一种波形钢腹板组合箱梁负弯矩区预应力结构及施工方法技术

本发明专利技术公开了一种波形钢腹板组合箱梁负弯矩区预应力结构及施工方法，预应力结构包括箱梁本体，其沿形体方向分为中部的负弯矩区和两端的正弯矩区，负弯矩区与正弯矩区间设置交界区；两个临时锚固件，其对称安装并设置在两个交界区；预应力钢筋，其两端分别穿过两个临时锚固件，预应力钢筋与箱梁本体的形体方向平行；千斤顶，其固定在其中一个临时锚固件，并与预应力钢筋的其中一端连接，向预应力钢筋施加轴向方向的拉力，预应力钢筋的另一端与另一个临时锚固件固定连接。本发明专利技术通过在浇注前对预应力钢筋进行张拉，并在浇注后释放预应力钢筋中的预应力，以预应力钢筋本身的形变对负弯矩区的混凝土施加预应力，减少对底部的波形钢腹板预应力的消耗。板预应力的消耗。板预应力的消耗。

【技术实现步骤摘要】
一种波形钢腹板组合箱梁负弯矩区预应力结构及施工方法


[0001]本专利技术涉及土木工程
中的一种波形钢腹板组合箱梁负弯矩区预应力结构及施工方法。

技术介绍

[0002]波形钢腹板组合箱梁桥又称波形钢腹板PC桥，是指用波形钢板取代混凝土腹板作为新式腹板的箱形梁，其显著特点是用10～20mm厚的波形钢板取代厚30～80cm厚的混凝土腹板，在保证承载力的同时降低了桥体的自重。由于桥体的支撑结构特性，桥体会在不同区域受到正弯矩或负弯矩，其中正弯矩指桥体底部受拉而顶部受压，呈“下凹”状；而负弯矩指桥体顶部受拉而底部受压，呈“上凸”状。其中，桥体的负弯矩区存在着混凝土顶板受拉，波形钢腹板箱梁受压的不利情况，该受力结构容易导致混凝土顶板开裂而直接影响行车安全。因此，针对桥体负弯矩区的施工方法往往有更高的施工要求。
[0003]为了改善波形钢腹板组合箱梁桥混凝土顶板开裂的问题，通常采用三种解决方法。一、通过提高混凝土顶板中普通钢筋的配筋率，以此来限制混凝土顶板的裂缝宽度；二、通过后张法在负弯矩区混凝土顶板内施加预应力，即在混凝土顶板完成浇注后再对混凝土顶板施加预应力，以此来抵消负弯矩区产生的拉应力；三、通过施工措施改善负弯矩区混凝土顶板的受力状况，以此来克服负弯矩区的不利影响。
[0004]但是，对于提高普通钢筋配筋率的方法，往往只能限制其裂缝开展，不能解决开裂问题；对于施工措施改善受力的方法，施工方法仍然缺少系统的研究，施工设计中依然存在较多的难点。目前工程中采用较多的是后张法施加预应力的方法，对于后张法施加预应力的方法，容易导致大跨度桥梁负弯矩区的承载力超出限值，需增设很厚的钢板来抵消限值，同时存在较多预应力会消耗在波形钢腹板上，导致混凝土顶板预应力储备降低，还容易带来箱梁受压屈曲的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种波形钢腹板组合箱梁负弯矩区预应力结构及施工方法，能够实现对波形钢腹板组合箱梁负弯矩区的预应力施加，同时减少波形钢腹板对预应力的过多消耗。
[0006]根据本专利技术第一方面实施例，提供一种波形钢腹板组合箱梁负弯矩区预应力结构，包括：
[0007]箱梁本体，其包括底板、波形钢腹板和翼缘板，所述波形钢腹板和所述翼缘板的数量均为两个，所述翼缘板一一对应地连接在所述波形钢腹板的顶部，两个所述波形钢腹板与所述底板焊接并构成“C”形结构；所述箱梁本体沿其形体方向分为中部的负弯矩区和两端的正弯矩区，所述负弯矩区与所述正弯矩区之间设置交界区，所述交界区的长度为1～3m；
[0008]两个临时锚固件，其对称安装在所述翼缘板上，对称的两个所述临时锚固件分别
一一对应设置在两个所述交界区；
[0009]预应力钢筋，其两端分别穿过两个对称安装的所述临时锚固件，所述预应力钢筋与所述箱梁本体的形体方向平行；
[0010]千斤顶，其固定在其中一个所述临时锚固件，所述千斤顶与所述预应力钢筋的其中一端连接并向所述预应力钢筋施加轴向方向的拉力，所述预应力钢筋的另一端通过锚固螺母与对称的另一个所述临时锚固件固定连接。
[0011]根据本专利技术第一方面实施例，进一步地，所述临时锚固件具体为锚固块，两个所述锚固块安装在同一个所述翼缘板上，并对单个所述翼缘板进行预应力施加。
[0012]根据本专利技术第一方面实施例，进一步地，所述预应力钢筋的数量为至少两个，所述预应力钢筋的两端分别穿过两个所述锚固块。
[0013]根据本专利技术第一方面实施例，进一步地，所述锚固块包括斜撑结构，两个所述锚固块的所述斜撑结构相对设置。
[0014]根据本专利技术第一方面实施例，进一步地，所述临时锚固件具体为锚固横梁，所述箱梁本体的数量为至少两个，所述锚固横梁横置并与各个所述翼缘板进行连接以对多个所述预应力钢筋进行预应力施加。
[0015]根据本专利技术第一方面实施例，进一步地，所述预应力钢筋的数量为多个，所述预应力钢筋的两端分别穿过两个所述锚固横梁，多个所述预应力钢筋沿所述锚固横梁的形体方向等距设置。
[0016]根据本专利技术第一方面实施例，进一步地，所述锚固螺母与所述临时锚固件之间设置有锚垫板。
[0017]根据本专利技术第二方面实施例，提供一种波形钢腹板组合箱梁负弯矩区预应力施工方法，包括：
