一種高架橋大懸挑蓋梁的制作方法

專利名稱：一種高架橋大懸挑蓋梁的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種高架橋的蓋梁結構，具體的說是涉及一種高架橋的n型大懸 挑蓋梁。
背景技術：
為了提供更加便捷的交通換乘方式，高架橋上設置公交轉乘站成為了一種必然趨 勢。如圖la所示，傳統橋上、橋下公交系統的連接方式通常是在橋上公交站處設置人行梯 道，行人從橋上到橋下后通過控制交通信號穿過過輔路再到達橋下人行道，這樣的設計存 在較大缺陷，體現在在高峰時期會造成新的擁堵，也對乘客的人身安全造成威脅，同時由于 蓋梁墩柱占用空間較大，造成橋下空間的極大浪費。 經過改良，采用大懸挑蓋梁與人行天橋搭接的形式，將高架橋上與橋下輔路連接
起來，如圖lb所示，從而解決橋上、橋下公交系統的連接問題；同時由于大懸挑的n型墩柱
集中于蓋梁中部，大懸挑蓋梁的懸臂下有較大空間可以通過車輛，從而有效解決橋下空間 浪費的問題，緩解交通壓力。而這種方案存在的主要缺陷是由于懸挑尺度較大，而人行天 橋僅是搭接于蓋梁端部的橡膠支座上，整個蓋梁_天橋體系剛度偏小，車輛通過時震動幅 度大，一方面人行走于天橋上的舒適安全性較差；另一方面，隨著時間的推移，由于混凝土 收縮徐變會導致蓋梁端部產生非彈性下撓，影響橋梁的使用。 現有技術中人們采用"等截面剛構"方案以解決上述問題，如圖lc中所示，將大懸 挑蓋梁的懸臂一直延伸跨越至輔路，并在橋下人行布道處設置邊墩，形成M型剛架。本方案 人行區段和高架橋區段形成統一整體，剛度大，有效避免長期使用過程中蓋梁端部的非彈 性下撓，但本方案中蓋梁體量較大，蓋梁高度通常需達到3米以上，而相對于橋下凈空為5m 的輔路而言，3米厚的蓋梁會使人產生極大的壓抑感，美觀性差；此外，橫跨道路的蓋梁截 面均相等，需要耗費大量的混凝土材料。

實用新型內容為此，本實用新型所要解決的技術問題在于克服現有技術中兼有人行天橋的高架 橋大懸挑蓋梁不能同時兼備造型美觀與蓋梁剛度大的缺陷，提供一種兼備造型美觀與蓋梁 剛度大的兼有人行天橋的高架橋大懸挑蓋梁結構。 為解決上述技術問題，本實用新型提供了一種高架橋大懸挑蓋梁，所述大懸挑蓋 梁包括高架橋區段和位于所述高架橋區段兩側的人行天橋區段；所述高架橋區段由水平放 置的橫向段和沿所述橫向段中軸線豎直成型于所述橫向段上表面的豎直段構成，從而所述 高架橋區段具有橫截面為倒T型的結構，自所述豎直段向兩側伸出的所述橫向段構成用于 架設高架橋主梁的牛腿；所述人行天橋區段具有橫截面為矩形的結構；所述高架橋區段中 所述豎直段上表面和所述人行天橋區段的上表面基本處于同一水平面上；所述高架橋區段 和所述人行天橋區段間一體成型有一個漸變段，所述漸變段的一端為與所述高架橋區段橫 截面相吻合的倒T型端，所述倒T型端由水平放置的漸變橫向段和沿所述漸變橫向段中軸線豎直成型于所述漸變橫向段上表面的漸變豎直段構成；所述漸變段的另一端為與所述人
行天橋區段橫截面相吻合的矩形端；所述漸變橫向段自所述倒T型端逐漸抬起至所述矩形
端；在所述矩形端，所述漸變橫向段的下底面與所述人行天橋區段的下底面平齊；在所述
高架橋區段及所述人行天橋區段中布設延伸至所述漸變段中用以承受彎矩的預應力索。 所述漸變段成型于所述大懸挑蓋梁承受彎矩為零的臨近區域內。 所述漸變段成型于所述大懸挑蓋梁承受彎矩為零的位置靠近所述大懸挑蓋梁端
