[实用新型]基于混合预应力的装配式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，尤其是涉及一种适用于大型桥梁的基于混合预应力的装配式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。PC波形钢腹板箱梁采用抗剪效率高的波形钢板作为腹板，不仅减轻箱梁的自重，而且由于波形钢腹板特有的“褶皱效应”，预应力能高效地施加在混凝土顶底板上，近年来在大中型桥梁（50m以上跨径）上获得广泛的应用。

现有波形钢腹板PC 组合箱梁多采用如下两种形式进行施工：

一种是将整个箱梁梁体的钢筋预制混凝土顶板、钢筋预制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，之后再吊装就位，在桥位处采用螺栓连接拼装。中国专利“拼装式预应力混凝土组合箱梁”（申请号200620126505.3）就公开了上述结构的预制件，并着重介绍了波形钢腹板与顶板、底板的连接方式。但是，由于这种结构的箱梁顶板、底板和腹板均为一体式结构，单个预制构件的重量仍然很重。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，施工时即便分别吊装单个预制构件仍然十分困难。其次，为方便运输，预制构件的长度通常不会很长，上述整孔架设结构仅限于小跨径的桥梁，对于大跨径的桥梁，顶板和腹板还是会采用分段预制的形式。另外，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，如果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，施工的可行性较差。

另一种是将顶板、底板和波形钢腹板固定连成工字结构的预制拼装单元，在现场将多个工字结构的拼装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。上述预制的拼装单元体积大，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），而且自身的稳定性也较差，易造成运输成本和吊装成本上升；在安装过程中对起吊设备要求较高，吊装安全性较低。

发明内容

本实用新型提供一种基于混合预应力的装配式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，本实用新型充分利用波形钢腹板组合箱梁的特点，在不同板件内于不同时机施加预应力：对于波形钢腹板组合梁来说，由于波形钢腹板具有不抵抗轴力的特点，预制混凝土底板的轴向力与外加预应力能在时间和空间上可以达到天然的分离，因而可将预制混凝土底板的预应力一次张拉至设计值；利用波形钢腹板组合梁“弱梁端效应”的特点，预制混凝土底板内采用直线型先张法预应力钢束。在完成横向工字梁拼装完成后，再张拉预制混凝土底板的二次预应力钢束和相邻跨径墩顶负弯矩区的顶板预应力钢束，具体可采取下述技术方案：

本实用新型所述的基于混合预应力的装配式波形钢腹板组合箱梁，包括由多个工字型梁体单元进行横向和纵向连接而成的组合梁体，所述工字型梁体单元由单独预制的预制混凝土顶板、预制混凝土底板和波形钢腹板拼接组成；所述预制混凝土顶板内预埋有横向连接钢筋、纵向连接钢筋和用于穿设墩顶负弯矩张拉钢束的顶板预应力孔道，预制混凝土顶板两侧沿纵向间隔开设有多个上栓钉槽口；所述预制混凝土底板内预埋有横向连接钢筋、纵向连接钢筋、先张法预应力钢束和用于穿设二次预应力钢束的底板预应力孔道，预制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。

组成所述工字型梁体单元的单个预制混凝土顶板、预制混凝土底板和波形钢腹板的长度分别为5-30米。