CN115229971B - 一种采用折线配筋的先张法预应力混凝土u形梁 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用折线配筋的先张法预应力混凝土U形梁，包括：U梁和先张束；所述U梁内设置有普通钢筋，所述先张束在弯折后固定在所述普通钢筋上，并通过张拉台座对其进行张拉。本发明在普通钢筋上固定先张束，并根据U梁的形状将先张束沿同一方向设置，并在靠近U梁弯曲处的先张束的两端进行折弯操作，使其两端可以折弯至U梁的弯曲处，然后对先张束进行张拉，浇筑混凝土形成U梁，当U梁的混凝土凝固并达到设计所需的强度和弹性模量后，放张先张束完成预制U梁的制作，通过先张法预制的U梁相较于普遍采用的后张法施工工艺简单，并且不需要消耗金属波纹管、锚具等消耗品，同时因为不需要进行压浆操作所以使得生产成本也得以降低。

Description

一种采用折线配筋的先张法预应力混凝土U形梁

技术领域

本发明涉及桥梁建造技术领域，更具体地说，本发明涉及一种采用折线配筋的先张法预应力混凝土U形梁。

背景技术

高架桥梁中的U梁由于其景观效果好，综合造价低等优点在国内外已经广泛应用，对于线路较长的高架区间，后张法是先定位好波纹管并穿束，浇筑混凝土，养护待混凝土强度达到设计要求后利用端部锚具进行张拉预应力束，产生预压力，最后将水泥浆灌注至波纹管孔洞中至密实，使预应力钢束与混凝土形成整体。后张法相较于先张法可以提供良好的抗剪承载力，但是后张法施工工艺相对复杂，需要消耗大量金属波纹管、锚具及管道压浆费用。因此，有必要提出一种采用折线配筋的先张法预应力混凝土U形梁，以至少部分地解决现有技术中存在的问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为至少部分地解决上述问题，本发明提供了一种采用折线配筋的先张法预应力混凝土U形梁，包括：U梁和先张束；所述U梁内设置有普通钢筋，并通过混凝土浇筑而成，所述先张束在浇筑前通过折弯器(4)弯折后固定在所述普通钢筋上，并通过张拉台座对其进行张拉，所述先张束的两端分别位于所述U梁的两端。

优选的是，所述U梁包括外侧翼缘、外侧腹板、底板、内侧腹板和内侧翼缘，所述底板的一端通过所述外侧腹板与所述外侧翼缘连接，所述底板的另一端通过所述内侧腹板与所述内侧翼缘连接，所述外侧腹板、所述底板和所述内侧腹板内均设置有所述先张束。

优选的是，所述先张束包括直线先张束和折线先张束；所述直线先张束设置在所述底板内，所述折线先张束设置在所述外侧腹板和所述内侧腹板内，并且所述直线先张束的两端和所述折线先张束的两端均贯穿所述U梁的前后两端。

优选的是，所述折线先张束上设置有折弯器。

优选的是，所述折弯器位于所述底板内，并且所述折弯器位于桥跨L/处将所述折线先张束弯起，所述底板上设置有排水孔和吊装孔。

优选的是，所述先张束的端部设置有压力封环，张拉所述先张束时所述压力封环卡接在浇筑模板的连通口处。

优选的是，所述压力封环包括内环和外环，所述内环和所述外环对称设置，所述内环的侧壁设置有翻折环槽，所述外环的侧壁设置有挤压环槽，所述翻折环槽和所述内环的环孔之间构成挤压台，所述挤压环槽和所述外环的环孔之间构成翻压台，所述先张束贯穿所述内环和所述外环。

