一種0號(hào)塊箱梁臨時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼束體系的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種0號(hào)塊箱梁臨時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼束體系，包括0號(hào)塊箱梁的腹板設(shè)有貫穿腹板的預(yù)留孔道，預(yù)留孔道內(nèi)埋置波紋管，波紋管內(nèi)置塑料膠管，臨時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼束從塑料膠管內(nèi)穿過，臨時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼束與塑料膠管之間空隙填充有壓漿水泥漿，臨時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼束伸出腹板的兩端固定在錨具上，由錨具上的錨具夾片錨固。本發(fā)明的有益效果是該臨時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼束和臨時(shí)支架組成體系通過0號(hào)塊一層混凝土內(nèi)施加預(yù)應(yīng)力鋼束，可以改善設(shè)計(jì)的臨時(shí)支架系統(tǒng)受力不均現(xiàn)象，提高臨時(shí)支架系統(tǒng)穩(wěn)定性能。該體系構(gòu)造簡單，使用方便。
【專利說明】一種O號(hào)塊箱梁臨時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼束體系
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于橋梁設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種O號(hào)塊箱梁臨時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼束體系。
【背景技術(shù)】
[0002]在懸臂施工中，一般采用滿堂支架法，強(qiáng)度達(dá)到規(guī)定值后，以O(shè)號(hào)塊為操作平臺(tái)，在其上安裝施工機(jī)械、掛籃等進(jìn)行對(duì)稱澆筑或裝配I號(hào)塊、2號(hào)塊等等。一般來講，O號(hào)塊質(zhì)量很大，混凝土厚度很厚，承受大的彎矩，長度較長以保證足夠的空間放置施工機(jī)械，對(duì)稱的1、2號(hào)塊根據(jù)跨度一般為3.5?4m之間。大體量O號(hào)塊箱梁支架系統(tǒng)重量較大，一般的橋梁建設(shè)，懸臂施工的O號(hào)塊的體重均有臨時(shí)支架系統(tǒng)承擔(dān)，易造成兩次澆筑處和底板處產(chǎn)生裂縫,對(duì)臨時(shí)支架系統(tǒng)要求較高,成本增加。
[0003]元通黃河大橋主截面為單箱三室O號(hào)塊混凝土 1880m3，O號(hào)塊全長為20米，以主墩承臺(tái)做基礎(chǔ)搭設(shè)落地支架進(jìn)行現(xiàn)澆，通過設(shè)計(jì)讓支架立柱起到臨時(shí)固結(jié)作用。(文獻(xiàn)見:超長O號(hào)塊支架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和施工(張慶文，吳靖江，周東坡.城市道路與防洪，2012，(6):212-214))。
[0004]魚洞長江大橋主截面為單箱兩室，O號(hào)塊混凝土 1640m3，O號(hào)塊全長為18米，第一層內(nèi)增加臨時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼束，加大第一層已澆混凝土的抗彎承載能力，防止在其上繼續(xù)加載時(shí)，一些考慮不到的支架局部變形會(huì)使第一層混凝土的上表面出現(xiàn)拉應(yīng)力，從而造成兩層交接處腹板表面的裂紋。(文獻(xiàn)見:重慶魚洞長江大橋主橋O號(hào)塊施工技術(shù)(仝有榮.山西交通科技，2007，(3):45-47))。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在提供一種O號(hào)塊箱梁臨時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼束體系，解決了現(xiàn)有臨時(shí)支架系統(tǒng)在O號(hào)塊二次澆注時(shí)，支架局部變形使第一層已澆筑砼的表面出現(xiàn)拉應(yīng)力，從而造成兩層交接處的腹板表面產(chǎn)生裂縫的問題。