[0018]在工厂中制作并焊接所述箱梁本体，在所述箱梁本体中完成钢底板单元、横隔板单元、腹板单元等单元件的制作，再进行各节段的焊接组装；
[0019]将所述箱梁本体运输至施工现场，采用吊装或顶推或拖拉的方法进行所述箱梁本体的架设；
[0020]在所述箱梁本体的所述正弯矩区架设模板并搭接钢筋网，进行所述正弯矩区的混凝土浇注并进行养护；
[0021]在所述箱梁本体的所述交界区安装所述临时锚固件；
[0022]将所述预应力钢筋穿过两个所述临时锚固件，所述预应力钢筋的一端安装所述锚固螺母，所述预应力钢筋的另一端连接至所述千斤顶；
[0023]启动所述千斤顶，对所述预应力钢筋进行张拉并保持；
[0024]在所述箱梁本体的负弯矩区架设模板并搭接钢筋网，进行所述负弯矩区的混凝土浇注，确保所述预应力钢筋被淹没在混凝土中，浇注完成后进行养护；
[0025]待所述负弯矩区的混凝土桥面板达到设计强度的90％以上时，切断所述预应力钢筋未被混凝土包裹的部分，释放预应力；
[0026]拆除所述临时锚固件，对所述箱梁本体的所述交界区进行混凝土浇注并养护，预应力施工完成。
[0027]根据本专利技术第二方面实施例，进一步地，对所述交界区进行浇注前，将所述交界区
两侧的混凝土凿毛，并清除浮浆层和松散层，提升混凝土间的粘结牢固度。
[0028]根据本专利技术第二方面实施例，进一步地，完成所述箱梁本体所有区域的混凝土浇注后，安装护栏或防撞墙，进行桥面板的铺装施工。
[0029]本专利技术实施例的有益效果至少包括：本专利技术通过在浇注前对预应力钢筋进行张拉，并在浇注后释放预应力钢筋中的预应力，以预应力钢筋本身的形变对负弯矩区的混凝土施加预应力，减少对底部的波形钢腹板预应力的消耗。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本专利技术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说明。显然，所描述的附图只是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员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设计方案和附图。
[0031]图1是本专利技术第一方面实施例波形钢腹板组合箱梁负弯矩区预应力结构的三维图；
[0032]图2是本专利技术第一方面实施例波形钢腹板组合箱梁负弯矩区预应力结构的侧视图；
[0033]图3是本专利技术第一方面实施例波形钢腹板组合箱梁负弯矩区预应力结构中锚固块的三维图；
[0034]图4是本专利技术第一方面实施例波形钢腹板组合箱梁负弯矩区预应力结构对多个箱梁本体进行预应力施加的示意图。
[0035]附图标记：100
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种波形钢腹板组合箱梁负弯矩区预应力结构，其特征在于，包括：箱梁本体，其包括底板、波形钢腹板和翼缘板，所述波形钢腹板和所述翼缘板的数量均为两个，所述翼缘板一一对应地连接在所述波形钢腹板的顶部，两个所述波形钢腹板与所述底板焊接并构成“C”形结构；所述箱梁本体沿其形体方向分为中部的负弯矩区和两端的正弯矩区，所述负弯矩区与所述正弯矩区之间设置交界区，所述交界区的长度为1～3m；两个临时锚固件，其对称安装在所述翼缘板上，对称的两个所述临时锚固件分别一一对应设置在两个所述交界区；预应力钢筋，其两端分别穿过两个对称安装的所述临时锚固件，所述预应力钢筋与所述箱梁本体的形体方向平行；千斤顶，其固定在其中一个所述临时锚固件，所述千斤顶与所述预应力钢筋的其中一端连接并向所述预应力钢筋施加轴向方向的拉力，所述预应力钢筋的另一端通过锚固螺母与对称的另一个所述临时锚固件固定连接。2.根据权利要求1所述的波形钢腹板组合箱梁负弯矩区预应力结构，其特征在于：所述临时锚固件具体为锚固块，两个所述锚固块安装在同一个所述翼缘板上，并对单个所述翼缘板进行预应力施加。3.根据权利要求2所述的波形钢腹板组合箱梁负弯矩区预应力结构，其特征在于：所述预应力钢筋的数量为至少两个，所述预应力钢筋的两端分别穿过两个所述锚固块。4.根据权利要求2所述的波形钢腹板组合箱梁负弯矩区预应力结构，其特征在于：所述锚固块包括斜撑结构，两个所述锚固块的所述斜撑结构相对设置。5.根据权利要求1所述的波形钢腹板组合箱梁负弯矩区预应力结构，其特征在于：所述临时锚固件具体为锚固横梁，所述箱梁本体的数量为至少两个，所述锚固横梁横置并与各个所述翼缘板进行连接以对多个所述预应力钢筋进行预应力施加。6.根据权利要求5所述的波形钢腹板组合箱梁负弯矩区预应力结构，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：解冰，陈宏彬，官润荣，陈宜言，顾进友，王健，赵秋，曲研，
申请(专利权)人：广东省冶金建筑设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：