CN216765561U - 一种预制超高性能混凝土镂空t梁桥梁结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种预制超高性能混凝土镂空T梁桥梁结构，包括梁肋单元、桥面板单元、位于桥梁端部的端横隔板、及位于桥梁中部的跨中横隔板，所述梁肋单元包括马蹄形下翼缘和腹板，所述梁肋单元采用超高性能混凝土整体预制，所述桥面板单元采用超高性能混凝土或普通混凝土预制，所述梁肋单元跨中区域的腹板具有若干个开孔。本实用新型提供的预制超高性能混凝土镂空T梁桥梁结构，具有自重轻、截面面积小、承载力强、节约材料、安装简单、施工效率高、综合造价低等优点。

Description

一种预制超高性能混凝土镂空T梁桥梁结构

技术领域

本实用新型涉及桥梁工程技术领域，具体涉及一种预制超高性能混凝土镂空T梁桥梁结构。

背景技术

预制预应力普通混凝土T梁有结构简单、受力明确、造价低廉、绿色环保、架设方便等优点，在10.0m～50.0m跨径的桥梁结构中得到了广泛的应用，特别是高速公路建设中应用更为普遍。

但是，普通混凝土T梁仍存在以下缺陷和问题：1)T梁的构造特点使其在同等跨径下梁高较高，桥下标高要求会限制其应用；2)由于普通混凝土的抗拉强度低、收缩徐变大，在车辆荷载等因素的长期作用下梁体会产生裂缝并缓慢发展；3)预制T梁间通过在纵向湿接缝处浇筑普通混凝土连为整体，湿接缝处钢筋混凝土会开裂，降低其耐久性能；4)普通混凝土预制T梁需要布置大量抗剪钢筋，钢筋绑扎工作量较大；5)随着跨径的增加，预应力钢筋和梁体总重也会急剧增加，提高了运输和吊装的难度以及工程造价。

鉴于此，有必要提供一种新的桥梁结构解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种预制超高性能混凝土镂空T梁桥梁结构，具有自重轻、截面面积小、承载力强、节约材料、安装简单、施工效率高、综合造价低等优点。

为了解决上述问题，本实用新型的技术方案如下：

一种预制超高性能混凝土镂空T梁桥梁结构，包括梁肋单元、桥面板单元、位于桥梁端部的端横隔板、及位于桥梁中部的跨中横隔板，所述梁肋单元包括马蹄形下翼缘和腹板，所述梁肋单元采用超高性能混凝土整体预制，所述桥面板单元采用超高性能混凝土或普通混凝土预制，所述梁肋单元跨中区域的腹板具有若干个开孔。

进一步地，所述开孔的形状包括圆形、椭圆形、四边形、五边形、六边形、三角形中的至少一种。

进一步地，所述马蹄形下翼缘布置有纵向预应力构件，所述预应力构件为预应力钢束或/和普通钢筋；当采用预应力钢束作为纵向受力构件时，需在梁肋单元和桥面板单元均达到设计强度的90％后再进行张拉。

进一步地，桥梁结构的横桥向T梁结构为至少一片；当横桥向T梁结构为两片以上时，相邻两片T梁通过在桥面板处纵向湿接缝内填充超高性能混凝土连接为整体。

进一步地，所述端横隔板和跨中横隔板与桥梁预制时预留钢筋连接，相邻两片T梁通过所述跨中横隔板连接为受力整体。

进一步地，每跨桥梁结构中至少通过三道跨中横隔板将多片T梁进行连接。

进一步地，两片T梁的横向间距为0.5-5m。

进一步地，T梁的高跨比为1/10～1/30，腹板的宽度为0.10m～1.0m，马蹄形下翼缘的宽度为0.3-2m；桥面板单元为矩形或梯形，其厚度为0.1-0.4m。

进一步地，桥梁结构的单跨跨径为10-80m。

与现有技术相比，本实用新型提供的预制超高性能混凝土镂空T梁桥梁结构，有益效果在于：

一、本实用新型提供的预制超高性能混凝土镂空T梁桥梁结构，采用超高性能混凝土浇筑T梁的梁肋单元或梁肋单元和桥面板单元，相较于传统的普通混凝土而言，一方面，在承载力相同的条件下，可以减小截面尺寸，在截面面积和纵向受力钢筋均相同的条件下，由于超高性能混凝土的高抗压、抗拉性能，可以显著提高桥梁极限承载能力；另一方面，结构尺寸减小有利于实现主梁轻型化，不但可减轻下部结构的工程量、提高桥梁跨越能力，而且更易于结构的预制、拼装和运输。

