[实用新型]装配式先张法预应力波形钢腹板组合箱梁

说明书

技术领域

本实用新型涉及桥梁建筑技术领域，尤其是涉及一种适于大型桥梁的装配式先张法预应力波形钢腹板组合箱梁。

背景技术

传统预制箱梁腹板多为混凝土材质，不仅重量大且易开裂，故混凝土箱梁只适合应用于小跨径（40m以下）的公路桥梁。波形钢腹板PC组合箱梁桥是20世纪80年代出现的一种新型桥梁结构，其所使用的波形钢腹板具有优良的稳定性和不抵抗轴向力的特性，使预应力能有效地加载于混凝土顶板和预应力混凝土底板上；此外，波形钢腹板PC组合箱梁桥施工简便，能够有效缩短工期，因此在大中型桥梁（50m以上跨径）中得到了广泛的应用。

波形钢腹板PC组合箱梁在施工时，一般先在预制场内预制一体化结构的包括顶板、底板和波形钢腹板的工字型梁体单元，再在现场将上述拼接单元进行横向和纵向拼接后完成桥梁施工，如中国专利“二次张拉预应力装配式波形钢腹板组合梁及其施工方法”（申请号201510255113.0）就公开了上述结构的工字形预制件，并于相应的时机施加二次预应力，实现工字形预制件的横向拼装。上述工字型拼装单元自身稳定性差，且体积大，吨位重（例如单个预制工字形单元每延米的重量即可达5t左右），其运输成本和吊装成本较高，吊装安全性较低；同时，由于波形钢腹板与顶板和底板之间采用固定连接方式，因此该预制拼装单元内的各部件不可调整、不可替换，增加了后期维护的难度。

中国专利“拼装式预应力混凝土组合箱梁”（申请号200620126505.3）公开了一种组合箱梁的拼装单元，即将钢筋预制混凝土顶板、钢筋预应力混凝土底板和波形钢腹板分为三个部分分别进行整体预制，吊装就位后，在桥位处对三者进行竖向拼接，通过螺栓连接后形成箱梁梁体单元。相对于一体式结构，这种分开预制的箱梁顶板、底板和腹板体积小、重量轻，便于运输和吊装，适用于小跨径的、整孔架设的桥梁。对于大型桥梁，例如桥宽为16.75m的波形钢腹板箱梁桥，其每延米的重量高达10t以上，因此即便采用这种结构，各预制件的体积、重量仍然较大，运输及吊装优势不明显；同时，由于钢腹板竖直设置，具有以下缺点：Ⅰ.抗扭性能较差；Ⅱ.箱梁底板宽度及自重较大；Ⅲ.美观性较差；Ⅳ.直腹板日照面积大，受温度力影响大；此外，该专利没有考虑实际施工时预应力钢束的施加时机和预留孔道等情况，且对于负弯矩区的处理措施也未加论述，缺乏应对梁体荷载变形的措施和具体施工工艺方面的详细考虑，施工可行性较差。

发明内容

本实用新型提供一种装配式先张法预应力波形钢腹板组合箱梁，目的在于解决现有波形钢腹板PC 组合箱梁应用于大型桥梁时容易出现运输、吊装和后期维护等方面的问题。

为实现上述目的，本实用新型可采取下述技术方案：

本实用新型所述的装配式先张法预应力波形钢腹板组合箱梁，包括由多个预制梁体单元纵向连接而成的组合梁，所述预制梁体单元包括单独预制的混凝土顶板、预应力混凝土底板和波形钢腹板，预制梁体单元为混凝土顶板宽度大于预应力混凝土底板宽度、且波形钢腹板倾斜设置的倒梯形结构；所述混凝土顶板内置有纵向连接筋和用于穿设墩顶负弯矩张拉钢束的预应力孔道，混凝土顶板两侧沿纵向间隔开设有多个上栓钉槽口；所述预应力混凝土底板内置有纵向连接筋和先张拉预应力钢束，预应力混凝土底板两侧沿纵向间隔开设有多个下栓钉槽口；所述波形钢腹板上下两端均焊接有翼缘板，所述翼缘板上焊接有与所述上、下栓钉槽口相配合的栓钉群。

所述波形钢腹板的倾斜角度为25°-40°，此时，倒梯形预制梁体单元结构最稳固。

本实用新型提供的装配式先张法预应力波形钢腹板组合箱梁，采用单独预制的混凝土顶板、预应力混凝土底板和波形钢腹板，并在现场将波形钢腹板倾斜插装在混凝土顶板和预应力混凝土底板之间，从而形成外型美观、整体抗扭能力较强的倒梯形预制梁体单元，之后再进行纵向拼接浇筑。上述倒梯形的预制梁体单元结构一方面充分利用了波形钢腹板的“褶皱效应”实现箱梁化整为零，实现在竖向上的进一步分块，将预制构件体积充分减小，特别是预应力混凝土底板的体积、重量减小，更加易于运输和吊装，有利于桥梁的快速架设，同时避免了整体预制的工字形构件自身稳定性差的问题；另一方面利用了波形钢腹板特有的弱“梁端效应”，在顶板内设置有后张拉预应力钢束，底板内设置先张拉预应力钢束，用于抵抗混凝土收缩徐变产生的应力，与施工过程完美配合，减少了现场钢束张拉工程量，实现施工的最大便捷。此外，倾斜设置的波形钢腹板由于日照面积小，受温度影响较小，有利于延长桥梁寿命。上述腹板通过端部栓钉群插装在顶、底板栓钉槽口内的方式进行连接，连接牢固、施工便捷。由此可见，本实用新型的优点可以体现在以下几点：