一种UHPC加劲预应力混凝土箱梁桥结构及其施工工艺制造技术

本发明专利技术属于桥梁工程领域，一种UHPC加劲预应力混凝土箱梁桥结构，包括预应力混凝土箱梁以及设置在桥墩顶部区域的UHPC加劲肋；所述预应力混凝土箱梁由顶板、底板及腹板组成箱型结构，箱型结构全桥高度相等，箱型结构外轮廓保持一致；所述UHPC加劲肋为等厚度的板式结构，其立面呈上宽下窄的对称梯形；所述UHCP加劲肋设置于预应力混凝土箱梁腹板正下方；所述UHPC加劲肋横向在桥墩顶部设置有支点横隔板，所述支点横隔板的两侧间隔设置有若干块构造横隔板。本发明专利技术提供UHPC加劲预应力混凝土箱梁桥结构及施工工艺，具有结构构造简单可靠、结构受力合理等优点，特别适用于采用悬臂浇筑施工的大跨径预应力混凝土箱梁桥。

【技术实现步骤摘要】
一种UHPC加劲预应力混凝土箱梁桥结构及其施工工艺
本专利技术属于桥梁工程领域，具体涉及一种UHPC加劲预应力混凝土箱梁桥结构及其施工工艺。
技术介绍
预应力混凝土箱梁桥是一种应该用十分广泛的桥梁，其工程造价经济、施工简便，是公路桥梁尤其是山区公路大跨径桥梁的常用结构形式。然而大跨径预应力混凝土箱梁桥也存在一些缺点：第一，大跨径预应力混凝土箱梁桥一般采用挂篮悬臂法施工，箱梁在墩顶附近承受巨大的负弯矩和竖直剪力，该区域受力状态复杂，箱梁混凝土容易产生裂缝病害，影响桥梁结构的耐久性和增加养护费用；第二，箱梁混凝土长期徐变效应以及箱梁混凝土裂缝等原因容易导致箱梁跨中长期挠度过大、甚至下挠不收敛而使桥梁垮塌的严重事故，因此跨中长期挠度的问题不仅是威胁大跨径预应力混凝土箱梁桥安全的难题，同时也是制约预应力混凝土箱梁桥向更大跨径发展的一个重要因素；第三，大跨径预应力混凝土箱梁桥箱梁高度为曲线变化，箱梁外轮廓全桥不一致，施工模板调整和钢筋绑扎复杂，不宜实施标准化施工，施工效率较低；第四，桥梁跨径越大，墩顶区域箱梁尺寸越大，节段重量和体量越大，施工难度也越大，因此施工难度也是制约预应力混凝土箱梁桥跨径发展的一个重要因素。超高性能混凝土(UHPC)是一种具有超高的力学性能和超高的耐久性能的水泥基复合材料，常用的UHPC抗压强度在120～200MPa之间，抗拉强度在7～9MPa之间，相对普通混凝土其抗压性能大幅度提高，同时其耐久性也更好，设计使用寿命可达200年。UHPC作为一种新兴的性能优越的建筑结构材料，自1993年由法国工程师研发成功以来备受关注和研究，并在结构工程尤其桥梁结构工程中得到了推广应用。基于UHPC材料优异的力学性能，本专利技术所述的一种超高性能混凝土(UHPC)加劲预应力混凝土箱梁桥结构，将UHPC用于预应力混凝土箱梁桥结构受压和受剪最大的墩顶负弯矩区域，充分发挥了UHPC材料优异的力学性能，不仅能有效节省材料，同时能有效解决大跨径预应力混凝土箱梁桥存在的上述缺点，具有广阔的推广应用前景。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：针对大跨径预应力混凝土箱梁桥存在的缺点，本专利技术提供UHPC加劲预应力混凝土箱梁桥结构及施工工艺，具有构造简单可靠、结构受力合理、材料节省、施工便捷、节能环保、经济效益好等优点，特别适用于采用悬臂浇筑施工的大跨径预应力混凝土箱梁桥。为了达到上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：一种UHPC加劲预应力混凝土箱梁桥结构，包括预应力混凝土箱梁以及设置在桥墩顶部区域的UHPC加劲肋；所述预应力混凝土箱梁由顶板、底板及腹板组成箱型结构，箱型结构全桥高度相等，箱型结构外轮廓保持一致；所述UHPC加劲肋为等厚度的板式结构，其立面呈上宽下窄的对称梯形；所述UHCP加劲肋设置于预应力混凝土箱梁腹板正下方；所述UHPC加劲肋横向在桥墩顶部设置有支点横隔板，所述支点横隔板的两侧间隔设置有若干块构造横隔板。