优选的是，所述内环的侧壁和所述外环的侧壁均设置有环挡。

一种采用折线配筋的先张法预应力混凝土U形梁的施工方法，其特征在于，步骤包括：

S1：绑普通钢筋和先张束；

S2：通过张拉台座张拉先张束；

S3：浇筑U梁混凝土；

S4：放张先张束；

S5：存梁养护。

优选的是，步骤S1中包括

S101：在梁场的制梁台座上绑扎好普通钢筋；

S102：在底板位置处设置直线先张束；

S103：在内侧腹板和外侧腹板的位置处设置折线先张束；

S104：在底板位置处设置折弯器，并通过折弯器在桥跨L/4处将折线先张束弯折；

步骤S4中包括

S401：放张直线先张束；

S402：放张折线先张束。

相比现有技术，本发明至少包括以下有益效果：

本发明在普通钢筋上通过定位钢筋网固定先张束，并根据U梁的形状将先张束沿同一方向设置，并在靠近U梁弯曲处的先张束的两端进行折弯操作，使其两端可以折弯至U梁的弯曲处，然后通过张拉台座对先张束进行张拉，之后浇筑混凝土以形成先张法预制U梁，当U梁凝固成型之后放张先张束完成预制U梁的制作，通过先张法预制的U梁相较于普遍采用的后张法施工工艺简单，并且不需要消耗金属波纹管、锚具等消耗品，同时因为不需要进行压浆操作所以使得生产成本也得以降低。

本发明所述的采用折线配筋的先张法预应力混凝土U形梁，本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明所述的采用折线配筋的先张法预应力混凝土U形梁中U梁的结构示意图。

图2为本发明所述的采用折线配筋的先张法预应力混凝土U形梁中U梁的内部结构示意图。

图3为图2中A-A处的结构示意图。

图4为图2中B-B处的结构示意图。

图5为本发明所述的采用折线配筋的先张法预应力混凝土U形梁中压力封环的结构示意图。

图6为本发明所述的采用折线配筋的先张法预应力混凝土U形梁中安装压力封环时的剖视图。

图中：1U梁、11外侧翼缘、12外侧腹板、13底板、14内侧腹板、15内侧翼缘、2直线先张束、3折线先张束、4折弯器、5吊装孔、6排水孔、7环挡、8内环、81翻折环槽、82挤压台、9外环、91挤压环槽、92翻压台。

具体实施方式

下面结合附图以及实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1-图6所示，本发明提供了一种采用折线配筋的先张法预应力混凝土U形梁，包括：U梁1和先张束；所述U梁1内设置有普通钢筋，并通过混凝土浇筑而成，所述先张束在浇筑前通过折弯器(4)弯折后固定在所述普通钢筋上，并通过张拉台座对其进行张拉，所述先张束的两端分别位于所述U梁1的两端。

上述技术方案的工作原理及有益效果：本发明在普通钢筋上通过定位钢筋网固定先张束，并根据U梁1的形状将先张束沿同一方向设置，并在靠近U梁1弯曲处的先张束的两端进行折弯操作，使其两端可以折弯至U梁1的弯曲处，然后通过张拉台座对先张束进行张拉，之后浇筑混凝土以形成先张法预制U梁1，当U梁1的混凝土凝固并达到设计所需的强度和弹性模量后，放张先张束完成预制U梁的制作，通过先张法预制的U梁1相较于普遍采用的后张法施工工艺简单，并且不需要消耗金属波纹管、锚具等消耗品，同时因为不需要进行压浆操作所以使得生产成本也得以降低。

在一个实施例中，所述U梁1包括外侧翼缘11、外侧腹板12、底板13、内侧腹板14和内侧翼缘15，所述底板13的一端通过所述外侧腹板12与所述外侧翼缘11连接，所述底板13的另一端通过所述内侧腹板14与所述内侧翼缘15连接，所述外侧腹板12、所述底板13和所述内侧腹板14内均设置有所述先张束。所述先张束包括直线先张束2和折线先张束3；所述直线先张束2设置在所述底板13内，所述折线先张束3设置在所述外侧腹板12和所述内侧腹板14内，并且所述直线先张束2的两端和所述折线先张束3的两端均贯穿所述U梁1的前后两端。所述折线先张束3上设置有折弯器4。所述折弯器4位于所述底板13内，并且所述折弯器4位于桥跨L/4处将所述折线先张束3弯起，所述底板13上设置有排水孔6和吊装孔5。

