[發明專利]預制RPC(Reactive Powder Concrete)柱解決大跨PC箱梁橋長期下撓技術

有效

• 申請號: 201510056024.3
• 申請日: 2015-02-03
• 公開（公告）號: CN104746416A
• 公開（公告）日: 2015-07-01
• 發明（設計）人: 張陽;鮑超;劉榕;唐重璽;李少波;陳彥羽;劉海波
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: E01D2/04
• 分類號: E01D2/04;E01D101/24
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本發明涉及加入預制RPC(Reactive?Powder?Concrete)柱降低大跨PC箱梁橋長期下撓的技術，包括預制RPC柱的縱向布置、預制RPC柱與同節段普通混凝土的連接、預制RPC柱節段間的連接。

背景技術

大跨PC箱梁橋具有跨越能力強、施工簡便、經濟性好、行車平順等特點，已經成為世界上100m～300m跨徑范圍內的主力橋型。但大跨PC箱梁橋運營后普遍存在跨中下撓問題，超出設計許可的下撓對結構的耐久性和運營安全性構成很大威脅，至今無法解決。可以這樣說，下撓問題已經成為制約大跨PC箱梁橋發展的主要技術瓶頸。國內外專家、學者開展了大量的關于大跨PC箱梁橋下撓的實驗和理論研究，但在工程實踐應用中能夠有效控制的措施還不多，許多研究均是治標不治本，實際效果不明顯。

影響大跨PC箱梁橋下撓的因素極為復雜，國內外許多研究者對其成因進行了研究，總體來說引起大跨PC箱梁橋下撓的主要因素是混凝土徐變效應。混凝土徐變效應是混凝土在應力不變的情況下應變持續增長的固有時變特性。研究表明，構件理論厚度越小，徐變系數越大；加載齡期越早，徐變系數越大，反之亦然。對于大跨PC箱梁橋而言，為減輕自重而都采用高強的薄壁箱形主梁；同時受工期的限制，一般在混凝土澆筑3天左右就開始了預應力張拉加載，使得加載齡期短而導致混凝土徐變系數較大、徐變效應更為明顯。混凝土徐變將引起大跨PC箱梁橋箱梁0號塊附近(箱梁橋負彎矩區域)底板壓應變持續增加，轉角也增大，與此同時混凝土有效彈性模量減小，從而結構剛度減小，跨中撓度隨之持續增大。因此，本專利提出在大跨PC箱梁橋0號塊附近底板、中跨跨中頂板(受壓高應力區)中的普通混凝土加入若干RPC(Reactive?Powder?Concrete)預制柱的方法。RPC為活性粉末混凝土，具有超高強度、超高韌性，經熱養護后幾乎無收縮、徐變系數僅為同條件下普通混凝土的15％。這樣箱梁橋0號塊附近底板、中跨跨中頂板形成徐變系數較小的RPC-普通混凝土復合截面，可以大幅降低這些部位的后期徐變變形同時改善該部位普通混凝土應力狀態。

發明內容

本發明要解決的問題是提出一種新型的箱梁橋局部構造形式即RPC—普通混凝土復合截面，減小大跨預應力箱梁橋跨中的長期下撓。本發明提出的技術方案為：在箱梁橋0號塊～1/3n(n為懸臂節段數)號塊的底板，靠近跨中的三個懸澆段和跨中合攏段的頂板澆筑前放入預制RPC柱。預制RPC柱與普通混凝土通過預制RPC柱伸出的鋼筋剪力鍵連接構成整體；RPC柱與下一節段的RPC柱通過膠粘粘結，由于兩者是受壓接頭，所以安全性較高。

與現有技術相比，本發明的優點就在于：

(1)復合截面的徐變系數大幅降低、徐變變形小，從而可有效緩解大跨PC箱梁橋跨中的后期徐變下撓；

(2)預制RPC柱工程量相對于普通混凝土來說所占比例很小，其較高的單價對于全橋工程造價提高的幅度可忽略不計；

(3)施工方便、易于實現，預制RPC柱可根據箱梁懸澆節段分段預制，體積較小、熱養護很容易實施；同時，預制RPC柱處于受壓區，其節段連接均為受壓接頭，接頭處理十分簡便；

(4)內(應)力從分布明顯、充分發揮高強材料性能，隨著時間增長，由于普通混凝土和RPC的徐變系數差異較大，普通混凝土的徐變變形遠大于預制RPC，因此復合截面必然產生內(應)力重分布，即普通混凝土壓應力減小、預制RPC柱壓應力增大；這樣既減小了普通混凝土的徐變變形，同時也充分發揮了RPC材料的高抗壓強度特性。

附圖說明

圖1本發明—箱梁橋新型構造RPC布置立面圖；

圖2本發明—箱梁橋新型構造RPC布置橫斷面圖；

圖3本發明—箱梁橋新型構造RPC與普通混凝土連接構造圖；

圖例說明

1、現澆普通混凝土箱梁底板

2、預制RPC柱1

3、預制RPC柱2

4、預制RPC柱3

5、預制RPC柱4

6、預制RPC柱5

7、預制RPC柱6

8、預制RPC柱7

9、現澆普通混凝土箱梁頂板

10、鋼筋剪力鍵?

具體實施方式

以下將結合附圖對本發明做進一步詳細說明。

如圖1～圖3所示，本發明主要涉及現澆普通混凝土箱梁底板(1)、現澆普通混凝土箱梁頂板(9)和預制RPC柱1～7(2～8)、鋼筋剪力鍵(10)。實橋施工時，首先預制RPC柱1～7(2～8)；澆注箱梁橋0號塊之前，在模板中放入預制RPC柱1(2)；現澆0號塊，0號塊普通混凝土與預制RPC柱1(2)之間通過圖3中的鋼筋剪力鍵(10)相連；現澆1號塊前，預制RPC柱1(2)與預制RPC柱2(3)通過膠粘連接；之后現澆箱梁橋1號塊。同理施工箱梁橋2號塊～1/3n號塊、n-2～n號塊、跨中合攏段。