部的一側。 所述漸變段的所述矩形端高度為所述倒T型端高度的45-55% 。[0010] 所述人行天橋區段的蓋梁內部為箱型結構。 在所述高架橋區段內布設中部預應力索，部分所述中部預應力索延伸到所述漸變段內靠近所述矩形端的位置；在所述人行天橋區段內布設側翼預應力索，所述所述側翼預應力索一端固定于所述大懸挑蓋梁端部，另一端貫穿所述漸變段并延伸至所述高架橋區段內。 至少兩根所述側翼預應力索一端固定于所述大懸挑蓋梁端部，另一端貫穿整個所述大懸挑蓋梁并固定于所述大懸挑蓋梁另一端的端部。 所述中部預應力索在所述漸變段的所述倒T型端的下部伸入所述漸變段中，所述側翼預應力索在所述漸變段的所述矩形端的上部伸入所述漸變段中；在所述漸變段中所述預應力索基本上水平的延伸。 在與所述漸變段連接的所述高架橋區段端部的所述牛腿上一體成型有擋塊。[0015] 所述人行天橋區段各處蓋梁高度相等，所述高架橋區段的蓋梁高度沿朝向所述大懸挑蓋梁兩端的方向逐漸減小。 本實用新型的上述技術方案相比現有技術具有以下優點 (1)本實用新型中的高架橋大懸挑蓋梁兼具人行天橋功能，不僅具備將高架橋公交系統與輔路公交系統快速直接的連接起來以及分利用高架橋下空間的優點，同時由于本實用新型中采用一個下底面向上抬起的漸變段將大懸挑蓋梁的高架橋區段和人行天橋區段連接起來，使得大懸挑蓋梁中承重較小的人行區段蓋梁的厚度小于高架橋區段蓋梁的厚度，一方面可以節省大量澆筑用混凝土原料、預應力索和普通鋼筋用量等，另一方面可以拓展橋下凈空，方便車輛通過的同時減少行人車輛的壓抑感。 (2)由于大懸挑蓋梁的大跨度懸臂中，由于漸變段區段的蓋梁高度發生明顯折減，使得這一區段內蓋梁結構剛度發生明顯變化，因此本實用新型采用大懸挑蓋梁一體成型，并在連接所述高架橋區段和所述人行天橋區段的漸變段中布設有以抵抗蓋梁所承受的正彎矩的預應力索，整個蓋梁具有"變截面剛構"，即通過布設預應力索使得大懸挑蓋梁縱向方向上各處均為剛性連接，從而保證橋梁使用過程中堅實穩固，同時兼具外型美觀、節省空間的優點。 (3)本實用新型將蓋梁的人行天橋區段內部設計為箱型結構，即在承重較小的人行天橋區段的蓋梁中成型有箱型空腔， 一方面減輕減輕蓋梁自重，減少蓋梁對支撐墩柱的壓力，另一方面減少澆筑用混凝土的用量，達到節約原料的目的。
為了使本實用新型的內容更容易被清楚的理解，下面根據本實用新型的具體實施
例并結合附圖，對本實用新型作進一步詳細的說明，其中 圖la是傳統高架橋公交換乘系統橋上橋下連接方式的示意圖； 圖lb是人行天橋與大懸挑蓋梁搭接形成的高架橋公交換乘系統橋上橋下連接方
式的示意圖； 圖lc是采用具有"等截面剛構"的大懸挑蓋梁的高架橋公交換乘系統橋上橋下連接方式的示意圖； 圖2a是采用本實用新型高架橋大懸挑蓋梁的高架橋公交換乘系統橋上橋下連接方式的示意圖； 圖2b是圖2a中高架橋大懸挑蓋梁的正視圖； 圖3是圖2a中高架橋大懸挑蓋梁中漸變段以及所述漸變段與高架橋區段和人行
