CN218842833U - 上承式梁拱结合pc刚构桥的拱梁结合段构造及其桥梁 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种上承式梁拱结合PC刚构桥的拱梁结合段构造，包括上弦梁和下弦拱，所述上弦梁和下弦拱交汇融合后整体沿交汇方向向前延伸形成拱梁结合板，所述拱梁结合板为板式结构且厚度由交汇点向延伸方向呈线性逐渐减小设置，所述拱梁结合板内设置有结合板横向预应力钢束；拱梁结合段具有受力合理、抗裂性能好、施工便捷、经济性好、检修养护方便的优点，主孔跨度可达300～400m，能够适应山区峡谷地形，并可大大降低工程建设成本。

Description

上承式梁拱结合PC刚构桥的拱梁结合段构造及其桥梁

技术领域

本实用新型涉及上承式梁拱结合PC刚构桥，具体涉及一种上承式梁拱结合PC刚构桥的拱梁结合段构造及其桥梁。

背景技术

上承式梁拱结合PC刚构桥是在常规连续刚构桥、空腹式连续刚构桥基础上的新改型，是一种将预应力混凝土连续刚构和上承式拱相结合形成的无推力-自平衡体系新型组合桥梁。该桥型充分融合梁桥“受弯”与拱桥“受压”的优点，共同受力，显著提高结构刚度，有效改善连续刚构桥跨中下挠、腹板开裂的病害。上承式梁拱结合PC刚构桥作为一种新型组合桥梁，目前国内的设计案例偏少，对拱梁结合段构造设计及力学行为分析研究不够深入，目前有“X型”拱梁结合段构造设计，此构造存在以下几方面的问题：(1)“X型”拱梁结合段构造将上弦梁底板在结合点处继续延长形成斜下挑板，将斜腿顶板在结合点处继续延长形成斜上挑板，形成“X型”；(2)“X型”拱梁结合段存在较多的锐角构造，对施工过程中模板安装定位以及混凝土的浇筑振捣都造成了较大的困难，增加了施工措施费，提高建造成本；(3)上弦梁为拉弯构件，斜腿为压弯构件，上弦梁底板在“X型”节点产生拉力，斜腿顶板在“X型”节点产生压力，拱梁结合段为拉压应力交变区域，因此“X型”隔板角隅处由于拉压应力交变作用容易引起开裂破坏，而且锐角构造处本就是应力集中区，对结构受力十分不利；(4)“X型”拱梁结合段由于隔板厚度较薄，缺少预应力钢束布置空间或是布置空间有限，难以通过预应力钢束张拉提供预压力，其抗裂性能较差；(5)“X型”构造隔板交叉布置不方便检修人行的通行，增加了运营期间的检修养护工作难度(6)基于以上原因，“X型”拱梁结合段只适合拱梁倒三角区较小的斜腿刚构桥。

因此，需要一种上承式梁拱结合PC刚构桥拱梁结构段，具有受力合理、抗裂性能好、施工便捷、经济性好、检修养护方便的优点，保证主孔跨度可达300～400m，能够适应山区峡谷地形，并可大大降低工程建设成本。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是克服现有技术中的缺陷，提供一种上承式梁拱结合PC刚构桥的拱梁结合段构造，该拱梁结合段具有受力合理、抗裂性能好、施工便捷、经济性好、检修养护方便的优点，主孔跨度可达300～400m，能够适应山区峡谷地形，并可大大降低工程建设成本。

本实用新型的上承式梁拱结合PC刚构桥的拱梁结合段构造，包括上弦梁和下弦拱，所述上弦梁和下弦拱交汇融合后整体沿交汇方向向前延伸形成拱梁结合板，所述拱梁结合板为板式结构且厚度由交汇点向延伸方向呈线性减小设置，所述拱梁结合板内设置有结合板横向预应力钢束；

