二次張拉預應力裝配式波形鋼腹板組合梁及其施工方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及裝配式波形鋼腹板組合梁，尤其是涉及一種二次張拉預應力裝配式波 形鋼腹板組合梁，本發(fā)明還涉及該組合梁的施工方法。
【背景技術】
[0002] 混凝土橋梁一直以來在我國應用最廣，但混凝土橋梁砂石用量大、拆除后可重復 利用價值小、環(huán)境污染大，而鋼混組合結構橋梁在保持造價不增加的情況下，最大程度地減 少了混凝土用量、鋼結構可循環(huán)利用，是混凝土橋梁的最佳代替橋型。近年來，隨著波形鋼 腹板在橋梁工程上的不斷創(chuàng)新與實踐，裝配式波形鋼腹板組合梁逐漸成為一種重要的鋼混 組合橋梁結構形式，得到了廣泛運用。該種橋梁設計理論與混凝土橋梁相似，易于被工程師 掌握，施工方法與混凝土裝配式橋梁形式相同，不需要特殊的施工設備，結構自重減輕使得 架設方便，腹板采用鋼結構解決了混凝土斜裂縫問題。中國專利（CN 102220739 B，發(fā)明名 稱《一種波形鋼腹板預應力混凝土連續(xù)箱梁及施工方法》）就公開了現(xiàn)有的裝配式波形鋼腹 板組合梁的詳細施工方法：首先將波形鋼腹板梁單元(即工字梁單元）于工廠內(nèi)預制完成并 張拉體內(nèi)束后，運抵施工現(xiàn)場澆筑濕接縫和橫梁，形成閉合的波形鋼腹板連續(xù)梁，待后澆混 凝土強度等級滿足要求時，張拉支座處頂板負彎矩束及體外預應力鋼束。該種裝配式波形 鋼腹板組合梁，由于其預制工序以及結構形式和體外束自身造價較高等原因，在實際應用 中存在以下缺點： 1、 在工廠預制時，波形鋼腹板預制梁單元體內(nèi)預應力鋼束一次張拉完畢，在收縮徐變 的影響下，預制梁體會出現(xiàn)較大反拱，影響架設時施工控制精度以及成橋后結構的工作性 能； 2、 濕接縫在預制梁體架設完畢后澆筑，由于濕接縫需要采用體外鋼束的形式施加預應 力，導致結構中需布設體外束轉向器以及鋼束減震器等附屬設施，增加了施工工序，影響施 工周期； 3、 體外預應力鋼束需采用環(huán)氧涂層作為保護層，其單價高于體內(nèi)預應力束，增加了該 形式橋梁的建造費用； 4、 體外鋼束由于長期暴露在大氣中，其自身的涂層會逐漸劣化，水、灰塵等會對其進行 腐蝕，而體外鋼束更換難度大，將影響橋梁結構使用的耐久性； 5、 如果后澆注的濕接縫采用鋼筋混凝土結構，預制部分與后澆部分將存在較大的應力 差，在收縮徐變等因素作用下受力不明確。
[0003] 鑒于以上缺點，現(xiàn)有的裝配式波形鋼腹板組合梁在實際應用過程中存在一定的局 限性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有裝配式波形鋼腹板組合梁存在的不足，提供一種二次 張拉預應力裝配式波形鋼腹板組合梁，本發(fā)明還提供該組合梁的施工方法。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明可采取下述技術方案： 本發(fā)明所述的二次張拉預應力裝配式波形鋼腹板組合梁，包括由多個預制波形鋼腹板 梁梁體連接而成的組合梁；所述預制波形鋼腹板梁梁體包括波形鋼腹板，通過上、下連接件 與所述波形鋼腹板相連接的混凝土頂板和混凝土底板；所述混凝土頂板和混凝土底板的橫 向連接端分別設置有橫向連接鋼筋，所述混凝土頂板和混凝土底板內(nèi)均衡布置有縱向連接 鋼筋；在所述混凝土底板內(nèi)對稱設置有一次張拉預應力孔道和二次張拉預應力孔道，其內(nèi) 分別穿設有一次張拉預應力鋼束和二次張拉預應力鋼束。
[0006] 本發(fā)明所述的二次張拉預應力裝配式波形鋼腹板組合梁的施工方法為：首先在預 制場預制波形鋼腹板梁梁體，并張拉一次預應力鋼束；現(xiàn)場施工橋臺或橋墩，安裝臨時支 座；將預制好的波形鋼腹板梁梁體運抵施工現(xiàn)場，利用吊裝設備將所述預制梁梁體吊裝至 橋臺或橋墩上的指定位置；綁扎或焊接相鄰預制梁體頂、底板的橫向連接鋼筋，綁扎或焊 接相鄰預制梁梁體的縱向連接鋼筋，然后澆注橫梁和梁體之間的濕接縫，使主梁形成封閉 的箱型斷面和連續(xù)結構；待橫梁和濕接縫的混凝土強度滿足要求后，張拉混凝土底板中的 二次預應力鋼束，張拉墩頂負彎矩鋼束，拆除臨時支座，形成一跨簡支梁或者多跨連續(xù)梁體 系，結束施工。