[0006]現(xiàn)有臨時(shí)支架系統(tǒng)在O號(hào)塊二次澆注時(shí)容易產(chǎn)生局部變形，(現(xiàn)有臨時(shí)支架系統(tǒng)在第一次澆筑后，澆筑第二次時(shí)沒有配備O號(hào)塊階段預(yù)應(yīng)力，O號(hào)塊階段預(yù)應(yīng)力是在第二次澆筑后，即O號(hào)塊澆筑完成后張拉得到)從而造成兩層交接處的腹板表面產(chǎn)生裂縫，本發(fā)明在臨時(shí)支架系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了臨時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼束。
[0007]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是包括O號(hào)塊箱梁的腹板設(shè)有貫穿腹板的預(yù)留孔道，預(yù)留孔道內(nèi)埋置波紋管，波紋管內(nèi)置塑料膠管，臨時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼束從塑料膠管內(nèi)穿過，臨時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼束與塑料膠管之間空隙填充有壓漿水泥漿，臨時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼束伸出腹板的兩端固定在錨具上，由錨具上的錨具夾片錨固。
[0008]本發(fā)明的特點(diǎn)還在于預(yù)留孔道中間為直線部分，兩邊為曲線部分，直線部分距離橋面為8米，兩邊曲線部分的兩端上翹，曲線端頭距離橋面為4米，直線部分長度為16米，兩邊曲線部分長度均為6米。臨時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼束由13束7股15.2mm直徑的鋼絞線束組成。
[0009]本發(fā)明O號(hào)塊箱梁臨時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼束體系的施工方法是在O號(hào)塊第一次澆筑前四個(gè)腹板2上的每個(gè)腹板2預(yù)制預(yù)留孔道4，在預(yù)留孔道4中埋置波紋管3，波紋管3內(nèi)置塑料膠管5，0號(hào)塊第一次澆筑完成后，用臨時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼束I配置鋼絞線穿入塑料膠管5，將臨時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼束I依次穿過錨具6，在錨具夾片7上施加預(yù)緊后，即可進(jìn)行張拉，預(yù)應(yīng)力張拉完成后，再進(jìn)行O號(hào)塊第二次澆筑的模板安裝、鋼筋綁扎、混凝土澆筑，完成整個(gè)施工。
[0010]本發(fā)明的有益效果是該臨時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼束和臨時(shí)支架組成體系通過O號(hào)塊一層混凝土內(nèi)施加預(yù)應(yīng)力鋼束，可以改善設(shè)計(jì)的臨時(shí)支架系統(tǒng)受力不均現(xiàn)象，提高臨時(shí)支架系統(tǒng)穩(wěn)定性能。該體系不僅可以改善臨時(shí)支架系統(tǒng)受力情況，而且在臨時(shí)鋼束張拉后避免已澆筑混凝土表面出現(xiàn)拉應(yīng)力，防止兩層交接處的腹板表面產(chǎn)生裂縫。同時(shí)，可避免臨時(shí)支架系統(tǒng)鋼管柱設(shè)計(jì)數(shù)量過大浪費(fèi)材料，使臨時(shí)支架施工復(fù)雜化。該體系構(gòu)造簡單，使用方便。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明一種O號(hào)塊箱梁臨時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼束體系的O號(hào)塊立面剖視圖；
[0012]圖2為O號(hào)塊臨時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼束橫斷面布置圖；
[0013]圖3為臨時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼束通過鋪具首I]面不意圖；
[0014]圖4為臨時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼束橫截面示意圖；
[0015]圖5為O號(hào)塊箱梁第一次澆筑砼1/2模型圖；
[0016]圖6為工況I整體應(yīng)力云圖；