进一步，所述上弦梁的梁底板与下弦拱的拱顶板交汇融合形成拱梁结合板；

进一步，所述拱梁结合板的纵向长度约等于上弦梁和下弦拱的截面高度之和；

进一步，所述结合板横向预应力钢束分布于厚度较小的拱梁结合板内；

进一步，距拱梁结合板端部一定距离设置有同时连接上弦梁的梁顶板与下弦拱的拱底板的横隔板；

进一步，所述横隔板内设置有隔板横向预应力钢束；

进一步，所述横隔板内设置有隔板竖向预应力钢束；

进一步，在横隔板下部设置人行检修孔。

本实用新型还公开一种上承式梁拱结合PC刚构桥，所述刚构桥具有上述拱梁结合段构造。

本实用新型的有益效果是：本实用新型公开的一种上承式梁拱结合PC刚构桥的拱梁结合段构造具有受力合理、抗裂性能好、施工便捷、经济性好、检修养护方便的优点，主孔跨度可达300～400m，能够适应山区峡谷地形，并可大大降低工程建设成本。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为本发明的一种上承式梁拱结合PC刚构桥拱梁结合段1/2内部三维构造图；

图2为本发明的一种上承式梁拱结合PC刚构桥拱梁结合段1/2外部三维构造图；

图3为本发明的一种上承式梁拱结合PC刚构桥拱梁结合段立面布置图；

图4为本发明的一种上承式梁拱结合PC刚构桥拱梁结合段平面布置图；

图5为本发明的一种上承式梁拱结合PC刚构桥拱梁结合段形成前主梁断面图；

图6为本发明的一种上承式梁拱结合PC刚构桥拱梁结合段形成后主梁断面图；

图7为本发明的一种上承式梁拱结合PC刚构桥拱梁结合段横隔板处断面图；

图8为本发明的一种上承式梁拱结合PC刚构桥拱梁结合段形成后主梁断面钢束布置图；

图9为本发明的一种上承式梁拱结合PC刚构桥拱梁结合段横隔板处钢束布置图；

图10为本发明的一种上承式梁拱结合PC刚构桥拱梁结合段形成前双层临时斜拉扣挂法布置图；

图11为本发明的一种上承式梁拱结合PC刚构桥拱梁结合段形成后双层临时斜拉扣挂法布置图。

其中图中标记：1—上弦梁顶板，2—上弦梁底板，3—下弦拱顶板，4—下弦拱底板，5—腹板，6—拱梁结合板，7—横隔板，8—隔板横向预应力钢束，9—隔板竖向预应力钢束，10—结合板横向预应力钢束，11—挂篮，12—临时扣索，13—临时扣塔，14—锁定楔形块，15—检修人孔

具体实施方式

图1为本实用新型的结构示意图，本实施例的上承式梁拱结合PC刚构桥的拱梁结合段构造，包括上弦梁和下弦拱，所述上弦梁和下弦拱交汇融合后整体沿交汇方向向前延伸形成拱梁结合板6，所述拱梁结合板6为板式结构且厚度由交汇点向延伸方向呈线性逐渐减小设置，所述拱梁结合板6内设置有结合板横向预应力钢束10；上弦梁和下弦拱交汇形成梁拱结合段，拱梁结合板6位于梁拱结合段呈整体板式结构。拱梁结合板6能中和一部分拉压受力，拱梁结合板6沿纵桥向均匀变高处理，有利于将梁结合板应力均匀传递给腹板5，在拱梁结合板6内布置钢束，提高拱梁结合段的抗裂性能。拱梁结合板6在上弦梁与下弦拱相交处设置圆倒角，避免角隅应力集中的问题。拱梁结合板6板厚由拱梁三角区侧向常规梁段侧应均匀变小，以保证拱梁结合板6应力均匀传递给腹板5；在拱梁结合板6端部与腹板5相交处设置倒角，避免应力集中问题。

本实施例中，所述上弦梁的梁底板与下弦拱的拱顶板交汇融合形成拱梁结合板6；梁底板和拱顶板在交汇融合后在腹板5上沿同一个方向呈线型延伸形成拱梁结合板6，拱梁结合板6的厚度沿延伸方向均匀变小(由拱梁三角区侧向常规梁段侧应均匀变小)以保证拱梁结合板6应力均匀传递给腹板5。

