装配式马鞍壳形底板连续箱梁桥及其建造方法技术

本发明专利技术提供一种装配式马鞍壳形底板连续箱梁桥，利用先张法预应力混凝土马鞍壳板作为连续箱梁桥的底板，采用波形钢腹板作为连续箱梁桥腹板，现场分节段浇筑连续箱梁桥的预应力混凝土顶板，分批张拉锚固顶板预应力钢筋，形成新型的装配整体式连续箱梁桥。采用预制的先张法预应力混凝土马鞍形壳板代替混凝土箱梁桥的现浇平底板，免去了混凝土连续箱梁桥施工时的底部木模板和支撑脚手架，并兼作临时施工平台，减少了现场浇筑混凝土的工程量，简化了连续箱梁桥下部的预应力张拉锚固施工工艺。新型装配式连续梁桥具有建造速度快、无支架施工、结构整体性好、造型美观和造价低等优点，尤其适合标准跨径多且里程超长的轨道交通高架桥。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于土木工程领域，涉及一种装配式桥梁结构建造技术，尤其涉及一种装配式马鞍壳形底板连续箱梁桥。
技术介绍
预应力混凝土连续箱梁桥以其美观、适用强的特点，在中小跨径的公路桥梁中得到了广泛的应用。多跨连续梁桥结构通常采用预应力混凝土箱型截面形式，其闭合的薄壁箱型截面抗扭刚度很大，顶底板都具有大的面积，既能够抵抗巨大的翼缘压力，又能满足预应力钢筋布置需要，可以有效地抵抗正负弯矩作用。预应力混凝土连续箱梁桥具有跨越能力强、结构安全度大、整体性好、结构刚度大、抗扭性能好、桥面伸缩缝少，行车舒适等优点。目前，中小跨径的混凝土连续箱梁高架桥通常采用现场浇筑施工方法，是一种古老的施工方法，它是在施工支架上安装模板、绑扎钢筋骨架、预留预应力钢筋波纹管孔道、并在现场浇筑混凝土与施加预应力的施工方法，具有整体性好、施工工艺简单、施工中无体系转换等优点，但存在现场浇筑混凝土工作量大、需要使用大量脚手架支撑、木模板消耗量大、下部预应力钢筋张拉锚固困难和施工工期较长等不足之处。随着高速铁路和地铁轻轨等轨道交通的迅速发展，超长线路的连续高架桥越来越多，建造轨道交通连续箱梁高架桥的现场工程量非常大，为了加快工程速度，节约模板材料，实现工业化标准装配方法建造桥梁，土木工程领域亟需一种快捷装配式建造连续箱梁桥的施工新技术。先张法高效预应力混凝土马鞍形屋面板学名为双曲抛物面负高斯曲率壳板，俗称马鞍板。将一个凹形抛物线作母线，沿着凸形抛物线作导线平行滑动，这样得出的曲面就是双曲抛物面。双曲抛物曲面由两族直母线组成，同族的直母线互相异面，不相同族的直母线相交。在双曲抛物曲面上布置直线张拉预应力筋，可使马鞍壳板构件在受荷载状态能充分发挥钢筋和混凝土各自特长，形成跨越能力强的马鞍形空间壳板结构。马鞍壳板预应力钢筋交叉布置，两端预应力钢筋分开，可有利于端部截面抗剪，中间位置在壳板底部预应力钢筋集中，可有利于空间壳板抵抗跨中弯矩。预应力混凝土马鞍形壳板是一种薄壳结构，薄壳厚度仅为其跨度的二百分之一，马鞍薄壳板结构具有自重轻、省材料、跨度大、外形美观等优点，已经广泛地应用在工业建筑厂房的屋面结构中。针对里程超长的轨道交通连续箱梁高架桥落后的现场浇筑施工方法，进行连续箱梁桥预制装配化的创新改革，运用预应力混凝土马鞍形壳板作为混凝土连续箱梁桥底板，利用波形钢板作为连续箱梁桥的腹板，现场浇筑箱梁桥的预应力混凝土顶板，形成一种新型的装配式马鞍壳形底板连续箱梁桥。采用预应力混凝土马鞍形壳板替代传统的预应力混凝土平底板，免去了连续箱梁桥施工时的木模板和支撑脚手架，可以兼作连续箱梁桥的临时施工平台，简化连续箱梁桥下部预应力钢筋张拉锚固施工工艺，它具有施工快捷、无支架施工、行车舒适和造价低等优点
