CN219297938U - π型预制梁及多跨整体预制无盖梁桩板桥梁 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种π型预制梁，为一体化预制结构，包括：矩形顶板；主梁，与顶板底面相连，主梁沿桥梁纵向平行设置有至少3个，每一主梁均与成排设置的立柱相对应；梁肋，成对设置在顶板的底面上，梁肋与主梁相互垂直，且每一梁肋均与成列设置的立柱相对应。本实用新型还公开了一种多跨整体预制无盖梁桩板桥梁，包括立柱，立柱顶部为上述π型预制梁，沿桥梁纵向设置的相邻π型预制梁之间设置有结构缝，沿桥梁横向设置的相邻π型预制梁之间设置有混凝土浇筑而成的纵向湿接缝，π型预制梁顶部设置有混凝土现浇叠合层。本实用新型提供的π型预制梁，可提前进行工厂化预制，现场安装修筑而成多跨整体预制无盖梁桩板桥梁，成桥效率高，工程质量好。

Description

π型预制梁及多跨整体预制无盖梁桩板桥梁

技术领域

本实用新型涉及桥梁施工技术领域，尤其是涉及一种用于高速公路建造的π型预制梁及多跨整体预制无盖梁桩板桥梁。

背景技术

近年来，由于国家耕地保护政策的要求及生态环境保护的需要，受铁路领域桩板路基的影响，桩板桥梁被引入到高等级公路设计建造中。目前的桩板桥梁主要包含桥面铺装现浇层、预制梁板、盖梁、现浇横梁、立柱及基桩等桥梁工程构件；结构体系分为两种，一种是简支梁体系，另一种是连续梁体系。简支梁体系首先预制单孔梁板，下部基础、立柱及盖梁施工完成后，搭设临时支架将预制梁板架设在盖梁上形成简支受力结构；连续梁体系采用先简支后连续的施工方法，在简支梁建造工艺的基础上加入了现浇横梁，每一联的简支梁板在纵向梁板墩顶位置形成连续的整体由简支梁体系转换为连续梁体系。

无论是简支梁体系还是连续梁体系，均承袭了传统桥梁的结构形式及建造方式。简支梁体系梁板跨中弯矩大，受内力影响，主梁截面大，配筋多，材料利用率低；连续梁体系需要在主梁墩顶现浇横梁，由于主梁和横梁间混凝土龄期差异会导致收缩徐变不同步、主梁架设后再浇筑的混凝土处于无应力状态，横梁容易产生裂缝等结构病害，影响结构耐久性。此外，连续梁体系上下部结构通过现浇横梁浇筑一起，运营期间梁板产生病害或破坏后更换困难，后期管养十分不便。

计算理论上，现阶段桩板桥梁结构计算分析理论不够精细化，简支梁体系和连续梁体系桩板桥梁桥面铺装现浇层截面刚度均不计入主梁截面，现浇层混凝土未参与结构受力，此分析方式与实际受力状态不符。实际上，由于墩顶现浇层中不设纵向负弯矩受力钢筋，现有桩板桥梁的受力不佳。

建造工艺上，桩板桥梁为6m～8m小跨径结构物，仍采用适用于13m～40m跨径常规桥梁单跨预制架设梁板的建造工艺，因此，在架梁时，所需临时支撑较多、预制及架设梁板数量较大，导致施工费用增加，而且极大地限制了成桥效率，延长了施工工期。

鉴于以上问题，国内外学者对桩板桥梁的结构形式和施工工艺进行了一系列的研究，但到目前为止，均无有效的解决手段。

发明内容

本实用新型提供一种π型预制梁，同时提供一种多跨整体预制无盖梁桩板桥梁，具体可采取如下技术方案：

本实用新型所述的π型预制梁，所述π型预制梁为一体化预制结构，包括

顶板，为矩形结构；

主梁，与所述顶板的底面相连，所述主梁沿桥梁纵向平行设置有至少3个，每一主梁均与成排设置的立柱相对应；

梁肋，成对设置在顶板的底面上，所述梁肋与主梁相互垂直，且每一梁肋均与成列设置的立柱相对应。

所述顶板的顶面和主梁、梁肋的底面均为平面结构，且主梁和梁肋的底面位于同一水平面。

所述主梁与立柱的接触面处均设置有调平钢板，以便在架设时通过整体旋转π型预制梁实现桥面横坡。

所述主梁与立柱的接触面处设置有预留桩板连接钢筋孔，方便安装钢筋和浇筑混凝土，实现板桩结构的牢固连接。

本实用新型所述的多跨整体预制无盖梁桩板桥梁，包括立柱，所述立柱顶部为上述任意一种π型预制梁，沿桥梁纵向设置的相邻π型预制梁之间设置有结构缝，沿桥梁横向设置的相邻π型预制梁之间设置有混凝土浇筑而成的纵向湿接缝，π型预制梁顶部设置有混凝土现浇叠合层。

