預(yù)制拼裝的魚腹工字型預(yù)應(yīng)力鋼混組合簡支梁橋及其施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于交通運輸橋涵工程領(lǐng)域，尤其涉及一種預(yù)制拼裝的魚腹工字型預(yù)應(yīng)力鋼混組合簡支梁橋及其施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著立體交通基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展，在人口密集區(qū)域城市橋梁施工或高速公路跨線施工時，面臨著繁忙交通條件下橋梁結(jié)構(gòu)施工過程不中斷交通的問題，這對施工安全性要求高、施工周期要求短，同時還要兼顧景觀與環(huán)保要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種構(gòu)件方便預(yù)制、現(xiàn)場安裝快速的預(yù)制拼裝的魚腹工字型預(yù)應(yīng)力鋼混組合簡支梁橋及其施工方法，以滿足立體交通施工安全性高、周期短、注重景觀與環(huán)保的要求。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:預(yù)制拼裝的魚腹工字型預(yù)應(yīng)力鋼混組合簡支梁橋，采用預(yù)制魚腹板梁和預(yù)制混凝土橋面板，在魚腹工字型梁下翼緣采用鋼包混凝土構(gòu)件，在下翼緣鋼包混凝土構(gòu)件的混凝土中張拉預(yù)應(yīng)力。
[0005]該鋼混組合簡支梁橋的矢跨比控制在1/15-1/20之間，下翼緣魚腹線型為懸鏈線或拋物線。
[0006]該鋼混組合簡支梁橋的支座截面高度與跨中最大高度之比控制在1/2-2/3之間。
[0007]上述預(yù)制拼裝的魚腹工字型預(yù)應(yīng)力鋼混組合簡支梁橋的施工方法，包括以下步驟:
[0008]<1>提前預(yù)制混凝土橋面板和預(yù)制魚腹工字型鋼梁
[0009]預(yù)制魚腹工字型鋼梁時，焊接加工預(yù)制單元的下翼緣鋼包混凝土構(gòu)件，采用鋼梁制梁臺架，將下翼緣鋼包混凝土構(gòu)件、上翼緣板、腹板、橫向加勁肋、縱向加勁肋、支座區(qū)域腹板、支座構(gòu)件下翼緣、支座加勁肋、支座橫向加勁肋、支座豎向加勁肋焊接成單個梁魚腹工字型預(yù)制單元；在下翼緣鋼包混凝土構(gòu)件內(nèi)綁扎環(huán)狀箍筋與架立鋼筋構(gòu)成鋼筋籠，設(shè)置波紋管，波紋管穿過下翼緣構(gòu)件內(nèi)帶孔橫隔板并穿過支座，之后焊接下翼緣包板；在下翼緣處安裝混凝土斜模板，澆筑下翼緣鋼包板內(nèi)混凝土，混凝土養(yǎng)護；
[0010]〈2>現(xiàn)場吊裝
[0011]在混凝土養(yǎng)護后，將預(yù)制魚腹工字型預(yù)制單元運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場并定位吊裝?’多片預(yù)制魚腹工字型預(yù)制單元之間，采用跨中空腹式橫隔板與支座空腹式橫隔板連接；
[0012]〈3>張拉預(yù)應(yīng)力
[0013]混凝土橋面板濕接縫混凝土養(yǎng)護完成后，張拉下翼緣鋼包混凝土構(gòu)件內(nèi)預(yù)應(yīng)力筋，形成預(yù)制拼裝的魚腹工字型預(yù)應(yīng)力鋼混組合簡支梁橋。
[0014]預(yù)制混凝土橋面板的吊裝齡期在180天以上，混凝土橋面板設(shè)置橋面板槽型孔并在槽型孔內(nèi)預(yù)留鋼筋，吊裝時通過現(xiàn)澆混凝土上翼緣集束式剪力釘與槽型孔內(nèi)預(yù)留鋼筋連接。