技术实现思路
技术问题本专利技术提供一种无支撑脚手架，节约木模板，减少连续箱梁桥的现场施工作业量的装配式马鞍壳形底板连续箱梁桥，运用先张法预应力混凝土马鞍形壳板作为连续箱梁桥的底板构件，兼作临时施工平台，快速建造连续箱梁桥。技术方案本专利技术的装配式马鞍壳形底板连续箱梁桥，包括从下至上依次连接设置的马鞍壳形底板、压顶圈梁、波形钢腹板、柱状栓钉和预应力混凝土顶板。马鞍壳形底板的横向两端的上侧分别与一个压顶圈梁连接，作为连续箱梁桥的底板构件，每个压顶圈梁的顶部与预应力混凝土顶板之间设置一个波形钢腹板，波形钢腹板的下端与压顶圈梁的顶部连接，上端通过柱状栓钉与预应力混凝土顶板连接，预应力混凝土顶板采用分节段现浇方法成型。连续箱梁中横向设置有混凝土横隔板，在连续箱梁中还设置有纵向的折线形的体外预应力筋，体外预应力筋穿过并锚固于混凝土横隔板上。本专利技术中，连续箱梁桥的每个桥梁跨孔内设置5道混凝土横隔板，分别位于跨中、两个四分点处和两端支座处。混凝土横隔板上侧与预应力混凝土顶板的底面连接，下侧与马鞍壳形底板的上侧面连接，左右两侧分别与一个波形钢腹板连接。本专利技术中，还包括设置在梁桥支座区域的混凝土箱梁零号节段，保护支座区域的波形钢腹板。混凝土箱梁零号节段的混凝土腹板将与之相邻的波形钢腹板包裹住。本专利技术中，马鞍壳形底板是预制的先张法高效预应力混凝土马鞍形壳板。本专利技术的建造上述的装配式马鞍壳形底板连续箱梁桥的施工方法，包括以下步骤第一步，现场浇筑钢筋混凝土桥墩，安装桥梁的盆式支座，吊装工厂预制的带有压顶圈梁的马鞍壳形底板到桥墩上，并采用型钢支架临时支撑马鞍壳形底板；第二步，吊装波形钢腹板到位，将左右两个波形钢腹板的下端与压顶圈梁的顶部预埋钢板牢固焊接，将双排柱状栓钉牢固焊接在波形钢腹板的上翼缘顶面，相邻两个波形钢腹板之间安装临时横向钢支撑，构成稳定的钢骨架；第三步，绑扎钢筋，现场浇筑连续箱梁桥的混凝土横隔板和混凝土箱梁零号节段，拆除两个波形钢腹板之间安装的临时横向钢支撑；第四步，铺设模板，绑扎钢筋，预埋预应力钢筋波纹管，分节段浇注预应力混凝土顶板，混凝土结硬后，张拉锚固预应力混凝土顶板的预应力钢筋，波纹管内压力注浆；第五步，张拉折线形的体外预应力筋，锚固于混凝土横隔板上，安装栏杆，铺装桥面，形成装配式马鞍壳形底板连续箱梁桥。先张法高效预应力混凝土马鞍形薄壳板是一种受力性能优良的空间壳结构，板梁合一，运用预应力混凝土马鞍形壳板作为连续箱梁桥的底板，利用波形钢板作为连续箱梁桥的腹板，现场浇筑箱梁桥的预应力混凝土顶板，可形成一种新型的装配式马鞍壳形底板连续箱梁桥。预应力混凝土马鞍形壳板作为箱梁桥的底板，兼作临时施工操作平台，免去了连续箱梁桥施工时的木模板和支撑脚手架，构思巧妙，具有创新意义，壳板中的预应力钢筋可以作为连续箱梁桥的下部预应力钢筋，改革箱梁桥下部的预应力张拉锚固施工方法，简化了连续箱梁桥下部预应力钢筋张拉锚固施工工艺，二次抛物线壳板外形符合多跨预应力混凝土连续箱梁桥的底部线形要求，新型连续箱梁桥结构受力合理。随着轨道交通的迅速发展，超长线路的标准跨径连续高架桥梁越来越多，需进行连续箱梁桥预制装配化突破性的创新改革。采用装配式马鞍壳形底板连续箱梁桥修建方法，无需大量的木模板和支撑脚手架，可工业化快速修建的超长线路的连续高架桥，轨道交通高架桥的施工作业可以全面铺开进行，采用同步施工管理方法，批量建造超长线路的各个高架桥段。装配式马鞍壳形底板连续箱梁桥其设计跨径宜为25米 40米。