上述技术方案的工作原理：在制作本发明的U形梁时，首先在梁场的制梁台座上绑扎好普通钢筋，然后在底板13的位置处设置直线先张束2，并在靠近内侧腹板14和外侧腹板12的位置处设置折线先张束3，通过在底板13位置处设置的折弯器4在桥跨L/4处(假设桥跨全长为L)将折线先张束3弯折，弯折后的折线先张束3的两端会架设在内侧腹板14和外侧腹板12内，然后通过张拉台座张拉先张束，随后浇筑U梁混凝土，直至混凝土达到指定时间凝固后，依次放张直线先张束2、折线先张束3以完成U梁1的制作，最后将制作好的U梁1进行存梁养护。

上述技术方案的有益效果：通过上述结构的设计，U梁1的底板13内设置有直线先张束2，在距离梁端约1/4跨处通过折弯器4将折线先张束3的两端向上折弯至内侧腹板14、外侧腹板12内，放张先张束后，折线先张束3在U梁1端部能提供有效压应力以抵抗U梁1端部上缘的拉应力，从而减小主拉应力，进而使U梁1纵向全截面受压，相较于现在运营的仅设置直线先张束2的U梁而言，设置有折线先张束3的U梁具有更高的耐久性，同时折线先张束3能有效提高U梁1端部的抗剪承载力，进而使得本U形梁结构能够优化U梁1内直线先张束2的的受力状态，同时也能增大U梁跨径。

在一个实施例中，所述先张束的端部设置有压力封环，张拉所述先张束时所述压力封环卡接在浇筑模板的连通口处。所述压力封环包括内环8和外环9，所述内环8和所述外环9对称设置，所述内环8的侧壁设置有翻折环槽81，所述外环9的侧壁设置有挤压环槽91，所述翻折环槽81和所述内环8的环孔之间构成挤压台82，所述挤压环槽91和所述外环9的环孔之间构成翻压台92，所述先张束贯穿所述内环8和所述外环9。所述内环8的侧壁和所述外环9的侧壁均设置有环挡7。

上述技术方案的工作原理及有益效果：通过上述结构的设计，压力封环为单片状，如图5所示，在固定好先张束之后，将压力封环对折，使内环8的背面和外环9的背面贴在一起，并保持挤压环槽91和翻折环槽81均冲向外侧，内环8和外环9为对称结构，所以在安装的时候不需要区分正反面，位于先张束内侧的即为内环8，在插入压力封环的时候，随着相对运动，翻折环槽81会向内翻开，如图6所示，并使挤压台82的顶面贴紧、挤压在先张束表面，以完成对先张束的连接、固定和密封，同时挤压环槽91会向外翻开，使得翻压台92形成贴合在先张束表面的环形卡接台，在先张束进行张拉的时候，随着先张束的移动，外环9会挤压贴合在浇筑模具的表面以完成连接先张束的孔洞的密封，防止浇筑时混凝土泄漏，同时外翻的翻压台92可从浇筑模具和先张束连接的孔洞中插出并进行卡接，以保证密封性，在进行浇筑的时候，混凝土也会挤压内环8以增加压力封环的密封性，挡环7可以在外环9贴合在浇筑模具上的时候，受混凝土的挤压排出其内部的空气以进一步实现密封效果，同时挡环7也可以制作为非封闭式，如图5所示，非封闭式挡环7在压力封环和先张束分离时作为抓手使用，如果采用硬质材质制作挡环7，则可以在安装在先张束上的时候充当刮板，以刮除先张束上的杂质，避免影响密封性。

