CN211228044U - 一种预应力uhpc主梁的斜拉桥 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于桥梁技术领域，提供了一种预应力UHPC主梁的斜拉桥，包括：UHPC薄壁主梁、设置在所述UHPC薄壁主梁两端的辅助墩、用于支撑所述UHPC薄壁主梁的第一主塔与第二主塔、所述第一主塔和所述第二主塔的两侧分别通过斜拉索与所述UHPC薄壁主梁连接。有益效果是解决了桥梁中主梁预应力钢束布置空间不足的问题，满足主梁的整体受力，还增大了主梁的适用跨径和使用范围。

Description

一种预应力UHPC主梁的斜拉桥

技术领域

本实用新型属于桥梁技术领域，尤其涉及一种预应力UHPC主梁的斜拉桥。

背景技术

为了能使车辆行人等能顺利的穿过江河湖海，人们发明了桥梁。桥梁一般由主梁结构、桥墩结构以及支撑结构组成，其中，主梁结构一般都是用普通混凝土制成的箱梁节段组成，箱梁节段一般由顶板、底板以及连接顶板与底板的腹板组成，这种用普通混凝土组成的箱梁节段中腹板容易出现开裂和跨中下挠等问题。

而超高性能混凝土(UHPC)具有高抗压、抗拉强度高等优异的力学特性，全UHPC箱梁组成的主梁可解决普通混凝土主梁腹板开裂和跨中下挠等问题，工厂预制还可以保证高温蒸汽养护的质量，显著降低UHPC的徐变系数和后期收缩，提高主梁结构的质量和精度。

但是，全UHPC箱梁结构的主梁中其顶板预应力钢束是布置在顶板纵肋里的，在进行拼装时需要张拉较多数量的顶板预应力钢束，这在桥梁跨径增加后，随箱梁节段数量的增加，布置顶板预应力钢束则需要更多的顶板纵肋，从而导致主梁横截面内预应力钢束布置空间不足。

实用新型内容

本实用新型提供一种预应力UHPC主梁的斜拉桥，旨在解决主梁预应力钢束布置空间不足的问题。

本实用新型是这样实现的，一种预应力UHPC主梁的斜拉桥，包括：UHPC薄壁主梁、设置在所述UHPC薄壁主梁两端的辅助墩、用于支撑所述UHPC薄壁主梁的第一主塔与第二主塔、所述第一主塔和所述第二主塔的两侧分别通过斜拉索与所述UHPC薄壁主梁连接。

更进一步地，所述第一主塔和所述第二主塔的两侧分别设置有至少一块减震板，所述减震板上设置有与同侧的所述斜拉索数量相同的减震孔，所述减震孔内设置有用于夹住所述斜拉索的减震夹具，所述减震夹具的外壁与所述减震孔内壁之间均匀设置有至少三个弹簧构件。

更进一步地，所述第一主塔和所述第二主塔的高跨比为1/8至1/12。

更进一步地，所述UHPC薄壁主梁包括多个箱梁节段，其中，所述箱梁节段包括：顶板、与所述顶板平行设置的底板、以及连接所述所述顶板与所述底板的腹板组件；

所述腹板组件包括：连接所述顶板与所述底板同向端部的斜腹板、以及连接所述顶板与所述底板中心点的中腹板；

所述箱梁节段与所述斜拉索的数量相同，每个所述箱梁节段与一根所述斜拉索连接。

更进一步地，所述顶板、所述腹板组件、所述底板使用的是薄壁构件，所述顶板的厚度为0.1m至1.5m，所述腹板组件的厚度为0.15m至0.3m，所述底板的厚度为0.15m至1.5m。

更进一步地，所述顶板内壁上设置有纵肋。

更进一步地，所述纵肋内设置有体内预应力钢束。

更进一步地，所述底板与所述腹板组件上设置有体外预应力钢束。

更进一步地，所述底板与所述腹板组件的所述体外预应力钢束的预应力转向位置设置有转向块。

更进一步地，所述顶板的体内预应力钢束以及所述底板和所述腹板组件的体外预应力钢束的预应力端部位置设置有锚固块。

本实用新型所达到的有益效果，通过将斜拉桥的主梁设置成UHPC薄壁主梁可降低主梁的高度，再通过设置所述第一主塔和所述第二主塔，所述UHPC薄壁主梁分别通过多根斜拉索与所述第一主体和所述第二主体的两侧连接，从而可以分散所述UHPC薄壁主梁的一部分重力，还可以提高UHPC薄壁主梁预应力钢束的有效高度，以及预应力钢束的效率，同时解决了桥梁中主梁预应力钢束布置空间不足的问题，满足主梁的整体受力，还增大了主梁的适用跨径和使用范围。

