一种提高装配式斜交预应力空心板梁桥整体受力的方法

摘要

本发明公开了一种提高装配式斜交预应力空心板梁桥整体受力的方法。现有装配式斜交预应力空心板梁弯扭耦合和横截面翘曲变形较大，另外铰缝连接处易发生开裂破坏。本发明在装配式斜交预应力空心板梁的跨中、四分点和钝角处设置五道与桥轴线垂直的横隔梁，在横隔梁中预埋预应力管道进行横桥向预应力张拉，并加配桥面铺装上下层纵横向构造钢筋。本发明可以抵抗空心板截面形变，限制截面翘曲，提高空心板截面的抗扭转能力，并大大增强预制装配式斜交空心板梁的整体性，提高结构耐久性和承载能力。本发明施工方法简便实用，具有明显的经济技术效益。

说明书

技术领域

本发明属于桥梁工程技术领域，具体涉及一种提高装配式斜交预应力空心板梁桥整体受力的方法。

背景技术

为了满足公路线形的要求，我国公路桥梁中有相当数量的斜交桥。由于斜度的存在，斜桥的受力特点与正桥是不同的。斜交桥的受力分析、结构设计和施工相当复杂。对于现有装配式斜交预应力空心板梁桥，由于桥梁的横向弯矩及荷载有向最短路径钝角处传递的趋势，造成该类桥梁的弯剪扭复合受力。斜交桥的横向弯矩要比同等跨径的正交桥大得多，在汽车荷载作用下，在板梁间铰缝中交替产生较大的反复拉、压、剪力，导致铰缝混凝土开裂、剥落，沿桥纵向铰接或板梁底部出现纵向裂缝、并逐渐反射到桥面铺装层等，造成桥梁横向刚度减小, 整体受力性能变差。另外，空心板截面的挖孔率较大，其弯扭耦合作用、翘曲变形很大，截面容易发生变形，抗扭能力较弱。

发明内容

本发明的目的是针对现有装配式斜交预应力空心板梁桥受力的不足，提供一种提高装配斜交预应力空心板梁桥整体受力方法，在装配式斜交预应力空心板梁的跨中、四分点和钝角处设置五道与桥轴线垂直的横隔梁，在横隔梁中预埋预应力管道进行横桥向预应力张拉，并加配桥面铺装上下层纵横向构造钢筋。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种提高装配式斜交预应力空心板梁桥整体受力的方法，包括以下步骤：

（1）安装斜交预应力空心板梁模板，绑扎钢筋，安装纵向预应力管道和横向预应力管道，并在斜交预应力空心板梁的纵向梁端安装锚垫板；所述纵向预应力管道平行于斜交预应力空心板梁自由边布置，锚垫板与梁轴线垂直布置，形成锚固台阶；五个横向预应力管道分别纵向布置在所述斜交预应力空心板梁的跨中、四分点和钝角处，与斜交预应力空心板梁的轴线垂直布置，并预埋在横隔板中；所述斜交预应力空心板梁的钝角处配置局部加强钢筋，支座附近顶层增设平行于支座轴线的分布钢筋，顶层边缘布置平行自由边的纵向钢筋；

（2）从斜交预应力空心板梁梁端开始浇筑混凝土，沿梁体水平分层、逐层浇筑；浇筑完成后对梁体和横隔板的混凝土进行保湿养生；

（3）当混凝土强度达到拆模强度要求后，拆除模板；达到设计强度90%后，对斜交预应力空心板梁张拉纵向预应力钢绞线，并将其锚固于梁端锚固装置，梁端锚固装置固定于斜交预应力空心板梁梁端的锚垫板上，然后进行压浆和防护处理，张拉完成后封锚处理；

（4）将预制好的斜交预应力空心板梁吊离预制坑槽，进行吊装装配，确保各块相互连接的斜交预应力空心板梁的横向预应力孔道一一对应；斜交预应力空心板梁安装就位后，在墩台上设置临时支挡；将横向预应力钢绞线贯穿斜交预应力空心板梁间预留的横向预应力管道；

（5）在斜交预应力空心板梁的铰缝处，绑扎相应的板梁间连接钢筋和板梁间纵向受力钢筋，并用木模板或钢板沿纵向托住铰缝口，用标号比斜交预应力空心板梁混凝土高一级的混凝土浇筑铰缝，形成斜交预应力空心板梁的现浇连接段混凝土，并对其浇水保湿养生；

（6）当现浇连接段混凝土强度达到放张强度以后，依次张拉斜交预应力空心板梁的跨中、四分点和钝角处横向连接的横向预应力钢绞线，并分别锚固于边梁侧向锚固装置，边梁侧向锚固装置布置于各横隔板的两端，并加设锚垫板及局部承压钢筋网，对横向预应力管道进行压浆和防护处理； 

（7）在斜交预应力空心板梁间铺5cm厚的预制混凝土顶板，作为桥面板的底模，并在桥面板的上下层布置桥面铺装钢筋来抵抗扭转应力，桥面铺装钢筋的直径大于等于16mm、间距为10cm；对桥面浇筑的混凝土进行充分振捣、保湿养护，直到混凝土强度到达90%以上后开放交通。

本发明有益效果如下：

（1）本发明通过在斜交预应力空心板梁跨中、四分点和钝角处设置若干道横隔梁，针对斜交桥弯扭耦合较大和空心板截面挖空率大的特点，可以抵抗空心板截面形状变形，限制截面翘曲，提高空心板的抗扭转能力。

（2）本发明通过在横隔板中埋设预留预应力管道，进行横桥向预应力张拉，并加配桥面铺装上下层纵横向构造钢筋，可以有效抵抗结构的弯剪扭复合受力，大大增强预制装配式斜交空心板梁的整体性和横桥向的抗弯刚度，防止桥梁的桥面开裂，提高结构的耐久性和整体承载力。

