一種混凝土箱形梁橋主梁腹板結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】一種混凝土箱形梁橋主梁腹板結(jié)構(gòu)，在主梁腹板的兩外側(cè)面上增設(shè)上下對(duì)應(yīng)、沿順橋向間隔布置的錨固塊，在上下對(duì)應(yīng)的錨固塊上安裝由精軋螺紋鋼筋構(gòu)成的體外豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋。施工時(shí)用旋擰體外豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋下端螺母的方式對(duì)體外豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉；同時(shí)通過(guò)在體外豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋上安裝的拾振器測(cè)出體外豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉時(shí)的1階振動(dòng)角頻率，按公式計(jì)算出體外豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋內(nèi)產(chǎn)生的拉力，當(dāng)拉力達(dá)到體外豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋內(nèi)產(chǎn)生的理論拉力時(shí)停止張拉體外豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋。本實(shí)用新型通過(guò)體外豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋對(duì)主梁腹板形成豎向壓應(yīng)力的方法起到防止腹板產(chǎn)生裂縫的作用；同時(shí)確保不會(huì)因拉力過(guò)大損害橋梁原有結(jié)構(gòu)。
【專利說(shuō)明】
-種混凝±箱形梁橋主梁腹板結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)公路橋梁，特別是一種混凝±箱形梁橋主梁腹板結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002] 所述箱形梁橋包括普通混凝±箱形梁橋和預(yù)應(yīng)力混凝±箱形梁橋，按主要結(jié)構(gòu)形 式分為:普通鋼筋混凝±連續(xù)梁橋、預(yù)應(yīng)力混凝±連續(xù)梁橋和預(yù)應(yīng)力混凝±連續(xù)剛構(gòu)橋。其 中跨度為20m~300m的箱形梁橋?yàn)樽畛Ｓ妙?lèi)型。由于設(shè)計(jì)、施工或運(yùn)營(yíng)管理等方面存在的問(wèn) 題，目前在役的運(yùn)種混凝±箱形梁橋有相當(dāng)大比例出現(xiàn)了因主拉應(yīng)力過(guò)大而引起的主梁腹 板斜裂縫等病害，裂縫較大時(shí)直接威脅橋梁的耐久性和安全性。
[0003] 為防止腹板斜裂縫病害的發(fā)生，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中常采用在腹板內(nèi)設(shè)置體內(nèi)豎向預(yù)應(yīng)力 的方法來(lái)提高腹板斜截面抗裂性能，但體內(nèi)豎向預(yù)應(yīng)力因存在下述問(wèn)題難W實(shí)現(xiàn)提高腹板 斜截面抗裂性能的目的：
[0004] (1)體內(nèi)豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋通過(guò)梓緊其端頭的螺母進(jìn)行張拉，張拉后在體內(nèi)豎向預(yù) 應(yīng)力鋼筋內(nèi)產(chǎn)生拉力的大小難W進(jìn)行有效測(cè)定，也就難W保證應(yīng)力施加效果。
[0005] (2)運(yùn)營(yíng)期間如體內(nèi)豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋需要更換時(shí)，由于體內(nèi)豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋的安 裝孔道已經(jīng)灌漿，無(wú)法更換。
[0006] (3)腹板是混凝±箱形梁橋主梁的重要組成部分，腹板中設(shè)置體內(nèi)豎向預(yù)應(yīng)力鋼 筋需在腹板中設(shè)孔道，該孔道使腹板的截面遭受極大削弱，腹板的斜截面抗裂性不升反降， 成為腹板更容易產(chǎn)生斜裂縫病害的原因。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007] 針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的是提供一種可有效防止發(fā)生斜 裂縫的混凝±箱形梁橋主梁腹板結(jié)構(gòu)。
[000引根據(jù)《公路鋼筋混凝±及預(yù)應(yīng)力混凝±橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》(乃0 062-2004)第6.3.3 條，提高腹板抗裂性能的一個(gè)重要途徑是增大腹板的豎向壓應(yīng)力?；谶\(yùn)一設(shè)計(jì)理念，本實(shí) 用新型采取用體外豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋對(duì)腹板施加豎向壓應(yīng)力的辦法來(lái)提高腹板的抗裂性能。
[0009]本實(shí)用新型提供的混凝±箱形梁橋主梁腹板結(jié)構(gòu)，在主梁腹板的兩外側(cè)面的上部 和下部增設(shè)上下對(duì)應(yīng)、沿順橋向間隔布置的錯(cuò)固塊，在上下對(duì)應(yīng)的錯(cuò)固塊上安裝由精社螺 紋鋼筋構(gòu)成的體外豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋。
[0010] 所述錯(cuò)固塊沿順橋向的相互間距Sv為：50cm《Sv《120cm。
[0011] 上述混凝±箱形梁橋主梁腹板結(jié)構(gòu)的施工方法包括W下步驟：
[0012] 步驟1、在誘筑主梁時(shí)，在主梁腹板的兩外側(cè)面上同時(shí)誘筑所述錯(cuò)固塊，在錯(cuò)固塊 中預(yù)留孔道；
