波腹工梁－鋼砼頂板－體外預(yù)應(yīng)力組合t型簡支梁的制作方法
【專利摘要】波腹工梁－鋼砼頂板－體外預(yù)應(yīng)力組合T型簡支梁，包括波腹工梁(1)、頂板(2)及體外預(yù)應(yīng)力索(3)，縱梁采用波腹工梁，不需設(shè)置腹板加勁肋，徹底地解決了腹板因抗剪能力不足而造成的開裂；頂板的橫截面為變高截面，重量減輕30％～40％，避免了T型梁的縱縫；波腹工梁上下翼緣板分別與梁體頂?shù)装迤烬R，充分發(fā)揮了波腹工梁勁性骨架的作用，簡化頂板澆筑時的臨時設(shè)施；波腹工梁下緣設(shè)置體外預(yù)應(yīng)力索，使簡支梁不需設(shè)置用于抵消恒載撓度的預(yù)拱度；簡支梁外形采用魚腹式，保證簡支梁彎矩承受能力的同時能節(jié)省材料；本發(fā)明提出的T型簡支梁施工快、整體性好、承載能力大，特別適合城市跨線橋和對橋下干擾受到嚴(yán)格控制、工期緊張的工程。
【專利說明】
波腹工梁一鋼砼頂板一體外預(yù)應(yīng)力組合T型簡支梁
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及帶頂、底板的波形鋼腹板工梁和鋼砼組合頂板以及體外預(yù)應(yīng)力索所共 同組合的Τ型簡支梁。在簡支梁領(lǐng)域中將它們集成充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢，并能實現(xiàn)無支架施 工，是城市高架跨線橋中一種輕型實用、便捷的新橋型。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來我國的城鎮(zhèn)化進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)的交通基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng)不能滿足城市發(fā)展的需要。城市高架橋的出現(xiàn)，可解決交 通擁擠、縱橫向干擾大、事故多等問題，從而有效地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。目前我國城市高架橋跨越城 市主干道時，其跨徑往往達到50~60m，超過一般預(yù)應(yīng)力砼Τ型梁橋跨徑范圍，不得不采用不 經(jīng)濟的鋼箱梁，因此研究鋼砼組合新結(jié)構(gòu)具有一定的工程意義。
[0003] 1.預(yù)應(yīng)力砼梁橋
[0004] 預(yù)應(yīng)力砼T梁橋具有造價低、施工工藝成熟等優(yōu)點，在50m橋跨以內(nèi)得到了廣泛的 應(yīng)用。但隨著交通事業(yè)的發(fā)展，交通流量與日倶增，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梁簡支梁肋、翼緣板及橫隔板出現(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，因此急需尋找T梁的新形式。當(dāng)高架橋與主干 道或通航孔軸線斜交時，其跨徑往往大于50m，不得不常采用預(yù)應(yīng)力砼箱梁。預(yù)應(yīng)力砼箱梁 自重大，吊裝不方便，而采用掛籃懸臂澆筑，施工周期長，影響橋下交通。
[0005] 2.鋼箱梁
[0006] 鋼箱梁特點是自重輕，跨越能力大，工廠制造后運至工地整體吊裝，能實現(xiàn)無支架 施工。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。在近年來我國 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 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。其次U 肋與鋼橋面板之間的單面焊縫使得鋼箱梁U肋在車輛荷載的反復(fù)作用下容易產(chǎn)生疲勞裂縫 破壞了整體性，再則支承U肋的橫隔板也常發(fā)生焊縫的疲勞。目前中國數(shù)百座正交異性板鋼 橋面出現(xiàn)質(zhì)量問題急待解決。
[0007] 3.波腹工梁和體外預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)
