[發(fā)明專利]預制超高性能混凝土π形梁單元、橋梁結(jié)構(gòu)及其施工方法

有效

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• 申請日: 2014-11-18
• 公開（公告）號: CN104389261A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 邵旭東;管亞萍
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南大學
• 主分類號: E01D2/00
• 分類號: E01D2/00;E01D19/00;E01D21/00;E01D19/12
• 代理公司: 長沙朕揚知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 43213
• 代理人: 楊斌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種橋梁構(gòu)件、橋梁本體結(jié)構(gòu)及其施工，尤其涉及一種預制超高性能混凝土梁單元、橋梁結(jié)構(gòu)及其施工方法。

背景技術(shù)

預制預應(yīng)力混凝土梁具有結(jié)構(gòu)簡單、受力明確、造價低廉、架設(shè)方便等優(yōu)點，在橋梁結(jié)構(gòu)中得到了廣泛的應(yīng)用。但由于普通混凝土材料抗拉強度低、收縮徐變大，在車輛荷載長期作用下，梁體容易產(chǎn)生裂縫，濕接縫處鋼筋混凝土或瀝青混凝土橋面及防水層容易開裂、破壞，橋面滲水侵蝕主梁，耐久性大打折扣。此外，在常用的箱梁、T梁、工字梁及空心板等預制構(gòu)件中，張拉預應(yīng)力鋼束后主梁會產(chǎn)生反拱度，當反拱度值產(chǎn)生偏差時常常會影響鋼筋的精確定位和梁體的準確架設(shè)，使得梁體間橫向連接困難，嚴重時甚至會形成局部錯臺，影響橋梁功能和美觀。

現(xiàn)有技術(shù)中，為了節(jié)省材料，梁體常采用變截面的形式，通過減少主梁腹板的厚度來減輕重量，同時為了提高橋梁的橫向剛度，預制混凝土梁段在端部和中部按一定的間距設(shè)置有多道橫隔板，這使得鋼筋制作的難度增加，模板系統(tǒng)也更為復雜，混凝土澆筑質(zhì)量難以保證。而對于裂縫這一類病害，一般都是通過提高施工質(zhì)量和優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計來改善，但受到普通混凝土自身材料性質(zhì)的限制，開裂問題未得到根本性解決。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，克服以上背景技術(shù)中提到的不足和缺陷，提供一種自重較輕、耐久性好、能有效降低梁體開裂風險的預制超高性能混凝土(UHPC)π形梁單元，以及由該預制超高性能混凝土π形梁單元構(gòu)成的π形橋梁結(jié)構(gòu)，還相應(yīng)提供一種工藝簡單、操作方便、施工速度快、經(jīng)濟性好的預制超高性能混凝土π形橋梁結(jié)構(gòu)的施工方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為一種可應(yīng)用于橋梁構(gòu)造中的預制超高性能混凝土π形梁單元，所述π形梁單元由T形雙主梁和由T形雙主梁支承的橋面板整體預制而成；所述T形雙主梁包括沿橋梁縱向相互平行布置的兩主梁腹板，所述橋面板采用下部帶有縱肋和橫肋的網(wǎng)格狀薄型板件，所述橋面板沿橋梁縱向的一側(cè)或兩側(cè)設(shè)為連接部，該連接部向外延伸出與另一相鄰接的π形梁單元進行接縫式連接的連接鋼筋。

上述的預制超高性能混凝土π形梁單元中，優(yōu)選的：所述縱肋和/或橫肋的頂面寬度大于底面寬度，且寬度由頂面到底面采用漸進式變小。預制混凝土異形構(gòu)件的脫模一直是本領(lǐng)域人員面臨的一個技術(shù)障礙，雖然可以通過脫模劑等傳統(tǒng)手段進行脫模，但不僅成本高、效率低，而且脫模效果始終不夠理想。在本發(fā)明上述的技術(shù)方案中，下部帶有縱肋和橫肋的網(wǎng)格狀薄型板件給整個預制混凝土橋面板的脫模帶來了障礙，優(yōu)選的方案中通過巧妙地設(shè)計縱肋和橫肋的形狀及結(jié)構(gòu)，不僅可以節(jié)省材料，更重要的是能夠方便脫模，提高工藝效率。

上述的預制超高性能混凝土π形梁單元中，優(yōu)選的：所述縱肋和橫肋的頂面寬度均為0.10m～0.20m，所述縱肋和橫肋的底面寬度均為0.10m～0.20m，相鄰兩縱肋的間距、相鄰兩橫肋的間距均為0.45m～1.50m，這樣優(yōu)選的尺寸設(shè)計方案可以充分發(fā)揮超高性能混凝土強度高、無粗骨料易密實的技術(shù)優(yōu)勢，減輕主梁自重。

上述的預制超高性能混凝土π形梁單元中，優(yōu)選的：所述橋面板的板件總厚度(包括縱肋、橫肋在內(nèi))為0.18m～0.25m，其中，固接于所述縱肋和橫肋上方的面板本體的厚度為0.05m～0.10m，所述兩主梁腹板的厚度均為0.10m～0.20m，按此優(yōu)選的厚度設(shè)計方案，既能滿足強度和剛度的要求，同時梁體自重僅為傳統(tǒng)混凝土梁自重的一半。

作為一個總的技術(shù)構(gòu)思，本發(fā)明還提供一種由上述的預制超高性能混凝土π形梁單元構(gòu)成的π形橋梁結(jié)構(gòu)，所述π形橋梁結(jié)構(gòu)是由至少兩個的所述π形梁單元連接構(gòu)成，所述π形梁單元是沿橋梁橫向進行拼接，且通過相鄰兩個π形梁單元的所述連接部對接，對接處設(shè)置現(xiàn)澆接縫，相鄰兩個π形梁單元的連接鋼筋在現(xiàn)澆接縫處綁扎，現(xiàn)澆接縫中配置有縱向鋼筋。

上述的π形橋梁結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選的：所述π形橋梁結(jié)構(gòu)的端部和/或跨中處設(shè)有橫隔板，橫隔板的數(shù)量為2～3道。更優(yōu)選的，每道橫隔板沿橋梁橫向為非連續(xù)分布，且間隔開的橫隔板是預制在各π形梁單元的兩主梁腹板之間。這與傳統(tǒng)的混凝土T形梁相比，本發(fā)明中橫隔板的數(shù)量和面積可大幅度減少，減輕自重，且可直接在前期預制成型，方便施工。

上述的π形橋梁結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選的：相鄰兩個的所述π形梁單元的橋面板連接部均設(shè)置有一縱肋，所述連接部對接處的兩縱肋圍成一凹槽，所述現(xiàn)澆接縫設(shè)置于該凹槽中。這樣的優(yōu)選方案可以增大截面抵抗矩，降低接縫處的應(yīng)力。