附图说明

图1是本实用新型提供的斜拉桥的立面示意图。

图2是本实用新型提供的斜拉桥的断面示意图。

其中，1、第一主塔；2、第二主塔；3、UHPC薄壁主梁；31、顶板；32、纵肋；33、中腹板；34、斜腹板；35、底板；36、横隔板；4、斜拉索；5、辅助墩；61、体内预应力钢束；62、体外预应力钢束。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本文中所述的“UHPC”又叫超高性能混凝土。为了方便撰写所以在文中以“UHPC”进行书写。

本实用新型的实施例如下：

一种预应力UHPC主梁的斜拉桥，如图1所示，包括：UHPC薄壁主梁3、设置在所述UHPC薄壁主梁3两端的辅助墩5、用于支撑所述UHPC薄壁主梁3的第一主塔1与第二主塔2、所述第一主塔1和所述第二主塔2的两侧分别通过斜拉索4与所述UHPC薄壁主梁3连接。

其中，所述UHPC薄壁主梁3的截面形式可以是单箱加斜撑式、单箱多室截面、三角形箱形截面、板式截面、双边肋式等，而在本实施例中优选的是三角形箱形截面。

所述第一主塔1和所述第二主塔2纵向可以是独柱形、A形、倒Y形等，而在本实施例中优选的是独柱形，横向为独柱形、双柱形、门形、H形、A形、宝石形、倒Y形等，而在本实施例中优选的是H形。

所述斜拉索4的数量根据实际情况来设定，这主要是根据所述UHPC薄壁主梁3的长度来设定的，长度越长需要的所述斜拉索4则更多。

所述斜拉索4在所述第一主塔1和所述第二主塔2上会形成一斜拉索索面，而形成的斜拉索形状可以是辐射形、竖琴形、扇形或星形等，而在本实施例中优选的是辐射形。所述斜拉索索面的位置可以是单索面、竖向双索面、斜向双索面、或空间索面等，而在本实施例中优选的是斜向双索面。

本实用新型描述的可以是一个完整的桥梁，也可以是桥梁的一个节段，如桥梁需要加长时，通过使用多个本实用新型的该桥梁节段进行组合，则可以得到更长的完整桥段，结合的方式相当于将一个该桥梁节段的所述辅助墩5的位置与另一个该桥梁节段的所述辅助墩5的位置进行结合，这样便可以加长桥梁了。

本实用新型通过将斜拉桥的主梁设置成UHPC薄壁主梁3可降低主梁的高度，再通过设置所述第一主塔1和所述第二主塔2，所述UHPC薄壁主梁3分别通过多根斜拉索4与所述第一主体和所述第二主体的两侧连接，从而可以分散所述UHPC薄壁主梁3的一部分重力，还可以提高UHPC薄壁主梁3预应力钢束的有效高度，以及预应力钢束的效率，同时解决了桥梁中主梁预应力钢束布置空间不足的问题，满足主梁的整体受力，还增大了主梁的适用跨径和使用范围。

更为具体的实施例如下：

作为本实用新型的一种可选实施方式，如图2所示，所述UHPC薄壁主梁3包括多个箱梁节段，其中，所述箱梁节段包括：顶板31、与所述顶板31平行设置的底板35、以及连接所述所述顶板31与所述底板35的腹板组件；

所述腹板组件包括：连接所述顶板31与所述底板35同向端部的斜腹板34、以及连接所述顶板31与所述底板35中心点的中腹板33；

其中，如图2所示，所述底板35的长度小于或等于所述顶板31的长度，所述顶板31与所述底板35同向端部相当于延伸方向相同的端点部，所述顶板31、所述底板35、所述斜腹板34围成的形状优选为一个等边梯形，当然，也可以是其他正方形、长方形以及其他的梯形。

所述斜拉索4的数量等于所述箱梁节段的数量或者是所述箱梁节段数量的两倍，而在本实施例中，所述斜拉索4的数量等于所述箱梁节段数量的两倍，两根所述斜拉索4与一个所述箱梁节段连接，分别连接所述箱梁节段的两侧。

通过多个所述箱梁节段组成所述UHPC薄壁主梁3，方便所述UHPC薄壁主梁3的拼装，还可以提高结构质量和精度，以及提高工程的效益。

作为本实用新型的一种可选实施方式，所述斜腹板34与所述顶板31的夹角优选为30度至60度，当然，也可以是20度、70度、80度等。

作为本实用新型的一种斜拉索4减震的可选方式，所述第一主塔1和所述第二主塔2的两侧分别设置有至少一块减震板，所述减震板上设置有与同侧的所述斜拉索4数量相同的减震孔，所述减震孔内设置有用于夹住所述斜拉索4的减震夹具，所述减震夹具的外壁与所述减震孔内壁之间均匀设置有至少三个弹簧构件。