[0008] 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。在波形鋼腹板上、下端再焊接鋼板形成工梁其橫向慣性矩大，穩(wěn)定性好，可取消腹板 加勁肋，在工民建行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用，已獲得了專利(專利號CN201420811093.1)。體外預(yù) 應(yīng)力與常規(guī)預(yù)應(yīng)力體系相比，具有獨特優(yōu)勢:體外預(yù)應(yīng)力筋只在錨固端和轉(zhuǎn)向塊處與混凝 土接觸，預(yù)應(yīng)力摩擦損失小;體外預(yù)應(yīng)力筋布置于主體結(jié)構(gòu)截面之外，減小了混凝土構(gòu)件的 截面尺寸，還便于檢測、維護和替換。我國預(yù)應(yīng)力體外索逐步在預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)梁橋中推廣使 用，其錨具、張拉千斤頂和轉(zhuǎn)向塊等工藝逐漸成熟。例如蘇通大橋75m跨徑箱梁中，使用總長 達到了 2.5km。因此具備了將其引進到鋼工梁的條件。
[0009] 另外，中國專利201420811093.1于2014年提出的雙維波形鋼及混凝土組合橋面 板，該專利的橋面板(即頂板）由超高性能混凝土 (簡稱RPC)和橫向波形鋼底板組合構(gòu)成，橫 向波形鋼底板的底面固定焊接有與橫向波形鋼板垂直的豎向波形鋼腹板，豎向波形鋼腹板 底部固接水平底鋼板，其豎向波形鋼腹板與橫向波形鋼底板構(gòu)成波腹工梁結(jié)構(gòu)，在橫向波 形鋼底板上澆筑RPC，形成雙維波形鋼和RPC組合橋面板，該方案中，橫向波形鋼底板與豎向 波形鋼腹板采用焊接，保證了結(jié)構(gòu)整體性，該專利中提到:其縱向跨徑與橫向間距相比正交 異性鋼板均增大了 2~3倍，使得肋板正交數(shù)量可減少4~9倍，即減少了焊縫的數(shù)量，極大的 提高了結(jié)構(gòu)耐久性，降低疲勞破壞發(fā)生的幾率，但是由于超高性能混凝土 (RPC)制作要求 高，費用高達3萬元/立方米，在一般的高架橋中使用不經(jīng)濟，從而限制了推廣。
[0010] 綜上所述，波腹工梁、鋼砼組合頂板和體外預(yù)應(yīng)力的組合，為城市立交橋鋼砼組合 T型簡支梁的孕育提供了條件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明目的在于提供波腹工梁一鋼砼頂板一體外預(yù)應(yīng)力組合T型簡支梁，以解決
【背景技術(shù)】中提出的問題。
[0012] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種波腹工梁一鋼砼頂板一體外預(yù)應(yīng)力組合T型 簡支梁，包括波腹工梁1、頂板2及體外預(yù)應(yīng)力索3,所述波腹工梁包括呈工字型鋼結(jié)構(gòu)的上 翼緣板13、波形鋼腹板11和下翼緣板12,所述上翼緣板和下翼緣板均為長度方向沿簡支梁 的縱橋向設(shè)置的鋼板，所述波形鋼腹板為豎直設(shè)置且其波長方向同樣沿簡支梁的縱橋向設(shè) 置的波形鋼板，波形鋼腹板的水平截面呈波浪型;所述頂板2包括橫向波形鋼底模和澆筑在 其上的鋼筋砼，二者共同構(gòu)成鋼砼組合結(jié)構(gòu)，所述橫向波形鋼底模包括在下的平板承托22、 及在上的且與平板承托固連的波折形鋼板23,鋼筋砼澆筑后其頂面與波腹工梁上翼緣板13 齊平或蓋住波腹工梁上翼緣板，所述平板承托22包括分別固定設(shè)置在波形鋼腹板11板面兩 側(cè)的且高度相同的兩塊平鋼板(221與222)，所述平鋼板與波形鋼腹板的波形匹配，且所述 平板承托22和波折形鋼板23均設(shè)置在所述上翼緣板13的下方；
[0013] 所述波折形鋼板23包括在上的與頂板2頂面平行的平直面231及在下的與平板承 托22固連的傾斜面232,波折形鋼板23的折彎處為平直面231與傾斜面232的分界處；