[0013] 步驟2、通過(guò)錯(cuò)固塊中的孔道穿送體外豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋，利用體外豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋 上端的螺母將體外豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋的上端固定在與其對(duì)應(yīng)的錯(cuò)固塊上部，然后用旋梓體外 豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋下端螺母的方式對(duì)體外豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋進(jìn)行張拉;張拉時(shí)在體外豎向預(yù)應(yīng) 力鋼筋上安裝與振動(dòng)測(cè)試儀器相連接的拾振器，測(cè)出體外豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉時(shí)的1階振 動(dòng)角頻率ω 1，然后按下式計(jì)算出體外豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋內(nèi)產(chǎn)生的拉力Fr :
[0014]
[0015] 式中
[0016] m:體外豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋單位長(zhǎng)度質(zhì)量化g/m)，
[0017] 1:體外豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋在上、下螺母之間的長(zhǎng)度(m)，
[0018] ωι:拾振器測(cè)得的體外豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋的1階振動(dòng)角頻率化Z)，
[0019] Es:體外豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋的彈性模量(N/m2)，
[0020] I:體外豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋的截面慣性矩(m4);
[0021] 當(dāng)拉力Fr達(dá)到體外豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋內(nèi)產(chǎn)生的理論拉力Fd時(shí)，停止張拉體外豎向預(yù) 應(yīng)力鋼筋；
[0022] 體外豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋內(nèi)產(chǎn)生的理論拉力Fd按下式求得：
[0023]
[0024] 式中
[00巧]b:主梁腹板的寬度(mm)，
[0026] sv:錯(cuò)固塊沿順橋向的相互間距(mm)，
[0027] otp:短期效應(yīng)組合下主梁腹板截面主拉應(yīng)力的最大值，通過(guò)建立橋梁結(jié)構(gòu)力學(xué)模 型或橋梁結(jié)構(gòu)有限元模型計(jì)算求得，
[00%] ftk:混凝±抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(MPa),可通過(guò)《公路鋼筋混凝±及預(yù)應(yīng)力混凝±橋涵 設(shè)計(jì)規(guī)范KJTG D62-2004)查詢，
[0029] 丫：構(gòu)件類(lèi)型系數(shù)，對(duì)預(yù)制的全預(yù)應(yīng)力混凝±構(gòu)件，Y =0.6;對(duì)現(xiàn)場(chǎng)誘筑的全預(yù)應(yīng) 力混凝±構(gòu)件、預(yù)制拼裝的全預(yù)應(yīng)力混凝±構(gòu)件γ = 0.4;對(duì)預(yù)制的A類(lèi)和B類(lèi)預(yù)應(yīng)力混凝± 構(gòu)件，丫 =0.7;對(duì)現(xiàn)場(chǎng)誘筑的A類(lèi)和B類(lèi)預(yù)應(yīng)力混凝±構(gòu)件、預(yù)制拼裝的A類(lèi)和B類(lèi)預(yù)應(yīng)力混 凝±構(gòu)件丫 =0.5;
[0030] 步驟3、對(duì)張拉后的體外豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋進(jìn)行防腐處理，主梁腹板結(jié)構(gòu)施工即告完 成。
[0031 ]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：
[0032] (1)本實(shí)用新型通過(guò)張拉體外豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋對(duì)主梁腹板構(gòu)成豎向壓應(yīng)力，可有 效提高腹板的抗裂性能。
[0033] (2)采用拾振器測(cè)量體外豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉時(shí)在體外豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋內(nèi)產(chǎn)生的 拉力Fr，在Fr達(dá)到體外豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋的理論拉力Fd時(shí)停止張拉，可確保作用短期效應(yīng)組合 下腹板截面出現(xiàn)的主拉應(yīng)力不超過(guò)丫 ftk，滿足《公路鋼筋混凝±及預(yù)應(yīng)力混凝±橋涵設(shè)計(jì) 規(guī)范KJTG D62-2004)第6.3.1條對(duì)不同類(lèi)型預(yù)應(yīng)力混凝±構(gòu)件斜截面抗裂的要求，從而達(dá) 到既能提高腹板斜截面抗裂性能，又不會(huì)因拉力過(guò)大損害橋梁結(jié)構(gòu)。
[0034] (3)本實(shí)用新型方法簡(jiǎn)單，便于日常維護(hù)，更換體外豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋方便。
【附圖說(shuō)明】
[0035] 圖1為采用本實(shí)用新型的混凝±箱形梁橋主梁的局部側(cè)視圖；
[0036] 圖2為圖1中A-A斷面圖。
