裝配式馬鞍殼形底板連續箱梁橋及其建造方法技術

本發明專利技術提供一種裝配式馬鞍殼形底板連續箱梁橋，利用先張法預應力混凝土馬鞍殼板作為連續箱梁橋的底板，采用波形鋼腹板作為連續箱梁橋腹板，現場分節段澆筑連續箱梁橋的預應力混凝土頂板，分批張拉錨固頂板預應力鋼筋，形成新型的裝配整體式連續箱梁橋。采用預制的先張法預應力混凝土馬鞍形殼板代替混凝土箱梁橋的現澆平底板，免去了混凝土連續箱梁橋施工時的底部木模板和支撐腳手架，并兼作臨時施工平臺，減少了現場澆筑混凝土的工程量，簡化了連續箱梁橋下部的預應力張拉錨固施工工藝。新型裝配式連續梁橋具有建造速度快、無支架施工、結構整體性好、造型美觀和造價低等優點，尤其適合標準跨徑多且里程超長的軌道交通高架橋。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于土木工程領域，涉及一種裝配式橋梁結構建造技術，尤其涉及一種裝配式馬鞍殼形底板連續箱梁橋。
技術介紹
預應力混凝土連續箱梁橋以其美觀、適用強的特點，在中小跨徑的公路橋梁中得到了廣泛的應用。多跨連續梁橋結構通常采用預應力混凝土箱型截面形式，其閉合的薄壁箱型截面抗扭剛度很大，頂底板都具有大的面積，既能夠抵抗巨大的翼緣壓力，又能滿足預應力鋼筋布置需要，可以有效地抵抗正負彎矩作用。預應力混凝土連續箱梁橋具有跨越能力強、結構安全度大、整體性好、結構剛度大、抗扭性能好、橋面伸縮縫少，行車舒適等優點。目前，中小跨徑的混凝土連續箱梁高架橋通常采用現場澆筑施工方法，是一種古老的施工方法，它是在施工支架上安裝模板、綁扎鋼筋骨架、預留預應力鋼筋波紋管孔道、并在現場澆筑混凝土與施加預應力的施工方法，具有整體性好、施工工藝簡單、施工中無體系轉換等優點，但存在現場澆筑混凝土工作量大、需要使用大量腳手架支撐、木模板消耗量大、下部預應力鋼筋張拉錨固困難和施工工期較長等不足之處。隨著高速鐵路和地鐵輕軌等軌道交通的迅速發展，超長線路的連續高架橋越來越多，建造軌道交通連續箱梁高架橋的現場工程量非常大，為了加快工程速度，節約模板材料，實現工業化標準裝配方法建造橋梁，土木工程領域亟需一種快捷裝配式建造連續箱梁橋的施工新技術。先張法高效預應力混凝土馬鞍形屋面板學名為雙曲拋物面負高斯曲率殼板，俗稱馬鞍板。將一個凹形拋物線作母線，沿著凸形拋物線作導線平行滑動，這樣得出的曲面就是雙曲拋物面。雙曲拋物曲面由兩族直母線組成，同族的直母線互相異面，不相同族的直母線相交。在雙曲拋物曲面上布置直線張拉預應力筋，可使馬鞍殼板構件在受荷載狀態能充分發揮鋼筋和混凝土各自特長，形成跨越能力強的馬鞍形空間殼板結構。馬鞍殼板預應力鋼筋交叉布置，兩端預應力鋼筋分開，可有利于端部截面抗剪，中間位置在殼板底部預應力鋼筋集中，可有利于空間殼板抵抗跨中彎矩。預應力混凝土馬鞍形殼板是一種薄殼結構，薄殼厚度僅為其跨度的二百分之一，馬鞍薄殼板結構具有自重輕、省材料、跨度大、外形美觀等優點，已經廣泛地應用在工業建筑廠房的屋面結構中。針對里程超長的軌道交通連續箱梁高架橋落后的現場澆筑施工方法，進行連續箱梁橋預制裝配化的創新改革，運用預應力混凝土馬鞍形殼板作為混凝土連續箱梁橋底板，利用波形鋼板作為連續箱梁橋的腹板，現場澆筑箱梁橋的預應力混凝土頂板，形成一種新型的裝配式馬鞍殼形底板連續箱梁橋。采用預應力混凝土馬鞍形殼板替代傳統的預應力混凝土平底板，免去了連續箱梁橋施工時的木模板和支撐腳手架，可以兼作連續箱梁橋的臨時施工平臺，簡化連續箱梁橋下部預應力鋼筋張拉錨固施工工藝，它具有施工快捷、無支架施工、行車舒適和造價低等優點