二、本实用新型提供的预制超高性能混凝土镂空T梁桥梁结构，在T梁跨中区域的腹板设置开孔，一方面，在满足受力的前提下，降低结构自重的同时也可以减少钢筋的绑扎量，从而降低造价；另一方面，大幅度减少下部结构工程数量，进而降低全桥的工程造价；再一方面还可以增加桥梁的通透性和美观性，使与周边环境的融合更完美。

三、本实用新型提供的预制超高性能混凝土镂空T梁桥梁结构，由于超高性能混凝土基体致密，其与普通钢筋的握裹力更强，湿接缝和横梁接缝均采用超高性能混凝土填充，可以使相邻T梁间的连接更加牢固，整体性能更好，后期养护及维修费用大大降低，全寿命成本大大降低。

四、本实用新型提供的预制超高性能混凝土镂空T梁桥梁结构，由于超高性能混凝土的弯曲抗拉强度可达20MPa以上，且经高温蒸养后的后期收缩基本为零，后期徐变也很小，可以有效降低预制T梁的开裂风险，在防范预制梁体开裂方面有足够保障。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的单跨预制超高性能混凝土镂空T梁桥梁结构的示意图；

图2为图1中A-A处的剖视结构示意图；

图3为图1中B-B处的剖视结构示意图；

图4为图1中C-C处的剖视结构示意图；

图5为本实用新型的多跨预制超高性能混凝土镂空T梁桥梁结构一种实施方式的示意图；

图6为本实用新型的多跨预制超高性能混凝土镂空T梁桥梁结构另一种实施方式的示意图；

图7为本实用新型的多跨预制超高性能混凝土镂空T梁桥梁结构再一种实施方式的示意图；

图8为图5、图6和图7中A1-A1处的剖视结构示意图；

图9为图5、图6和图7中B1-B1处的剖视结构示意图；

图10为图5、图6和图7中C1-C1处的剖视结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型实施例中的技术方案，并使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本实用新型的具体实施方式作进一步的说明。

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应该被视为在本文中具体公开。

实施例1

请结合参阅图1至图4，其中图1为本实用新型的单跨预制超高性能混凝土镂空T梁桥梁结构的示意图；图2为图1中A-A处的剖视结构示意图；图3为图1中B-B处的剖视结构示意图；图4为图1中C-C处的剖视结构示意图。本实施例的预制超高性能混凝土镂空T梁桥梁结构包括梁肋单元1、桥面单元2、位于桥梁端部的端横隔板3、位于桥梁中部的跨中横隔板4，其中梁肋单元1包括马蹄形下翼缘11和腹板12，梁肋单元1采用超高性能混凝土整体预制，桥面板单元2采用超高性能混凝土或普通混凝土预制。

梁肋单元跨中区域的腹板12具有若干个开孔121，且对应腹板的开孔率为20-60％。

本实施例中，开孔121的形状包括圆形、椭圆形、四边形、五边形、六边形、三角形中的至少一种，还可以为其他形状；且开孔的孔径不相同。开孔121通过在T梁模板上对应位置设置相应形状及大小的柱体结构，混凝土浇筑时，柱状结构对应位置产生开孔。

本实施例中，马蹄形下翼缘11布置有纵向预应力构件，预应力构件可以为钢绞线，也可以为普通钢筋，还可以为钢绞线与普通钢筋的结合，两者结合作为预应力构件的技术方案中普通钢筋仅作为纵向受力辅助钢筋。梁端附近区域采用普通钢筋作为抗剪钢筋，跨中开孔区域的腹板抗剪由超高性能混凝土基体承担，仅布置构造钢筋即可。

本实施例中，端横隔板3分布于桥梁结构的两端，与T梁预制时预留的钢筋连接；跨中横隔板4至少为三道，与T梁预制时预留的钢筋连接，用于保证T梁结构刚度。且端横隔板3和跨中横隔板4的设置方向为垂直于桥纵向。

本实施例中，桥梁结构的横桥向T梁结构可以为一片，或两片，或者两片以上，当横桥向T梁结构为两片或两片以上时，可实现横桥向的拼接，使桥面拓宽。相邻两片T梁通过跨中横隔板4连接为受力整体，横桥向在相邻两预制T梁的端横隔板湿接缝和跨中横隔板湿接缝中填充填料进行连接。

本实施例中，T梁的高跨比为1/20，腹板跨中区域的宽度为0.2m，端部区域加厚到0.4m，马蹄形下翼缘的宽度为0.6m，搞0.4m；桥面板单元为矩形或梯形，其厚度为0.14m，在与腹板交界处设置50cm×10cm的过渡段。