进一步的，所述UHPC加劲肋内预埋设置有延伸至预应力混凝土箱梁腹板内的接缝钢筋，并设置有贯通UHPC加劲肋及预应力混凝土箱梁腹板的竖向预应力钢筋。进一步的，所述支点横隔板采用与预应力混凝土箱梁一致的混凝土材料，并与预应力混凝土箱梁的0号节段同步整体浇筑混凝土成型；支点横隔板与桥墩连接传递荷载。进一步的，所述UHPC加劲肋内预埋设置有延伸至支点横隔板和构造横隔板的接缝钢筋，并设置有贯通UHPC加劲肋、支点横隔板和构造横隔板的横向预应力钢筋。进一步的，所述构造横隔板采用与预应力混凝土箱梁一致的混凝土材料，UHPC加劲肋内预埋设置有延伸至构造横隔板内的接缝钢筋，并设置有贯通UHPC加劲肋及构造横隔板的横向预应力钢筋。本专利技术还提供一种UHPC加劲预应力混凝土箱梁桥结构的施工工艺，该工艺包括如下步骤：步骤一：完成基础和桥墩施工后，对UHPC加劲肋和预应力混凝土箱梁进行节段的划分并编号，在桥墩上浇筑UHPC加劲肋的0号节段：在桥墩上安装附墩托架，在附墩托架上安装UHPC加劲肋模架浇筑UHPC加劲肋的0号节段；步骤二：在UHPC加劲肋0号节段上安装UHPC加劲肋悬浇挂篮，利用挂篮和UHPC加劲肋模架浇筑UHPC加劲肋的1号节段；步骤三：移动UHPC加劲肋悬浇挂篮和UHPC加劲肋模架，浇筑UHPC加劲肋的2号节段，重复上述工序依次浇筑UHPC加劲肋的其余节段，在这个施工过程中根据需要适时浇筑构造横隔板，安装并张拉相应的构造横隔板以及横向预应力钢筋；步骤四：安装附UHPC加劲肋托架，在附UHPC加劲肋托架上安装预应力混凝土箱梁模架，浇筑预应力混凝土箱梁的0号节段及UHPC加劲肋支点横隔板，安装并张拉预应力混凝土箱梁的0号节段相应的接缝钢筋、竖向预应力钢筋以及横向预应力钢筋；步骤五：在预应力混凝土箱梁的0号节段上安装预应力混凝土箱梁悬浇挂篮，利用预应力混凝土箱梁悬浇挂篮和预应力混凝土箱梁模架悬臂浇筑预应力混凝土箱梁的1号节段，安装并张拉预应力混凝土箱梁的1号节段相应的竖向预应力钢筋和横向预应力钢筋；步骤六：移动预应力混凝土箱梁悬浇挂篮及预应力混凝土箱梁模架，浇筑预应力混凝土箱梁的2号节段，安装并张拉预应力混凝土箱梁的2号节段相应的竖向预应力钢筋和横向预应力钢筋，重复上述工序依次浇筑预应力混凝土箱梁的其余节段，完成施工。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：(1)本专利技术的UHPC加劲预应力混凝土箱梁桥结构，能充分发挥UHPC材料的力学性能，节省材料，具有较好的经济效益。(2)本专利技术提供UHPC加劲预应力混凝土箱梁桥结构采用了具有新型结构构造特点的UHPC(超高性能混凝土)加劲肋，能有效减轻结构自重，克服大跨径预应力混凝土梁桥跨中长期下挠过大的问题，并降低了大跨径预应力混凝土箱梁的施工难度，有效提高了预应力混凝土箱梁桥的极限跨径。(3)本专利技术可有效降低箱梁产生裂缝的风险。本专利技术提供的UHPC加劲预应力混凝土箱梁桥结构中所采用的超高性能混凝土具有优异的力学性能，能够有效分担预应力混凝土箱梁在墩顶附近承受的负弯矩和竖直剪力，降低大跨径箱梁桥的开裂风险，使本专利技术的连续箱梁桥能在防范箱梁开裂方面有足够的保障，防止桥梁垮塌。(4)本专利技术的UHPC加劲肋及预应力混凝土箱梁均采用传统的、工艺成熟的挂篮悬浇施工工艺，施工便捷，施工措施费用低，同时由于预应力混凝土箱梁为等高度预应力混凝土箱型结构，其外轮廓保持全桥连续一致，使得施工模板调整和钢筋绑扎容易，便于实施标准化施工，施工效率较高。附图说明图1是本专利技术UHPC加劲预应力混凝土箱梁桥结构总体布置纵断面示意图；图2是本专利技术UHPC加劲预应力混凝土箱梁桥结构纵剖面示意图；图3是本专利技术UHPC加劲预应力混凝土箱梁桥结构在桥墩支点处横剖面示意图；图4是本专利技术UHPC加劲预应力混凝土箱梁桥结构在构造横隔板处横剖面示意图；图5是本专利技术UHPC加劲预应力混凝土箱梁桥结构在无横隔板处横剖面示意图；...