技術實現思路
技術問題本專利技術提供一種無支撐腳手架，節約木模板，減少連續箱梁橋的現場施工作業量的裝配式馬鞍殼形底板連續箱梁橋，運用先張法預應力混凝土馬鞍形殼板作為連續箱梁橋的底板構件，兼作臨時施工平臺，快速建造連續箱梁橋。技術方案本專利技術的裝配式馬鞍殼形底板連續箱梁橋，包括從下至上依次連接設置的馬鞍殼形底板、壓頂圈梁、波形鋼腹板、柱狀栓釘和預應力混凝土頂板。馬鞍殼形底板的橫向兩端的上側分別與一個壓頂圈梁連接，作為連續箱梁橋的底板構件，每個壓頂圈梁的頂部與預應力混凝土頂板之間設置一個波形鋼腹板，波形鋼腹板的下端與壓頂圈梁的頂部連接，上端通過柱狀栓釘與預應力混凝土頂板連接，預應力混凝土頂板采用分節段現澆方法成型。連續箱梁中橫向設置有混凝土橫隔板，在連續箱梁中還設置有縱向的折線形的體外預應力筋，體外預應力筋穿過并錨固于混凝土橫隔板上。本專利技術中，連續箱梁橋的每個橋梁跨孔內設置5道混凝土橫隔板，分別位于跨中、兩個四分點處和兩端支座處。混凝土橫隔板上側與預應力混凝土頂板的底面連接，下側與馬鞍殼形底板的上側面連接，左右兩側分別與一個波形鋼腹板連接。本專利技術中，還包括設置在梁橋支座區域的混凝土箱梁零號節段，保護支座區域的波形鋼腹板。混凝土箱梁零號節段的混凝土腹板將與之相鄰的波形鋼腹板包裹住。本專利技術中，馬鞍殼形底板是預制的先張法高效預應力混凝土馬鞍形殼板。本專利技術的建造上述的裝配式馬鞍殼形底板連續箱梁橋的施工方法，包括以下步驟第一步，現場澆筑鋼筋混凝土橋墩，安裝橋梁的盆式支座，吊裝工廠預制的帶有壓頂圈梁的馬鞍殼形底板到橋墩上，并采用型鋼支架臨時支撐馬鞍殼形底板；第二步，吊裝波形鋼腹板到位，將左右兩個波形鋼腹板的下端與壓頂圈梁的頂部預埋鋼板牢固焊接，將雙排柱狀栓釘牢固焊接在波形鋼腹板的上翼緣頂面，相鄰兩個波形鋼腹板之間安裝臨時橫向鋼支撐，構成穩定的鋼骨架；第三步，綁扎鋼筋，現場澆筑連續箱梁橋的混凝土橫隔板和混凝土箱梁零號節段，拆除兩個波形鋼腹板之間安裝的臨時橫向鋼支撐；第四步，鋪設模板，綁扎鋼筋，預埋預應力鋼筋波紋管，分節段澆注預應力混凝土頂板，混凝土結硬后，張拉錨固預應力混凝土頂板的預應力鋼筋，波紋管內壓力注漿；第五步，張拉折線形的體外預應力筋，錨固于混凝土橫隔板上，安裝欄桿，鋪裝橋面，形成裝配式馬鞍殼形底板連續箱梁橋。先張法高效預應力混凝土馬鞍形薄殼板是一種受力性能優良的空間殼結構，板梁合一，運用預應力混凝土馬鞍形殼板作為連續箱梁橋的底板，利用波形鋼板作為連續箱梁橋的腹板，現場澆筑箱梁橋的預應力混凝土頂板，可形成一種新型的裝配式馬鞍殼形底板連續箱梁橋。預應力混凝土馬鞍形殼板作為箱梁橋的底板，兼作臨時施工操作平臺，免去了連續箱梁橋施工時的木模板和支撐腳手架，構思巧妙，具有創新意義，殼板中的預應力鋼筋可以作為連續箱梁橋的下部預應力鋼筋，改革箱梁橋下部的預應力張拉錨固施工方法，簡化了連續箱梁橋下部預應力鋼筋張拉錨固施工工藝，二次拋物線殼板外形符合多跨預應力混凝土連續箱梁橋的底部線形要求，新型連續箱梁橋結構受力合理。隨著軌道交通的迅速發展，超長線路的標準跨徑連續高架橋梁越來越多，需進行連續箱梁橋預制裝配化突破性的創新改革。采用裝配式馬鞍殼形底板連續箱梁橋修建方法，無需大量的木模板和支撐腳手架，可工業化快速修建的超長線路的連續高架橋，軌道交通高架橋的施工作業可以全面鋪開進行，采用同步施工管理方法，批量建造超長線路的各個高架橋段。