一種寬幅箱梁橋主梁底板結構制造技術

一種寬幅箱梁橋主梁底板結構，在布置有底板預應力鋼筋段的底板的上部有沿橋橫向間隔設置的底縱梁和沿橋縱向間隔設置的底板加厚橫梁；在位于底板預應力鋼筋以下的底板中有與所述底板加厚橫梁相對應、橫向布置的無粘結預應力鋼筋，無粘結預應力鋼筋的兩端在靠近主梁腹板處向上彎曲、穿過底板加厚橫梁后錨固在底板加厚橫梁的頂面。通過該主梁底板結構可使底板剛度增強；無粘結預應力鋼筋可基本抵消底板所受底板預應力鋼筋的徑向力，二者結合，可有效防止底板受徑向力作用發生崩裂變形。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及公路橋梁，特別是一種寬幅箱梁橋主梁底板結構。
技術介紹
本技術所述寬幅箱梁橋是指底板平均厚度(底板在主梁跨中處的厚度與在主梁根部處的厚度之和的平均值)為底板寬度的1/50～1/20的單箱單室預應力混凝土連續梁橋和預應力混凝土連續剛構橋。這種寬幅箱梁橋的主梁因下述原因導致其底板在施工中和橋梁投入運行后易發生崩裂：主梁在跨中和邊支點處高度較小，在中支點處高度較大，中支點處的梁高一般以拋物線形式向跨中和邊支點處的梁高過渡，使底板形成曲面(見圖1)；底板預應力鋼筋布置于底板內，其立面上的布置形狀與底板相似，也呈曲線形；施工中，曲線形的底板預應力鋼筋以張拉力Np張拉后會對底板產生徑向力(見圖2)，因底板平均厚度與底板寬度之比過小，底板的長細比過大，使底板剛度不足，施工中和橋梁投入運行后底板在底板預應力鋼筋的徑向力作用下，容易發生崩裂。防止寬幅箱梁橋底板崩裂的傳統方法，是在底板設置防崩鋼筋。該方法存在的問題，一是防崩鋼筋的設計缺乏依據，包括防崩鋼筋是否設置、設置的間距、所用防崩鋼筋的鋼筋等級和直徑等均無直接規定；二是施工中防崩鋼筋難以完全扣住底板預應力鋼筋的波紋管，不易發揮作用；三是不能解決底板自身剛度不足的問題。
技術實現思路
針對上述防止寬幅箱梁橋底板崩裂的傳統方法存在的缺陷，本技術的目的是提供一種可有效防止底板發生崩裂的寬幅箱梁橋主梁底板結構。本技術提供的寬幅箱梁橋主梁底板結構，在布置有底板預應力鋼筋段的底板的上部有沿橋橫向間隔設置的底縱梁和沿橋縱向間隔設置的底板加厚橫梁；在位于底板預應力鋼筋以下的底板中有與所述底板加厚橫梁相對應、橫向布置的無粘結預應力鋼筋，無粘結預應力鋼筋的兩端在靠近主梁腹板處向上彎曲、穿過底板加厚橫梁后通過錨具錨固在底板加厚橫梁的頂面。所述底板加厚橫梁沿橋縱向的相互間距sv的取值范圍為：150cm≤sv≤300cm；底板加厚橫梁的中心高度d2的取值范圍為：(K/15-dj)≤d2≤(K/10-dj)，式中K為底板寬度，dj為底板平均厚度；所述底縱梁的中心高度d3的取值范圍為：d2/4≤d3≤d2/2；所述底縱梁之間和底縱梁與主梁腹板之間的橫向間距K1相等，其取值范圍為：150cm≤K1≤250cm；所述底板中對應單個底板加厚橫梁橫向布置的無粘結預應力鋼筋的根數n由下式計算得出：式中int：取整函數，按四舍五入法則進行取整，σcon,d：底板預應力鋼筋的張拉控制應力設計值(MPa)，Ap,d