CN213038218U - 一种预见性的可补张拉预应力的连续刚构桥 - Google Patents

Abstract

一种预见性的可补张拉预应力的连续刚构桥，属于连续刚构桥加固施工技术领域。本实用新型的连续刚构桥，在墩顶和中跨跨中的截面箱梁上设置加固构件；墩顶箱梁的加固构件包括底板、腹板和顶板，两腹板外侧各布设一根斜撑，斜撑下端与箱梁底板固结，上端穿过箱顶横梁固结，两根斜撑、箱顶横梁及底板构成一个倒置的等腰梯形，斜撑、箱顶横梁与箱梁一体浇筑；斜撑穿过箱顶横梁顶面的钢筋与护墙一同浇筑混凝土，作为后期加固时刚构斜拉联合体斜拉塔下部节段的竖向钢筋。本实用新型解决了预应力混凝土连续刚构桥中跨跨中下挠问题，即在加固实施后减少中跨跨中下挠量，在后期运营中中跨跨中下挠时可重复补张斜拉索的拉力。

Description

一种预见性的可补张拉预应力的连续刚构桥

技术领域

本实用新型属于连续刚构桥加固施工技术领域，具体涉及一种连续刚构桥结构加固技术。

背景技术

预应力连续刚构桥是刚构桥的一种类型，是在具有悬臂受力特点的梁式桥上施加了预应力，在施工过程中，墩顶上两侧伸出悬臂，形同〝T〞字形，属于墩梁固结的结构体系，具有〝T〞形刚构桥和连续梁桥的优点。是将〝T〞形刚构粗厚桥墩减薄形成柔性桥墩，使墩梁固结、主梁连续形成连续刚构桥，是〝T〞形刚构构与连续梁的一种新结合体。即保持了连续梁无伸缩缝、行车平顺的优点，又保持了〝T〞形刚构不设支座、无需体系转换的优点，纵向刚度大和横向抗扭强的性能，内力分布合理，跨越能力强，利于施工。

预应力混凝土连续刚构桥虽有诸多优点，但在运营过程中由于混凝土收缩徐变、主梁刚度的变化、纵向预应力的有效性、竖向接缝的质量、预拱度设置的偏差、汽车活荷载长期效应、施工质量、超载车等以混凝土收缩徐变为主的多方因素，导致跨中下挠成为目前国内大跨径连续刚构桥的主要病害，跨中下挠会进一步加剧底板开裂，而箱梁梁体裂缝的增多使结构刚度下降，刚度下降又加剧了跨中的下挠。

目前国内预应力混凝土连续刚构桥箱梁开裂问题的处理，主要是在箱梁内腹板、顶板和箱梁外底板粘贴炭纤维材料或钢板来提高箱梁的刚度。跨中下挠的处理有主要有以下几种：

a箱梁内实施体外预应力；

b当a措施不满足桥梁结构的正常使用时在箱梁外侧实施体外预应力；

C箱梁的箱内外同时实施体外预应力；

d在中跨的跨中位置加设一个桥墩，支撑在补强后的中跨合拢块段的底板上。

其中措施d能较好解决箱梁跨中下挠的问题，但费用高施工难度大还阻塞航道，且箱梁在使用后期结构体系发生的变化已带来了新的问题。abc三种措施在实施时虽能在一定程度上减少中跨跨中的下挠量，随着加固后的桥梁运营，跨中下挠问题仍然缓慢发展。

发明内容

本实用新型的目的是针对上述预应力混凝土连续刚构桥在运营过程中跨中下挠问题，提供一种结构简单，操作便捷，经济性好的连续刚构桥结构加固工艺。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

一种预见性的可补张拉预应力的连续刚构桥，在连续刚构桥的墩顶和中跨跨中的截面箱梁上设置加固构件，其中：

墩顶箱梁的预设加固构件包括底板、腹板和顶板，墩顶处箱梁顶板与底板平行设置板；腹板为左、右两块，竖直设置在顶板和底板之间，顶板、腹板与底板组成箱体结构，顶板两侧延伸出腹板部分为翼板，翼板顶面边缘设有混凝土护墙或钢护栏；

所述墩顶箱梁顶板底面布设一根箱顶横梁至所述翼板边缘外，两腹板外侧各布设一根斜撑，斜撑下端与箱梁底板固结，上端穿过箱顶横梁固结，两根斜撑、箱顶横梁及底板构成一个倒置的等腰梯形，斜撑、箱顶横梁与箱梁一体浇筑；

