CN115012301A - 通过多种不同材质混凝土浇筑的组合盖梁结构 - Google Patents

通过多种不同材质混凝土浇筑的组合盖梁结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了通过多种不同材质混凝土浇筑的组合盖梁结构；包括最少两个设置在桥墩上的立柱连接段；两个立柱连接段之间设有跨中腹板，两外侧均设有盖梁挑臂腹板；跨中腹板和盖梁挑臂腹板均设有体内预应力筋；立柱连接段、跨中腹板和盖梁挑臂腹板对应桥梁桥面的上端设有顶板；顶板两端设有端头锚固，下面与跨中腹板和盖梁挑臂腹板之间设有体外预应力筋；立柱连接段、顶板、端头锚固均采用采用C50或者C60混凝土浇筑；跨中腹板和盖梁挑臂腹板采用采用UC200以上UC500以下的超高性能混凝土材料浇筑。本发明的应用是盖梁建造的预制工艺更加简单、且生产成本可控、耐久性更好、重量相比现有盖梁能够大幅降低。

Description

通过多种不同材质混凝土浇筑的组合盖梁结构
技术领域
本发明涉及盖梁建造技术领域，特别涉及通过多种不同材质混凝土浇筑的组合盖梁结构。
背景技术
预制盖梁广泛应用于桥梁建造中，但双向6车道主线高架桥盖梁重量通常达到了250t-300t，重量超过了大量路线桥梁的承载能力极限。
为了降低预制盖梁的重量，有技术人员提出了空心混凝土盖梁、全UHPC薄壁盖梁、钢-混凝土组合盖梁等多种盖梁结构的方案。
其中，空心混凝土盖梁模板设计、钢筋构造均非常复杂，对预制构件生产工艺的控制要求高。全UHPC薄壁盖梁重量能够降低接近60％，但UHPC成本比较高，且对浇筑工艺提出了比较高的要求。
而钢-混凝土组合盖梁重量虽然也能降低60％左右，但涉及到钢结构加工和混凝土结构加工，对工厂的工艺水平要求较高，且钢结构存在后期防腐的问题。
因此，如何结合结构重量降低的需求，充分考虑预制工艺、成本、耐久性等因素，轻型化预制盖梁结构，成为本领域技术人员急需解决的技术问题。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供通过多种不同材质混凝土浇筑的组合盖梁结构，实现的目的是使预制工艺更加简单、且生产成本可控、耐久性更好、重量相比现有盖梁能够大幅降低。
为实现上述目的，本发明公开了通过多种不同材质混凝土浇筑的组合盖梁结构，包括最少两个沿横桥向，即盖梁长度方向设置的立柱连接段；
每一所述立柱连接段为柱状实心混凝土结构，设置在桥墩的上端，用于所述桥墩与盖梁的受力结构之间的连接；
所述盖梁的受力结构包括盖梁挑臂腹板、跨中腹板和顶板；
每一所述盖梁挑臂腹板均设置在相应的所述立柱连接段对应桥梁两侧的位置，对应所述桥梁内侧的一端均与相应的所述立柱连接段连接，对应所述桥梁外侧的另一端均与相应的所述顶板的端头锚固连接，对应所述桥梁桥面的上端均设有所述顶板；
每一所述盖梁挑臂腹板均为为变壁厚薄壁板状结构，靠近相应的所述立柱连接段的一端的后端大于另一端的厚度；
每两个相邻的所述立柱连接段之间均设有所述跨中腹板；
每一所述跨中腹板均为为等壁厚薄壁板状结构，两端均与相应的两个所述立柱连接段相向的侧面连接，对应所述桥梁桥面的上端均设有所述顶板；
所述顶板均位于相应的所述立柱连接段、相应的所述盖梁挑臂腹板和相应的所述跨中腹板对应所述桥梁桥面的上端，对应所述桥梁两侧，即相应的盖梁的两端位置为所述端头锚固；
每一所述盖梁挑臂腹板和每一所述跨中腹板内均设有体内预应力筋；
所述顶板的下面，与相应的所述盖梁挑臂腹板和相应的所述跨中腹板之间设有体外预应力筋；
所述体内预应力筋和所述体外预应力筋的两端均锚固在所述端头锚固；
