CN1730858A - 一种预弯预应力混凝土槽形梁及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种预弯预应力混凝土槽形梁及其制作方法，其特征为：所述的混凝土梁由底板和两侧的腹板构成，整体近似呈槽形或U形，腹板为包裹着钢梁的混凝土，钢梁上焊接若干剪力键，腹板和钢梁的剖面为工字形、矩形或箱形，在钢梁的外表包裹着一期混凝土和二期混凝土。所述的混凝土槽形梁的制作方法包括钢梁的制作、钢梁预压、浇筑一期混凝土、释放预弯力、浇筑二期混凝土共五个步骤。本发明具有比现有技术更大的跨越能力、建筑高度低和施工方便等优点，并具有良好的疲劳和抗震性能。与现有技术相比，建筑高度更低，吊装重量更轻，抗疲劳和抗震性能更好，尤其适合建筑高度受限的困难条件。
Description
技术领域：
本发明属于桥梁建筑的技术领域，具体地说是一种适用于铁路桥、公路桥、城市高架桥以及轨道交通系统的下承式预弯预应力混凝土槽形梁及其制作方法。
背景技术：
目前在国际上槽形梁应用较多，国外最早的预应力混凝土槽形梁是英国1952年建造的罗什尔汉桥，此后日本、西德、澳大利亚相继在铁路桥梁中应用。在轨道交通工程中，法国里尔建造的双线跨度为50m的预应力槽形梁；巴黎的13号线在塞纳河上建造了跨度为85m、腹板为矩形、双层底板的预应力槽形梁。我国北京铁路枢纽双桥编组站内的京秦线跨越京承线而设的二孔跨度为24m的单线槽形梁也是此种工程的实例。
槽形梁主要用于建筑高度受限的条件下，是一种下承式桥梁，适用于铁路桥、公路桥、城市高架桥以及轨道交通的桥梁结构。由于其建筑高度低，能减少两端引道的路堤填土高度，缩短桥梁总长，减少拆迁费用，经济效益较为显著，而且还具有减少噪音的优点，在城市市区和车站附近尤为适用。但是通常采用后张法预应力混凝土结构，跨度范围一般在20m～40m；在轨道交通工程中，双线分离式(单线)预应力混凝土槽形梁的梁高一般在2.00m～2.50m左右，底板厚度一般在45cm左右，目前应用的槽形梁高跨比一般为1/8～1/10左右，这种预应力混凝土槽形梁仍受到建筑高度条件的限制。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种改进的预应力混凝土槽形梁及其制造方法。使用本发明可使建筑高度更低，吊装重量更轻，抗疲劳和抗震性能更好，尤其适合建筑高度受限的困难条件。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种预弯预应力混凝土槽型梁，其特征在于：所述的混凝土梁由底板和两侧的腹板构成，整体近似呈槽形或U形。钢梁上焊接若干剪力键，腹板和钢梁的剖面可为工字形、矩形或箱形，在钢梁的外表包裹着一期混凝土和二期混凝土。
一种预弯预应力混凝土槽形梁的制作方法，其特征在于：所述的混凝土槽形梁的制作方法包括钢梁的制作、钢梁预压、浇筑一期混凝土、释放预弯力、浇筑二期混凝土共五个步骤。
本发明与现有技术相比，建筑高度更低，本预弯预应力混凝土槽形梁的高跨比一般为1/25～1/30左右；吊装重量更轻，二期混凝土可在一期混凝土和钢梁所组成的梁体吊装就位后浇筑，而一期混凝土和钢梁所组成的梁体重量较轻，可以大大减少吊装重量；预弯预应力混凝土槽形梁由钢梁和外包混凝土组成，劲性钢梁提高了整个梁体的抗疲劳和抗震性能。基于上述优点，尤其适合建筑高度受限的困难条件。
附图说明：
图1为本发明一下承式预弯预应力混凝土槽形梁结构三种形式示意图
图2为本发明一下承式预弯预应力混凝土槽形梁结构组成示意图
图3为本发明一下承式预弯预应力混凝土槽形梁的施工流程示意图
具体实施方式：
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