本实施例中，所述拱梁结合板6的纵向长度约等于上弦梁和下弦拱的截面高度之和；拱梁结合板6的纵向长度应与上弦梁和下弦拱高度之和相近，以保证拱梁结合板6有足够应力扩散范围。

本实施例中，所述结合板横向预应力钢束10分布于拱梁结合板6端部厚度较小范围内；通过预应力钢束张拉作业对拱梁结合段提供预压力改善拱梁结合段的抗裂性能。

本实施例中，距拱梁结合板6端部一定距离设置有同时连接上弦梁的梁顶板与下弦拱的拱底板的横隔板7；以增加拱梁结合段的抗扭刚度，减小腹板5两侧剪力滞效应，横隔板7与上弦梁顶板1、下弦拱底板4以及腹板5相交处设置倒角以避免应力集中问题。

本实施例中，所述横隔板7内设置有隔板横向预应力钢束8；所述横隔板7内设置有隔板竖向预应力钢束；通过预应力钢束张拉作业对拱梁结合段提供预压力改善拱梁结合段的抗裂性能。

本实施例中，在横隔板7下部设置人行检修孔。在横隔板7的下部设置检修人孔15，方便运营期间检修工作人员在箱室内检修作业。

上承式梁拱结合PC刚构桥可采用双层临时斜拉扣挂法施工，能实现上弦梁和下弦拱同步施工，采用锁定楔形块14锁定上弦梁和下弦拱形成倒三角区受力结构，施工简便、快捷。在拱梁结合段即将形成时采用锁定楔形块14锁定上弦梁和下弦拱，提前形成倒三角形受力结构，纵向分段浇筑拱梁结合段，待混凝土强度、弹性模量及龄期满足规范要求后进行钢束张拉作业，对拱梁结合段提供预压力改善拱梁结合段的抗裂性能。拱梁结合段形成后拆除锁定楔形块14，在常规梁段挂篮11悬臂浇筑的过程中逐步拆除下层临时扣索12，在主跨跨中合拢后拆除上层临时扣索12和临时扣塔13。锁定楔形块14可通过在上弦梁底板2和下弦拱顶板3预埋工字型钢实现，或是在上弦梁和下弦拱腹板5内布置精轧螺纹钢进行临时锁定；拆除锁定楔形块14需要沿混凝土面割掉工字型钢或是拆除精轧螺纹钢。

实施例一

本实施例中一种上承式梁拱结合PC刚构桥拱梁结合段包括上弦梁顶板1、上弦梁底板2、下弦拱顶板3、下弦拱底板4、腹板5、拱梁结合板6、横隔板7、隔板横向预应力钢束8、隔板竖向预应力钢束9、结合板横向预应力钢束10及检修孔等构造。

拱梁结合板6在上弦梁与下弦拱相交处设置直径为30cm的圆倒角构造避免角隅应力集中的问题；拱梁结合板6的纵向长度设计为9.5m，上弦梁梁高为5m，下弦拱梁高为4.8m，基本上与上弦梁和下弦拱高度之和相近；拱梁结合板6在上弦梁与下弦拱相交处厚度为1.8m，拱梁结合板6在端部厚度为0.4m，拱梁结合板6从1.8m厚度线形渐变到0.4m，以保证拱梁结合板6应力均匀传递给腹板5；在拱梁结合板6端部与腹板5相交处设置边长为1m的倒直角以避免应力集中问题。

本实施例中，在距离拱梁结合板6端部2.5m的位置设置了一道厚度50cm的横隔板7，以增加拱梁结合段的抗扭刚度，横隔板7与上弦梁顶板1、下弦拱底板4以及腹板5相交处设置了边长为0.5m的直倒角以避免应力集中问题；在横隔板7的下部紧挨着直倒角顶部设置了检修人孔15，方便运营期间检修工作人员在箱室内检修作业，为保证检修人员方便通过横隔板7，检修人孔15高1.5m，宽0.8m，顶部设置了倒圆角。