[0014]相鄰兩根波腹工梁1底部之間連接有橫撐14與斜撐15,部分橫撐的頂面上設(shè)有砼 橫隔板16,所述砼橫隔板包括位于簡支梁兩端支座位置處的現(xiàn)澆的端橫隔板161以及位于 兩支座之間的預(yù)制的中橫隔板162,中橫隔板與波腹工梁1間澆筑有用于固連中橫隔板與波 形鋼腹板的砼接頭17,最外側(cè)的波形鋼腹板11不設(shè)中橫隔板的一側(cè)設(shè)有與該波形鋼腹板另 一側(cè)各中橫隔板一一對應(yīng)的砼加勁18,所述砼接頭及砼加勁在高度方向上均設(shè)置在下翼緣 板12與平板承托22之間；
[0015]所述體外預(yù)應(yīng)力索包括錨固裝置31、轉(zhuǎn)向塊裝置32、體外預(yù)應(yīng)力筋33,所述錨固裝 置預(yù)埋在端橫隔板及其砼接頭位置處，所述轉(zhuǎn)向塊裝置預(yù)埋在中橫隔板及其砼接頭、砼加 勁的底部，所述體外預(yù)應(yīng)力筋穿設(shè)在轉(zhuǎn)向塊裝置與錨固裝置中，張拉后的體外預(yù)應(yīng)力筋用 于消除簡支梁的恒載撓度，使簡支梁不需設(shè)置用于抵消恒載撓度的預(yù)拱度；
[0016] 所述簡支梁兩端支座處的橋墩6為分體式結(jié)構(gòu)，即一個橋墩包括兩個分橋墩(61與 62)，兩個分橋墩之間留有便于更換體外預(yù)應(yīng)力索的間距。
[0017] 固連有下翼緣板的波形鋼腹板底部側(cè)向輪廓為魚腹式結(jié)構(gòu)。
[0018] 所述簡支梁的跨徑范圍為40~60米。
[0019] 相鄰兩根斜撐15之間及相鄰兩根的橫撐14之間沿簡支梁縱橋向的距離等于波形 鋼腹板11單個波長的1~2倍，簡支梁縱橋向上每隔6~8米的距離在橫撐14上設(shè)有夾在相鄰 兩根波腹工梁1之間的砼橫隔板16。
[0020]所述體外預(yù)應(yīng)力筋采用Φ 21.8mm的鋼絞線，每孔設(shè)置9~12根鋼絞線。
[0021] 澆筑在橫向波形鋼底模上的鋼筋砼包括澆筑在整個橫向波形鋼底模上的鋼纖維 鋼筋砼，鋼纖維鋼筋砼中的鋼筋網(wǎng)26通過豎向栓釘28固定在橫向波形鋼底模上，其中豎向 栓釘均勻等距分布在平直面231上且沿與平直面垂直的方向設(shè)置，豎向栓釘頂部低于鋼砼 頂板上緣21，所述鋼筋網(wǎng)26包括沿頂板2厚度方向設(shè)置的上下兩層。
[0022] 所述波形鋼腹板11上波峰及波谷位置處均為一段長度小于0.5倍波長的平面，波 峰及波谷位置處的平面與平板承托22的接縫處焊接有角鋼加勁件25。
[0023] 相鄰兩頂板2的橫向波形鋼底模接縫處設(shè)有連接鋼板20,連接鋼板沿簡支梁橫向 方向兩端分別與位于接縫兩邊的兩塊橫向波形鋼底模固定連接。
[0024] 有益效果:本發(fā)明提出的波腹工梁、鋼砼組合頂板、體外預(yù)應(yīng)力組合形成的T型簡 支梁，具有施工速度快、整體性好、承載能力大等特點，特別適合于城市跨線橋和對橋下干 擾受到嚴(yán)格控制、工期緊張的工程，本發(fā)明的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面：
[0025] 1.縱梁采用波腹工梁。工字鋼采用波形鋼做腹板后，橫向穩(wěn)定性得到了提高，不需 設(shè)置腹板加勁肋，節(jié)省材料10%。波腹工梁上下翼緣板可以加寬、加厚提高縱向慣性矩（比 一般工字梁承載力提高20% )。波腹工梁做腹板與砼腹板相比，由于鋼材的容許抗剪強度 (80MPa)至少為砼容許抗剪強度(3MPa)的27倍，其腹板厚度只有砼的1 /9，故使自重不但減 輕了 20%，而且徹底地解決了砼腹板因抗剪能力不足而造成的開裂問題。在施工工藝方面， 波腹工梁在施工中能充當(dāng)澆筑頂板砼的承重縱梁，而且波形鋼腹板和下翼緣板不需要模 板，因此能方便施工和縮短工期，降低造價。
[0026] 2.頂板下緣設(shè)置波形鋼底模，與頂板砼形成鋼砼組合截面，鋼板可以減薄砼厚度 和增強橫向整體性，本發(fā)明提出在頂板的底面設(shè)置平鋼板作為平板承托，先與縱向波形鋼 腹板焊接，可解決頂板與鋼縱梁長期粘結(jié)力不足，使整體性得到可靠的保證。另外，由于折 線形橫向波形鋼底模使頂板的橫截面為變高截面，頂板靠近波形鋼腹板的部位厚，其余部 位薄，與普通平直的砼頂板相比，重量減輕30%~40%，由于波形鋼底模的作用，縱肋的橫 向間距可由T梁的2.4m加大到4m，增大了 1.6倍，對于12m寬橋梁，由5片T梁變成3片波腹工 梁，減少了 40%，節(jié)省了鋼材、降低了造價。在施工階段，頂板砼澆筑時，鋼底模免去了裝模 板的麻煩。另外，由于在焊接好的鋼板上澆筑頂板砼能可靠地保證砼頂板的平整性，所以在 橋面中可以取消砼T梁所需的8~lOcmiSi調(diào)平層。在T型梁分條接縫中，在鋼底模接頭處焊接 一條連接鋼板，有效改善各條縱梁間縱向開裂的情況，保證接縫的可靠性。應(yīng)當(dāng)指出，由于 鋼底模的設(shè)置，T梁的頂板可以橫向全截面范圍內(nèi)一次性整體澆筑，從根本上取消了 T型梁 的縱縫。