（3）本发明通过跨中、四分点和钝角处横隔梁与主梁轴线正交布置，可以使相邻主梁间横隔板长度最短，刚度最大，有利于荷载的横向分布，减小跨中的挠度和应变，而且有利于横向预应力筋的锚固，便于施工。

附图说明

图1是本发明中装配式斜交预应力空心板梁桥平面图；

图2是本发明中装配式斜交预应力空心板梁桥Ⅰ-Ⅰ截面横断面图；

图3是本发明中装配式斜交预应力空心板梁桥Ⅱ-Ⅱ截面横断面图；

图4是本发明中装配式斜交预应力空心板梁桥纵断面图；

图5是本发明中装配式斜交预应力空心板梁桥连接空间内构造图；

图中：斜交预应力空心板梁1、纵向预应力管道2、纵向预应力钢绞线3、梁端锚固装置4、横隔板5、横向预应力管道6、横向预应力钢绞线7、板梁间连接钢筋8、板梁间纵向受力钢筋9、现浇连接段混凝土10、边梁侧向锚固装置11、桥面铺装钢筋12。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1-5所示，本发明实施过程中用到：斜交预应力空心板梁1、纵向预应力管道2、纵向预应力钢绞线3、梁端锚固装置4、横隔板5、横向预应力管道6、横向预应力钢绞线7、板梁间连接钢筋8、板梁间纵向受力钢筋9、现浇连接段混凝土10、边梁侧向锚固装置11和桥面铺装钢筋12。针对斜交预应力空心板梁1弯扭耦合受力和空心板截面挖空率大的特点，横隔板5设置在斜交预应力空心板梁1的跨中、四分点和钝角处位置，以抵抗斜交预应力空心板梁1的截面形状变形，限制截面翘曲，提高空心板的抗扭转能力。横隔板5为在斜交预应力空心板梁1张拉五道横向预应力钢绞线7提供预留的横向预应力管道6，且与斜交预应力空心板梁1一起预制完成。斜交预应力空心板梁1的跨中、四分点和钝角处的横隔板5与主梁轴线正交布置，可以使相邻主梁间横隔板5长度最短，刚度最大，有利于荷载的横向分布，减小跨中的挠度和应变，而且有利于横向预应力钢绞线7的锚固，便于施工。斜交预应力空心板梁1的跨中、四分点和钝角处的横隔板5的厚度均不小于30cm，横向预应力钢绞线7的强度不宜小于1860Mpa；连接斜交预应力空心板梁1的铰缝上部宽度不小于15cm；桥面铺装钢筋12考虑斜交预应力空心板梁1的扭转特性，在桥面板的上下层布置桥面铺装钢筋12抵抗扭转应力。

本发明一种提高装配式斜交预应力空心板梁桥整体受力的方法，包括以下步骤：

（1）安装斜交预应力空心板梁1模板，绑扎钢筋，安装纵向预应力管道2和横向预应力管道6，并在斜交预应力空心板梁1的纵向梁端安装锚垫板；所述纵向预应力管道2平行于斜交预应力空心板梁1自由边布置，锚垫板与梁轴线垂直布置，形成锚固台阶；五个横向预应力管道6分别纵向布置在所述斜交预应力空心板梁1的跨中、四分点和钝角处，与斜交预应力空心板梁1的轴线垂直布置，并预埋在横隔板5中；所述斜交预应力空心板梁1的钝角处配置局部加强钢筋，支座附近顶层增设平行于支座轴线的分布钢筋，顶层边缘布置平行自由边的纵向钢筋；

（2）从斜交预应力空心板梁1梁端开始浇筑混凝土，沿梁体水平分层、逐层浇筑；浇筑完成后对梁体和横隔板5的混凝土进行保湿养生；

（3）当混凝土强度达到拆模强度要求后，拆除模板；达到设计强度90%后，对斜交预应力空心板梁1张拉纵向预应力钢绞线3，并将其锚固于梁端锚固装置4，梁端锚固装置4固定于斜交预应力空心板梁1梁端的锚垫板上，然后进行压浆和防护处理，张拉完成后封锚处理；

（4）将预制好的斜交预应力空心板梁1吊离预制坑槽，进行吊装装配，确保各块相互连接的斜交预应力空心板梁1的横向预应力孔道6一一对应；斜交预应力空心板梁1安装就位后，在墩台上设置临时支挡；将横向预应力钢绞线7贯穿斜交预应力空心板梁1间预留的横向预应力管道6；

（5）在斜交预应力空心板梁1的铰缝处，绑扎相应的板梁间连接钢筋8和板梁间纵向受力钢筋9，并用木模板或钢板沿纵向托住铰缝口，用标号比斜交预应力空心板梁1混凝土高一级的混凝土浇筑铰缝，形成斜交预应力空心板梁1的现浇连接段混凝土10，并对其浇水保湿养生；

（6）当现浇连接段混凝土10强度达到放张强度以后，依次张拉斜交预应力空心板梁1的跨中、四分点和钝角处横向连接的横向预应力钢绞线7，并分别锚固于边梁侧向锚固装置11，边梁侧向锚固装置11布置于各横隔板5的两端，并加设锚垫板及局部承压钢筋网，对横向预应力管道6进行压浆和防护处理； 

（7）在斜交预应力空心板梁1间铺5cm厚的预制混凝土顶板，作为桥面板的底模，并在桥面板的上下层布置桥面铺装钢筋12来抵抗扭转应力，桥面铺装钢筋12的直径大于等于16mm、间距为10cm；对桥面浇筑的混凝土进行充分振捣、保湿养护，直到混凝土强度到达90%以上后开放交通。