[發明專利]空腹式連續剛構橋梁結構與懸臂扣掛澆注施工的方法

無效

• 申請號: 200910063235.4
• 申請日: 2009-07-21
• 公開（公告）號: CN101619562A
• 公開（公告）日: 2010-01-06
• 發明（設計）人: 彭元誠;宗昕;吳游宇;丁少凌
• 申請（專利權）人: 中交第二公路勘察設計研究院有限公司
• 主分類號: E01D21/00
• 分類號: E01D21/00;E01D21/10;E01D2/04;E01D19/00
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所
• 代理人: 王敏鋒

技術領域

本發明涉及一種用于土木工程橋梁技術領域，更具體涉及一種空腹式連續剛構橋梁的結構的方法，同時還涉及一種空腹式連續剛構橋梁的懸臂扣掛澆注施工的方法，在保持與一般連續剛構橋梁的施工要求、耐久性特征基本相同的前提下，實現了一種具備更大的跨越能力和更佳經濟性的新的橋梁型式。

背景技術

橋梁是公路、鐵路、城市道路和農村道路及水利建設中，為了跨越各種障礙(如河流、或其它結構)的結構物。按結構受力特點劃分，橋梁可分為梁、拱、剛架、吊與組合體系。混凝土結構主要采用梁、拱、剛架體系。預應力混凝土連續剛構橋是大跨度橋梁的一種基本橋型，它具備以下三個特點：(1)主墩采用墩梁固結，主墩具備一定柔度從而形成擺動支撐體系；(2)上部結構仍然具有連續梁的受力特點，結構斷面一般為箱梁，箱梁高度與跨徑比值，根部為1/16～1/18，跨中為1/30～1/60；(3)上部結構采用懸臂法施工，墩梁固結省掉大型支座。

傳統的預應力混凝土連續剛構橋的技術經濟適用跨徑約在60～200m，在跨徑超過200m時，易出現跨中下撓、梁體變形、開裂等缺陷，嚴重影響了橋梁的使用壽命和耐久性，限制了這種橋型的跨越能力。目前，國內外的研究者為了提高連續剛構橋的跨越能力多從材料方面入手：世界跨徑最大的挪威stolma大橋，主跨徑301m，跨中184m箱梁采用LC60輕質混凝土；中國重慶石板坡大橋，主跨徑330m，跨中103m區段采用鋼箱梁。由于我國材料、施工、管理技術存在差距，采用鋼梁又受制于運輸條件，連續剛構橋的技術進步停滯不前。

總體上看，傳統的預應力混凝土連續剛構橋的主要不足是：(1)跨越能力小，材料利用率較低，在跨徑大于200m時，工程經濟性急劇惡化；(2)結構承載效率低，應用于跨徑大于200m橋梁時，易出現開裂、下撓問題，技術風險增大，結構的安全性和耐久性劣化；(3)上部結構重量大，導致橋墩、基礎受力大，抵抗地震的能力差。

發明內容

本發明的目的是在于提供了一種空腹式連續剛構橋梁的結構的方法，方法簡單，操作方便，結構簡單，結構牢固可靠，跨越能力強，解決常規連續剛構橋梁的跨徑難以達到、或超過200米的問題，實現一種新型的橋梁結構形式。

本發明的另一個目的是在于提供了一種空腹式連續剛構橋梁的懸臂扣掛澆注施工的方法，方法簡單，操作方便，與傳統的施工方法銜接良好，便于質量控制。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術措施：

一種空腹式連續剛構橋梁的結構形式包括：根部腹板挖空，構成空腹式橋梁體系和受力特征。

1、空腹式橋梁體系

設橋梁的跨徑(兩相臨橋墩之間的距離)為L，則空腹部分的長度(下弦水平長度)可取

????????????????????????????(1/4～1/6)L

其中，跨徑L一般為150～350m。

對于一個典型的三跨空腹式連續剛構橋梁，其結構基本體系如圖1。同傳統的連續剛構類似，可以有多個相等或不等的主跨。

下弦根部至梁頂總高度可取

????????????????????????????(1/7～1/9)L

其中，跨徑L一般為100～350m。

為了方便懸臂施工，下弦與水平面的最大夾角控制在不大于30～35度。

為使得實腹梁段在受力上與空腹式區域平順過渡，下弦下緣與實腹梁段下緣按連續曲線變化，如二次或高次拋物線、懸鏈線或其它等。

2、受力特征

空腹式連續剛構橋梁的受力特征是：

1)通過腹板挖空，加大根部總高度，提高根部區段的結構剛度；

2)根部挖空區域，上弦為拉彎受力，下弦為壓彎受力；下弦壓力由混凝土承擔，上弦拉力由預應力鋼束承擔；下弦相對上弦截面尺寸大、剛度大；

3)通過合理確定三角挖空區域的上、下弦截面，使跨中實腹式區段與扣掉挖空區域長度的相當跨徑的傳統懸臂施工連續剛構橋的受力相當；

4)在上弦、下弦匯合形成牢固的三角形受力體系之前，下弦、扣掛鋼索與墩柱一起，構成一個在自重作用下平衡的T形體系，上、下弦重量、施工附加荷載由已完成上弦、支架、下弦及扣掛鋼索承擔；

5)在施工合龍段之前，上弦、下弦、實腹式區段與墩柱一起，構成一個在自重作用下平衡的T形體系；

6)全橋上構具有梁-拱組合受力特點：實腹式區段為梁的受力；根部通過挖空，下弦為拱的受力、上弦由預應力鋼束承受拉力；通過加高根部總高度，提高了結構受力的效率；

一種空腹式連續剛構橋梁的結構形式的實施包括：