[發明專利]全預制裝配式混凝土梁式橋結構體系及其施工方法

有效

• 申請號: 202110790577.7
• 申請日: 2021-07-13
• 公開（公告）號: CN113652967B
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 徐聲亮;王金龍;陳巨峰
• 申請（專利權）人: 寧波市政工程建設集團股份有限公司
• 主分類號: E01D21/00
• 分類號: E01D21/00;E01D19/00;E01D2/04;E01D101/28
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 彭英

本發明公開了一種全預制裝配式混凝土梁式橋結構體系及其施工方法，結構體系包括隱蓋梁以及預制小箱梁；預制小箱梁包括小箱梁常規段以及小箱梁端部實心段；隱蓋梁通過若干沿著橫橋向布置的隱蓋梁預制節段拼接而成；每一隱蓋梁預制節段，均與兩側的小箱梁端部實心段之間通過單槽多齒配合連接結構咬合，并張拉錨固有節段間耦合連接用預應力鋼束，且節段間耦合連接用預應力鋼束分布在預制小箱梁空心投影范圍內，同時隱蓋梁預制節段與每側的小箱梁端部實心段之間均通過UHPC填充層澆筑連接成一體。由此可知，本發明所述的混凝土梁式橋結構體系，主體構件均為預制件，能夠低成本地推廣預制拼裝結構的應用。

技術領域

本發明涉及一種全預制裝配式混凝土梁式橋結構體系及其施工方法，屬于土木工程橋梁設計與工程施工領域。

背景技術

在國家戰略引導、社會及產業發展需求的推動下，橋梁建造技術正朝著裝配化、工業化、標準化的方向發展。目前，國內混凝土梁式橋“預制裝配化”發展主要有3個方向：

1）橋跨上部結構采用預制小箱梁替代現澆箱梁

在城市快速路建設中，預制小箱梁替代現澆箱梁已成為建設各方的共識。一方面，同等跨徑下，預制小箱梁的混凝土用量僅為現澆箱梁的50%；在軟土地區，預制小箱梁方案的建設成本不到現澆箱梁的75%（下部結構工程量減少，現場地基處理費用取消），具有顯著的經濟效益；另一方面，隨著UHPC高性能混凝土的推廣應用，預制小箱梁的拼縫寬度從過去嚴格控制于50mm逐漸拓寬至300mm，這使預制小箱梁方案可通過調整拼縫寬度以適應變寬段、彎曲段的建設需求。

以寧波市為例，2011年竣工的機場路高架，主線上部結構均采用現澆箱梁結構；2015年竣工的南環、北環高架，上部結構75%采用預制小箱梁結構或預制空心板梁，僅曲線段、變寬段、匝道銜接段采用現澆箱梁；2017年啟動的機場路高架南延、2018年啟動的西洪大橋連接線工程及環城南路西延工程，全線95%采用預制小箱梁（曲線段、變寬段、匝道銜接段均為預制結構），僅通行凈空受限段采用現澆箱梁。

2）橋跨上部結構采用“短線法”節段預制拼裝梁替代現澆箱梁

自21世紀起，國內逐漸開始嘗試采用“短線法”節段預制拼裝技術，并逐漸在重大工程中推廣應用，如所示。短線法節段預制拼裝技術基本上解決了橋跨結構工廠化預制的問題，現場僅采用“體外預應力”與“膠結剪力鍵”將各個預制構件融合成整體。經過20余年的發展，從常規的單箱單室截面發展到寬幅的單箱多室截面。

3）橋梁下部結構（墩柱蓋梁）采用成品大噸位預制構件

橋梁墩柱的整體預制拼裝技術最初應用于跨海大橋的建設，即在陸上完成墩柱的整體制造，通過浮船運抵橋位處，最后借助浮船起重機的大噸位吊裝能力，將墩柱一次性安裝就位。

近10年，隨著城市快速路高架建設場地建設要求的大幅提升（揚塵控制、噪音控制、夜間燈光控制、交通導改限制等），建設場地維護費用水漲船高。部分在既有道路上建設的高架工程，逐漸嘗試采用預制拼裝技術施工墩柱與蓋梁——即將立柱或蓋梁在工廠完成整體預制，在現場采用大噸位起重機完成架設。

目前，上海、浙江、江蘇、廣東、山東、湖南、四川等省均由類似工程建設案例。

當立柱或蓋梁采用整體預制拼裝時，構件尺寸的設定相對矛盾。

一方面，單體構件越大，結構的整體性越強，現場拼縫數量更少，結構性能更接近現澆結構；另一方面，隨著構件尺寸的增大，結構重量也相應提高，也面臨著3個方面的挑戰：

1）對施工區域地基承載力的要求增加——以40m3的構件（2.5m×2.5m×6.4m的立柱或1/3幅普通蓋梁）為例，單體重量達100噸，需要250噸~300噸級的起重設備（視作業環境而定），地基承載力不低于150kPa；而75m3的構件（半幅蓋梁）單體重量達200噸，需要500噸級的起重設備（常規起重設備的上限，再高級別的起重設備，并非各省都具備），地基承載力要求提高至250kPa。