一種大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋布束方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于土木工程的橋梁【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。本發(fā)明將大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁底板正彎矩鋼束布置成上彎和水平直線的形式。針對主跨，將腹板上的鋼束布置成中間水平，兩端上彎形式，通過設(shè)置在頂板上錨槽錨固，底板上的鋼束布置成水平直線形式，通過在底板上設(shè)置錨塊錨固。針對邊跨，將腹板上的鋼束布置成中間水平，兩端上彎形式，通過設(shè)置在頂板上錨槽錨固。該方法能夠提高預(yù)應(yīng)力鋼束的使用效率，減少鋼束用量，降低橋梁建設(shè)費(fèi)用，且施工方便，提高施工速度。
【專利說明】一種大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋布束方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于土木工程的橋梁【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。
[0002]

【背景技術(shù)】
[0003]橋梁作為必不可少交通設(shè)施，在交通運(yùn)輸中發(fā)揮著重要的作用。隨著交通事業(yè)的快速發(fā)展，需要修建大量的公路和城市橋梁，大跨徑橋梁也不斷增多。適用于大跨徑橋梁的橋型有斜拉橋、懸索橋、拱橋、預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁(剛構(gòu))橋等。斜拉橋、懸索橋建設(shè)成本和運(yùn)營維護(hù)費(fèi)用高；拱橋?qū)Φ刭|(zhì)條件要求高，且受地形條件限制；預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁(剛構(gòu))橋具有不受地形、地質(zhì)條件限制，建設(shè)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，因而在大跨徑橋梁建設(shè)中所占比重最大。
[0004]目前關(guān)于橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)專利包括一種橋梁結(jié)構(gòu)分離式鋼一混凝土組合桁架加固法(201210038364.X)、一種橋梁結(jié)構(gòu)自平衡體外預(yù)應(yīng)力加固法(201210039845.2)、預(yù)應(yīng)力加固拓寬的橋梁結(jié)構(gòu)(201110242049.4)、多用途載重舉升工作平臺或/和組合式橋梁結(jié)構(gòu)(200910001014.4)、一種超高韌性混凝土板-鋼梁輕型組合橋梁結(jié)構(gòu)(201310749788.1)、一種橋面寬窄不同的連續(xù)橋梁結(jié)構(gòu)(201210591709.4)和一種雙拼式組合橋梁結(jié)構(gòu)(201310102079.4)等。這些專利雖然從不同角度降低施工難度、提高承載力、改善橋梁的耐久性和抗疲勞能力等，解決了橋梁設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的一些問題，但是這些發(fā)明尚未涉及大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋設(shè)計(jì)問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁布束方法。鋼束布置是預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，決定大跨徑橋梁設(shè)計(jì)的成敗，該方法能夠提高預(yù)應(yīng)力鋼束的使用效率，減少鋼束用量，降低橋梁建設(shè)費(fèi)用，提高施工速度，且施工方便。
[0006](I)該方法通過改變傳統(tǒng)的大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋設(shè)計(jì)中正彎矩鋼束布置形式，達(dá)到減少預(yù)應(yīng)力鋼束產(chǎn)生的二次彎矩，提高預(yù)應(yīng)力鋼束的使用效率，減少鋼束用量。同時消除了下彎鋼束在箱梁底板產(chǎn)生的徑向壓力，改善底板的受力狀態(tài)，取消底板預(yù)應(yīng)力鋼束的防崩鋼筋。
[0007]( 2 )將大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁底板正彎矩鋼束布置成上彎和水平直線的形式。
[0008](3)針對本發(fā)明主跨，將腹板上的鋼束布置成中間水平，兩端上彎形式，通過設(shè)置在頂板(橋面)上錨槽錨固，底板上的鋼束布置成水平直線形式，通過在底板上設(shè)置錨塊錨固。
[0009](4)針對本發(fā)明的邊跨，將腹板上的鋼束布置成中間水平，兩端上彎形式，通過設(shè)置在頂板(橋面)上錨槽錨固。
[0010](5)橋梁結(jié)構(gòu)的跨中等截面段長度為主跨徑長度的1/5。