【技术保护点】
1.一种UHPC加劲预应力混凝土箱梁桥结构，其特征在于：包括预应力混凝土箱梁以及设置在桥墩顶部区域的UHPC加劲肋；/n所述预应力混凝土箱梁由顶板、底板及腹板组成箱型结构，箱型结构全桥高度相等，箱型结构外轮廓保持一致；/n所述UHPC加劲肋为等厚度的板式结构，其立面呈上宽下窄的对称梯形；/n所述UHCP加劲肋设置于预应力混凝土箱梁腹板正下方；/n所述UHPC加劲肋横向在桥墩顶部设置有支点横隔板，所述支点横隔板的两侧间隔设置有若干块构造横隔板。/n

【技术特征摘要】
1.一种UHPC加劲预应力混凝土箱梁桥结构，其特征在于：包括预应力混凝土箱梁以及设置在桥墩顶部区域的UHPC加劲肋；
所述预应力混凝土箱梁由顶板、底板及腹板组成箱型结构，箱型结构全桥高度相等，箱型结构外轮廓保持一致；
所述UHPC加劲肋为等厚度的板式结构，其立面呈上宽下窄的对称梯形；
所述UHCP加劲肋设置于预应力混凝土箱梁腹板正下方；
所述UHPC加劲肋横向在桥墩顶部设置有支点横隔板，所述支点横隔板的两侧间隔设置有若干块构造横隔板。


2.根据权利要求1所述的一种UHPC加劲预应力混凝土箱梁桥结构，其特征在于：所述UHPC加劲肋内预埋设置有延伸至预应力混凝土箱梁腹板内的接缝钢筋，并设置有贯通UHPC加劲肋及预应力混凝土箱梁腹板的竖向预应力钢筋。


3.根据权利要求1所述的一种UHPC加劲预应力混凝土箱梁桥结构，其特征在于：所述支点横隔板采用与预应力混凝土箱梁一致的混凝土材料，并与预应力混凝土箱梁的0号节段同步整体浇筑混凝土成型；所述支点横隔板与桥墩连接传递荷载。


4.根据权利要求1所述的一种UHPC加劲预应力混凝土箱梁桥结构，其特征在于：所述UHPC加劲肋内预埋设置有延伸至支点横隔板和构造横隔板的接缝钢筋，并设置有贯通UHPC加劲肋、支点横隔板和构造横隔板的横向预应力钢筋。


5.根据权利要求1所述的一种UHPC加劲预应力混凝土箱梁桥结构，其特征在于：所述构造横隔板采用与预应力混凝土箱梁一致的混凝土材料，UHPC加劲肋内预埋设置有延伸至构造横隔板内的接缝钢筋...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳平，陈开群，何廷全，杨泓全，骆炜然，杨礼明，廖宸锋，刘梦麟，陈鑫，毛立敏，
申请(专利权)人：广西交通设计集团有限公司，广西新发展交通集团有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45