所述斜撑穿过箱顶横梁顶面的钢筋与护墙一同浇筑混凝土，作为后期加固时刚构斜拉联合体斜拉塔的竖向钢筋，浇筑高度与翼板边缘的混凝土护墙齐平；

中跨跨中的箱梁加固构件则在箱梁底面设置锚固用预留孔，箱梁底面锚固箱底钢横梁，箱底钢横梁端头设置拉索锚头，采用刚度加强的箱梁。

进一步地，所述钢构斜拉联合体斜拉塔位于桥面左右护墙外侧。

进一步地，所述T形连续钢构桥主跨跨中合拢块段及其他需要设置钢横梁的箱梁节段，在所述箱梁底板设置有至少两个预留孔，对称分布于底板两端，通过所述预留孔与底板锚固有一根箱底横梁，箱底横梁为钢结构。

三跨及以上的多跨径连续刚构桥主跨跨中箱底钢横梁每个端头设置两个拉索锚头，其余的每个端头设置一个拉索锚头，拉索锚头安置处预留张拉空间。

进一步地，所述的箱底横梁与底板之间的空隙内填充高强度材料环氧砂浆。

当连续刚构桥在运营过程中由于中跨下挠需要加固时，浇筑斜拉塔，锚固箱底钢横梁，穿上拉索按要求张拉即可。

斜撑、箱顶横梁、箱底钢横梁、斜拉塔等的结构尺寸及刚度需根据连续刚构桥的几何尺寸及承载能力等另行设计。箱底钢横梁安设截面的箱梁及墩顶箱梁刚度也需要据设计作加强。在加固实施后减少中跨跨中下挠量，在后期运营中中跨跨中下挠时可重复补张斜拉索的拉力，保证连续刚构桥在运营期间维持在一个安全稳定的状态。

预应力混凝土连续刚构桥在设计施工时需预设刚构斜拉联合体的墩顶箱顶横梁和斜撑构件，在中跨跨中下挠后需要加固时构筑成刚构斜拉联合体系，属于前期预防后期可持续张拉形工艺。

本实用新型解决了预应力混凝土连续刚构桥中跨跨中下挠问题，即在加固实施后减少中跨跨中下挠量，在后期运营中中跨跨中下挠时可重复补张斜拉索的拉力，保证连续刚构桥在运营期间维持在一个安全稳定的状态。预应力混凝土连续刚构桥在设计施工时需预设刚构斜拉联合体的墩顶箱顶横梁和斜撑构件，在中跨跨中下挠后需要加固时构筑成刚构斜拉联合体系，属于前期预防后期可持续张拉形工艺。

附图说明

图1墩顶箱梁横截面示意图；

图2设置钢横梁的箱梁横截面示意图；

图3连续钢构桥加固后结构示意图；

其中：1、护墙；2、斜拉塔下部节段；3、斜撑；4、底板；5、腹板；6、顶板；7、箱顶横梁；8、桥面；9、翼板；10、预留孔；11、箱底横梁；12、拉索锚头;13、箱梁；131、多跨径连续刚构桥主跨跨中箱底横梁；132、箱底横梁；14、斜拉塔；15、拉索；16、墩柱。

具体实施方式

实施例1：如图3所示，加固施工后的连续钢构桥，结构转变成刚构斜拉联合体。连续钢构桥墩顶上两侧伸出悬臂，形同〝T〞字形，主墩与箱梁固结,属于墩梁固结的结构体系。

连续刚构桥在设计施工时，需要根据桥梁的参数及运营荷载等预见性的设计施工，一要考虑墩顶上的斜撑3、箱顶横梁7与箱梁一体浇筑及箱梁截面刚度；二要考虑需要设置箱底横梁的箱梁截面刚度加强及设置预留孔。

如图3所示，墩（T形墩）顶的箱梁13（常称作0#节段或块段）,由底板4、腹板5、顶板6和翼板9组成，其中顶板6与底板4平行设置，腹板5为左、右两块，竖直设置在顶板6和底板4之间，顶板6、腹板5与底板4由混凝土浇筑成一个箱形结构。