[0027] 3.大直徑體外索的采用。目前國內(nèi)外體外索公稱直徑一般是15.2mm，直徑小、索數(shù) 多、工序多、施工麻煩，本專利采用0VM公司新開發(fā)的公稱直徑21.8mm的錨具，目前該套錨具 已在江西吉安井閃山經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)深圳大橋得到了成功的應(yīng)用，其研發(fā)的12孔Φ21.8mm 的索力相當(dāng)于26孔Φ 15.2mm，根數(shù)減少了54%，方便了施工，由于工民建行業(yè)鋼結(jié)構(gòu)波腹工 梁允許撓度大(L/500)，超過了公路簡支梁運營的安全要求，因此在鋼砼組合頂板承受壓力 情況下，在波腹工梁下緣設(shè)置體外預(yù)應(yīng)力索來承受拉力和克服恒載撓度，使簡支梁不需設(shè) 置用于抵消恒載撓度的預(yù)拱度，從而形成一種新型鋼砼組合T型簡支梁。
[0028] 4.簡支梁外形采用魚腹式。魚腹式是中國50m T型簡支梁研制最早的雛形，本發(fā)明 中，波形鋼腹板底部側(cè)向輪廓與簡支梁的正彎矩圖完全吻合，在保證簡支梁彎矩承受能力 的同時能節(jié)省材料；另外，由于波形鋼不能直接承受沿簡支梁縱向方向的力，本發(fā)明中，預(yù) 應(yīng)力體外索錨固在兩端支座位置處的端橫隔板上，對于波形鋼腹板而言，避免了在波形鋼 腹板上直接錨固預(yù)應(yīng)力體外索。
[0029] 5.將波腹工梁上翼緣與砼頂板平齊，以便橫置工橫梁形成施工通道，實現(xiàn)頂板砼 澆筑的無支架施工。常用的波形鋼腹板PC砼箱梁，橫向波形鋼底模設(shè)置在波腹工梁頂部，澆 筑頂板砼還需另設(shè)臨時支架。在本發(fā)明方案中將波腹工梁上翼緣板與頂板上緣平齊，在澆 筑頂板砼前，在橫向工字鋼上焊接豎向鋼筋將橫向波形鋼底模焊接固定，從而在澆筑過程 中能有效地控制底板變形。
[0030] 6.波腹工梁橫向聯(lián)系。波腹工梁下緣不澆混凝土，可減輕重量。各片工梁之間每間 距1~2個波長焊接一根橫撐和斜撐，橫撐和斜撐與波形鋼腹板和下翼緣板焊接，保證了波 腹工梁的橫向整體性。每隔6~8m在橫撐上安裝預(yù)制砼橫隔板，與縱向波腹工梁間澆筑砼接 頭，保證波腹工梁的抗扭剛度。
[0031] 除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點。 下面將參照圖，對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
【附圖說明】
[0032] 構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實 施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：
[0033] 圖1是本發(fā)明優(yōu)選實施例的波腹工梁整體結(jié)構(gòu)主視圖；
[0034] 圖2是本發(fā)明優(yōu)選實施例的波腹工梁整體結(jié)構(gòu)俯視圖；
[0035] 圖3是本發(fā)明優(yōu)選實施例的T型簡支梁整體結(jié)構(gòu)橫剖面圖；
[0036] 圖4是本發(fā)明優(yōu)選實施例的T型簡支梁局部縱剖面圖；
[0037] 圖5是本發(fā)明優(yōu)選實施例的T型簡支梁跨中位置處的半剖面圖；
[0038]圖6是本發(fā)明優(yōu)選實施例的橫撐與斜撐布置俯視圖；
[0039]圖7是本發(fā)明優(yōu)選實施例的波形鋼腹板俯視剖面圖；
[0040]圖8是本發(fā)明本發(fā)明優(yōu)選實施例的鋼砼組合頂板橫截面細節(jié)放大視圖。