[0037] 圖中：1-主梁，2-主梁腹板，3-體外豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋，4-錯(cuò)固塊，5-螺母，6-孔道。
【具體實(shí)施方式】
[0038] W下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0039] 本實(shí)施例為采用本實(shí)用新型對(duì)主跨為160m的箱形預(yù)應(yīng)力混凝±連續(xù)剛構(gòu)橋的主 梁腹板進(jìn)行改進(jìn)。
[0040] 該箱形梁橋按照全預(yù)應(yīng)力混凝±結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，現(xiàn)場(chǎng)誘筑施工，其主梁采用C60混凝 ±，ftk = 2.85MPa。現(xiàn)場(chǎng)誘筑的全預(yù)應(yīng)力混凝±構(gòu)件：丫 =0.4。通過(guò)建立橋梁結(jié)構(gòu)有限元模 型計(jì)算出該箱形梁橋作用短期效應(yīng)組合下主梁腹板截面主拉應(yīng)力的最大值0化=3.03MPa。
[0041] W圖1和圖2所示一段主梁腹板2為例，主梁腹板的結(jié)構(gòu)是，在主梁腹板的兩個(gè)外側(cè) 面上距主梁腹板上緣75cm和距主梁腹板下緣45cm處分別增設(shè)上下對(duì)應(yīng)、沿縱橋向相互間距 sv = 60cm的錯(cuò)固塊4共10組，每組錯(cuò)固塊中有距主梁腹板外側(cè)面12.5cm的預(yù)留孔道6,由10 根直徑40mm的PSB1080精社螺紋鋼筋(精社螺紋鋼筋單位長(zhǎng)度質(zhì)量m=10.34kg/m，彈性模量 Es = 2.0 X 101 Wm2，截面慣性矩I = 2.51 X 1 0- V)構(gòu)成的豎向體外預(yù)應(yīng)力鋼筋3分別穿過(guò)上 下對(duì)應(yīng)的錯(cuò)固塊中的預(yù)留孔道，其上下兩端通過(guò)螺母5分別固定在與其對(duì)應(yīng)的錯(cuò)固塊上。
[0042] 上述主梁腹板結(jié)構(gòu)的施工步驟如下：
[0043] 步驟1、在誘筑主梁時(shí)，在主梁腹板的外側(cè)面同時(shí)誘筑所述錯(cuò)固塊，在錯(cuò)固塊中預(yù) 留所述孔道；
[0044] 步驟2、通過(guò)錯(cuò)固塊中的孔道穿送體外豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋，利用體外豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋 上端的螺母將體外豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋的上端固定在與其對(duì)應(yīng)的錯(cuò)固塊上部，然后用旋梓體外 豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋下端螺母的方式對(duì)體外豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋進(jìn)行張拉;張拉時(shí)在體外豎向預(yù)應(yīng) 力鋼筋上安裝與振動(dòng)測(cè)試儀器相連接的拾振器，測(cè)出體外豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉時(shí)的1階振 動(dòng)角頻率ω 1，，計(jì)算出豎向體外預(yù)應(yīng)力鋼筋內(nèi)產(chǎn)生的拉力Fr，當(dāng)拉力Fr與豎向體外預(yù)應(yīng)力鋼 筋內(nèi)產(chǎn)生的理論拉力Fd的差值不超過(guò)理論拉力Fd的5%時(shí)，停止張拉豎向體外預(yù)應(yīng)力鋼筋。
[0045] 體外豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋內(nèi)產(chǎn)生的理論拉力Fd為
[0046]
[0047] 停止張拉豎向體外預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)，主梁腹板左右兩外側(cè)面上的10根豎向體外預(yù)應(yīng) 力鋼筋的實(shí)測(cè)結(jié)果分別見(jiàn)下表：
[004引左側(cè)體外豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋實(shí)測(cè)結(jié)果表 [0049]
[0050]右側(cè)體外豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋實(shí)測(cè)結(jié)果表
[0化1 ]
[0052] 步驟3、對(duì)完成張拉后的體外豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋進(jìn)行防腐處理，主梁腹板結(jié)構(gòu)施工即 告完成。
[0053] 上述混凝±箱形梁橋投入運(yùn)營(yíng)后，經(jīng)過(guò)一年的實(shí)際考驗(yàn)，其主梁腹板未發(fā)生開(kāi)裂 現(xiàn)象，達(dá)到預(yù)期效果。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種混凝土箱形梁橋主梁腹板結(jié)構(gòu)，其特征在于，在主梁腹板(2)的兩外側(cè)面的上部 和下部增設(shè)上下對(duì)應(yīng)、沿順橋向間隔布置的錨固塊(4)，在上下對(duì)應(yīng)的錨固塊上安裝由精乳 螺紋鋼筋構(gòu)成的體外豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋(3)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土箱形梁橋主梁腹板結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述錨固塊沿順 橋向的相互間距sv為:50cm<s v< 120cm。
【文檔編號(hào)】E01D2/04GK205604061SQ201620294974
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年4月7日
【發(fā)明人】龐興, 薛興偉, 張海
【申請(qǐng)人】沈陽(yáng)建筑大學(xué)