顶板6两侧延伸有翼板9，翼板9和顶板6的上部浇筑混凝土调平层后，铺装沥青构成桥面8，桥面8边缘设有护墙1。

墩顶上的顶板6底面布设一根箱顶横梁7至所述翼板9边缘外，所述箱顶横梁7与顶板6浇筑为一体。

所述箱梁13两腹板5外侧各布设一根斜撑3，斜撑3下端斜穿腹板5后与底板4固接，上端穿过箱顶横梁7固结，两根斜撑3、箱顶横梁7及底板4构成一个倒置的等腰梯形。

箱顶横梁7、斜撑3与墩顶箱梁一起浇筑混泥土，作为后期加固的一部分。

斜撑3穿过箱顶横梁的配筋部分呈竖直状，并包裹混凝土，作为后期刚构斜拉联合体斜拉塔下部节段的配筋，钢构斜拉联合体斜拉塔位于桥面左右护墙外侧，加固前斜拉塔下部节段2浇筑高度与桥面边缘的护墙1齐平。

中跨跨中及其他需要设置箱底横梁的截面，箱梁加固构件则在箱梁底面设置锚固用预留孔10，对称分布于底板4两侧，为后期实施刚构斜拉联合体的箱底横梁锚固孔，通过所述预留孔10与底板4锚固箱底横梁11，箱底横梁11为钢结构，其材料及尺寸需满足所需刚度，两端设拉索锚头12，拉索锚头12安置处预留张拉空间。

连续刚构桥因跨中下挠需要加固时，在箱梁主跨跨中及其它合适截面的箱梁底面布设箱底钢横梁，中跨跨中的箱底钢横梁每个端头设置两个拉索锚头，而其他合适截面钢横梁端头设置一个拉索锚头。拉索在斜拉塔上的一端为锚固端，与箱底钢横梁端头的张拉端锚头构成斜拉桥体，斜拉桥与加固前的连续刚构桥共同构成刚构斜拉联合体，减少或积极预防连续刚构桥跨中下挠。

当桥梁需要加固时，浇筑斜拉塔14，锚固箱底钢横梁11，箱底横梁端头安装可重复张拉的锚头12，穿上拉索15按要求张拉。当加固后运营期间箱梁跨中下挠时可再度张拉拉索15达到结构平衡。

因预应力〝T〞形连续刚构桥的跨径及荷载等因素不同，故箱顶横梁及斜撑的配筋和截面尺寸需据设计的计算确定，混凝土强度与箱梁相同。而斜拉塔预备的一节，即斜拉塔预浇筑的下部节段，作为斜拉桥塔的一节属于加固前期因不参与预应力〝T〞形连续刚构桥的受力体系，可采用与混凝土护墙相同的低等级混凝土，已便于后期斜拉桥塔施工时凿取，满足里面的配筋不被风雨侵蚀损伤即可。

联合体斜拉塔的高度、斜拉索的数量、钢横梁的结构尺寸及在箱梁截面的设置位置等因桥梁跨度、承载能力等参数不同需根据设计计算确定。

本技术是在预应力混凝土连续刚构桥设计施工时即为后期加固的刚构斜拉联合体作了预设准备，不影响桥梁的结构安全和使用功能。在预应力混凝土连续刚构桥中跨跨中下挠需要进行加固处理时再实施后期的刚构斜拉联合体。联合体的实施不影响桥梁的使用功能，后期中跨跨中下挠时方便通过再张拉拉索来维持桥梁的结构受力平衡，可使桥梁在后期运营时维持在一个稳定安全的服役状态。

Claims (1)

1.一种预见性的可补张拉预应力的连续刚构桥，其特征在于连续刚构桥的墩顶和中跨跨中的截面箱梁上设置加固构件，其中：

墩顶箱梁的加固构件包括底板、腹板和顶板，腹板为左、右两块，竖直设置在顶板和底板之间组成箱体结构，顶板两侧延伸出腹板部分为翼板，翼板顶面边缘设有混凝土护墙或钢护栏；所述墩顶箱梁顶板底面布设一根箱顶横梁至所述翼板边缘外，两腹板外侧各布设一根斜撑，斜撑下端与箱梁底板固结，上端穿过箱顶横梁固结，两根斜撑、箱顶横梁及底板构成一个倒置的等腰梯形，斜撑、箱顶横梁与箱梁一体浇筑；所述斜撑穿过箱顶横梁顶面的钢筋与护墙一同浇筑混凝土，作为后期加固时刚构斜拉联合体斜拉塔下部节段的竖向钢筋，浇筑高度与翼板边缘的混凝土护墙齐平；

中跨跨中的箱梁加固构件则在箱梁底面设置锚固用预留孔，箱梁底面锚固箱底钢横梁，箱底钢横梁端头设置拉索锚头，采用刚度加强的箱梁。

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