預(yù)制吊裝魚(yú)腹波形鋼腹板體內(nèi)預(yù)應(yīng)力組合箱梁的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于交通運(yùn)輸橋涵工程領(lǐng)域，尤其涉及一種預(yù)制吊裝魚(yú)腹波形鋼腹板 體內(nèi)預(yù)應(yīng)力組合箱梁。
【背景技術(shù)】
[0002] 與普通混凝土箱梁相比，波形鋼腹板組合梁采用了波形鋼腹板代替混凝土腹板， 可大幅降低自重。但是，波形鋼腹板組合梁需預(yù)應(yīng)力以確?？缰械膭偠纫约胺乐箍缰邢乱?緣的混凝土板開(kāi)裂，目前工程上主要采用體外預(yù)應(yīng)力束，可體外預(yù)應(yīng)力束的耐久性低，且容 易發(fā)生疲勞，經(jīng)過(guò)一定年限（20-30年）的使用后，可能出現(xiàn)腐蝕、斷裂，埋下了該種結(jié)構(gòu)的 安全隱患，因此，制約了該結(jié)構(gòu)的廣泛應(yīng)用。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003] 本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提出一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、預(yù)制吊裝工序簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)性 能好的預(yù)制吊裝魚(yú)腹波形鋼腹板體內(nèi)預(yù)應(yīng)力組合箱梁。
[0004] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：預(yù)制吊裝魚(yú)腹波形鋼腹板 體內(nèi)預(yù)應(yīng)力組合箱梁，箱梁的跨中部位采用魚(yú)腹形梁段，魚(yú)腹梁段下翼緣為混凝土翼緣，跨 中魚(yú)腹梁段的腹板采用波形鋼腹板，支座梁段采用等高的混凝土箱梁，在跨中魚(yú)腹梁段混 凝土下翼緣-支座梁段混凝土箱梁腹板中張拉通長(zhǎng)的體內(nèi)預(yù)應(yīng)力束。
[0005] 跨中魚(yú)腹梁段的下翼緣曲線采用圓曲線、拋物線或懸鏈線。
[0006] 跨中梁高與梁跨徑L之比控制在1/13-1/25之間。
[0007] 組合箱梁支座梁段截面采用等高箱梁截面，等高箱梁截面與魚(yú)腹梁段變高截面的 交界處截面與開(kāi)始設(shè)置波形鋼腹板的截面距離大于梁跨徑的1/20。
[0008] 跨中波形鋼腹板沿梁縱向的布置長(zhǎng)度控制在梁跨徑的1/2-3/4之間。
[0009] 支座梁段的等高箱梁高度與跨中魚(yú)腹梁最大高度的比控制在1/2-2/3之間。
[0010] 針對(duì)波形鋼腹板梁體外預(yù)應(yīng)力束耐久性低的技術(shù)難題，發(fā)明人設(shè)計(jì)一種預(yù)制吊裝 魚(yú)腹波形鋼腹板體內(nèi)預(yù)應(yīng)力組合箱梁，箱梁的跨中部位采用魚(yú)腹形梁段，魚(yú)腹梁段下翼緣 為混凝土翼緣，跨中魚(yú)腹梁段的腹板采用波形鋼腹板，支座梁段采用等高的混凝土箱梁，在 跨中魚(yú)腹梁段混凝土下翼緣-支座梁段混凝土箱梁腹板中張拉通長(zhǎng)的體內(nèi)預(yù)應(yīng)力束。預(yù)應(yīng) 力筋在梁端部的腹板與頂板交界部位錨固，跨中魚(yú)腹梁段腹板采波形鋼腹板可以大幅降低 橋梁自重，利于預(yù)制、吊裝，降低了梁體的造價(jià)；同時(shí)，跨中魚(yú)腹梁段混凝土下翼緣-支座梁 段混凝土箱梁腹板中張拉通長(zhǎng)的體內(nèi)預(yù)應(yīng)力束，解決了波形鋼腹板組合梁橋體外預(yù)應(yīng)力耐 久性低的問(wèn)題。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、方便、快捷?？?之，本實(shí)用新型大幅提高了梁體的剛度，避免了波形鋼腹板組合梁的預(yù)應(yīng)力索的空氣暴露， 大幅提高了組合梁結(jié)構(gòu)的耐久性與可靠性，清除了波形鋼腹板組合梁大范圍推廣的一大障 礙。
【附圖說(shuō)明】
[0011] 圖1是本實(shí)用新型預(yù)制吊裝魚(yú)腹波形鋼腹板體內(nèi)預(yù)應(yīng)力組合箱梁的立面布置示 意圖。
