[發(fā)明專利]空腹式連續(xù)剛構(gòu)橋梁結(jié)構(gòu)與懸臂扣掛澆注施工的方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910063235.4
• 申請(qǐng)日: 2009-07-21
• 公開（公告）號(hào): CN101619562A
• 公開（公告）日: 2010-01-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭元誠(chéng);宗昕;吳游宇;丁少凌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司
• 主分類號(hào): E01D21/00
• 分類號(hào): E01D21/00;E01D21/10;E01D2/04;E01D19/00
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務(wù)所
• 代理人: 王敏鋒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于土木工程橋梁技術(shù)領(lǐng)域，更具體涉及一種空腹式連續(xù)剛構(gòu)橋梁的結(jié)構(gòu)的方法，同時(shí)還涉及一種空腹式連續(xù)剛構(gòu)橋梁的懸臂扣掛澆注施工的方法，在保持與一般連續(xù)剛構(gòu)橋梁的施工要求、耐久性特征基本相同的前提下，實(shí)現(xiàn)了一種具備更大的跨越能力和更佳經(jīng)濟(jì)性的新的橋梁型式。

背景技術(shù)

橋梁是公路、鐵路、城市道路和農(nóng)村道路及水利建設(shè)中，為了跨越各種障礙(如河流、或其它結(jié)構(gòu))的結(jié)構(gòu)物。按結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)劃分，橋梁可分為梁、拱、剛架、吊與組合體系。混凝土結(jié)構(gòu)主要采用梁、拱、剛架體系。預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋是大跨度橋梁的一種基本橋型，它具備以下三個(gè)特點(diǎn)：(1)主墩采用墩梁固結(jié)，主墩具備一定柔度從而形成擺動(dòng)支撐體系；(2)上部結(jié)構(gòu)仍然具有連續(xù)梁的受力特點(diǎn)，結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)采用懸臂法施工，墩梁固結(jié)省掉大型支座。

傳統(tǒng)的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋的技術(shù)經(jīng)濟(jì)適用跨徑約在60～200m，在跨徑超過200m時(shí)，易出現(xiàn)跨中下?lián)稀⒘后w變形、開裂等缺陷，嚴(yán)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(guó)內(nèi)外的研究者為了提高連續(xù)剛構(gòu)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(zhì)混凝土；中國(guó)重慶石板坡大橋，主跨徑330m，跨中103m區(qū)段采用鋼箱梁。由于我國(guó)材料、施工、管理技術(shù)存在差距，采用鋼梁又受制于運(yùn)輸條件，連續(xù)剛構(gòu)橋的技術(shù)進(jìn)步停滯不前。

總體上看，傳統(tǒng)的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)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(shí)，工程經(jīng)濟(jì)性急劇惡化；(2)結(jié)構(gòu)承載效率低，應(yīng)用于跨徑大于200m橋梁時(shí)，易出現(xiàn)開裂、下?lián)蠁栴}，技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)增大，結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性劣化；(3)上部結(jié)構(gòu)重量大，導(dǎo)致橋墩、基礎(chǔ)受力大，抵抗地震的能力差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是在于提供了一種空腹式連續(xù)剛構(gòu)橋梁的結(jié)構(gòu)的方法，方法簡(jiǎn)單，操作方便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)牢固可靠，跨越能力強(qiáng)，解決常規(guī)連續(xù)剛構(gòu)橋梁的跨徑難以達(dá)到、或超過200米的問題，實(shí)現(xiàn)一種新型的橋梁結(jié)構(gòu)形式。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是在于提供了一種空腹式連續(xù)剛構(gòu)橋梁的懸臂扣掛澆注施工的方法，方法簡(jiǎn)單，操作方便，與傳統(tǒng)的施工方法銜接良好，便于質(zhì)量控制。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)措施：

一種空腹式連續(xù)剛構(gòu)橋梁的結(jié)構(gòu)形式包括：根部腹板挖空，構(gòu)成空腹式橋梁體系和受力特征。

1、空腹式橋梁體系

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

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

其中，跨徑L一般為150～350m。

對(duì)于一個(gè)典型的三跨空腹式連續(xù)剛構(gòu)橋梁，其結(jié)構(gòu)基本體系如圖1。同傳統(tǒng)的連續(xù)剛構(gòu)類似，可以有多個(gè)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(shí)腹梁段在受力上與空腹式區(qū)域平順過渡，下弦下緣與實(shí)腹梁段下緣按連續(xù)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(xù)剛構(gòu)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(qū)段的結(jié)構(gòu)剛度；

2)根部挖空區(qū)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(dān)，上弦拉力由預(yù)應(yīng)力鋼束承擔(dān)；下弦相對(duì)上弦截面尺寸大、剛度大；

3)通過合理確定三角挖空區(qū)域的上、下弦截面，使跨中實(shí)腹式區(qū)段與扣掉挖空區(qū)域長(zhǎng)度的相當(dāng)跨徑的傳統(tǒng)懸臂施工連續(xù)剛構(gòu)橋的受力相當(dāng)；

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(gòu)成一個(gè)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(dān)；

5)在施工合龍段之前，上弦、下弦、實(shí)腹式區(qū)段與墩柱一起，構(gòu)成一個(gè)在自重作用下平衡的T形體系；

6)全橋上構(gòu)具有梁-拱組合受力特點(diǎn)：實(shí)腹式區(qū)段為梁的受力；根部通過挖空，下弦為拱的受力、上弦由預(yù)應(yīng)力鋼束承受拉力；通過加高根部總高度，提高了結(jié)構(gòu)受力的效率；

一種空腹式連續(xù)剛構(gòu)橋梁的結(jié)構(gòu)形式的實(shí)施包括：