本实施例中在横隔板7内布置8束5Φ^s15.2型号横向预应力钢束，布置10束5Φ^s15.2型号竖向预应力钢束，均采用单端张拉方式，采用可二次张拉的低回缩钢绞线预应力锚固系统；在拱梁结合板6内布置6束19Φ^s15.2型号横向预应力钢束，均采用单端张拉方式，采用可二次张拉的低回缩钢绞线预应力锚固系统；通过预应力钢束张拉作业对拱梁结合段提供预压力改善拱梁结合段的抗裂性能，张拉控制应力不超高0.75f_pk＝0.75×1860＝1395MPa。

本实施例中，上承式梁拱结合PC刚构桥上弦梁和下弦拱采用双层临时斜拉扣挂法施工，上层共设置了四对临时扣索12，施工过程中临时扣索12初张力为6600～7200kN，下层共设置了10对临时扣索12，施工过程中临时扣索12初张力为4300～6500kN；施工过程中临时扣索12应沿主墩对称张拉作业。

本实施例中，在拱梁结合段即将形成时采用锁定楔形块14锁定上弦梁和下弦拱，提前形成倒三角形受力结构，将拱梁结合段纵向划分5个浇筑节段，按照节段顺序依次浇筑形成拱梁结合段，待混凝土强度达到设计强度90％、弹性模量达到设计弹性模量的90％且龄期达到7天后进行预应力钢束张拉作业，对拱梁结合段提供预压力改善拱梁结合段的抗裂性能。

本实施例中，在拱梁结合段形成后拆除锁定楔形块14，在常规梁段挂篮11悬臂浇筑过程中逐步拆除下层临时扣索12，在主跨跨中合拢后拆除上层临时扣索12和临时扣塔13。

本实施例中，锁定楔形块14通过在上弦梁底板2和下弦拱顶板3预埋工字型钢锁定，工字型钢翼缘板和腹板5板厚均为12mm，工字型钢沿纵桥向按照1.0m间距布置，共布置四组，同时在上弦梁和下弦拱腹板5内布置Φ32的精轧螺纹钢，精轧螺纹钢纵桥向间距1.0m，共布置五组，与工字钢等间距交错布置；拆除锁定楔形块14需要沿混凝土面割掉工字型钢，同时拆除精轧螺纹钢。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种上承式梁拱结合PC刚构桥的拱梁结合段构造，其特征在于：包括上弦梁和下弦拱，所述上弦梁和下弦拱交汇融合后整体沿交汇方向向前延伸形成拱梁结合板，所述拱梁结合板为板式结构且厚度由交汇点向延伸方向呈线性逐渐减小设置，所述拱梁结合板内设置有结合板横向预应力钢束。

2.根据权利要求1所述的上承式梁拱结合PC刚构桥的拱梁结合段构造，其特征在于：所述上弦梁的梁底板与下弦拱的拱顶板交汇融合形成拱梁结合板。

3.根据权利要求2所述的上承式梁拱结合PC刚构桥的拱梁结合段构造，其特征在于：所述拱梁结合板的纵向长度约等于上弦梁和下弦拱的截面高度之和。

4.根据权利要求3所述的上承式梁拱结合PC刚构桥的拱梁结合段构造，其特征在于：所述结合板横向预应力钢束分布于拱梁结合板端部厚度较小范围内。

5.根据权利要求4所述的上承式梁拱结合PC刚构桥的拱梁结合段构造，其特征在于：距拱梁结合板端部一定距离设置有同时连接上弦梁的梁顶板与下弦拱的拱底板的横隔板。

6.根据权利要求5所述的上承式梁拱结合PC刚构桥的拱梁结合段构造，其特征在于：所述横隔板内设置有隔板横向预应力钢束。

7.根据权利要求6所述的上承式梁拱结合PC刚构桥的拱梁结合段构造，其特征在于：所述横隔板内设置有隔板竖向预应力钢束。

8.根据权利要求7所述的上承式梁拱结合PC刚构桥的拱梁结合段构造，其特征在于：在横隔板下部设置人行检修孔。

9.一种上承式梁拱结合PC刚构桥梁，其特征在于：所述刚构桥具有如权利要求1-8任一所述的拱梁结合段构造。

Images