：底板預應力鋼筋的總截面面積(mm2)，σcon,w：無粘結預應力鋼筋的張拉控制應力設計值(MPa)，Ap1,w：單根無粘結預應力鋼筋的截面面積(mm2)，K：底板寬度(mm)，sv：底板加厚橫梁沿橋縱向的相互間距，d1：底板厚度(mm)，ap,w：無粘結預應力鋼筋重心至底板底面的垂直距離(mm)，r：底板的圓曲線半徑(m)，當為其它曲線形式時，按照計算取用，其中l為曲線弦長，β為曲線矢高f與弦長l之比。所述無粘結預應力鋼筋為直徑18.1mm的UPS15.2E無粘結環氧涂層鋼絞線。上述寬幅箱梁橋主梁底板結構的施工方法，包括以下步驟：步驟1、澆筑主梁按設計完成架設模板、綁扎鋼筋(包括主梁、底板加厚橫梁及底縱梁的鋼筋)后澆筑主梁、底板加厚橫梁及底縱梁的混凝土；澆筑時，預埋所述橫向布置于底板和兩端置于底板加厚橫梁中的無粘結預應力鋼筋；步驟2、張拉無粘結預應力鋼筋待步驟1所澆筑的混凝土強度達到90％設計強度時，張拉無粘結預應力鋼筋，張拉結束后通過錨具將無粘結預應力鋼筋的兩端錨固在底板加厚橫梁的兩端部的頂面；步驟3、張拉底板預應力鋼筋無粘結預應力鋼筋張拉后，張拉底板預應力鋼筋，結束施工。與現有技術相比，本技術的有益效果是：(1)通過底板加厚橫梁和底縱梁，使底板的剛度增強，底板受徑向力作用變形減小。(2)無粘結預應力鋼筋按照公式計算的根數n進行配置，可基本抵消張拉底板預應力鋼筋時底板所受到的徑向力，有效防止因徑向力作用引起的底板崩裂。(3)無粘結預應力鋼筋選用外徑小的無粘結環氧涂層鋼絞線，易于在底板中橫向布置，與底板預應力鋼筋及普通鋼筋不易發生沖突。附圖說明圖1為寬幅箱梁的側視圖；圖2為底板預應力鋼筋徑向力示意圖；圖3為沿主梁縱向局部剖視圖；圖4為圖3中A-A斷面圖；圖5為圖3中B-B斷面圖；圖6為圖3中C-C剖視圖；圖7為圖3中D部放大圖。圖中：1–主梁，2–底板，3–底板預應力鋼筋，4–主梁腹板，5–底縱梁，6–底板加厚橫梁，7–無粘結預應力鋼筋，8–錨具。具體實施方式以下結合附圖和實施例對本技術做進一步說明。如圖1所示，本實施例寬幅箱梁橋主梁底板結構，寬幅箱梁橋為預應力混凝土連續剛構橋，底板2為曲面，置于底板2內的底板預應力鋼筋3也呈曲線形。寬幅箱梁橋主梁1的跨度為180m，跨中梁高4.5m，中支點處梁高10.8m，底板寬度K＝1140cm；底板厚度在主梁跨中KZ處為28cm，底板厚度在主梁根部GB處為72cm，底板平均厚度dj＝50.0cm，為底板寬度的1/24，屬于寬幅箱梁橋。如圖3所示，跨中底板曲線弦長l＝174.0m，由跨中和中支點處的梁高可得矢高f＝10.8-4.5＝6.3m，底板的圓曲線半徑r=l2(14β+β)=1742×(14×6.3174+6.3174)=603.9m.]]>如圖4和圖5所示，在底板上共布置有8孔底板預應力鋼筋，單個孔道的底板預應力鋼筋的截面面積為1668mm2，8孔底板預應力鋼筋的總截面面積Ap,d＝13344mm2，底板預應力鋼筋的張拉控制應力設計值σcon,d＝1395MPa(圖2所示底板預應力鋼筋的張拉力Np與其對應)。如圖2所示，曲線形的底板預應力鋼筋以張拉力Np張拉后會對底板產生徑向力。因底板