每一所述立柱连接段、所述顶板、以及每一所述端头锚固均采用采用C50或者C60混凝土浇筑；
每一所述盖梁挑臂腹板和每一所述跨中腹板均采用UC200以上UC500以下级别的超高性能混凝土材料浇筑。
优选的，每一所述立柱连接段对应所述桥梁外侧的一面均设有两道平行设置的所述盖梁挑臂腹板；
每一所述立柱连接段对应所述桥梁外侧设置的两道平行的所述盖梁挑臂腹板之间对应所述桥面上每一支座位置均设有多个互相平行的加劲板。
更优选的，每一所述盖梁挑臂腹板与相应的所述立柱连接段之间、与相应的所述端头锚固之间，与相应的所述顶板之间，与相应的每一所述加劲板之间均采用钢筋连接。
优选的，每两个相邻的所述立柱连接段之间均设有两道互相平行的所述跨中腹板；
每两个相邻的所述立柱连接段之间的两道互相平行的所述跨中腹板之间对应所述桥面上每一支座位置均设有多个互相平行的加劲板。
更优选的，每一所述跨中腹板与相应的所述立柱连接段之间、与相应的所述顶板之间，与相应的每一所述加劲板之间均采用钢筋连接。
更优选的，每一所述加劲板均用于所述体外预应力筋的转向。
更优选的，每一所述加劲板均采用C50或者C60混凝土浇筑。
优选的，每一所述盖梁挑臂腹板和每一所述跨中腹板底部的横截面均呈厚度局部放大的马蹄形。
优选的，每一所述盖梁挑臂腹板和每一所述跨中腹板均采用UC160或UC200级别的超高性能混凝土材料浇筑。
本发明的有益效果：
本发明的应用是盖梁建造的预制工艺更加简单、且生产成本可控、耐久性更好、重量相比现有盖梁能够大幅降低。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1示出本发明一实施例侧面的对称剖视图。
图2示出本发明一实施例上面的对称剖视图。
图3示出本发明图1中AA处剖面结构示意图。
图4示出本发明图1中BB处剖面结构示意图。
图5示出本发明图1中CC处剖面结构示意图。
图6示出本发明一实施例设置体内预应力筋和体外预应力筋的结构示意图。
图7示出本发明图6中DD处剖面结构示意图。
具体实施方式
实施例
如图1至图7所示，通过多种不同材质混凝土浇筑的组合盖梁结，包括最少两个沿横桥向，即盖梁长度方向设置的立柱连接段1；
每一立柱连接段1为柱状实心混凝土结构，设置在桥墩8的上端，用于桥墩与盖梁的受力结构之间的连接；
盖梁的受力结构包括盖梁挑臂腹板2、跨中腹板3和顶板4；
每一盖梁挑臂腹板2均设置在相应的立柱连接段1对应桥梁两侧的位置，对应桥梁内侧的一端均与相应的立柱连接段1连接，对应桥梁外侧的另一端均与相应的顶板4的端头锚固5连接，对应桥梁桥面的上端均设有顶板4；
每一盖梁挑臂腹板2均为为变壁厚薄壁板状结构，靠近相应的立柱连接段1的一端的后端大于另一端的厚度；
每两个相邻的立柱连接段1之间均设有跨中腹板3；
每一跨中腹板3均为为等壁厚薄壁板状结构，两端均与相应的两个立柱连接段1相向的侧面连接，对应桥梁桥面的上端均设有顶板4；
顶板4均位于相应的立柱连接段1、相应的盖梁挑臂腹板2和相应的跨中腹板3对应桥梁桥面的上端，对应桥梁两侧，即相应的盖梁的两端位置为端头锚固5；
每一盖梁挑臂腹板2和每一跨中腹板3内均设有体内预应力筋T1；
顶板4的下面，与相应的盖梁挑臂腹板2和相应的跨中腹板3之间设有体外预应力筋T2；
体内预应力筋T1和体外预应力筋T2的两端均锚固在端头锚固5；
每一立柱连接段1、顶板4、以及每一端头锚固5均采用采用C50或者C60混凝土浇筑；
每一盖梁挑臂腹板2和每一跨中腹板3均采用UC200以上UC500以下级别的超高性能混凝土材料浇筑。