一种采用折线配筋的先张法预应力混凝土U形梁的施工方法，其特征在于，步骤包括：

S1：绑普通钢筋和先张束；

S2：通过张拉台座张拉先张束；

S3：浇筑U梁混凝土；

S4：放张先张束；

S5：存梁养护。

步骤S1中包括

S101：在梁场的制梁台座上绑扎好普通钢筋；

S102：在底板13位置处设置直线先张束2；

S103：在内侧腹板14和外侧腹板12的位置处设置折线先张束3；

S104：在底板13位置处设置折弯器4，并通过折弯器4在桥跨L/4处将折线先张束3弯折；

步骤S4中包括

S401：放张直线先张束2；

S402：放张折线先张束3。

上述技术方案的工作原理及有益效果：通过上述方法制作U形梁可以极大的简化制作工艺，相较于后张法可以看出本制作方法不需要用到金属波纹管和锚具等消耗品，混凝土凝固并达到设计所需的强度和弹性模量后便可以放张先张束进行使用，不需要进行压浆操作，大大缩减了生产成本和工期，提高了生产效率。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节与这里示出与描述的图例。

Claims (6)

1.一种采用折线配筋的先张法预应力混凝土U形梁，其特征在于，包括：U梁（1）和先张束；所述U梁（1）内设置有普通钢筋，并通过混凝土浇筑而成，所述先张束在浇筑前通过折弯器（4）弯折后固定在所述普通钢筋上，并通过张拉台座对其进行张拉，所述先张束的两端分别位于所述U梁（1）的两端；

所述U梁（1）包括外侧翼缘（11）、外侧腹板（12）、底板（13）、内侧腹板（14）和内侧翼缘（15），所述底板（13）的一端通过所述外侧腹板（12）与所述外侧翼缘（11）连接，所述底板（13）的另一端通过所述内侧腹板（14）与所述内侧翼缘（15）连接，所述外侧腹板（12）、所述底板（13）和所述内侧腹板（14）内均设置有所述先张束；

所述先张束包括直线先张束（2）和折线先张束（3）；所述直线先张束（2）设置在所述底板（13）内，所述折线先张束（3）设置在所述外侧腹板（12）和所述内侧腹板（14）内，并且所述直线先张束（2）的两端和所述折线先张束（3）的两端均贯穿所述U梁（1）的前后两端；

所述先张束的端部设置有压力封环，张拉所述先张束时所述压力封环卡接在浇筑模板的连通口处；

所述压力封环包括内环（8）和外环（9），所述内环（8）和所述外环（9）对称设置，所述内环（8）的侧壁设置有翻折环槽（81），所述外环（9）的侧壁设置有挤压环槽（91），所述翻折环槽（81）和所述内环（8）的环孔之间构成挤压台（82），所述挤压环槽（91）和所述外环（9）的环孔之间构成翻压台（92），所述先张束贯穿所述内环（8）和所述外环（9）。

2.根据权利要求1所述的采用折线配筋的先张法预应力混凝土U形梁，其特征在于，所述折线先张束（3）上设置有所述折弯器（4）。

3.根据权利要求2所述的采用折线配筋的先张法预应力混凝土U形梁，其特征在于，所述折弯器（4）位于所述底板（13）内，并且所述折弯器（4）位于桥跨L/4处将所述折线先张束（3）弯起，所述底板（13）上设置有排水孔（6）和吊装孔（5）。

4.根据权利要求1所述的采用折线配筋的先张法预应力混凝土U形梁，其特征在于，所述内环（8）的侧壁和所述外环（9）的侧壁均设置有环挡（7）。

5.根据权利要求3所述的采用折线配筋的先张法预应力混凝土U形梁的施工方法，其特征在于，步骤包括：

S1：绑普通钢筋和先张束；

S2：通过张拉台座张拉先张束；

S3：浇筑U梁（1）混凝土；

S4：放张先张束；

S5：存梁养护。

6.根据权利要求5所述的采用折线配筋的先张法预应力混凝土U形梁的施工方法，其特征在于，步骤S1中包括

S101：在梁场的制梁台座上绑扎好普通钢筋；

S102：在底板（13）位置处设置直线先张束（2）；

S103：在内侧腹板（14）和外侧腹板（12）的位置处设置折线先张束（3）；

S104：在底板（13）位置处设置折弯器（4），并通过折弯器（4）在桥跨L/4处将折线先张束（3）弯折；

步骤S4中包括

S401：放张直线先张束（2）；

S402：放张折线先张束（3）。

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