本实施例的桥梁结构为单跨T梁桥，桥梁结构的梁段纵向长度等于桥梁单跨跨径长度，单个预制T梁单元的跨度为10.0m～80.0m。

实施例2

请结合参阅图5、图8-图10，本实施例的预制超高性能混凝土镂空T梁桥梁结构为多跨简支桥梁结构。

本实施例中，桥梁结构的横桥向T梁结构为至少两片，使桥梁横桥向进行拼接，且相邻两片T梁通过跨中横隔板4连接为受力整体，横桥向在相邻两预制T梁的端横隔板湿接缝5和跨中横隔板湿接缝6中填充填料进行连接。每跨的纵向T梁之间通过桥面板纵向湿接缝8填充超高性能混凝土进行连接及养护；相邻两跨纵向T梁之间留有伸缩缝，防止热胀冷缩。

本实施例中，相邻两片T梁的横向间距为3.0m。

每片T梁的结构参照实施例1，在此不做赘述。

实施例3

请结合图6、图8-图10，本实施例的预制超高性能混凝土镂空T梁桥梁结构为多跨桥面连续、主梁简支梁桥结构。

本实施例中，桥梁结构的横桥向T梁结构为至少两片，使桥梁横桥向进行拼接，且相邻两片T梁通过跨中横隔板4连接为受力整体。

本实施例中，横桥向在相邻两预制T梁的端横隔板湿接缝5和跨中横隔板湿接缝6中填充填料进行连接，并在两T梁端部的桥面板横向湿接缝7中填充超高性能混凝土进行相连。纵向主梁之间不进行混凝土浇筑，每跨纵向T梁之间通过桥面板纵向湿接缝8填充超高性能混凝土进行连接及养护。

每片T梁的结构参照实施例1，在此不做赘述。

实施例4

请结合参阅图7、图8-图10，本实施例的预制超高性能混凝土镂空T梁桥梁结构为多跨桥面连续、主梁连续梁桥结构。

本实施例中，桥梁结构的横桥向T梁结构为至少两片，使桥梁横桥向进行拼接，且相邻两片T梁通过跨中横隔板4连接为受力整体。

本实施例中，横桥向在相邻两预制T梁的端横隔板湿接缝5和跨中横隔板湿接缝6中填充填料进行连接，并在两T梁端部的桥面板横向湿接缝中7填充超高性能混凝土进行相连。纵向主梁之间填充超高性能混凝土进行相连，每跨纵向T梁之间通过桥面板纵向湿接缝8填充超高性能混凝土进行连接及养护。

每片T梁的结构参照实施例1，在此不做赘述。

本实用新型的预制超高性能混凝土镂空T梁桥梁结构，其施工方法包括如下步骤：

步骤S1，制作T梁模板，对梁肋单元跨中区域腹板开孔的模板进行定位，并对预应力管道和普通钢筋进行安装；

步骤S2，预制桥面板单元和梁肋单元，桥面板单元采用超高性能混凝土时，整体浇筑预制梁肋单元和桥面板并进行蒸汽养护；桥面板单元采用普通混凝土时，先浇筑预制超高性能混凝土梁肋单元，待梁肋单元蒸汽养护完成后，在梁肋单元上方支模进行浇筑施工，通过梁肋单元顶剪力连接件结合形成T梁；梁肋单元跨中区域的腹板上形成若干个开孔；

步骤S3，T梁采用预应力钢束作为纵向受力钢筋时，需待预制T梁梁肋单元和桥面板单元均达到设计强度的90％后进行预应力的张拉；

步骤S4，运输及吊装预制好的T梁，形成单跨或多跨桥梁结构；

步骤S5，桥梁结构的安装，具体如下：

若为简支结构，横桥向在相邻两预制T梁的端横隔板和跨中横隔板湿接缝中填充填料进行连接，每跨纵向T梁之间通过桥面板纵向湿接缝填充超高性能混凝土进行连接及养护；

若为桥面连续、主梁简支结构，横桥向在相邻两预制T梁的端横隔板和跨中横隔板湿接缝中填充填料进行连接，并在两T梁端部的桥面板横桥向湿接缝中填充超高性能混凝土进行相连；纵向主梁之间不进行混凝土浇筑，每跨纵向T梁之间通过桥面板纵向湿接缝填充超高性能混凝土进行连接及养护；

若为桥面连续、主梁连续结构，横桥向在相邻两预制T梁的端横隔板和跨中横隔板湿接缝中填充填料进行连接，并在两T梁端部的桥面板横向湿接缝中填充超高性能混凝土进行相连；纵向主梁之间填充超高性能混凝土进行相连，每跨纵向T梁之间通过桥面板纵向湿接缝填充超高性能混凝土进行连接及养护；