所述混凝土现浇叠合层内设置有纵向负弯矩受力钢筋，用以消除结构裂缝等病害，提高桥梁整体结构的耐久性。

所述立柱为PHC预制管桩和PRC预制管桩相结合的配桩结构。

本实用新型提供的π型预制梁，可提前进行工厂化预制，并在现场安装修筑本实用新型所述的多跨整体预制无盖梁桩板桥梁，其无盖梁、无现浇横梁，现场浇筑工程量比传统桩板桥梁大幅降低，既保证了工程质量，又提高了成桥效率。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

（1） 本实用新型的桩板桥梁无现浇横梁，主梁墩顶位置负弯矩加载时，消除了结构裂缝等病害，提高了结构耐久性。

（2）本实用新型在桩板桥梁领域内首次采用梁板多跨整体预制、整体架设，大大提高了成桥效率。

（3）本实用新型的梁板多跨整体预制架设，主体结构成桥后能够形成连续刚构体系，在桩板连接节点处传递弯矩荷载，有效降低了主梁高度、减少了截面配筋，充分发挥了材料性能。

（4）本实用新型的结构分析理论更加精细化，叠合层与预制梁板形成联合截面共同承受荷载，且叠合层梁板墩顶位置配置负弯矩受力主筋，不仅理论分析与实际受力状态一致，而且保证了结构安全。

（5）本实用新型的预制梁板间设置结构缝，在温度、收缩徐变等不利因素作用下，保证了预制梁板梁端的自由位移，有效解决了主梁结构过长梁端位移超限问题；同时由于结构缝的设置，运营管养期间对毁坏梁板更换十分便捷。

（6）本实用新型采用无盖梁的桩板固结形式，上部荷载直接通过纵向梁肋传递至管桩基础，传力途径清晰，结构力学分析更加简便。

（7）本实用新型的梁板架设无需搭设大量临时支架，提高了施工速度、减少了施工工期，同时降低了临时措施费，大大节约了建设成本。

附图说明

图1是本实用新型中π型预制梁的结构示意图。

图2是本实用新型中多跨整体预制无盖梁桩板桥梁的结构示意图。

图3是图2的A-A剖面图。

图4是图2的B-B剖面图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的施工过程，但本实用新型的保护范围不限于下述实施例。

如图1所示，本实用新型所述的π型预制梁为一体化预制结构，其包括矩形结构的顶板1，顶板1的底面上有沿桥梁纵向平行设置的主梁2，主梁2为三条，相邻主梁2的间距由立柱的设计位置决定，从而使每一主梁2均与成排设置的立柱相对应；顶板1的底面上还设置有一对梁肋3，每一梁肋3均与主梁2相互垂直，且由顶板1的一端延伸至另一端，进一步地，每一梁肋3分别与成列设置的立柱相对应。在本实施例中，顶板1的厚度为0.2m、宽度为6.2m，每对梁肋3的间距宽4.0m，每个梁肋3的宽度为0.7m、高度为0.6m。为了方便安装、提高桥梁安装质量，上述顶板1的顶面和主梁2、梁肋3的底面均为平面结构，且主梁2和梁肋3的底面位于同一水平面。进一步地，主梁2与立柱的接触面处均预埋有调平钢板4，以便在架设时通过整体旋转π型预制梁实现桥面横坡。为了方便安装钢筋和浇筑混凝土，实现板桩结构的牢固连接，在主梁2与立柱的接触面处还设置有预留桩板连接钢筋孔5。

如图2-4所示，采用上述π型预制梁可以修建本实用新型所述的多跨整体预制无盖梁桩板桥梁，其中，π型预制梁安装在立柱6顶部，立柱6分为多排设置，每排设置有四根，且沿桥梁纵向分成四列设置。上述立柱6的桩径和桩型应根据不同工程的实际建设条件进行选择，在本实施例中，立柱6的桩径为50cm，每一根均为PHC预制管桩（即预应力高强混凝土管桩）和PRC预制管桩（即混合配筋预应力混凝土管桩）相结合的配桩结构，PRC预制管桩在上，PHC预制管桩在下。沿桥梁纵向设置的相邻π型预制梁之间通过结构缝7处桥面连接在一起，沿桥梁横向设置的相邻π型预制梁之间通过混凝土浇筑而成的纵向湿接缝8连接在一起，π型预制梁的顶部则为10cm厚的混凝土现浇叠合层9。为了消除结构裂缝等病害，提高桥梁整体结构的耐久性，在混凝土现浇叠合层9内对应于立柱6的位置处安装有纵向负弯矩受力钢筋10。

上述多跨整体预制无盖梁桩板桥梁在施工时，通常按照如下步骤进行：

第一步，施工立柱：

按照设计方案现场测量放样，采用打桩法施工PHC预制管桩和PRC预制管桩；之后，在PRC预制管桩顶部安装临时抱箍，精准定位并固定中间填芯钢筋及桩板连接预埋筋；然后，安装桩顶圆形外套钢管，并将其焊接在管桩端板上进行支撑；最后，向圆形外套钢管内浇筑填芯混凝土至桩顶设计标高。