在本实施例中，所述减震夹具包括：两块夹板，所述夹板的两侧设置有匹配的螺纹孔，所述两块夹板通过螺丝与螺母固定所述斜拉索4。所述弹簧构件为4个，均匀设置在所述减震夹具的外壁与所述减震孔内壁之间。

通过设置所述减震夹具，并在所述减震夹具的外壁与所述减震孔内壁之间均匀设置至少三个弹簧构件，这样所述减震夹具可以夹紧所述斜拉索4，并通过所述弹簧构件减轻所述斜拉索4的振动，从而提高所述斜拉索4的使用寿命。

当然，所述弹簧构件还可以更换成其他的弹性构件，如弹片，塑胶弹簧等。

作为本实用新型的一种可选实施方式，如图1所示，所述第一主塔1和所述第二主塔2的高跨比为1/8至1/12，其中，优选的高跨比为1/10。通过将高跨比控制在一个固定的范围内，可以提高所述斜拉桥的强度，从而提高所述斜拉桥的使用寿命。

在本实施例中，所述第一主塔1和所述第二主塔2的跨径距离为300米至1500米，其中，优选的跨比距离为1200米。当然，也可以是200米、1800米、2000米等，所述第一主塔1和所述第二主塔2的高度通过跨径距离与选用的高跨比便可以计算出来。如高跨比为1/10、跨径距离为1200米，这样便可以知道所述第一主塔1和所述第二主塔2的高度为120米。

作为本实用新型的一种可选实施方案，所述顶板31、所述腹板组件、所述底板35使用的是薄壁构件，所述顶板31的厚度为0.1m至1.5m，所述腹板组件的厚度为0.15m至0.3m，所述底板35的厚度为0.15m至1.5m。通过使用薄壁构件可以大幅度减轻所述UHPC薄壁主梁3的重量，并且，还可以减少所述斜拉桥的工程量和造价。

其中，所述腹板组件包括了所述斜腹板34与所述中腹板33。

作为本实用新型的一种可选实施方案，如图2所示，所述顶板31内壁上设置有纵肋32。通过在所述顶板31上设置所述纵肋32，可以提升所述顶板31的强度，还可以提供预应力管道空间，从而提升所述UHPC薄壁主梁3的使用寿命。

作为本实用新型的一种可选实施方案，如图2所示，所述纵肋32内设置有体内预应力钢束61。通过在所述纵肋32内设置所述体内预应力钢束61可以对所述顶板31的混凝土施加压力，从而保证顶板31的混凝土不出现拉应力，提高所述顶板31的抗裂性能，还可以提升所述体内预应力钢束61的布置空间。

作为本实用新型的一种可选实施方案，如图2所示，所述底板35与所述腹板组件上设置有体外预应力钢束62。通过在所述底板35和所述腹板组件上设置所述体外预应力钢束62，可以对所述底板35和所述腹板组件的混凝土施加压力，从而保证所述底板35和所述腹板组件的混凝土不出现拉应力，提高所述底板35和所述腹板组件的抗裂性能。

其中，所述腹板组件包括了所述斜腹板34与所述中腹板33。

在本实施例中，如图2所示，通过所述底板35与所述腹板组件上设置有体外预应力钢束62，可以知道所述底板35与所述腹板组件上需要设置横隔板36，只有设置了所述横隔板36才能在所述底板35与所述腹板组件上设置体外的预应力钢束62，如果没有所述横隔板36则无法设置体外的预应力钢束62。

其中，如图2所示，所述体外预应力钢束62与体内预应力钢束61是一样的，区别在于所述体外预应力钢束62是设置在底板35和所述腹板组件的外部，而所述体内预应力钢束61是设置在所述顶板31内部的。

作为本实用新型的一种可选实施方案，如图2所示，还包括：垂直设置在所述顶板31、所述底板35以及所述腹板组件的内壁上的横隔板36，所述横隔板36两端部分别与相邻的另一横隔板36的端部连接。

其中，如图2所示，所述顶板31上的纵肋32穿过所述横隔板36，相当于所述横隔板36的板面是横向垂直设置的。所述横隔板36的数量根据实际情况来设定，优选的是0.3至0.8米设置一块横隔板36。当然，也可以是0.2米、0.5米、1米、1.2米设置一块横隔板36。

作为本实用新型的一种可选实施方案，所述底板35与所述腹板组件的所述体外预应力钢束62的预应力转向位置设置有转向块。通过设置所述转向块，可以传递所述体外预应力钢束62产生的水平和垂直的横向力，限制所述体外预应力钢束62的自由长度，调整体外预应力钢束62的偏心距，从而更好的保证所述底板35和所述腹板组件的混凝土不出现拉应力，进而提升所述底板35和所述腹板组件的抗裂性能。