[0007] 如果不考慮等待濕接縫混凝土強度達到要求的時間周期，二次預應力鋼束也可以 在橫梁澆注前張拉，這時，其施工方法為：首先在預制場預制波形鋼腹板梁梁體，并張拉一 次預應力鋼束；現(xiàn)場施工橋臺或橋墩，安裝臨時支座；將預制好的波形鋼腹板梁梁體運抵 施工現(xiàn)場，利用吊裝設備將所述預制梁梁體吊裝至橋臺或橋墩上的指定位置；綁扎或焊接 相鄰預制梁梁體頂、底板的橫向連接鋼筋，澆筑相鄰預制梁梁體之間的濕接縫，待濕接縫混 凝土強度達到要求后，張拉預制梁梁體混凝土底板中的二次預應力鋼束；然后綁扎或焊接 相鄰預制梁梁體的縱向連接鋼筋，澆筑橫梁，待橫梁混凝土達到一定強度后，張拉墩頂負彎 矩鋼束，拆除臨時支座，形成一跨簡支梁或者多跨連續(xù)梁體系，結束施工。
[0008] 本發(fā)明相較于現(xiàn)有的裝配式鋼腹板組合梁，具有以下優(yōu)點： (1)由于本發(fā)明體內(nèi)預應力鋼束分兩次張拉：預制波形鋼腹板梁梁體時先張拉一次預 應力鋼束，待組合后的主梁架設完畢，并且濕接縫澆注后再張拉二次體內(nèi)預應力鋼束，能夠 減少預制波形鋼腹板梁因收縮徐變所產(chǎn)生的反拱，提高橋梁的架設精度。
[0009] (2)本發(fā)明取消了波形鋼腹板橋梁中常用的體外預應力鋼束，減免了體外鋼束所 需設置的轉向器及鋼束減震等附屬設施，簡化了橋梁結構，能夠降低成本及縮短施工工期， 且不需考慮后期運營過程中體外鋼束的防腐及更換等問題(體外鋼束正常的使用年限為30 年左右，體內(nèi)預應力鋼束可保證使用100年且無需更換)，提高了結構的使用性能。
[0010] (3)本發(fā)明中的二次預應力鋼束可多點平行進行張拉施工，施工速度快； (4) 本發(fā)明中所用的預應力鋼束均為常規(guī)預應力鋼絞線，不需要采用特殊的預應力鋼 絞線； (5) 本發(fā)明結構中，當濕接縫澆筑完成后，才需張拉混凝土底板中預留的二次預應力鋼 束，因此，在濕接縫中具有縱橋向預壓應力，能夠提高結構的整體性及安全性。
【附圖說明】
[0011] 圖1是本發(fā)明預制波形鋼腹板梁的結構示意圖。
[0012] 圖2是本發(fā)明裝配式波形鋼腹板組合梁的結構示意圖。
[0013] 圖3是圖2的橫斷面放大圖。
[0014] 圖4-6是本發(fā)明二次張拉預應力鋼束的三種錨固形式。
[0015] 圖7是常規(guī)梁的斷面圖。
【具體實施方式】
[0016] 下面結合附圖，對本發(fā)明做更進一步詳細的敘述。
[0017] 本發(fā)明所述的二次張拉預應力裝配式波形鋼腹板組合梁，包括由多個預制波形鋼 腹板梁梁體連接而成的組合梁；本發(fā)明所用的預制波形鋼腹板梁梁體如圖1所示，包括波 形鋼腹板1-1，通過剪力鍵1-4或其他形式的上、下連接件與波形鋼腹板1-1相連接的混凝 土頂板1-2和混凝土底板1-3 ;混凝土頂板1-2和混凝土底板1-3的橫向連接端分別設置 有橫向連接鋼筋1-5,混凝土頂板1-2和混凝土底板1-3內(nèi)均衡布置有縱向連接鋼筋1-6 ; 在混凝土底板1-3內(nèi)對稱設置有一次張拉預應力孔道和二次張拉預應力孔道，其內(nèi)分別穿 設有一次張拉預應力鋼束1-7和二次張拉預應力鋼束1-8 ;將相鄰預制波形鋼腹板梁梁體 的橫向連接鋼筋1-5及縱向連接鋼筋1-6通過焊接或綁扎的形式相互連接在一起，波形鋼 腹板1-1通過螺栓或焊接進行連接，預制波形鋼腹板梁梁體之間通過濕接縫2和橫梁3進 行連接，如圖2、圖3所示，即形成一跨或多跨的波形鋼腹板組合梁。
[0018] 施工實例1 本發(fā)明的二次張拉預應力裝配式波形鋼腹板組合梁的施工方法為： 一、預制波形鋼腹板梁梁體： 1)一次預應力鋼束采用后張法時，其預制過程為：綁扎混凝土頂板1-2和底板1-3內(nèi)的 普通鋼筋，通過剪力鍵1-4 (或者其他連接形式)將波形鋼腹板1-1與混凝土頂、底板內(nèi)的鋼 筋連接，并預埋一次張拉預應力孔道1-7和二次張拉預應力孔道1-8 ;架設混凝土模板，澆 筑混凝土頂板1-2和混凝土底板1-3。在綁扎鋼筋的過程中預留橫向和縱向連接鋼筋1-5 及1-6,待頂板1-2和底板1-3的混凝土強度滿足標準后