[0011](6)鋼束采用高強(qiáng)低松弛鋼絞線，鋼絞線強(qiáng)度不低于1860MPa。
[0012](7)彎起鋼束彎起處半徑不小于6m，彎起角度為30?60度。
[0013](8)鋼束保護(hù)層應(yīng)滿足《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD62-2004)的要求。
[0014](9)錨槽寬度不小于40cm，錨墊板與鋼束軸線垂直，深度滿足保護(hù)層要求。
[0015](10)錨塊材料為鋼筋混凝土，強(qiáng)度不低于50MPa ;錨塊邊長不小于40cm，距邊緣不小于20cm。
[0016](11)預(yù)應(yīng)力混凝土強(qiáng)度不低于50MPa。
[0017]與現(xiàn)代技術(shù)相比，本發(fā)明的積極效果:
本技術(shù)將現(xiàn)代技術(shù)與傳統(tǒng)結(jié)合，是對傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的重大技術(shù)改進(jìn)。本發(fā)明技術(shù)結(jié)構(gòu)合理，能夠有效的提高預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁鋼束的使用效率，減少鋼束用量，降低橋梁建設(shè)成本。
[0018]

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)縱斷面示意圖；
圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)橫斷面示意圖。
[0020]圖中1-基礎(chǔ)、2-墩臺、3-頂板、4-鋼束、5-底板、6-錨塊、7-錨槽、8-鋼束孔、9-腹板、10-翼緣板。
[0021]

【具體實(shí)施方式】
[0022]本發(fā)明是針對預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁設(shè)計(jì)過程中，當(dāng)橋梁設(shè)計(jì)跨徑較大時，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)驗(yàn)算無法滿足國家標(biāo)準(zhǔn)的要求。而改用斜拉、懸索橋梁結(jié)構(gòu)形式，建設(shè)成本和運(yùn)營費(fèi)用又較高。采用本發(fā)明方法進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，同等跨徑，成本將大大降低。
[0023]以下結(jié)合附圖并通過實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明，具體實(shí)施步驟如下:
O圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)縱斷面圖，圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)橫斷面圖。如圖所示:本發(fā)明的預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)包括下部結(jié)構(gòu)和上部結(jié)構(gòu)，下部結(jié)構(gòu)包括基礎(chǔ)I和墩臺2。上部結(jié)構(gòu)包括:頂板3、鋼束4、底板5、錨塊6、錨槽7、腹板9和翼緣板10。
[0024]2)鋼束4是通過鋼束孔8設(shè)置與腹板9和底板5中。
[0025]3)針對主跨，將腹板9中鋼束孔內(nèi)的鋼束4布置成中間水平，兩端上彎形式，鋼束4的兩端通過設(shè)置在頂板3上的錨槽7錨固；底板上的鋼束4布置成水平直線形式，通過在底板5上設(shè)置錨塊6錨固。
[0026]4)針對邊跨，將腹板9上的鋼束4布置成中間水平，兩端上彎形式，通過設(shè)置在頂板3 (橋面)上錨槽7中的錨塊6錨固。
[0027]5)橋梁結(jié)構(gòu)的跨中等截面段長度為主跨徑長度的1/5。
[0028]5)鋼束4采用高強(qiáng)低松弛鋼絞線，鋼絞線強(qiáng)度不低于1860MPa。
[0029]6)鋼束4彎起處半徑不小于6m，彎起角度為30?60度。
[0030]7)鋼束4保護(hù)層應(yīng)滿足《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD62-2004)的要求。
[0031]8)錨塊材料為鋼筋混凝土，強(qiáng)度不低于50MPa ;錨塊邊長不小于40cm，距邊緣不小于 20cm。
[0032]9)錨槽內(nèi)設(shè)置錨墊板和錨塊6，錨塊6和錨墊板與鋼束軸線垂直，錨塊6設(shè)置在錨墊板上，錨墊板緊貼頂板3。
[0033]10)錨槽7寬度不小于40cm，深度滿足鋼束、錨墊板和錨塊的保護(hù)層要求。
[0034]11)腹板9中的鋼束4張拉結(jié)束后，錨槽采用混凝土澆筑，澆筑頂面與頂板頂面一致，澆筑混凝土強(qiáng)度不低于50MPa。
[0035]12)要求預(yù)應(yīng)力混凝土強(qiáng)度不低于50MPa。
[0036]應(yīng)用實(shí)施例
O該發(fā)明在大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁上應(yīng)用，該橋主橋跨徑布置為90m+160m+90m，采用該發(fā)明方法取得較好的效果。