本发明的结构不同逐渐可协同受力的原理在于超高性能混凝土材料和普通混凝土材料均是水泥基材料，弹性模量和泊松比等材料指标参数接近。
本发明利用超高性能混凝土强度在传统混凝土的3倍以上，使较薄的腹板就能够提供足够的抗压承载能力，充分利用超高性能混凝土自身抗剪能力强于普通混凝土，且即便采用腹板替代实心结构，也有足够的空间配置抗剪钢筋，保障抗剪能力。
本发明虽然用了少量比较昂贵的超高强混凝土，但大幅降低了普通混凝土用量，使结构的总制作成本低于传统盖梁结构，而且本发明将盖梁这种大体积混凝土结构转化为多个板状结构，能够降低钢筋绑扎、模板制作、浇筑养护的难度，提高施工工艺的便利性。
在某些实施例中，每一立柱连接段1对应桥梁外侧的一面均设有两道平行设置的盖梁挑臂腹板2；
每一立柱连接段1对应桥梁外侧设置的两道平行的盖梁挑臂腹板2之间对应桥面上每一支座位置9均设有多个互相平行的加劲板6。
在某些实施例中，每一盖梁挑臂腹板2与相应的立柱连接段1之间、与相应的端头锚固5之间，与相应的顶板4之间，与相应的每一加劲板6之间均采用钢筋连接。
在某些实施例中，每两个相邻的立柱连接段1之间均设有两道互相平行的跨中腹板3；
每两个相邻的立柱连接段1之间的两道互相平行的跨中腹板3之间对应桥面上每一支座位置9均设有多个互相平行的加劲板6。
在某些实施例中，每一跨中腹板3与相应的立柱连接段1之间、与相应的顶板4之间，与相应的每一加劲板6之间均采用钢筋连接。
在某些实施例中，每一加劲板6均用于体外预应力筋T2的转向。
在实际应用中，每两块平行的盖梁挑臂腹板2和每两块平行的跨中腹板3支架均设置加劲板6，当荷载传递在顶板上不会产生较大弯矩，大部分荷载通过加劲板6传递到相应的盖梁挑臂腹板2和跨中腹板3，能够使顶板4局部受力更加可靠。
在某些实施例中，每一加劲板6均采用C50或者C60混凝土浇筑。
在某些实施例中，每一盖梁挑臂腹板2和每一跨中腹板3底部的横截面均呈厚度局部放大的马蹄形。
在某些实施例中，每一盖梁挑臂腹板2和每一跨中腹板3均采用UC160或UC200级别的超高性能混凝土材料浇筑。
在实际应用中，挑臂腹板2、跨中腹板3在底部进行局部放大，做成马蹄形，能够增加受压区域。
在实际应用中，经过测算，本发明相比传统的预应力混凝土盖梁，重量可以降低55％，以传统结构总重量作为参考值，C50、C60混凝土用量约为传统结构的27％，超高性能混凝土材料约为传统结构的18％。按照材料用量估算预制成本，约能比传统盖梁降低15％，在降低重量的同时，具有显著的经济效益。
钢筋绑扎工艺简单，除了立柱连接段为较大的实心结构，其他均以板状结构为主，可参照板状结构布置内部钢筋，钢筋加工绑扎效率比传统预制实体结构明显提升。
浇筑工艺简单，挑臂腹板、和跨中腹板这两种超高性能混凝土构件可以提前浇筑好，由于是板状结构，采用较少的措施就能保障内部纤维均匀分布。浇筑盖梁其余部位时，只有立柱连接段可以算作大体积混凝土、其余部分均以板状结构为主，浇筑振捣方便。
模板要求简单，由于没有大体积混凝土构造，浇筑时混凝土对模板压力减少，对模板的刚度要求低，模板制作成本下降。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (9)

1.通过多种不同材质混凝土浇筑的组合盖梁结构；其特征在于，包括最少两个沿横桥向，即盖梁长度方向设置的立柱连接段(1)；
每一所述立柱连接段(1)为柱状实心混凝土结构，设置在桥墩(8)的上端，用于所述桥墩与盖梁的受力结构之间的连接；
所述盖梁的受力结构包括盖梁挑臂腹板(2)、跨中腹板(3)和顶板(4)；
