[發(fā)明專利]可防止底板崩裂的寬幅箱梁橋主梁底板結(jié)構(gòu)及其施工方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610214467.5
• 申請(qǐng)日: 2016-04-07
• 公開（公告）號(hào): CN105696451B
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 薛興偉;包龍生;宋福春
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 沈陽(yáng)建筑大學(xué)
• 主分類號(hào): E01D2/04
• 分類號(hào): E01D2/04;E01D21/00;E01D101/28
• 代理公司: 沈陽(yáng)東大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司21109
• 代理人: 梁焱,范象瑞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及公路橋梁，特別是一種可防止底板崩裂的寬幅箱梁橋主梁底板結(jié)構(gòu)及其施工方法。

背景技術(shù)

本發(fā)明所述寬幅箱梁橋是指底板平均厚度(主梁跨中處底板厚度與主梁根部處底板厚度之和的平均值)為底板寬度的1/50～1/20的單箱單室預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋和預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋。

這種寬幅箱梁橋的主梁因下述原因?qū)е缕涞装逶谑┕ぶ泻蜆蛄和度脒\(yùn)營(yíng)后易發(fā)生崩裂：

主梁在跨中和邊支點(diǎn)處高度較小，在中支點(diǎn)處高度較大，中支點(diǎn)處的梁高一般以拋物線形式向跨中和邊支點(diǎn)處的梁高過渡，使底板形成曲面(見圖1)。底板預(yù)應(yīng)力鋼筋布置于底板內(nèi)，其立面上的布置形狀與底板相似，也呈曲線形。曲線形的底板預(yù)應(yīng)力鋼筋以張拉力N_p張拉后會(huì)對(duì)底板產(chǎn)生徑向力(見圖2)，因底板平均厚度與底板寬度之比過小，底板的長(zhǎng)細(xì)比過大，使底板剛度不足，在底板預(yù)應(yīng)力鋼筋的徑向力作用下，底板容易發(fā)生崩裂。

防止寬幅箱梁橋底板崩裂的傳統(tǒng)方法，是在底板設(shè)置防崩鋼筋。該方法存在的問題是：一是防崩鋼筋的設(shè)計(jì)缺乏依據(jù)，包括防崩鋼筋是否設(shè)置、設(shè)置的間距、所用防崩鋼筋的鋼筋等級(jí)和直徑等均無(wú)直接規(guī)定；二是施工中防崩鋼筋難以完全扣住底板預(yù)應(yīng)力鋼筋的波紋管，不易發(fā)揮作用；三是不能解決底板自身剛度不足的問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述防止寬幅箱梁橋底板崩裂的傳統(tǒng)方法存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種可有效防止底板崩裂的寬幅箱梁橋主梁底板結(jié)構(gòu)及其施工方法。

本發(fā)明提供的可防止底板崩裂的寬幅箱梁橋主梁底板結(jié)構(gòu)，在置有底板預(yù)應(yīng)力鋼筋段的底板上部沿順橋向有間隔設(shè)置的底板加厚橫梁，在底板的底面有與底板加厚橫梁上下對(duì)應(yīng)的鋼板，底板加厚橫梁的頂面和鋼板的底面呈水平狀態(tài)；在底板加厚橫梁和底板中有間隔分布、上下對(duì)應(yīng)的孔道，孔道中穿有由精軋螺紋鋼筋構(gòu)成的豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋，豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋伸出底板加厚橫梁的上端和伸出鋼板的下端分別由螺母固定。

所述底板加厚橫梁沿順橋向的相互間距s_v的取值范圍為：150cm≤s_v≤300cm；底板加厚橫梁的中心高度d₂的取值范圍為：(K/15-d_j)≤d₂≤(K/10-d_j)，式中K為底板寬度，d_j為底板平均厚度。

上述寬幅箱梁橋主梁底板結(jié)構(gòu)的施工方法包括以下步驟：

步驟1、澆筑主梁

按設(shè)計(jì)架設(shè)模板和綁扎鋼筋(包括主梁和底板加厚橫梁的鋼筋)后，澆筑主梁及底板加厚橫梁的混凝土，同時(shí)在底板的底面預(yù)埋鋼板，在底板加厚橫梁和底板中預(yù)留上下對(duì)應(yīng)的孔道，鋼板中預(yù)留與該孔道對(duì)應(yīng)的鉆孔；

步驟2、安裝和張拉豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋

待步驟1的混凝土強(qiáng)度達(dá)到90％設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)，將豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋逐根穿過底板加厚橫梁和底板中預(yù)留的孔道及鋼板的鉆孔，利用豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋上端的螺母將豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋的上端固定在底板加厚橫梁的上部(螺母與底板加厚橫梁之間放鋼墊圈)；用手指旋擰豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋下端的螺母，使其與鋼板表面貼緊，以手指用正常力不能繼續(xù)旋擰豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)其下端伸出螺母的長(zhǎng)度為基準(zhǔn)，用旋擰工具繼續(xù)旋擰豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋下端的螺母的方式對(duì)豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋進(jìn)行張拉，同時(shí)測(cè)量豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋下端伸出螺母長(zhǎng)度的增加值，將該增加值定義為豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉伸長(zhǎng)量，待豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉伸長(zhǎng)量達(dá)到限定值Δ時(shí)停止張拉豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋；

限定值Δ按下式求得：

式中

σ_con：底板預(yù)應(yīng)力鋼筋的設(shè)計(jì)張拉應(yīng)力(MPa)，

A_P：底板預(yù)應(yīng)力鋼筋的總截面面積(mm²)，

s_v：底板加厚橫梁沿順橋向的相互間距(m)，

n：在同一底板加厚橫梁上的豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋肢數(shù)，

r：底板的圓曲線半徑(m)，當(dāng)為其它曲線形式時(shí)，按照計(jì)算取用，其中l(wèi)為曲線弦長(zhǎng)，β為曲線矢高f與弦長(zhǎng)l之比，

E_s：豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋(5)的彈性模量(MPa)，

A_pv：?jiǎn)沃Q向預(yù)應(yīng)力鋼筋的截面面積(mm²)，

d₁：底板厚度(mm)，

d₂：底板加厚橫梁的中心高度(mm)；

步驟3、張拉底板預(yù)應(yīng)力鋼筋