[0037]2)全橋分成兩聯(lián)，第一聯(lián)引橋?yàn)榈冉孛骖A(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋，第二聯(lián)主橋?yàn)樽兘孛骖A(yù)應(yīng)力混凝土剛構(gòu)連續(xù)梁橋，橫斷面均采用單箱單室截面，頂板寬度16.6m，底板寬度 9.0m0
[0038]3)在160m跨中等截面長度為32m，跨中梁高為3.2m,頂板厚為0.35m,腹板厚度0.Sm，設(shè)置水平鋼束18根，水平張拉；設(shè)置兩端向上彎曲鋼束10根，兩端彎曲半徑為Sm，彎起角度為35度，主橋拼裝后進(jìn)行張拉。
[0039]4)該橋鋼束采用的鋼絞線強(qiáng)度為1860MPa，預(yù)應(yīng)力混凝土強(qiáng)度為C55，錨槽寬為50.9cm,鋪塊邊長為40cm?90cm。
[0040]5)檢測效果:
撓度測試:160m跨中測點(diǎn)的最大撓度實(shí)測值為-23.0mm,對應(yīng)的理論計(jì)算撓度為-23.7mm，兩者的比值為0.971，能滿足《大跨徑混凝土橋梁的試驗(yàn)方法》中校驗(yàn)系數(shù)β的要求。
[0041]應(yīng)力(應(yīng)變)測試:在試驗(yàn)荷載作用下，實(shí)測橋梁的最大撓度值滿足《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》(D62-2004)中關(guān)于梁式橋豎向撓度允許限值l/600=267mm 的要求。
[0042]中跨跨中測點(diǎn)(距3號主墩伸縮縫中心線170m處)的最大應(yīng)變值為53 μ ε，而對應(yīng)的理論計(jì)算最大應(yīng)變值為60.7 μ ε，校驗(yàn)系數(shù)為0.87，滿足《大跨徑混凝土橋梁的試驗(yàn)方法》中校驗(yàn)系數(shù)β的要求。
[0043]殘余應(yīng)變和變形:試驗(yàn)荷載作用下，中跨跨中測點(diǎn)的最大撓度實(shí)測值為-23.0mm,相應(yīng)的殘余撓度值為-0.8mm，殘余撓度與最大撓度的比值為0.03 ;在工況I試驗(yàn)荷載作用下，中跨跨中測點(diǎn)的最大應(yīng)變值為53 μ ε，相應(yīng)的殘余應(yīng)變值為3 μ ε，殘余應(yīng)變與最大應(yīng)變的比值為0.06。殘余變形值均滿足《大跨徑混凝土橋梁的試驗(yàn)方法》中的要求。整體結(jié)構(gòu)處于彈性工作范圍。
[0044]裂縫情況:在試驗(yàn)過程中，未見有肉眼可觀測到的裂縫出現(xiàn)。
[0045]動載試驗(yàn)測試:該橋二階自振頻率為1.28Hz，阻尼比β為3.61%?6.10%，而對應(yīng)的理論計(jì)算二階頻率為1.12Hz，實(shí)測頻率大于理論計(jì)算值，說明該橋?qū)嶋H剛度較大，振動響應(yīng)較小，行車性能正常。通過動載試驗(yàn)測試數(shù)據(jù)分析表明橋梁沖擊系數(shù)為0.035。
[0046]檢測整體評價為合格。
【權(quán)利要求】
1.一種大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋布束方法，其特征是:其結(jié)構(gòu)包括下部結(jié)構(gòu)和上部結(jié)構(gòu)，下部結(jié)構(gòu)包括基礎(chǔ)(I)和墩臺(2);上部結(jié)構(gòu)包括:頂板(3)、鋼束(4)、底板(5)、錨塊(6)、錨槽(7)、腹板(9)和翼緣板(10)，鋼束(4)通過鋼束孔(8)設(shè)置與腹板(9)和底板(5)中，針對主跨，將腹板(9)中鋼束孔內(nèi)的鋼束(4)布置成中間水平，兩端上彎形式，鋼束(4)的兩端通過設(shè)置在頂板(3)上的錨槽(7)錨固，底板上的鋼束(4)布置成水平直線形式，通過在底板(5)上設(shè)置錨塊(6)錨固；針對邊跨，將腹板(9)上的鋼束(4)布置成中間水平，兩端上彎形式，通過設(shè)置在橋面頂板(3)上錨槽(7)中的錨塊(6)錨固，橋梁結(jié)構(gòu)的跨中等截面段長度為主跨徑長度的1/5，鋼束(4)采用高強(qiáng)低松弛鋼絞線，鋼絞線強(qiáng)度不低于1860MPa，鋼束(4)彎起處半徑不小于6m，彎起角度為30?60度，鋼束⑷保護(hù)層滿足《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》JTG D62-2004的要求，錨塊材料為鋼筋混凝土，強(qiáng)度不低于50MPa，錨塊邊長不小于40cm，距邊緣不小于20cm，錨槽內(nèi)設(shè)置錨墊板和錨塊(6)，錨塊(6)和錨墊板與鋼束軸線垂直，錨塊(6)設(shè)置在錨墊板上，錨墊板緊貼頂板(3)，錨槽(7)寬度不小于40cm，深度滿足鋼束、錨墊板和錨塊的保護(hù)層要求，腹板(9)中的鋼束(4)張拉結(jié)束后，錨槽采用混凝土澆筑，澆筑頂面與頂板頂面一致，澆筑混凝土強(qiáng)度不低于50MPa，預(yù)應(yīng)力混凝土強(qiáng)度不低于50MPa。
【文檔編號】E01D2/04GK104452569SQ201410679595
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月24日
【發(fā)明者】王漢席, 于微微, 王龍偉, 馮家駿, 尹偉, 吳宜鳳 申請人:王漢席