本发明为一种预弯预应力混凝土槽型梁，它区别于现有技术在于：所述的混凝土梁由底板2和两侧的腹板3构成，整体近似呈槽形或U形，腹板为包裹着钢梁1的混凝土，钢梁上焊接若干剪力键，腹板和钢梁的剖面可为工字形、矩形或箱形，在钢梁的外表包裹着一期混凝土和二期混凝土。腹板可以根据受力特点、车辆限界以及车道布置等因素选用合适的腹板型式，对于双线分离式结构，腹板宜采用工字形或矩形式样；对于双线整体式结构，腹板宜采用箱形或矩形式样。对于20m～40m中等跨径的预弯预应力混凝土槽形梁，底板厚度一般为20cm～30cm，高跨比一般为1/25～1/30。材料选取根据预弯预应力混凝土槽形梁的受力性能和施工特点确定。
具体实施时一种预弯预应力混凝土槽形梁的制作方法，其特征在于：所述的混凝土梁的制作方法包括以下步骤，a、钢梁的制作：根据设计要求焊接工字型或箱型钢梁，对钢梁进行加热，按照设计线形要求形成预弯钢梁；b、钢梁预压，施加预弯力：将预弯钢梁安装在反力架上，在受压处设置足够的横向支撑，避免钢梁侧向失稳；重复施加和卸除预弯力，直至相邻两次加载的变形基本相同为止，以便消除塑性变形；施加预弯力，将预弯钢梁压平；c、浇筑一期混凝土5：绑扎底板普通钢筋，支模，若底板配有先张预应力束4，则张拉先张预应力束，浇筑底板一期混凝土；d、释放预弯力，反弹：待一期混凝土达到设计强度80％以上时，若底板配有先张预应力束，按照有关施工规范对先张预应力进行放张，然后卸除预弯力，钢梁反弹，一期混凝土获得预应力；e、浇筑二期混凝土6：绑扎腹板钢筋，支模，浇筑二期混凝土，形成预弯预应力混凝土槽形梁。
根据预弯预应力混凝土槽形梁的受力性能和施工特点，材料选取原则如下：
①为了获得较高的预弯力以及疲劳性能的要求，一般选用强度高、延性好的钢材，比如16Mnq；为了使钢梁与混凝土可靠粘接，需要在钢梁上焊接一定数量的剪力键，以保证二者共同工作；钢梁的钢板厚度由具体跨度、强度的需要计算确定。
②在卸除预弯力的反弹阶段，一期混凝土将承受较大的压应力，一期混凝土的标号不得低于50#，一般宜选用60#混凝土。
③二期混凝土没有预压应力，综合考虑其耐久性，宜选用40#混凝土。
④混凝土的收缩和除变会引起截面上应力重新分布，会造成一期混凝土较大的预应力损失，因此尽量选用收缩和除变较小的混凝土配合比，施工中严格控制水灰比，减少混凝土收缩和除变引起的预应力损失。
Claims (4)
1、一种预弯预应力混凝土槽型梁，其特征在于：所述的混凝土梁由底板和两侧的腹板构成，整体近似呈槽形或U形，腹板为包裹着钢梁的混凝土，钢梁上焊接若干剪力键，腹板和钢梁的剖面为工字形、矩形或箱形，在钢梁的外表包裹着一期混凝土和二期混凝土。
2、一种预弯预应力混凝土槽形梁的制作方法，其特征在于：所述的混凝土槽形梁的制作方法包括钢梁的制作、钢梁预压、浇筑一期混凝土、释放预弯力、浇筑二期混凝土共五个步骤。
3、按权利要求2所述的一种预弯预应力混凝土槽形梁的制作方法，其特征在于：所述的混凝土梁的制作方法包括以下步骤，a、钢梁的制作：根据设计要求焊接工字型或箱型钢梁，对钢梁进行加热，按照设计线形要求形成预弯钢梁；b、钢梁预压，施加预弯力：将预弯钢梁安装在反力架上，在受压处设置足够的横向支撑，避免钢梁侧向失稳；重复施加和卸除预弯力，直至相邻两次加载的变形相同为止，以便消除塑性变形；施加预弯力，将预弯钢梁压平；c、浇筑一期混凝土：绑扎底板普通钢筋，支模，若底板配有先张预应力束，则张拉先张预应力束，浇筑底板一期混凝土；d、释放预弯力，反弹：待一期混凝土达到设计强度80％以上时，若底板配有先张预应力束，按照有关施工规范对先张预应力进行放张，然后卸除预弯力，钢梁反弹，一期混凝土获得预应力；e、浇筑二期混凝土：绑扎腹板钢筋，支模，浇筑二期混凝土，形成预弯预应力混凝土槽形梁。
4、按权利要求2或3所述的一种预弯预应力混凝土槽形梁的制作方法，其特征在于：钢材为强度高、延性好的钢材，一期混凝土的不得低于标号50#，二期混凝土不得低于标号40#混凝土。
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