其中，所述转向块设置在所述底板35与所述腹板组件的内壁上，并与对应的所述横隔板36连接。所述转向块使用的方式可以是横隔板36式、肋式和块式。而在本实施例中，所述转向块使用的方式为横隔板36式。

作为本实用新型的一种可选实施方案，所述顶板31的体内预应力钢束61以及所述底板35和所述腹板组件的体外预应力钢束62的预应力端部位置设置有锚固块。通过所述锚固块可以使所述顶板31、所述底板35以及所述腹板上的预应力钢束得到更好的发挥，从而提升所述箱梁节段的抗裂性能。

作为本斜拉桥的一种施工方法，包括以下步骤：

S1、首先对所述辅助墩5、所述第一主塔1、以及所述第二主塔2进行施工。

S2、进行UHPC薄壁主梁3中箱梁节段的工厂预制和蒸养并运输至施工现场。

S3、对称施工中跨主梁和边跨主梁，UHPC薄壁主梁3梁段采用悬臂拼装法施工。

S4、悬臂拼装施工过程中张拉相应的预应力钢束和斜拉索4。

S5、主梁同时施工至合拢口并合拢。

S6、完成附属工程及桥面铺装，达到成桥状态。

本实用新型中的UHPC材料优异的受力特性可以提高结构的承载能力，采用UHPC薄壁主梁3结构最为主梁的形式，大幅度降低了结构自重，减少桥梁下部结构、所述第一主塔1、所述第二主塔2的工程量及造价。采用工厂预制UHPC薄壁主梁3中的箱梁节段，可以提高结构质量和精度，现场悬臂拼装的施工方法可以加快施工工期，提高工程的效益。采用矮塔斜拉桥，与普通的UHPC箱梁相比，体外斜拉索4效率较箱梁体内预应力索效率大幅度提高，体外斜拉索4替代体内预应力索，可以更好解决超大跨径普通UHPC箱梁桥体内顶板31预应力钢束布置空间不够的难题。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种预应力UHPC主梁的斜拉桥，其特征在于，包括：UHPC薄壁主梁、设置在所述UHPC薄壁主梁两端的辅助墩、用于支撑所述UHPC薄壁主梁的第一主塔与第二主塔、所述第一主塔和所述第二主塔的两侧分别通过斜拉索与所述UHPC薄壁主梁连接。

2.如权利要求1所述的一种预应力UHPC主梁的斜拉桥，其特征在于，所述第一主塔和所述第二主塔的两侧分别设置有至少一块减震板，所述减震板上设置有与同侧的所述斜拉索数量相同的减震孔，所述减震孔内设置有用于夹住所述斜拉索的减震夹具，所述减震夹具的外壁与所述减震孔内壁之间均匀设置有至少三个弹簧构件。

3.如权利要求1所述的一种预应力UHPC主梁的斜拉桥，其特征在于，所述第一主塔和所述第二主塔的高跨比为1/8至1/12。

4.如权利要求1所述的一种预应力UHPC主梁的斜拉桥，其特征在于，所述UHPC薄壁主梁包括多个箱梁节段，其中，所述箱梁节段包括：顶板、与所述顶板平行设置的底板、以及连接所述顶板与所述底板的腹板组件；

所述腹板组件包括：连接所述顶板与所述底板同向端部的斜腹板、以及连接所述顶板与所述底板中心点的中腹板；

所述箱梁节段与所述斜拉索的数量相同，每个所述箱梁节段与一根所述斜拉索连接。

5.如权利要求4所述的一种预应力UHPC主梁的斜拉桥，其特征在于，所述顶板、所述腹板组件、所述底板使用的是薄壁构件，所述顶板的厚度为0.1m至1.5m，所述腹板组件的厚度为0.15m至0.3m，所述底板的厚度为0.15m至1.5m。

6.如权利要求5所述的一种预应力UHPC主梁的斜拉桥，其特征在于，所述顶板内壁上设置有纵肋。

7.如权利要求6所述的一种预应力UHPC主梁的斜拉桥，其特征在于，所述纵肋内设置有体内预应力钢束。

8.如权利要求6所述的一种预应力UHPC主梁的斜拉桥，其特征在于，所述底板与所述腹板组件上设置有体外预应力钢束。

9.如权利要求8所述的一种预应力UHPC主梁的斜拉桥，其特征在于，所述底板与所述腹板组件的所述体外预应力钢束的预应力转向位置设置有转向块。

10.如权利要求8所述的一种预应力UHPC主梁的斜拉桥，其特征在于，所述顶板的体内预应力钢束以及所述底板和所述腹板组件的体外预应力钢束的预应力端部位置设置有锚固块。

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