[0041 ]圖中：1-波腹工梁；11-波形鋼腹板；12-下翼緣板；13-上翼緣板；14-橫撐；15-斜 撐;16-砼橫隔板;16卜端橫隔板，162-中橫隔板，17-砼接頭，18-砼加勁，2-頂板;20-連接鋼 板;21-頂板上緣;22-平板承托;221-平鋼板A; 222-平鋼板B; 23-波折形鋼板;231-平直面； 232-傾斜面;25-角鋼加勁件;26-鋼筋網(wǎng)；261-縱向鋼筋，262-橫向鋼筋，263-豎向鋼筋，27- 鋼纖維混凝土;28-豎向栓釘;3-體外預(yù)應(yīng)力索，31-錨固裝置，32-轉(zhuǎn)向塊裝置，33-體外預(yù)應(yīng) 力筋，6-橋墩;60-支座;61 -分橋墩A; 62-分橋墩B。
【具體實施方式】
[0042] 以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細說明，但是本發(fā)明可以根據(jù)權(quán)利要求限 定和覆蓋的多種不同方式實施。
[0043] 參見圖1~圖8的一種波腹工梁一鋼砼頂板一體外預(yù)應(yīng)力組合T型簡支梁，包括波 腹工梁1、頂板2及體外預(yù)應(yīng)力索3,波腹工梁包括呈工字型鋼結(jié)構(gòu)的上翼緣板13、波形鋼腹 板11和下翼緣板12,上翼緣板和下翼緣板均為長度方向沿簡支梁的縱橋向設(shè)置的鋼板，波 形鋼腹板為豎直設(shè)置且其波長方向同樣沿簡支梁的縱橋向設(shè)置的波形鋼板，波形鋼腹板的 水平截面呈波浪型;頂板2包括橫向波形鋼底模和澆筑在其上的鋼筋砼，二者共同構(gòu)成鋼砼 組合結(jié)構(gòu)，橫向波形鋼底模包括在下的平板承托22、及在上的且與平板承托固連的波折形 鋼板23,鋼筋砼澆筑后其頂面與波腹工梁上翼緣板13齊平或蓋住波腹工梁上翼緣板，平板 承托22包括分別固定設(shè)置在波形鋼腹板11板面兩側(cè)的且高度相同的兩塊平鋼板（221與 222)，平鋼板與波形鋼腹板的波形匹配，且平板承托22和波折形鋼板23均設(shè)置在上翼緣板 13的下方；
[0044]波折形鋼板23包括在上的與頂板2頂面平行的平直面231及在下的與平板承托22 固連的傾斜面232,波折形鋼板23的折彎處為平直面231與傾斜面232的分界處；
[0045]相鄰兩根波腹工梁1底部之間連接有橫撐14與斜撐15,部分橫撐的頂面上設(shè)有砼 橫隔板16,砼橫隔板包括位于簡支梁兩端支座位置處的現(xiàn)澆的端橫隔板161以及位于兩支 座之間的預(yù)制的中橫隔板162,中橫隔板與波腹工梁11間澆筑有用于固連中橫隔板與波形 鋼腹板的砼接頭17,最外側(cè)的波形鋼腹板11不設(shè)砼橫隔板的一側(cè)設(shè)有與該波形鋼腹板另一 側(cè)各砼橫隔板一一對應(yīng)的砼加勁18,砼接頭及砼加勁在高度方向上均設(shè)置在下翼緣板12與 平板承托22之間；
[0046]體外預(yù)應(yīng)力索包括錨固裝置31、轉(zhuǎn)向塊裝置32、體外預(yù)應(yīng)力筋33,錨固裝置預(yù)埋在 端橫隔板位置處上，轉(zhuǎn)向塊裝置預(yù)埋在中橫隔板及其砼接頭、砼加勁底部，體外預(yù)應(yīng)力筋穿 設(shè)在轉(zhuǎn)向塊裝置與錨固裝置中，張拉后的體外預(yù)應(yīng)力筋用于消除簡支梁的恒載撓度，使簡 支梁不需設(shè)置用于抵消恒載撓度的預(yù)拱度；
[0047] 本實施例中，簡支梁兩端支座處的橋墩6為分體式結(jié)構(gòu)，即一個橋墩包括沿簡支梁 縱橋向?qū)R設(shè)置的兩個分橋墩(61與62)，兩個分橋墩之間留有便于更換體外預(yù)應(yīng)力索的間 距。
[0048] 本實施例中，固連有下翼緣板的波形鋼腹板底部側(cè)向輪廓為魚腹式結(jié)構(gòu)。
[0049] 本實施例所描述的簡支梁跨徑為40~60m。
[0050] 本實施例中，相鄰兩根斜撐15之間及相鄰兩根的橫撐14之間沿簡支梁縱橋向的距 離等于波形鋼腹板11單個波長的1~2倍，沿簡支梁縱橋向每隔6~8米的距離在橫撐14上設(shè) 有夾在相鄰兩根波腹工梁1之間的砼橫隔板16。
[0051] 本實施例中，體外預(yù)應(yīng)力筋采用Φ21.8mm的鋼絞線，每孔設(shè)置9~12根鋼絞線，單 片T梁設(shè)置4個預(yù)應(yīng)力孔道。
[0052] 澆筑在橫向波形鋼底模上的鋼筋砼包括澆筑在整個橫向波形鋼底模上的鋼纖維 鋼筋砼，鋼纖維鋼筋砼中的鋼筋網(wǎng)26通過豎向栓釘28固定在橫向波形鋼底模上，其中豎向 栓釘均勻等距分布在平直面231上且沿與平直面垂直的方向設(shè)置，豎向栓釘頂部低于鋼砼 頂板上緣21，鋼筋網(wǎng)26包括沿頂板2厚度方向設(shè)置的上下兩層。
