[發明專利]一種預應力混凝土變截面箱橋梁及其施工方法

有效

• 申請號: 201310007641.5
• 申請日: 2013-01-09
• 公開（公告）號: CN103233419A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發明（設計）人: 吳國松;胡嘉鴻
• 申請（專利權）人: 重慶交通大學;重慶國通土木工程技術有限公司
• 主分類號: E01D2/04
• 分類號: E01D2/04;E01D21/10;E01D101/28
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 魏曉波

技術領域

本發明涉及土木工程橋梁技術領域，特別是涉及一種預應力混凝土變截面箱橋梁及其施工方法。?

背景技術

大跨預應力混凝土變截面箱橋梁是目前廣泛采用的橋型，以連續梁和連續剛構橋最為多見，常采用掛籃懸臂澆筑法施工。?

如圖1至圖1-2所示，圖1為一種底板索下彎布置大跨預應力混凝土變截面箱橋梁的結構示意圖，圖1-1為圖1所示橋梁的A-A剖視面的結構示意圖，圖1-2為圖1所示橋梁B-B剖視面的結構示意圖。?

這種變截面箱梁橋目前常用的截面形式為單箱單室截面，由于受力需要，梁高由跨中L/2截面向支點截面不斷加大，導致底板01下緣立面成拱形，由跨中向橋墩06處懸臂根部支點方向，箱室凈空加大，梁高加大，底板01也逐漸加厚，腹板02在靠近支點截面局部加厚，底板01立面縱向為拱形，底板01拱形矢跨比（矢高/主跨跨徑）一般為1/20左右。鋸齒塊03用于錨固正彎矩底板索05。?

如圖2至圖2-2所示，圖2為一種底板索下彎布置大跨預應力混凝土變截面箱橋梁鋼索縱向布置的結構示意圖，圖2-1為圖2所示橋梁的A-A剖視面的結構示意圖，圖2-2為圖2所示橋梁B-B剖視面的結構示意圖。?

由于正彎矩索布置在底板01內，故正彎矩索常稱為底板索05，由于底板01的立面為拱形，這種構造布置導致底板索05的立面亦成拱形，底板索05下彎布置，矢跨比一般為1/20左右。由于底板索05被張拉且其兩端被錨固在鋸齒塊03上，被張拉的底板索05必然產生向下的徑向力。當橋梁跨徑增大時，采用增加梁高、加厚底板01、加厚腹板02、增加配索等措施來進行設置，而增加梁高、增加配索，底板索05的徑向力進一步加大，這種構造不合理導致受力不利的問題，橋的跨徑越大這種問題越嚴重，制約著該類橋梁的發展。?

表一分析了跨徑加大時，底板索05的徑向力和公路車道荷載的相互關系。?

表一?

從表一中可以看出，跨徑加大時，底板索05的徑向力急劇加大，底板索向下的徑向力和公路車道荷載的比值亦急劇加大。消除或減小徑向力的影響對提高通行能力、減小橋梁病害意義重大。?

具體來說，上文中所描述的連續剛構橋底板索下彎布置的主要缺陷表現在：?

（1）拱形底板索05向下的徑向力在相應底板01位置產生順橋向剪切力，由于跨中段底板01較薄，一般為25～40cm，橫向鋼筋按構造配置，底板索05向下的徑向力過大則易導致跨中段底板01出現順橋向剪切裂縫，嚴重的導致橋梁底板01崩裂破壞。由表一可知，跨徑加大時，底板索05向下的徑向力急劇增加，病害更嚴重。?

（2）底板索05向下的徑向力還直接導致相應區段腹板02受拉，易導致腹板02出現主拉應力裂縫，通常L/4截面至L/2截面范圍此類病害較常見，與此有關，一般L/4截面至L/2截面范圍梁高較小，豎向預應力控制難度大，若豎向有效預應力不可靠，會加劇病害。?

（3）由于底板索05因構造要求需要錨固在腹板02和底板01的交接處以減短傳力路線，對大跨徑橋梁底板索05錨固區常常由跨中附近沿伸到L/8截面附近，大跨懸臂澆筑法施工的變截面箱梁橋的正彎矩區通常在L/4截面至跨中L/2截面間，跨中L/2截面處最大，L/8截面附近正彎矩一般很小或為負彎矩，為保證跨中正彎矩受力和錨固構造需要，布置在L/4截面至L/8截面間的底板索05和該段受力不吻合，L/4截面至L/8截面梁高大，偏心距大，且產生向下的徑向力最大，故負作用大。?

（4）底板索05向下的徑向力直接導致跨中下撓。?

（5）拱形的底板索05的定位較難，施工不易控制，曲線索預應力損失大，不經濟。?

（6）底板索05向下的徑向力、一期及二期恒載、車道荷載均向下，加劇混凝土收縮徐變效應，導致跨中運營期持續下撓。?

因此，為了解決上述橋梁所產生的問題，提出了一種底板索水平布置預應力混凝土變截面箱橋梁，如圖3至圖4-2所示，圖3為現有技術中一種底板索水平布置大跨預應力混凝土變截面箱橋梁的結構示意圖，圖3-1為圖3所示橋梁的A-A剖視圖的結構示意圖，圖3-2為圖3所示橋梁B-B剖視圖的結構示意圖，圖4為現有技術中一種底板索水平布置大跨預應力混凝土變截面箱橋梁鋼索縱向布置的結構示意圖，圖4-1為圖4所示橋梁的A-A剖視圖的結構示意圖，圖4-2為圖4所示橋梁B-B剖視圖的結構示意圖。?