装配式马鞍壳形底板连续箱梁桥的成桥工艺为首先工厂预制先张法预应力混凝土马鞍形壳底板，然后吊装马鞍形壳底板到桥墩上，采用数道型钢支架对马鞍形壳底板进行临时支撑，以便降低马鞍形壳底板的自重应力。吊装波形钢腹板及其横向钢支撑到位，波形钢腹板与马鞍形壳板的预埋件焊接牢固形成整体，利用波形钢板作为连续箱梁桥的腹板，承担连续箱梁桥的剪力。现场浇筑连续箱梁桥的混凝土横隔板，加强连续箱梁桥的空间整体性，提高马鞍底板连续箱梁桥的抗扭刚度，浇筑混凝土箱梁零号节段，保证桥梁结构在支座处的局部承压能力。利用马鞍形壳底板作为临时操作平台，采用压型钢板类的成熟产品作为箱梁混凝土顶板的施工模板，绑扎钢筋，埋设预应力钢筋波纹管，分节段浇筑连续箱梁桥混凝土顶板，等待其混凝土结硬后，张拉锚固混凝土顶板预应力钢筋，压力灌浆，直至跨中节段浇筑合拢。最后，张拉体外预应力钢索，进行桥面铺装，安装栏杆，形成新型装配式连续箱梁桥。有益效果本专利技术与现有技术相比，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装配式马鞍壳形底板连续箱梁桥，其特征在于，该连续箱梁桥包括从下至上依次连接设置的马鞍壳形底板（1）、压顶圈梁（2）、波形钢腹板（3）、柱状栓钉（4）和预应力混凝土顶板（5），马鞍壳形底板（1）的横向两端上侧分别与一个压顶圈梁（2）连接，作为连续箱梁桥的底板构件，每个压顶圈梁（2）的顶部与预应力混凝土顶板（5）之间设置一个波形钢腹板（3），波形钢腹板（3）的下端与压顶圈梁（2）的顶部连接，上端通过柱状栓钉（4）与预应力混凝土顶板（5）连接，预应力混凝土顶板（5）采用分节段现浇方法成型，连续箱梁中横向设置有混凝土横隔板（6），在连续箱梁中还设置有纵向的折线形的体外预应力筋（7），所述体外预应力筋（7）穿过并锚固于混凝土横隔板（6）上。

【技术特征摘要】
1.一种装配式马鞍壳形底板连续箱梁桥，其特征在于，该连续箱梁桥包括从下至上依次连接设置的马鞍壳形底板(I)、压顶圈梁(2)、波形钢腹板(3)、柱状栓钉(4)和预应力混凝土顶板(5)，马鞍壳形底板(I)的横向两端上侧分别与一个压顶圈梁(2)连接，作为连续箱梁桥的底板构件，每个压顶圈梁(2)的顶部与预应力混凝土顶板(5)之间设置一个波形钢腹板(3)，波形钢腹板(3)的下端与压顶圈梁(2)的顶部连接，上端通过柱状栓钉(4)与预应力混凝土顶板(5)连接，预应力混凝土顶板(5)采用分节段现浇方法成型，连续箱梁中横向设置有混凝土横隔板(6)，在连续箱梁中还设置有纵向的折线形的体外预应力筋(7)，所述体外预应力筋(7)穿过并锚固于混凝土横隔板(6)上。2.根据权利要求1所述的装配式马鞍壳形底板连续箱梁桥，其特征在于，所述连续箱梁桥的每个桥梁跨孔内设置5道混凝土横隔板(6)，分别位于跨中、两个四分点处和两端支座处。3.根据权利要求1或2所述的装配式马鞍壳形底板连续箱梁桥，其特征在于，所述混凝土横隔板(6)上侧与预应力混凝土顶板(5)的底面连接，下侧与马鞍壳形底板(I)的上侧面连接，左右两侧分别与一个波形钢腹板(3)连接。4.根据权利要求1或2所述的装配式马鞍壳形底板连续箱梁桥，其特征在于，该连续箱梁桥还包括设置在梁桥支座区域的混凝土箱梁零号...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐文平，陈有春，涂永明，张宇峰，张建东，刘其伟，洪志强，石先旺，苏刘，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：