[0053]波形鋼腹板11上波峰及波谷位置處均為一段長度小于0.5倍波長的平面，波峰及 波谷位置處的平面與平板承托22的接縫處焊接有角鋼加勁件25。
[0054]相鄰兩頂板2的橫向波形鋼底模接縫處設(shè)有連接鋼板20,連接鋼板沿簡支梁橫向 方向兩端分別與位于接縫兩邊的兩塊橫向波形鋼底模固定連接。
[0055] 波形鋼腹板11采用1200型或1600型，即波形鋼腹板單個波長1200~1600mm，波形 鋼腹板厚度〇. 8~1.4cm，波高20~22cm。波腹工梁上翼緣板13厚2.0cm，寬度60cm，下翼緣板 12厚由計算決定在3.0~5.0cm范圍，寬度80~100cm。在兩根波腹工梁之間的下部，焊接Η型 鋼作為橫撐14與斜撐15,橫撐兩端分別焊接到波形鋼腹板波峰波谷的平面位置處，同時橫 撐還與該處的下翼緣板焊接固連，橫撐斜撐寬度20~30cm，高度20~60cm，間隔為1~2個波 形鋼腹板波長。每隔6~8m吊裝一塊預(yù)制鋼筋中橫隔板162,其板厚30~40cm，吊裝后，裝模 澆筑砼接頭17與波形鋼腹板最外側(cè)的砼加勁18連成整體。
[0056]頂板2的橫向波形鋼底模橫向為波形，其厚度采用6~10mm。與縱向波形鋼腹板11 相交處設(shè)置平板承托22,平板承托寬度80cm，用左右兩塊與波形鋼腹板11波形相匹配的平 鋼板A221及平鋼板B222與波形鋼腹板11焊接，另外在焊縫處焊接角鋼加勁件25加勁。波折 形鋼板23通過搭焊的方式焊接在平板承托上，形成橫向波形鋼底模。在平直面231上再焊接 豎向栓釘28 (傾斜面232處不設(shè)栓釘）：豎向栓釘直徑10~12mm、間距100 X 100mm、豎向栓釘 頂部比頂板上緣21低10mm。栓釘在頂板中相當(dāng)于豎向鋼箍，在其上下設(shè)置兩層直徑10mm的 鋼筋網(wǎng)26 (間距100 X 100mm)，本實施例中，鋼筋網(wǎng)包括兩兩垂直布置在橫向波形鋼底模內(nèi) 的縱向鋼筋2 61、橫向鋼筋2 6 2與豎向鋼筋2 6 3。為了增加砼的彈性模量，減少與橫向波形鋼 底模的差別，在頂板砼為鋼纖維混凝土 27(鋼纖維直徑〈lcm，鋼纖維含量1~2%)，形成鋼纖 維鋼筋砼(SF.RC)。
[0057]體外預(yù)應(yīng)力筋采用直徑21.8mm的鋼絞線，每孔9~12根，體外索轉(zhuǎn)向塊設(shè)置在砼橫 隔板16的下部，設(shè)計的原則是用預(yù)應(yīng)力來消除T型組合簡支梁的恒載撓度，使預(yù)拱度為零， 即不設(shè)預(yù)拱度。
[0058]本發(fā)明的施工過程大致如下：
[0059] 1.波腹工梁的施工:待橋梁下部構(gòu)造完工后，按交通管制的方案在橋跨內(nèi)設(shè)置鋼 管臨時墩和搭設(shè)施工簡易支架以減少波腹工梁的安裝跨徑。波腹工梁在工廠預(yù)制后(在波 形鋼腹板上已焊接平板承托），用汽車運載至施工現(xiàn)場，用汽車吊安裝單片的波腹工梁至橋 墩或臨時墩、臨時支架上對接。合攏后再在波腹工梁下聯(lián)平面中，焊接Η型鋼作為橫撐和斜 撐。澆筑橋臺支座處混凝土橫隔板（即端橫隔板161)，預(yù)埋體外預(yù)應(yīng)力錨固裝置。吊裝預(yù)制 砼橫隔板（即中橫隔板162)，縱向波形鋼腹板與預(yù)制砼橫隔板之間立?，F(xiàn)澆砼接頭，預(yù)埋體 外預(yù)應(yīng)力轉(zhuǎn)向塊。
[0060] 2.鋼砼組合頂板的施工:波腹工梁完成后，首先將頂板波折形鋼板焊接在波形鋼 腹板的平板承托上，再在波腹工梁上翼緣板上橫置工字鋼，安置人行施工通道，頂板可實現(xiàn) 無支架施工。在工字鋼上焊接豎向施工鋼筋，其下端焊接在橫向波形鋼底模上，控制鋼底模 變形。在鋼底模上焊接栓釘，綁扎頂板鋼筋網(wǎng)，在鋼底模上涂抹環(huán)氧樹脂后再澆筑頂板鋼纖 維砼。
[0061] 3.體外預(yù)應(yīng)力的施工:在頂板砼達到了強度后，在已預(yù)埋好的錨固裝置和轉(zhuǎn)向塊 中穿體外預(yù)應(yīng)力鋼絞線。以控制恒載撓度為零為目標(biāo)進行預(yù)應(yīng)力張拉，待監(jiān)理檢查符合設(shè) 計要求后，將錨具、夾片固定，安裝好防護裝置后結(jié)束。