第二步，安装π型预制梁：

将在梁场预制的π型预制梁运送到施工现场，待填芯混凝土强度达到设计要求后，起吊π型预制梁，将其安装在立柱6顶部，精准就位后，每一主梁2与成排的立柱6相对应，且每一梁肋3均与成列设置的立柱6相对应，且沿桥梁纵向排列的相邻π型预制梁之间需按照设计要求预留结构缝7。接着，向预留桩板连接钢筋孔5内注浆使桩板牢固连接，并在沿桥梁横向设置的相邻π型预制梁之间浇筑混凝土形成纵向湿接缝8。当湿接缝混凝土达到设计强度后顺序拆除临时抱箍，之后在π型预制梁顶部绑扎纵向负弯矩受力钢筋10及结构缝7处桥面连续钢筋后浇筑混凝土，形成与π型预制梁组成联合截面参与结构受力的混凝土现浇叠合层9。

第三步，施工桥面结构：

主体结构施工完毕后，浇筑护栏混凝土底座，完成附属设施安装及桥面铺装。桥面沥青铺装施工前，采用喷丸对混凝土现浇叠合层进行处理，清除表面浮浆，混凝土现浇叠合层9处理完成后进行桥面防水粘结层及沥青铺装层施工。

本实用新型所述的多跨整体预制无盖梁桩板桥梁与其他桩板桥梁存在较大的区别。就结构而言，本实用新型在桩板桥梁领域首次提出“多跨整体预制”梁板结构。更具体地，以本实施例为例，单片π型预制梁长为20m，沿道路纵向每片π型预制梁两端分别悬出2m，桥墩立柱6在道路纵向将π型预制梁分为2m+8m+8m+2m四部分，横桥向π型预制梁横跨两排桥墩立柱6，架梁时每片π型预制梁板直接架设在立柱6上。沿道路纵向预制梁板间的结构缝7消除了温度、收缩徐变等不利因素对梁板受力的影响，同时解决了连续刚构体系无法对破坏梁板更换的难题。桥墩墩顶位置桥面混凝土现浇叠合层9中配置纵向负弯矩受力钢筋10，混凝土现浇叠合层9与π型预制梁组成联合截面参与结构受力，符合实际受力状态，保证了结构安全。本实用新型所述的桩板桥梁采用无盖梁连续刚构体系，较其他桩板桥梁而言，减少了施工工序、加强了上下部结构的整体性；其下部结构采用PHC+PRC的配桩形式，提高了管桩弯矩承载设计值，有效扩大了桩板结构的联长范围，提高了结构行车舒适性。

本实用新型相对于目前工程应用的其他体系桩板桥梁，荷载传递更加清晰、分析理论更加精细、材料利用更加充分、结构耐久性更好、预制梁板组拼方式更加合理、后期管养更加方便、装配化程度大幅提高、无支架施工临时措施费用显著降低。本实用新型是对目前桩板桥梁结构形式的创新、施工工艺的丰富，极大提升了桩板桥梁的标准化设计水平、装配化成桥效率，产生了极大的社会和经济效益。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，诸如“前”、“后”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系的术语是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

Claims (7)

1.一种π型预制梁，其特征在于：所述π型预制梁为一体化预制结构，包括

顶板，为矩形结构；

主梁，与所述顶板的底面相连，所述主梁沿桥梁纵向平行设置有至少3个，每一主梁均与成排设置的立柱相对应；

梁肋，成对设置在顶板的底面上，所述梁肋与主梁相互垂直，且每一梁肋均与成列设置的立柱相对应。

2.根据权利要求1所述的π型预制梁，其特征在于：所述顶板的顶面和主梁、梁肋的底面均为平面结构，且主梁和梁肋的底面位于同一水平面。

3.根据权利要求2所述的π型预制梁，其特征在于：所述主梁与立柱的接触面处均设置有调平钢板。

4.根据权利要求3所述的π型预制梁，其特征在于：所述主梁与立柱的接触面处设置有预留桩板连接钢筋孔。

5.一种多跨整体预制无盖梁桩板桥梁，其特征在于：包括立柱，所述立柱顶部为权利要求1-4任一所述的π型预制梁，沿桥梁纵向设置的相邻π型预制梁之间设置有结构缝，沿桥梁横向设置的相邻π型预制梁之间设置有混凝土浇筑而成的纵向湿接缝，π型预制梁顶部设置有混凝土现浇叠合层。

6.根据权利要求5所述的多跨整体预制无盖梁桩板桥梁，其特征在于：所述混凝土现浇叠合层内设置有纵向负弯矩受力钢筋。

7.根据权利要求6所述的多跨整体预制无盖梁桩板桥梁，其特征在于：所述立柱为PHC预制管桩和PRC预制管桩相结合的配桩结构。

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