[0015]單個梁魚腹工字型預(yù)制單元包括兩片魚腹工字鋼梁，兩片魚腹工字鋼梁距離為工字型梁跨中高度的0.7-1.5倍。
[0016]下翼緣鋼包混凝土構(gòu)件底板與腹板沿梁通長焊接在一起，在腹板的各橫向加勁肋位置下部設(shè)置開洞橫隔板，在下翼緣鋼包混凝土構(gòu)件的腹板、底板和包板內(nèi)表面布置剪力釘，下翼緣鋼包混凝土構(gòu)件內(nèi)的混凝土在整個工字梁預(yù)制單元預(yù)制完成后再進行現(xiàn)澆。
[0017]下翼緣鋼包混凝土構(gòu)件內(nèi)的混凝土采用細(xì)粒連續(xù)級配抗裂混凝土 ；橋面板的橫向濕接縫采用速凝微膨脹混凝土，縱向濕接縫采用速凝混凝土。
[0018]支座附近的腹板與頂?shù)装灞砻娌贾眉袅︶斎?；上翼緣的上表面采用長、短兩種剪力釘布置方式，短剪力釘為均布式，均布的短剪力釘長度為5-lOcm ;長剪力釘為集束式，集束式長剪力釘長度為20-25cm。
[0019]跨中空腹式橫隔板由跨中空腹式橫隔板上弦桿、跨中空腹式橫隔板下弦桿、跨中空腹式橫隔板斜組成；支座空腹式橫隔板由支座空腹式橫隔板上弦桿、支座空腹式橫隔板下弦桿、支座空腹式橫隔板斜組成。
[0020]為滿足立體交通施工的嚴(yán)格要求，發(fā)明人設(shè)計了一種預(yù)制拼裝的魚腹工字型預(yù)應(yīng)力鋼混組合簡支梁橋，采用預(yù)制魚腹板梁和預(yù)制混凝土橋面板，在魚腹工字型梁下翼緣采用鋼包混凝土構(gòu)件，在下翼緣鋼包混凝土構(gòu)件的混凝土中張拉預(yù)應(yīng)力，這大幅提高了鋼梁的抗彎剛度，使成橋后橋面板混凝土的預(yù)壓應(yīng)力增加，使簡支組合梁的跨越能力大幅增加，并避免了預(yù)應(yīng)力鋼筋的大氣暴露，大幅提高了預(yù)應(yīng)力筋的耐久性與可靠性能。同時，該結(jié)構(gòu)的鋼混組合簡支梁橋可方便的運輸、預(yù)制、拼裝，完全能夠滿足工廠預(yù)制構(gòu)件與現(xiàn)場快速安裝的要求。據(jù)此，發(fā)明人還建立了相應(yīng)的施工方法，采用該法施工安全、優(yōu)質(zhì)、方便、快捷。
【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明預(yù)制拼裝的魚腹工字型預(yù)應(yīng)力鋼混組合簡支梁橋中預(yù)制混凝土橋面板的布置圖。
[0022]圖2是圖1預(yù)制橋面板中單塊橋面板上預(yù)留槽孔和鋼筋的布置圖。
[0023]圖3是支座部位布置立面詳圖與支座構(gòu)件示意圖。
[0024]圖4是單個魚腹工字型截面梁預(yù)制單元截面圖。
[0025]圖5是本發(fā)明預(yù)制拼裝的魚腹工字型預(yù)應(yīng)力鋼混組合簡支梁橋的結(jié)構(gòu)立面示意圖。
[0026]圖6是上翼緣承托混凝土現(xiàn)澆以及剪力釘橫截面的布置圖。
[0027]圖7是下翼緣鋼包混凝土構(gòu)件立體圖。
[0028]圖8是預(yù)制鋼梁節(jié)段立體圖。
[0029]圖9是預(yù)制拼裝的魚腹工字型預(yù)應(yīng)力鋼混組合簡支梁橋跨中橫截面示意圖。
[0030]圖10是預(yù)制拼裝的魚腹工字型預(yù)應(yīng)力鋼混組合簡支梁橋支座橫截面示意圖。
[0031]圖11是應(yīng)用本發(fā)明預(yù)制拼裝的魚腹工字型預(yù)應(yīng)力鋼混組合簡支梁橋的某城市立交跨線橋48m主跨立面圖。
