[發(fā)明專利]三跨波腹工梁?橫波?三鋼砼組合T型連續(xù)梁

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610554883.X
• 申請日: 2016-07-14
• 公開（公告）號: CN106012791B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 梁曉東;項超群;上官興;胡紅波;孫天明;盧國林;謝鴻;吳加云;易誕
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南聯(lián)智橋隧技術(shù)有限公司;長沙市公路橋梁建設(shè)有限責(zé)任公司;浙江博數(shù)土木工程技術(shù)有限公司
• 主分類號: E01D2/00
• 分類號: E01D2/00;E01D21/00
• 代理公司: 長沙七源專利代理事務(wù)所(普通合伙)43214
• 代理人: 歐穎,吳婷

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及波形鋼板和三鋼砼兩種新材料以及組拼頂推連續(xù)梁的新工藝，在橋梁領(lǐng)域中將它們集成形成波腹工梁(CS.W.IB)和三鋼砼(SF.F.RC)頂板組合連續(xù)梁新結(jié)構(gòu)，又簡稱雙波SF.F.RC組合T型連續(xù)梁。

背景技術(shù)

本專利旨在提出一種新型的城市高架橋型式，為了說明本專利提出的目的，從城市高架橋的應(yīng)用，常規(guī)預(yù)應(yīng)力砼梁橋和鋼箱梁橋的缺點，波形鋼腹板工梁和三鋼砼組合結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢等方面進(jìn)行論述。

1、城市高架橋

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，我國的城鎮(zhèn)化進(jìn)程取得了巨大的成就。與此同時，對城市交通提出了更高的要求，常規(guī)的道路交通已經(jīng)不能滿足城市發(fā)展的需要。城市高架橋可解決交通擁擠、縱橫向干擾大、事故多等問題，可緩解城市平面交通不足，形成與地面主干道結(jié)合的空間模式可最大限度的節(jié)約土地資源，保護環(huán)境，因此在城鎮(zhèn)建設(shè)中高架橋得到了普遍的應(yīng)用。特別是在一些老城區(qū)，由于車輛的增多交通非常擁堵，而原有道路兩側(cè)高樓林立，人口密度大，使得已有道路沒有拓寬的條件，在此情況下采用高架橋發(fā)展立體交通具有得天獨厚的優(yōu)勢。

2、預(yù)應(yīng)力砼梁橋

高架橋跨越已有道路時，上部結(jié)構(gòu)常采用PC(預(yù)應(yīng)力混凝土)簡支T梁和箱梁。預(yù)應(yīng)力砼(混凝土)T梁橋具有造價低、施工工藝成熟等優(yōu)點，在高架橋中得到了廣泛的應(yīng)用。但隨著交通事業(yè)的發(fā)展，交通流量與日俱增，大噸位車輛不斷涌現(xiàn)，車輛超載現(xiàn)象長期得不到有效控制，一大批運營僅20～30年的預(yù)應(yīng)力砼T梁橋梁肋、翼緣板及橫隔梁出現(xiàn)了不同程度的裂縫，尤其是T梁鉸縫處存在的局部縱向裂縫逐漸擴展成縱向的破損帶嚴(yán)重的影響著行車舒適性，甚至危及到行車安全。跨越已有線路的高架橋，尤其是高架橋與橋下線路斜交時，其跨徑往往大于常用的簡支T梁最大跨徑(50米)，不能滿足要求。當(dāng)跨徑大于50米時，不得不采用預(yù)應(yīng)力砼箱梁，其截面慣性矩大，抗彎抗扭能力強，抵抗超重能力大，但由于多種因素的作用，我國預(yù)應(yīng)力砼箱梁橋腹板常出現(xiàn)斜裂縫，以及跨中持續(xù)下?lián)蠁栴}也長期得不到解決。此外，預(yù)應(yīng)力砼箱梁自重大，吊裝不方便，常采用掛籃懸臂澆筑，施工周期長，影響橋下車輛的通行，因此在跨線橋中使用受到了很大的限制。

3、鋼箱梁

為了盡量維持立交橋下的交通通暢，目前立交橋多采用鋼箱梁。其特點是自重輕，跨越能力大，工廠制造后運至工地整體吊裝。鋼箱梁頂面一般采用正交異性鋼橋面板，再在其上澆筑瀝青砼鋪裝層。近年來我國城市交通量呈爆發(fā)式增長，超重車長期得不到有效控制的背景下，正交異性鋼橋面板瀝青砼鋪裝層反復(fù)出現(xiàn)了裂縫、車轍、脫層、推移、坑槽等病害，其根本原因是瀝青砼鋪裝層與鋼箱梁頂面鋼板剛度差異太大，不能很好的共同作用，造成頂面鋼板剛度不夠產(chǎn)生疲勞破壞所致。另外，鋼箱梁U肋與鋼橋面板之間的單面焊縫使得鋼箱梁在車輛荷載的反復(fù)作用下容易產(chǎn)生疲勞裂縫破壞了整體性，且支承U肋的橫隔板也常發(fā)生焊縫的疲勞。目前中國數(shù)百座正交異性鋼橋面板出現(xiàn)質(zhì)量問題急待解決。值得指出鋼箱梁橋造價4000～6000元/m2，是預(yù)應(yīng)力砼箱梁結(jié)構(gòu)的2～3倍，且箱梁空間小，檢查維修工作十分不便。鑒于上述種種原因，鋼砼組合結(jié)構(gòu)跨線橋的提出是歷史發(fā)展的必然。

4、波形鋼腹板工鋼和三鋼砼組合結(jié)構(gòu)

波形鋼板是用平鋼板冷壓成型后的產(chǎn)品，其抗拉強度和抗剪強度約為砼的30～40倍。用波形鋼板代替砼腹板能徹底解決腹板開裂的現(xiàn)象，尤其在超重車作用下改善效果更明顯。用橫向鋼板作為頂板的底模，不但方便施工，它與砼頂板共同作用形成橫向波形鋼砼組合結(jié)構(gòu)，能大幅減小頂板砼的厚度。此外將波形鋼腹板上下緣焊接頂、底鋼板形成波腹工梁有很大的抗彎能力可取代縱向預(yù)應(yīng)力。總之，波形鋼新材料在城市高架橋中的推廣運用，極大地提升鋼砼組合結(jié)構(gòu)的競爭力。應(yīng)當(dāng)指出，在中小跨徑連續(xù)梁中支座上緣的拉應(yīng)力絕對值不大，使用常規(guī)預(yù)應(yīng)力工序復(fù)雜，造價又高，其功能發(fā)揮不充分，性價比低，如果引進(jìn)三鋼砼來代替，能取得較好的經(jīng)濟效益。三鋼砼是由鋼纖維(SF)、鋼絲網(wǎng)(F)、鋼筋砼(RC)組成的新型復(fù)合材料，其容許抗拉強度可達(dá)8MPa，是普通砼的3倍，能夠滿足中小跨徑連續(xù)梁橋支座負(fù)彎矩拉應(yīng)力的要求，這樣就可以取消上緣預(yù)應(yīng)力，極大地簡化了工藝，從而降低了造價。

中國專利200420105403.4于2004年提出了將三鋼混凝土(即三鋼砼)應(yīng)用于箱形連續(xù)梁施工中，將三鋼砼用在預(yù)應(yīng)力砼箱梁中，能有效的控制支座上緣負(fù)彎矩的裂縫，簡化了應(yīng)力工藝，從而降低了造價。