[0017]圖7為工況I局部應(yīng)力云圖；
[0018]圖8為工況2整體應(yīng)力云圖；
[0019]圖9為工況2局部應(yīng)力云圖；
[0020]圖10為工況3整體應(yīng)力云圖；
[0021]圖11為工況3局部應(yīng)力云圖；
[0022]圖12為O號(hào)塊根部截面預(yù)應(yīng)力布置示意圖。
[0023]圖中，1.臨時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼束，2.腹板，3.波紋管，4.預(yù)留孔道，5.塑料膠管，6.錨具，
7.鋪具夾片。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0025]如圖1和圖2所示，本發(fā)明專利涉及一種全長較大O號(hào)塊箱梁澆注過程中臨時(shí)支架系統(tǒng)新設(shè)計(jì)方案，尤其是增加O號(hào)塊箱梁臨時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼束I協(xié)同臨時(shí)支架系統(tǒng)組成臨時(shí)支撐體系。懸澆施工O號(hào)塊箱梁是體量較大的橋梁，O號(hào)塊箱梁的臨時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼束I可改善支架系統(tǒng)受力性能。它是通過臨時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼束I穿過單箱三室O號(hào)塊箱梁四個(gè)腹板2預(yù)留的波紋管3的預(yù)留孔道4，波紋管3內(nèi)套有塑料膠管5，兩端采用錨具6同時(shí)臨時(shí)張拉，形成臨時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼束I和臨時(shí)支架系統(tǒng)體系，應(yīng)對(duì)O號(hào)塊箱梁第二次澆注。該體系加大第一次已澆筑砼抗彎承載能力，分擔(dān)二次澆筑砼的重量，避免兩次澆筑處和底板處產(chǎn)生裂縫，保證橋梁施工安全。
[0026]實(shí)施過程中，在O號(hào)塊第一次澆筑前埋置波紋管3，四個(gè)腹板2上每個(gè)腹板2預(yù)制埋放波紋管的預(yù)留孔道4，預(yù)留孔道4中間為直線部分，兩邊為曲線部分，預(yù)留孔道4直線部分中心處距離橋面為8米，兩邊曲線部分的兩端距離橋面為4米，直線部分為16米，兩邊曲線部分分別長6米。澆筑完后養(yǎng)護(hù)混凝土強(qiáng)度達(dá)到75%。如圖3和圖4所示，采用臨時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼束I配置7股15.2鋼絞線13束穿入塑料管5，將鋼束依次穿過錨板和錨具夾片7，在夾片上施加預(yù)緊后，即可進(jìn)行張拉。預(yù)應(yīng)力張拉完成后，再進(jìn)行O號(hào)塊第二次澆筑的模板安裝、鋼筋綁扎、混凝土澆筑等工作。
[0027]為了克服現(xiàn)有臨時(shí)支架系統(tǒng)在O號(hào)塊二次澆注時(shí)，考慮不到的支架局部變形使第一層已澆筑砼的表面出現(xiàn)拉應(yīng)力，從而造成兩層交接處的腹板表面產(chǎn)生裂縫；以及為了減少第一次已澆筑砼和支架體系承重，避免支架出現(xiàn)不均勻沉降，造成箱梁底板出現(xiàn)裂縫。本發(fā)明提供的O號(hào)塊箱梁臨時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼束系統(tǒng)改善臨時(shí)支架系統(tǒng)受力性能的專用體系，該體系不僅可以改善臨時(shí)支架系統(tǒng)受力情況，而且在臨時(shí)鋼束張拉后避免已澆筑混凝土表面出現(xiàn)拉應(yīng)力，防止兩層交接處的腹板2表面產(chǎn)生裂縫。
[0028]經(jīng)過現(xiàn)場驗(yàn)證，該臨時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼束I和臨時(shí)支架組成體系通過O號(hào)塊一層混凝土內(nèi)施加預(yù)應(yīng)力鋼束，可以改善設(shè)計(jì)的臨時(shí)支架系統(tǒng)受力不均現(xiàn)象，提高臨時(shí)支架系統(tǒng)穩(wěn)定性能。同時(shí)，可避免臨時(shí)支架系統(tǒng)鋼管柱設(shè)計(jì)數(shù)量過大浪費(fèi)材料，使臨時(shí)支架施工復(fù)雜化。該該體系構(gòu)造簡單，使用方便。并解決了現(xiàn)有臨時(shí)支架系統(tǒng)在O號(hào)塊二次澆注時(shí)，支架局部變形使第一層已澆筑砼的表面出現(xiàn)拉應(yīng)力，從而造成兩層交接處的腹板2表面產(chǎn)生裂縫的問題，以及為了減少第一次已澆筑砼和支架體系承重，避免支架出現(xiàn)不均勻沉降，造成箱梁底板出現(xiàn)裂縫的問題。