每一所述盖梁挑臂腹板(2)均设置在相应的所述立柱连接段(1)对应桥梁两侧的位置，对应所述桥梁内侧的一端均与相应的所述立柱连接段(1)连接，对应所述桥梁外侧的另一端均与相应的所述顶板(4)的端头锚固(5)连接，对应所述桥梁桥面的上端均设有所述顶板(4)；
每一所述盖梁挑臂腹板(2)均为为变壁厚薄壁板状结构，靠近相应的所述立柱连接段(1)的一端的后端大于另一端的厚度；
每两个相邻的所述立柱连接段(1)之间均设有所述跨中腹板(3)；
每一所述跨中腹板(3)均为为等壁厚薄壁板状结构，两端均与相应的两个所述立柱连接段(1)相向的侧面连接，对应所述桥梁桥面的上端均设有所述顶板(4)；
所述顶板(4)均位于相应的所述立柱连接段(1)、相应的所述盖梁挑臂腹板(2)和相应的所述跨中腹板(3)对应所述桥梁桥面的上端，对应所述桥梁两侧，即相应的盖梁的两端位置为所述端头锚固(5)；
每一所述盖梁挑臂腹板(2)和每一所述跨中腹板(3)内均设有体内预应力筋(T1)；
所述顶板(4)的下面，与相应的所述盖梁挑臂腹板(2)和相应的所述跨中腹板(3)之间设有体外预应力筋(T2)；
所述体内预应力筋(T1)和所述体外预应力筋(T2)的两端均锚固在所述端头锚固(5)；
每一所述立柱连接段(1)、所述顶板(4)、以及每一所述端头锚固(5)均采用采用C50或者C60混凝土浇筑；
每一所述盖梁挑臂腹板(2)和每一所述跨中腹板(3)均采用UC200以上UC500以下级别的超高性能混凝土材料浇筑。
2.根据权利要求1所述的通过多种不同材质混凝土浇筑的组合盖梁结构，其特征在于，每一所述立柱连接段(1)对应所述桥梁外侧的一面均设有两道平行设置的所述盖梁挑臂腹板(2)；
每一所述立柱连接段(1)对应所述桥梁外侧设置的两道平行的所述盖梁挑臂腹板(2)之间对应所述桥面上每一支座位置(9)均设有多个互相平行的加劲板(6)。
3.根据权利要求2所述的通过多种不同材质混凝土浇筑的组合盖梁结构，其特征在于，每一所述盖梁挑臂腹板(2)与相应的所述立柱连接段(1)之间、与相应的所述端头锚固(5)之间，与相应的所述顶板(4)之间，与相应的每一所述加劲板(6)之间均采用钢筋连接。
4.根据权利要求1所述的通过多种不同材质混凝土浇筑的组合盖梁结构，其特征在于，每两个相邻的所述立柱连接段(1)之间均设有两道互相平行的所述跨中腹板(3)；
每两个相邻的所述立柱连接段(1)之间的两道互相平行的所述跨中腹板(3)之间对应所述桥面上每一支座位置(9)均设有多个互相平行的加劲板(6)。
5.根据权利要求4所述的通过多种不同材质混凝土浇筑的组合盖梁结构，其特征在于，每一所述跨中腹板(3)与相应的所述立柱连接段(1)之间、与相应的所述顶板(4)之间，与相应的每一所述加劲板(6)之间均采用钢筋连接。
6.根据权利要求2或4所述的通过多种不同材质混凝土浇筑的组合盖梁结构，其特征在于，每一所述加劲板(6)均用于所述体外预应力筋(T2)的转向。
7.根据权利要求6所述的通过多种不同材质混凝土浇筑的组合盖梁结构，其特征在于，每一所述加劲板(6)均采用C50或者C60混凝土浇筑。
8.根据权利要求1所述的通过多种不同材质混凝土浇筑的组合盖梁结构，其特征在于，每一所述盖梁挑臂腹板(2)和每一所述跨中腹板(3)底部的横截面均呈厚度局部放大的马蹄形。
9.根据权利要求1所述的通过多种不同材质混凝土浇筑的组合盖梁结构，其特征在于，每一所述盖梁挑臂腹板(2)和每一所述跨中腹板(3)均采用UC160或UC200级别的超高性能混凝土材料浇筑。
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