步骤S6，完成桥面铺装及附属工程的施工。

与现有技术相比，本实用新型提供的预制超高性能混凝土镂空T梁桥梁结构，有益效果在于：

一、本实用新型提供的预制超高性能混凝土镂空T梁桥梁结构，采用超高性能混凝土浇筑T梁的梁肋单元或梁肋单元和桥面板单元，相较于传统的普通混凝土而言，一方面，在承载力相同的条件下，可以减小截面尺寸，在截面面积和纵向受力钢筋均相同的条件下，由于超高性能混凝土的高抗压、抗拉性能，可以显著提高桥梁极限承载能力；另一方面，结构尺寸减小有利于实现主梁轻型化，不但可减轻下部结构的工程量、提高桥梁跨越能力，而且更易于结构的预制、拼装和运输。

二、本实用新型提供的预制超高性能混凝土镂空T梁桥梁结构，在T梁跨中区域的腹板设置开孔，一方面，在满足受力的前提下，降低结构自重的同时也可以减少钢筋的绑扎量，从而降低造价；另一方面，大幅度减少下部结构工程数量，进而降低全桥的工程造价；再一方面还可以增加桥梁的通透性和美观性，使与周边环境的融合更完美。

三、本实用新型提供的预制超高性能混凝土镂空T梁桥梁结构，由于超高性能混凝土基体致密，其与普通钢筋的握裹力更强，湿接缝和横梁接缝均采用超高性能混凝土填充，可以使相邻T梁间的连接更加牢固，整体性能更好，后期养护及维修费用大大降低，全寿命成本大大降低。

四、本实用新型提供的预制超高性能混凝土镂空T梁桥梁结构，由于超高性能混凝土的弯曲抗拉强度可达20MPa以上，且经高温蒸养后的后期收缩基本为零，后期徐变也很小，可以有效降低预制T梁的开裂风险，在防范预制梁体开裂方面有足够保障。

以上对本实用新型的实施方式作出详细说明，但本实用新型不局限于所描述的实施方式。对本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下对这些实施例进行的多种变化、修改、替换和变型均仍落入在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种预制超高性能混凝土镂空T梁桥梁结构，其特征在于，包括梁肋单元、桥面板单元、位于桥梁端部的端横隔板、及位于桥梁中部的跨中横隔板，所述梁肋单元包括马蹄形下翼缘和腹板，所述梁肋单元采用超高性能混凝土整体预制，所述桥面板单元采用超高性能混凝土或普通混凝土预制，所述梁肋单元跨中区域的腹板具有若干个开孔。

2.根据权利要求1所述的预制超高性能混凝土镂空T梁桥梁结构，其特征在于，所述开孔的形状包括圆形、椭圆形、四边形、五边形、六边形、三角形中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的预制超高性能混凝土镂空T梁桥梁结构，其特征在于，所述马蹄形下翼缘布置有纵向预应力构件，所述预应力构件为预应力钢束或/和普通钢筋；当采用预应力钢束作为纵向受力构件时，需在梁肋单元和桥面板单元均达到设计强度的90％后再进行张拉。

4.根据权利要求1所述的预制超高性能混凝土镂空T梁桥梁结构，其特征在于，桥梁结构的横桥向T梁结构为至少一片；当横桥向T梁结构为两片以上时，相邻两片T梁通过在桥面板处纵向湿接缝内填充超高性能混凝土连接为整体。

5.根据权利要求4所述的预制超高性能混凝土镂空T梁桥梁结构，其特征在于，所述端横隔板和跨中横隔板与桥梁预制时预留钢筋连接，相邻两片T梁通过所述跨中横隔板连接为受力整体。

6.根据权利要求5所述的预制超高性能混凝土镂空T梁桥梁结构，其特征在于，每跨桥梁结构中至少通过三道跨中横隔板将多片T梁进行连接。

7.根据权利要求5所述的预制超高性能混凝土镂空T梁桥梁结构，其特征在于，两片T梁的横向间距为0.5-5m。

8.根据权利要求1所述的预制超高性能混凝土镂空T梁桥梁结构，其特征在于，T梁的高跨比为1/10～1/30，腹板的宽度为0.10m～1.0m，马蹄形下翼缘的宽度为0.3-2m；桥面板单元为矩形或梯形，其厚度为0.1-0.4m。

9.根据权利要求1所述的预制超高性能混凝土镂空T梁桥梁结构，其特征在于，桥梁结构的单跨跨径为10-80m。

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