平均厚度與底板寬度之比過小，底板的長細比過大，使底板剛度不足，施工中和橋梁投入運行后，在底板預應力鋼筋產生的徑向力作用下，底板容易發生崩裂變形。為防止底板發生崩裂變形，如圖3至圖7所示，在布置有底板預應力鋼筋段的底板上部澆筑沿橋縱向相互間距sv＝1.8m的底板加厚橫梁6，底板加厚橫梁截面呈類梯形，底板加厚橫梁中心高度d2＝55cm；在底板加厚橫梁之間澆筑沿橫橋向相互間距K1＝1.9m、中心高度d3＝20cm的底縱梁5；在底板中對應每個底板加厚橫梁橫向布置直徑為18.1mm的UPS15.2E無粘結環氧涂層鋼絞線作為無粘結預應力鋼筋7，無粘結預應力鋼筋的兩端在靠近主梁腹板4處向上彎曲、穿過底板加厚橫梁后通過錨具8錨固在底板加厚橫梁的頂面。單根無粘結預應力鋼筋的截面面積為Ap1,w＝140mm2，張拉控制應力設計值為σcon,w＝1395MPa，無粘結預應力鋼筋重心至底板底面的垂直距離為ap,w＝50mm。以圖4所示的一段底板為例，對應該段底板有1#～6#共6個底板加厚橫梁。對應該6個底板加厚橫梁的底板中的無粘結預應力鋼筋的根數n通過以下計算求得：將對應6個底板加厚橫梁的底板厚度d1分別代入下式中：計算出對應1#～6#底板加厚橫梁底板中的無粘結預應力鋼筋的根數n如下表：底板加厚橫梁編號1#2#3#4#5#6#底板厚度d1(mm)28028829630431232本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種寬幅箱梁橋主梁底板結構，其特征在于：在布置有底板預應力鋼筋(3)段的底板(2)的上部有沿橋橫向間隔設置的底縱梁(5)和沿橋縱向間隔設置的底板加厚橫梁(6)；在位于底板預應力鋼筋以下的底板中有與所述底板加厚橫梁相對應、橫向布置的無粘結預應力鋼筋(7)，無粘結預應力鋼筋的兩端在靠近主梁腹板(4)處向上彎曲、穿過底板加厚橫梁后通過錨具(8)錨固在底板加厚橫梁的頂面。

【技術特征摘要】
1.一種寬幅箱梁橋主梁底板結構，其特征在于：在布置有底板預應力鋼筋(3)段的底板(2)的上部有沿橋橫向間隔設置的底縱梁(5)和沿橋縱向間隔設置的底板加厚橫梁(6)；在位于底板預應力鋼筋以下的底板中有與所述底板加厚橫梁相對應、橫向布置的無粘結預應力鋼筋(7)，無粘結預應力鋼筋的兩端在靠近主梁腹板(4)處向上彎曲、穿過底板加厚橫梁后通過錨具(8)錨固在底板加厚橫梁的頂面。2.根據權利要求1所述的寬幅箱梁橋主梁底板結構，其特征在于：所述底板加厚橫梁沿橋縱向的相互間距sv的取值范圍為：150cm≤sv≤300cm；底板加厚橫梁的中心高度d2的取值范圍為：(K/15-dj)≤d2≤(K/10-dj)，式中K為底板寬度，dj為底板平均厚度；所述底縱梁的中心高度d3的取值范圍為：d2/4≤d3≤d2/2；所述底縱梁之間和底縱梁與主梁腹板之間的橫向間距K1相等，其取值范圍為：150cm≤K...

【專利技術屬性】
技術研發人員：薛興偉，宋福春，包龍生，
申請(專利權)人：沈陽建筑大學，
類型：新型
國別省市：遼寧;21