[0032]圖12是某城市立交跨線橋48m主跨跨中橫截面圖。
[0033]圖13是某城市立交跨線橋48m主跨支座橫截面圖。
[0034]圖14是某城市立交跨線橋48m主跨下翼緣鋼包混凝土構(gòu)件橫截面圖。
[0035]圖中:I腹板，2預(yù)制混凝土橋面板，2a橋面板槽型孔，2b預(yù)制橋面板槽型孔內(nèi)的預(yù)留鋼筋，2c預(yù)制橋面板板周預(yù)留鋼筋，3縱向加勁肋，4下翼緣鋼包混凝土構(gòu)件，4a下翼緣鋼包混凝土構(gòu)件內(nèi)的開洞橫隔板，4b下翼緣鋼包混凝土構(gòu)件內(nèi)表面布置的栓釘，4c下翼緣鋼包混凝土構(gòu)件內(nèi)澆筑的細(xì)粒連續(xù)級配混凝土體，4d下翼緣鋼包混凝土構(gòu)件包板，4e下翼緣鋼包混凝土構(gòu)件底板，4f下翼緣鋼包混凝土構(gòu)件腹板，4g下翼緣鋼包混凝土構(gòu)件頂板，5橫向加勁肋，6支座構(gòu)件，6a支座加勁肋，6b支座構(gòu)件下翼緣，6c支座縱向加勁肋，6d支座豎向加勁肋，6e支座構(gòu)件上彎板，6f支座區(qū)域鋼包混凝土翼緣下方的腹板，7鋼梁端部錨固區(qū)域板件表面分布的剪力釘群，8上翼緣板，9支座預(yù)應(yīng)力筋錨固點，10跨中空腹式橫隔板，1a跨中空腹式橫隔板上弦桿，1b跨中空腹式橫隔板下弦桿，1c跨中空腹式橫隔板斜桿，1d跨中空腹式橫隔板節(jié)點板，11橋面板濕接縫，Ila橋面板橫向濕接縫，Ilb橋面板縱向濕接縫，12支座空腹式橫隔板，12a支座空腹式橫隔板上弦桿，12b支座空腹式橫隔板下弦桿，12c支座空腹式橫隔板斜桿，12d支座空腹式橫隔板節(jié)點板，13下翼緣鋼包混凝土構(gòu)件內(nèi)預(yù)應(yīng)力筋，14預(yù)制橋面板下架設(shè)的小縱梁，15上翼緣集束式剪力釘，16小縱梁、空腹式橫隔板上弦桿表面均勻布置的剪力釘，17上翼緣上表面均布剪力釘，18上翼緣上表面混凝土承托，19支座區(qū)域下翼緣上彎板，20魚腹工字型截面梁預(yù)制單元，21為單片魚腹工字鋼梁，22橋梁支座，23支座錨固區(qū)混凝土。
【具體實施方式】
[0036]—、預(yù)制拼裝的魚腹工字型預(yù)應(yīng)力鋼混組合簡支梁橋的基本結(jié)構(gòu)
[0037]采用預(yù)制魚腹板梁和預(yù)制混凝土橋面板，在魚腹工字型梁下翼緣采用鋼包混凝土構(gòu)件，在下翼緣鋼包混凝土構(gòu)件的混凝土中張拉預(yù)應(yīng)力。其矢跨比控制在1/15-1/20之間，此處的矢跨比定義為工字組合梁跨中的高度與跨度之比，下翼緣魚腹線型為懸鏈線或拋物線；其支座截面高度與跨中最大高度之比控制在1/2-2/3之間?？拷ё鶇^(qū)域腹板沿主梁的長度控制根據(jù)主梁的設(shè)計剪力確定，支座附近的剪力應(yīng)滿足:
[0038]V tfhffv+0.75Agfg tan Θ +Asfs tan θ
[0039]式中，V為設(shè)計剪力，tf為腹板厚度，h￡為腹板高度，fv為腹板抗剪強度設(shè)計值，Ag為鋼絞線總面積，fg為鋼絞線抗拉強度設(shè)計值，Θ為鋼絞線或鋼包混凝土翼緣與水平方向夾角，As為鋼包翼緣鋼材面積，fs為鋼包翼緣鋼材抗拉強度設(shè)計值。
[0040]二、預(yù)制拼裝的魚腹工字型預(yù)應(yīng)力鋼混組合簡支梁橋的施工方法
[0041]<1>提前預(yù)制混凝土橋面板和預(yù)制魚腹工字型鋼梁
[0042]預(yù)制混凝土橋面板2的吊裝齡期在180天以上，混凝土橋面板設(shè)置橋面板槽型孔2a并在槽型孔內(nèi)預(yù)留鋼筋2b，吊裝時通過