[0029]下面列舉具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明:
[0030]實(shí)施例1:
[0031]1.青弋江特大橋136m連續(xù)梁增加臨時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼束系統(tǒng)實(shí)施，跨青弋江(72+136+72) m連續(xù)梁O號(hào)塊總長28m，頂板寬22.8m，底板寬16.5m,中支點(diǎn)處梁高11m，端部梁高9.148m,兩端各懸臂11.5m, O號(hào)塊砼采用C55纖維混凝土，混凝土共計(jì)2270.9方，鋼筋 334t。
[0032]O號(hào)塊輪2270.9方,根據(jù)需要米用2次燒筑O號(hào)塊。第一次燒筑至墩頂梁底8m處，澆注1536方；第二次澆筑完成剩余腹板及頂板砼735方。由于O號(hào)塊采用二次澆筑，第二次澆筑前對(duì)施工縫做以下處理:
[0033]①對(duì)第一次澆筑的砼頂面進(jìn)行鑿毛處理，清除水泥薄膜和松動(dòng)石子以及松弱混凝土層，鑿毛后露出的新鮮混凝土面積不得低于總面積的75%，并沖洗干凈，且不得有積水。要做到:去掉乳皮，微露粗砂，表面粗糙。
[0034]②二次澆筑前，水平施工縫宜先鋪上IOmm?15mm厚的水泥砂漿一層，其水膠比略低于混凝土、膠砂比為1:2。
[0035]③在二次澆筑前用水濕潤舊砼表面且混凝土應(yīng)細(xì)致振搗密實(shí)，以保證新舊混凝土的緊密結(jié)合。
[0036]除對(duì)施工縫進(jìn)行處理之外，在O號(hào)塊箱梁第一次澆筑砼4個(gè)腹板2中增加本發(fā)明的臨時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼束1，經(jīng)驗(yàn)證達(dá)到如下目的:
[0037]1、加大第一層已澆筑砼的抗彎承載能力，解決了支架局部變形使第一層已澆筑砼的表面出現(xiàn)拉應(yīng)力，從而造成兩層交接處的腹板2表面產(chǎn)生裂縫的問題。
[0038]2、臨時(shí)預(yù)應(yīng)力束分擔(dān)第二次澆筑砼的重量，減少第一次已澆筑砼和支架體系承重，避免了支架出現(xiàn)不均勻沉降，造成箱梁底板出現(xiàn)裂縫的問題。[0039]應(yīng)施工方要求，課題組采用大型商業(yè)有限元軟件ANSYS對(duì)青弋江特大橋136m連續(xù)梁O號(hào)塊進(jìn)行臨時(shí)預(yù)應(yīng)力束配置驗(yàn)算。
[0040]計(jì)算內(nèi)容如下:
[0041]2.荷載計(jì)算:
[0042]2.1預(yù)應(yīng)力束承擔(dān)荷載，
[0043]O號(hào)塊單側(cè)懸臂部分長11.5m，經(jīng)計(jì)算第一次澆筑完成后，其中部截面面積為41m2，由此產(chǎn)生的均布重力荷載為:
[0044]q=2500 X 41X10=1025kN/m
[0045]這部分荷載將由臨時(shí)預(yù)應(yīng)力束部分抵消，擬抵消27%的重力荷載，則預(yù)應(yīng)力索承擔(dān)的荷載為:
[0046]中部索:q*=l/3qX27%=l/3X1025X27%=92.25kN/m
[0047]端部索:q*=l/6qX27%=l/6X1025Χ27%=46.125kN/m
[0048]2.2第二次澆筑的砼對(duì)第一次澆筑部分產(chǎn)生的荷載。
[0049]第二次燒筑部分輪的截面積為22.8m2,總長11.5m,作用于第一次燒筑的輪上，大小為:
[0050]22.8X25=570kN/m
[0051]兩次澆筑的砼通過4個(gè)腹板連結(jié)，可近似認(rèn)為第一次澆筑的砼在每個(gè)腹板處承受相同的荷載作用，即每個(gè)腹板承受線荷載為:
[0052]1/4X570=142.5kN/m
[0053]2.3 總荷載，
[0054]在第一次澆筑砼的頂部腹板處以面荷載的形式施加荷載，腹板寬為0.95m。計(jì)算如下:
[0055]中部腹板:(142.5-92.25) /0.95=52.9kN/m2
[0056]端部腹板:(142.5-46.125)/0.95=101.4kN/m2。
[0057]3.計(jì)算模型:
[0058]在ANSYS中建立O號(hào)塊箱梁第一次澆筑砼的1/2模型，根部采用固端約束，底面在縱向支撐位置施加線絞支約束。模型圖見圖5。
4.強(qiáng)度計(jì)算:
[0059]4.1工況1:第一次澆筑的混凝土在自重作用下的強(qiáng)度驗(yàn)算。圖6為工況I整體應(yīng)力云圖。
