 부재의 연결장치, 이를 이용한 조립식교각 구조물 및 그 시공방법 |
| KR20100102907A (ko) * | 2009-03-12 | 2010-09-27 | 한국건설기술연구원 | 프리캐스트 세그멘트를 이용한 교각 시공방법 |
| WO2017088117A1 (zh) * | 2015-11-25 | 2017-06-01 | 陈修缘 | 桥梁上部结构施工使用的升降式施工系统及其施工方法 |
| CN108532445A (zh) * | 2018-07-04 | 2018-09-14 | 深圳市市政设计研究院有限公司 | 一种预制盖梁与预制墩柱的连接构造及其施工方法 |
| CN109868753A (zh) * | 2019-04-18 | 2019-06-11 | 上海市城市建设设计研究总院（集团）有限公司 | 预制拼装墩梁固结结构及其施工方法 |
| CN110804944A (zh) * | 2019-11-26 | 2020-02-18 | 北京工业大学 | 高烈度区预制拼装桥梁中墩柱-盖梁节点灌注连接方式与构造 |
| CN111254809A (zh) * | 2019-12-12 | 2020-06-09 | 中铁二院工程集团有限责任公司 | 预制墩柱与预制盖梁快速连接构造 |
| CN111206492A (zh) * | 2020-03-02 | 2020-05-29 | 上海市城市建设设计研究总院（集团）有限公司 | 横向分段预制装配预应力混凝土盖梁构造及拼装方法 |
| CN111364350A (zh) * | 2020-04-07 | 2020-07-03 | 浙江大学 | 一种大挑臂快速安装的轻型钢-砼组合盖梁 |
| CN213571586U (zh) * | 2020-10-22 | 2021-06-29 | 中铁四局集团有限公司 | 装配式预制盖梁金属波纹管定位模板 |
| CN214656281U (zh) * | 2020-11-18 | 2021-11-09 | 四川省交通建设集团股份有限公司 | 预制盖梁墩柱连接结构 |
| CN113403934A (zh) * | 2021-07-28 | 2021-09-17 | 浙江数智交院科技股份有限公司 | 一种盖梁结构、桥墩及盖梁的拼接方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 闫敏伦等: ""预制拼装桥梁下部结构关键技术研究"，闫敏伦等，《智能城市》，第142页", 《智能城市》, pages 142 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117552320A (zh) * | 2024-01-12 | 2024-02-13 | 河南中桥桥梁科技有限公司 | 一种波形钢腹板盖梁及其施工方法 |
| CN117552320B (zh) * | 2024-01-12 | 2024-04-05 | 河南中桥桥梁科技有限公司 | 一种波形钢腹板盖梁及其施工方法 |
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