[0012] 圖2是本實(shí)用新型預(yù)制吊裝魚(yú)腹波形鋼腹板體內(nèi)預(yù)應(yīng)力組合箱梁的立體示意圖。
[0013] 圖3是應(yīng)用1中的公路工程組合梁立面布置圖。
[0014] 圖4是圖3中的跨中橫截面布置圖。
[0015] 圖5是圖3中的支座等截面橫截面布置圖。
[0016] 圖6是應(yīng)用2中的鐵路工程組合梁立面布置圖。
[0017] 圖7是圖6中的跨中橫截面布置圖。
[0018] 圖8是圖6中的支座等截面橫截面布置圖。
[0019] 圖中：1箱梁上翼緣板，2支座等截面梁段腹板，3波形鋼腹板組合梁段的下翼緣 板，4支座等截面梁段與組合梁段的過(guò)渡段靠近上翼緣混凝土腹板，5支座等截面梁段與組 合梁段的過(guò)渡段靠近下翼緣混凝土腹板，6靠近支座等高截面的下翼緣板，7跨中魚(yú)腹梁段 下翼緣-支座梁段腹板內(nèi)的通長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力束，8跨中波形鋼腹板，9波形鋼腹板上翼緣鋼板，10 波形鋼腹板下翼緣板，11橫隔板，12上翼緣板濕接縫，13橫隔板濕接縫，14無(wú)砟道板，15高 鐵鐵軌，16支座梁段，17跨中魚(yú)腹梁段，18剪力釘。
【具體實(shí)施方式】
[0020] -、預(yù)制吊裝魚(yú)腹波形鋼腹板體內(nèi)預(yù)應(yīng)力組合箱梁的基本結(jié)構(gòu)（圖1至2)
[0021] 箱梁的跨中部位采用魚(yú)腹形梁段，魚(yú)腹梁段下翼緣為混凝土翼緣，跨中魚(yú)腹梁段 的腹板采用波形鋼腹板，支座梁段采用等高的混凝土箱梁，在跨中魚(yú)腹梁段混凝土下翼 緣-支座梁段混凝土箱梁腹板中張拉通長(zhǎng)的體內(nèi)預(yù)應(yīng)力束。
[0022] 通過(guò)對(duì)多種曲線的力學(xué)計(jì)算，跨中魚(yú)腹梁段的下翼緣曲線采用圓曲線、拋物線或 懸鏈線這3種線型受力最為合理且構(gòu)型優(yōu)美。
[0023] 基于力學(xué)計(jì)算與統(tǒng)計(jì)分析，該跨中梁高與梁跨徑之比在跨徑較大時(shí)可選用較大 值，由于跨中魚(yú)腹段采用鋼腹板，采用較大的跨中梁高與梁跨徑之比并不會(huì)顯著增加主梁 的自重，而跨中部位梁高的增加會(huì)大幅提升主梁的剛度，荷載提升效果顯著；另外，鐵路橋 應(yīng)采用較大的跨中梁高與梁跨徑之比，以承受較大的列車(chē)荷載，1/13的跨中梁高與梁跨徑 之比可以滿足1萬(wàn)噸重型列車(chē)的使用。另根據(jù)力學(xué)計(jì)算，若跨高比小于1/25,則支座梁段截 面所需的高度會(huì)大于跨中截面高度，梁體已非魚(yú)腹梁形式。故跨中梁高與梁跨徑L之比控 制在1/13-1/25之間。
[0024] 組合箱梁支座梁段截面采用等高箱梁截面，等高箱梁截面與魚(yú)腹梁段變高截面的 交界處截面與開(kāi)始設(shè)置波形鋼腹板的截面距離應(yīng)大于梁跨徑的1/20。因?yàn)樵谥ё憾蔚牡?高截面與跨中魚(yú)腹梁變高梁段的交界處截面發(fā)生較大的剛度突變時(shí)，開(kāi)始設(shè)置波形鋼腹板 的截面也會(huì)發(fā)生較大的剛度突變，所以應(yīng)要控制這兩個(gè)突變截面之間的距離，以防止兩個(gè) 截面的剛度突變出現(xiàn)疊加而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)突變處拉應(yīng)力過(guò)大。通過(guò)有限元計(jì)算，這兩個(gè)剛度突 變截面間距大于梁跨徑的1/20,即可使波形鋼腹板與混凝土腹板連接部位的混凝土拉應(yīng)力 符合混凝土抗拉設(shè)計(jì)值的要求。
[0025] 根據(jù)工程量計(jì)算統(tǒng)計(jì)可知，跨中波形鋼腹板沿梁縱向的布置長(zhǎng)度控制在梁跨徑 的1/2-3/4之間，約可減輕主梁20% -30%的自重，留下的靠近支座的等截面梁段長(zhǎng)度 (L/8-L/4)剛好可以滿足體內(nèi)預(yù)應(yīng)力在支座梁段腹板內(nèi)的布置空間的需求。
[0026] 支座梁段的等高箱梁高度與跨中魚(yú)腹梁最大高度的比控制在1/2-2/3之間?？拷?支座區(qū)域腹板沿主梁的長(zhǎng)度控制根據(jù)主梁的設(shè)計(jì)剪力確定，支座附近的設(shè)計(jì)剪力應(yīng)滿足：
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