[發(fā)明專利]內(nèi)置斜腿剛架預(yù)應(yīng)力混凝土變截面箱梁橋及其施工方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310007644.9
• 申請日: 2013-01-09
• 公開（公告）號: CN103015304A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳國松;胡嘉鴻
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶交通大學;重慶國通土木工程技術(shù)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(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 魏曉波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及土木工程橋梁技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種內(nèi)置斜腿剛架預(yù)應(yīng)力混凝土變截面箱梁橋，以及其施工方法。

背景技術(shù)

大跨預(yù)應(yīng)力混凝土變截面箱梁橋是目前廣泛采用的橋型，以連續(xù)梁和連續(xù)剛構(gòu)橋最為多見，常采用掛籃懸臂澆筑法施工。圖1為現(xiàn)有技術(shù)中一種大跨預(yù)應(yīng)力混凝土變截面箱梁橋的立面布置圖，為連續(xù)剛構(gòu)橋，跨中梁高小于位于橋墩06處的支點梁高，底部為箱梁底板01，主梁下緣立面為坦拱形，橋梁采用分段掛籃懸臂現(xiàn)澆工藝施工。其包括跨中合攏段08、邊跨合攏段09、墩頂節(jié)段箱梁011和邊跨現(xiàn)澆段010及掛籃懸臂現(xiàn)澆部分，其中相鄰的跨中合攏段08之間為墩頂節(jié)段箱梁011及掛籃懸臂現(xiàn)澆部分，橋梁兩端為邊跨現(xiàn)澆段010。墩頂節(jié)段箱梁011采用墩頂托架現(xiàn)澆，以后采用掛籃懸臂現(xiàn)澆至跨中合攏段08和邊跨合攏段09側(cè)面處，邊跨現(xiàn)澆段010在支架上現(xiàn)澆完成，再進行邊跨合攏段09施工，最后進行跨中合攏段08的施工。

如圖3至圖5所示，現(xiàn)有技術(shù)這種變截面箱梁橋目前常用的截面形式為單箱單室截面，由于縱向受力需要，梁高由跨中L/2截面向支點截面不斷加大，導(dǎo)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逐漸加厚，腹板02在靠近支點截面亦局部加厚，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。用于錨固底板索05的鋸齒塊03設(shè)置在腹板02和底板01的結(jié)合轉(zhuǎn)角處，以簡短傳力路線。如圖13至圖16所示，現(xiàn)有技術(shù)中其鋼索縱向布置方式是：頂板負彎矩索水平布置，錨固在靠近腹板02處，腹板索07下彎布置提供一定的向上的抗剪分力，跨中正彎矩底板索05下彎布置在底板01內(nèi)，底板索05錨固在鋸齒塊03上，底板索05下彎布置，底板索05立面為與底板01一致的拱形，矢跨比（矢高/底板索跨徑）一般亦為1/20左右。因此拱形的底板索05在受拉力時會產(chǎn)生向下的徑向力，錨固端遠離跨中的底板索05向下的徑向力大。

當橋梁跨徑增大時，現(xiàn)有技術(shù)是采用增加梁高、加厚底板01、加厚腹板02、增加配置底板索05等措施，而增加梁高、增加配索，下彎底板索05的徑向合力進一步加大，這種構(gòu)造不合理導(dǎo)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(fā)展。

如圖6至圖12所示為了解決上述問題設(shè)計了一種橋梁即內(nèi)置斜腿剛架預(yù)應(yīng)力混凝土變截面箱梁橋（專利號：ZL200610167317.X），圖2為其立面布置圖，包括構(gòu)成箱梁的底板01及腹板02，在變截面箱梁橋箱梁內(nèi)設(shè)置一斜腿剛架結(jié)構(gòu)，斜腿剛架結(jié)構(gòu)由內(nèi)置縱梁041和內(nèi)置斜腿042組成；內(nèi)置縱梁041設(shè)在箱梁內(nèi)跨中底板01相應(yīng)梁高位置，跨中L/2截面至3L/8截面附近區(qū)段底板01和內(nèi)置縱梁041融為一體，內(nèi)置縱梁041高度和跨中底板01厚度一致；內(nèi)置斜腿042一端與內(nèi)置縱梁041連為一體，其兩側(cè)與腹板02連為一體，內(nèi)置斜腿042和箱梁底板01平行布置，內(nèi)置斜腿042和底板01徑向距離為支點總梁高H的1/4～1/5，內(nèi)置斜腿042、箱梁底板01和腹板02均采用等截面，厚度均為40～60cm；箱梁底板01下緣線形采用懸連線，凈矢跨比為1/7～1/9；跨中正彎矩底板索05沿內(nèi)置縱梁041水平布置，在底板索05張拉錨固位置的內(nèi)置縱梁041上設(shè)置鋸齒塊03，底板索05張拉錨固端在鋸齒塊03處彎起到箱內(nèi)，底板索05的兩個錨固端對稱張拉并錨固在鋸齒塊03上。

現(xiàn)有專利技術(shù)“內(nèi)置斜腿剛架預(yù)應(yīng)力混凝土變截面箱梁橋及其施工方法”（專利號：ZL200610167317.X）的主要缺陷或不足表現(xiàn)在：

（1）底板索05布置和采用懸臂施工法的大跨預(yù)應(yīng)力混凝土變截面箱梁橋的彎矩包絡(luò)圖（一般為拋物線形）不能完全吻合，存在一定偏差。

（2）為降低邊跨墩高節(jié)省造價，提高主跨橋下凈空或克服跨中下?lián)希骺缫话阍O(shè)置雙向2%左右縱坡，在設(shè)置縱坡的橋梁上，為方便設(shè)計施工，一般內(nèi)置縱梁041和橋面平行設(shè)置，底板索05布置在雙向2%左右縱坡上，底板索05存在部分向下的徑向力。

（3）不能提供向上的分力，不能平衡二期恒載及車道荷載向下作用力。

（4）未提供消除或減小二期恒載引起主梁下?lián)献冃蔚目刂品椒ǎ骺绾蠑n后變形不易控制。

（5）在主跨設(shè)置雙向縱坡的橋梁上，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(yīng)，導(dǎo)致跨中運營期一定的持續(xù)下?lián)稀?/p>