裝配式馬鞍殼形底板連續箱梁橋其設計跨徑宜為25米 40米。裝配式馬鞍殼形底板連續箱梁橋的成橋工藝為首先工廠預制先張法預應力混凝土馬鞍形殼底板，然后吊裝馬鞍形殼底板到橋墩上，采用數道型鋼支架對馬鞍形殼底板進行臨時支撐，以便降低馬鞍形殼底板的自重應力。吊裝波形鋼腹板及其橫向鋼支撐到位，波形鋼腹板與馬鞍形殼板的預埋件焊接牢固形成整體，利用波形鋼板作為連續箱梁橋的腹板，承擔連續箱梁橋的剪力。現場澆筑連續箱梁橋的混凝土橫隔板，加強連續箱梁橋的空間整體性，提高馬鞍底板連續箱梁橋的抗扭剛度，澆筑混凝土箱梁零號節段，保證橋梁結構在支座處的局部承壓能力。利用馬鞍形殼底板作為臨時操作平臺，采用壓型鋼板類的成熟產品作為箱梁混凝土頂板的施工模板，綁扎鋼筋，埋設預應力鋼筋波紋管，分節段澆筑連續箱梁橋混凝土頂板，等待其混凝土結硬后，張拉錨固混凝土頂板預應力鋼筋，壓力灌漿，直至跨中節段澆筑合攏。最后，張拉體外預應力鋼索，進行橋面鋪裝，安裝欄桿，形成新型裝配式連續箱梁橋。有益效果本專利技術與現有技術相比，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種裝配式馬鞍殼形底板連續箱梁橋，其特征在于，該連續箱梁橋包括從下至上依次連接設置的馬鞍殼形底板（1）、壓頂圈梁（2）、波形鋼腹板（3）、柱狀栓釘（4）和預應力混凝土頂板（5），馬鞍殼形底板（1）的橫向兩端上側分別與一個壓頂圈梁（2）連接，作為連續箱梁橋的底板構件，每個壓頂圈梁（2）的頂部與預應力混凝土頂板（5）之間設置一個波形鋼腹板（3），波形鋼腹板（3）的下端與壓頂圈梁（2）的頂部連接，上端通過柱狀栓釘（4）與預應力混凝土頂板（5）連接，預應力混凝土頂板（5）采用分節段現澆方法成型，連續箱梁中橫向設置有混凝土橫隔板（6），在連續箱梁中還設置有縱向的折線形的體外預應力筋（7），所述體外預應力筋（7）穿過并錨固于混凝土橫隔板（6）上。

【技術特征摘要】
1.一種裝配式馬鞍殼形底板連續箱梁橋，其特征在于，該連續箱梁橋包括從下至上依次連接設置的馬鞍殼形底板(I)、壓頂圈梁(2)、波形鋼腹板(3)、柱狀栓釘(4)和預應力混凝土頂板(5)，馬鞍殼形底板(I)的橫向兩端上側分別與一個壓頂圈梁(2)連接，作為連續箱梁橋的底板構件，每個壓頂圈梁(2)的頂部與預應力混凝土頂板(5)之間設置一個波形鋼腹板(3)，波形鋼腹板(3)的下端與壓頂圈梁(2)的頂部連接，上端通過柱狀栓釘(4)與預應力混凝土頂板(5)連接，預應力混凝土頂板(5)采用分節段現澆方法成型，連續箱梁中橫向設置有混凝土橫隔板(6)，在連續箱梁中還設置有縱向的折線形的體外預應力筋(7)，所述體外預應力筋(7)穿過并錨固于混凝土橫隔板(6)上。2.根據權利要求1所述的裝配式馬鞍殼形底板連續箱梁橋，其特征在于，所述連續箱梁橋的每個橋梁跨孔內設置5道混凝土橫隔板(6)，分別位于跨中、兩個四分點處和兩端支座處。3.根據權利要求1或2所述的裝配式馬鞍殼形底板連續箱梁橋，其特征在于，所述混凝土橫隔板(6)上側與預應力混凝土頂板(5)的底面連接，下側與馬鞍殼形底板(I)的上側面連接，左右兩側分別與一個波形鋼腹板(3)連接。4.根據權利要求1或2所述的裝配式馬鞍殼形底板連續箱梁橋，其特征在于，該連續箱梁橋還包括設置在梁橋支座區域的混凝土箱梁零號...

【專利技術屬性】
技術研發人員：徐文平，陳有春，涂永明，張宇峰，張建東，劉其偉，洪志強，石先旺，蘇劉，
申請(專利權)人：東南大學，
類型：發明
國別省市：