[0062]技術(shù)經(jīng)濟性分析
[0063] 本發(fā)明現(xiàn)選取三種不同結(jié)構(gòu)進行技術(shù)經(jīng)濟性比較(具體見表1)。一般鋼箱梁為了 吊裝方便采用分條制作，每條寬度4m左右，12m橋?qū)捁?條。砼T型簡支梁最大跨徑不超過 50m，不能滿足跨徑60m要求，如果要超過50m只能采用3跨連續(xù)箱梁并用掛籃施工。而本發(fā)明 的的體外預(yù)應(yīng)力鋼砼組合T型梁采用分條施工，每條寬度4m。
[0064] 表 1
[0065]
[0066] 綜合表1可得知：
[0067] 1.材料用量方面。與鋼箱梁比，本發(fā)明的組合T型梁鋼材用量節(jié)省12%~18%;與 砼連續(xù)箱梁相比，混凝土用量節(jié)省約40%，鋼筋用量節(jié)省50%，鋼絞線用量節(jié)省6%~21% ; [0068] 2.吊裝重量方面。砼連續(xù)箱梁一般采用掛籃懸臂澆筑，施工周期長，對橋下干擾 大，難以滿足橋下通行的要求。鋼箱梁一次吊裝重量大（100~150t)，在地方交通建設(shè)中很 難滿足要求。而本發(fā)明的組合T型梁，全跨重量比鋼箱梁重，但混凝土頂板在波腹工梁吊裝 后再一次性整體澆筑，施工中只需吊裝波腹工梁(不超過501 )，如果設(shè)置一個簡單支架吊裝 重量不超過30t，容易滿足地方建設(shè)要求，降低了對起重機械的要求，對地方交通建設(shè)有重 要的現(xiàn)實意義；
[0069] 3造價方面。本發(fā)明的組合T型梁綜合概算介于砼連續(xù)箱梁和鋼箱梁之間，每平方 米4500~5500,略低于鋼箱梁。推出波腹工梁-鋼砼組合頂板-體外預(yù)應(yīng)力組合T型簡支梁主 要原因是降低60m大跨徑簡支梁吊裝的難度和減少施工期間對橋下交通的干擾時間。
[0070] 4.存在的問題及其解決方法。由于體外索使用壽命(20~30年)小于橋梁的設(shè)計使 用年限（50年），運營后必須考慮換索，所以本發(fā)明的簡支梁兩端的橋墩(或橋臺）采用分體 式，方便對體外索進行更換。
[0071]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技 術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修 改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種波腹工梁一鋼砼頂板一體外預(yù)應(yīng)力組合T型簡支梁，其特征在于，包括波腹工梁 (1)、頂板(2)及體外預(yù)應(yīng)力索（3)，所述波腹工梁包括呈工字型鋼結(jié)構(gòu)且三者一體設(shè)置的上 翼緣板（13)、波形鋼腹板（11)和下翼緣板（12)，所述上翼緣板和下翼緣板均為長度方向沿 簡支梁的縱橋向設(shè)置的鋼板，所述波形鋼腹板為豎直設(shè)置且其波長方向同樣沿簡支梁的縱 橋向設(shè)置的波形鋼板，波形鋼腹板的水平截面呈波浪型，所述頂板(2)包括橫向波形鋼底模 和澆筑在其上的鋼筋砼，二者共同構(gòu)成鋼砼組合結(jié)構(gòu)，所述橫向波形鋼底模包括在下的平 板承托(22)、及在上的且與平板承托固連的波折形鋼板(23)，鋼筋砼澆筑后其頂面與波腹 工梁上翼緣板（13)齊平或蓋住波腹工梁上翼緣板，所述平板承托(22)包括分別固定設(shè)置在 波形鋼腹板(11)板面兩側(cè)的且高度相同的兩塊平鋼板(221與222)，所述平鋼板與波形鋼腹 板的波形匹配，且所述平板承托（22)和波折形鋼板（23)均設(shè)置在所述上翼緣板（13)的下 方； 所述波折形鋼板(23)包括在上的與頂板（2)頂面平行的平直面（231)及在下的與平板 承托(22)固連的傾斜面(232); 相鄰兩根波腹工梁（1)底部之間連接有橫撐（14)與斜撐（15)，部分橫撐的頂面上設(shè)有 砼橫隔板（16)，所述砼橫隔板包括位于簡支梁兩端支座位置處的現(xiàn)澆的端橫隔板（161)以 及位于兩支座之間的預(yù)制的中橫隔板(162)，中橫隔板與波腹工梁（1)間澆筑有用于固連中 砼橫隔板與波形鋼腹板的砼接頭（17)，最外側(cè)的波形鋼腹板（11)不設(shè)中橫隔板的一側(cè)設(shè)有 