[0060]第一次燒筑的混凝土在自重作用下的最大應(yīng)力為0.093Mpa,在O號(hào)塊根部頂端。圖7為工況I局部應(yīng)力云圖。
[0061]箱梁底部最大應(yīng)力為0.016Mpa。
[0062]4.2工況2:二次澆筑荷載作用下的強(qiáng)度驗(yàn)算，圖8為工況2整體應(yīng)力云圖。
[0063]在上部結(jié)構(gòu)自重荷載作用下箱梁最大應(yīng)力為0.183Mpa，在O號(hào)塊根部頂端。圖9為工況2局部應(yīng)力云圖。
[0064]箱梁底部最大應(yīng)力為0.030Mpa。
[0065]4.3工況3:考慮預(yù)應(yīng)力束作用的強(qiáng)度驗(yàn)算。圖10為工況3整體應(yīng)力云圖。
[0066]考慮預(yù)應(yīng)力束作用，箱梁最大應(yīng)力為0.153Mpa，在O號(hào)塊根部頂端。圖11為工況3局部應(yīng)力云圖。
[0067]箱梁底部最大應(yīng)力為0.025Mpa。
[0068]5.預(yù)應(yīng)力束布置:
[0069]對(duì)于中部預(yù)應(yīng)力索:
[0070]
【權(quán)利要求】
1.一種O號(hào)塊箱梁臨時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼束體系，其特征在于:包括O號(hào)塊箱梁的腹板(2)，腹板(2)設(shè)有貫穿腹板(2)的預(yù)留孔道(4)，預(yù)留孔道(4)內(nèi)埋置波紋管(3)，波紋管(3)內(nèi)置塑料膠管(5)，臨時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼束(I)從塑料膠管(5)內(nèi)穿過，臨時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼束(I)與塑料膠管(5)之間空隙填充有壓漿水泥漿，臨時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼束(I)伸出腹板(2)的兩端固定在錨具(8)上，由錨具(8)上的錨具夾片(9)錨固。
2.按照權(quán)利要求1所述一種O號(hào)塊箱梁臨時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼束體系，其特征在于:所述預(yù)留孔道(4)中間為直線部分，兩邊為曲線部分，預(yù)留孔道(4)直線部分中心處距離橋面為8米，兩邊曲線部分的兩端距離橋面為4米，直線部分為16米，兩邊曲線部分分別長6米。
3.按照權(quán)利要求1所述一種O號(hào)塊箱梁臨時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼束體系，其特征在于:所述臨時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼束(I)由7股15.2_直徑的鋼絞線13束組成。
4.應(yīng)用權(quán)利要求1所述一種O號(hào)塊箱梁臨時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼束體系的施工方法，其特征在于按照以下步驟進(jìn)行:在O號(hào)塊第一次澆筑前4個(gè)腹板(2)上每個(gè)腹板(2)預(yù)制預(yù)留孔道(4)，在預(yù)留孔道(4)中埋置波紋管(3)，波紋管(3)內(nèi)置塑料膠管(5)，用臨時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼束(I)配置鋼絞線穿入塑料膠管(5)，將臨時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼束(I)依次穿過錨具(6)，在錨具夾片(7)上施加預(yù)緊后，即可進(jìn)行張拉，預(yù)應(yīng) 力張拉完成后，再進(jìn)行O號(hào)塊第二次澆筑的模板安裝、鋼筋綁扎、混凝土澆筑，完成整個(gè)施工。
【文檔編號(hào)】E01D21/10GK103898838SQ201410139654
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年4月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月9日
【發(fā)明者】顏炳仁, 劉榮桂, 蔡?hào)|升, 騰斌, 溫惠清, 李建勛, 楊曉宇, 周鋒, 魏斌, 姚彬, 劉猛, 陳勇華, 王許峰, 任權(quán), 魏源, 王兵, 趙東升, 魏璞, 任鵬, 陳志清, 陳令康 申請人:中交隧道工程局有限公司, 江蘇金土木建設(shè)集團(tuán)有限公司, 江蘇大學(xué)