與該波形鋼腹板另一側(cè)各中橫隔板一一對應(yīng)的砼加勁（18)，所述砼接頭及砼加勁在高度方 向上均設(shè)置在下翼緣板(12)與平板承托(22)之間； 所述體外預(yù)應(yīng)力索包括錨固裝置(31)、轉(zhuǎn)向塊裝置(32)及體外預(yù)應(yīng)力筋（33)，所述錨 固裝置預(yù)埋在端橫隔板位置處，所述轉(zhuǎn)向塊裝置預(yù)埋在中橫隔板及其砼接頭、砼加勁的底 部，所述體外預(yù)應(yīng)力筋穿設(shè)在轉(zhuǎn)向塊裝置與錨固裝置中，張拉后的體外預(yù)應(yīng)力筋用于消除 簡支梁的恒載撓度，使簡支梁不需設(shè)置用于抵消恒載撓度的預(yù)拱度； 所述簡支梁兩端支座處的橋墩（6)為分體式結(jié)構(gòu)，即一個橋墩包括兩個分橋墩（61/ 62)，兩個分橋墩之間留有便于更換體外預(yù)應(yīng)力索的間距。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種波腹工梁一鋼砼頂板一體外預(yù)應(yīng)力組合Τ型簡支梁，其特 征在于，固連有下翼緣板的波形鋼腹板底部側(cè)向輪廓為魚腹式結(jié)構(gòu)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種波腹工梁一鋼砼頂板一體外預(yù)應(yīng)力組合Τ型簡支梁，其特 征在于，所述簡支梁的跨徑范圍為40~60米。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種波腹工梁一鋼砼頂板一體外預(yù)應(yīng)力組合Τ型簡支梁，其特 征在于，相鄰兩根斜撐（15)之間及相鄰兩根的橫撐（14)之間沿簡支梁縱橋向的距離等于波 形鋼腹板(11)單個波長的1~2倍，簡支梁縱橋向上每隔6~8米的距離在橫撐(14)上設(shè)有夾 在相鄰兩根波腹工梁(1)之間的砼橫隔板(16)。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種波腹工梁一鋼砼頂板一體外預(yù)應(yīng)力組合Τ型簡支梁，其特 征在于，所述體外預(yù)應(yīng)力筋采用Φ 21.8mm的鋼絞線，每孔設(shè)置9~12根鋼絞線。6. 根據(jù)權(quán)利要求1~5中任意一項所述的一種波腹工梁一鋼砼頂板一體外預(yù)應(yīng)力組合T 型簡支梁，其特征在于，澆筑在橫向波形鋼底模上的鋼筋砼包括整個橫向波形鋼底模上的 鋼纖維鋼筋砼，鋼纖維鋼筋砼中的鋼筋網(wǎng)（26)通過豎向栓釘(28)固定在橫向波形鋼底模 上，其中豎向栓釘均勻等距分布在平直面(231)上且沿與平直面垂直的方向設(shè)置，豎向栓釘 頂部低于鋼砼頂板上緣(21)，所述鋼筋網(wǎng)（26)包括沿頂板(2)厚度方向設(shè)置的上下兩層。7. 根據(jù)權(quán)利要求1~5中任意一項所述的一種波腹工梁一鋼砼頂板一體外預(yù)應(yīng)力組合T 型簡支梁，其特征在于，所述波形鋼腹板(11)上波峰及波谷位置處均為一段長度小于〇. 5倍 波長的平面，波峰及波谷位置處的平面與平板承托(22)的接縫處焊接有角鋼加勁件(25)。8. 根據(jù)權(quán)利要求1~5中任意一項所述的一種波腹工梁一鋼砼頂板一體外預(yù)應(yīng)力組合T 型簡支梁，其特征在于，相鄰兩頂板(2)的橫向波形鋼底模接縫處設(shè)有連接鋼板(20)，連接 鋼板沿簡支梁橫向方向兩端分別與位于接縫兩邊的兩塊橫向波形鋼底模固定連接。
【文檔編號】E01D19/00GK106087711SQ201610648393
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月9日 公開號201610648393.6, CN 106087711 A, CN 106087711A, CN 201610648393, CN-A-106087711, CN106087711 A, CN106087711A, CN201610648393, CN201610648393.6
【發(fā)明人】梁曉東, 胡紅波, 上官興, 項超群, 錢寅泉, 謝鴻, 吳加云, 盧國林, 易誕
【申請人】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