天橋區段連接部位的立體示意圖； 圖4中高架橋大懸挑蓋梁彎矩圖； 圖5是圖2b中高架橋大懸挑蓋梁縱向剖視圖； 圖6a是圖4中高架橋大懸挑蓋梁的A-A剖視圖； 圖6b是圖4中高架橋大懸挑蓋梁的B-B剖視圖； 圖6c是圖4中高架橋大懸挑蓋梁的C-C剖視圖； 圖6d是圖4中高架橋大懸挑蓋梁的D-D剖視圖； 圖6e是圖4中高架橋大懸挑蓋梁的E_E剖視圖； 圖6f是圖4中高架橋大懸挑蓋梁的F-F剖視圖； 圖6g是圖5中圓圈處對應的放大圖。 其中，附圖中的標記為1-高架橋區段，11-高架橋區段豎直段，12-高架橋區段橫向段，13-牛腿，14-高架橋主梁，15-支撐座，16-橋面板，17-擋塊，18-邊墩，19- TI型墩柱，2_人行天橋區段，21-箱型空腔，3-漸變段，31-漸變豎直段，32-漸變橫向段，33-矩形端，41-中部預應力索，42-側翼預應力索。
具體實施方式結合說明書附圖，對本實用新型中的高架橋大懸挑蓋梁的結構進行具體說明。[0038] 如圖2a、2b所示，為采用本實用新型高架橋大懸挑蓋梁的高架橋公交換乘系統橋上橋下連接方式的示意圖。本實用新型中在大懸挑蓋梁縱向中心布設n型墩柱19，同時在大懸挑蓋梁兩端對應人行步道處的懸臂下布設邊墩18 ;從圖2a中可以看出，本實用新型中的人行天橋區段2下方的輔路和人行步道處，蓋梁距地面的高度明顯提升，橋下空間增大。[0039] 如圖2b所示，本實用新型中所述高架橋大懸挑蓋梁可以分為對應橋上交通運行的高架橋區段1，由所述高架橋區段1兩端延伸至輔路、供行人橋上橋下公交換乘的人行天橋區段2，以及一個將所述高架橋區段1和所述人行天橋區段2連接起來的截面由倒T型轉變為矩形的漸變段3，所述高架橋區段1、所述人行天橋區段2和所述漸變段3通過澆筑一體成型，即所述蓋梁各處均由混凝土一體澆筑成型，因此剛度高且不存在非剛性連接點。為了抵抗蓋梁所承受的彎矩，本實用新型中在所述大懸挑蓋梁中布設預應力索(如圖5所示)。[0040] 接下來對本實用新型中大懸挑蓋梁中的高架橋區段1、人行天橋區段2以及漸變段3進行詳細說明。 所述高架橋區段1由水平放置的高架橋區段橫向段12和沿所述橫向段12中軸線豎直成型于所示橫向段12上表面的高架橋區段豎直段11構成(如圖5d所示)，從而使得所述高架橋區段1具有橫向截面為倒T型的結構，且暴露于所述豎直段11外部的所述橫向段12構成用以架設高架橋主梁14的牛腿13。高架橋施工過程中，所述牛腿13上設置支撐座15，用以支撐和固定所述主梁14，在所述高架橋區段1上架設高架橋主梁14后澆筑混凝土以形成橋面板16，使所述橋面板16覆蓋于大懸挑蓋梁高架橋全段1上并于覆蓋于所述人行天橋區段2上的面板相接。為了穩固固定高架橋主梁14的相對位置，避免主梁14在蓋梁縱向方向上發生偏移，本實用新型中在與所述人行天橋區段2連接的所述高架橋區段1的牛腿13上一體澆筑成型有擋塊17。此外，本實用新型優選將所述高架橋區段1的蓋梁高度成型為向所述大懸挑蓋梁兩端的延伸方向逐漸減小，從而進一步增加所述大懸挑蓋梁下部n型墩柱19兩側的空間，達到緩解交通壓力的目的。此外，所述高架橋區段l兩端的蓋梁高度優選不小于3米，以確保高架橋區段1能夠承受較高壓力。 人行天橋區段2位于高架橋區段1縱向兩端，且具有橫向截面為矩形的結構，所述人行天橋區段2的上表面與所述高架橋區段1中所述豎直段11上表面基本處于同一水平面上。本實用新型的一個具體實施例中，人行天橋區段2各處的蓋梁高度相等，以保證橋下車輛的順暢通行的同時，人行天橋區段2處蓋梁結構強度均一，使得行人行走時更加舒適。如圖4所示，本實用新型中在所述人行天橋區段2中部澆筑成型有箱型空腔21，如圖5b所示，本實用新型的一個具體實施例中的人行天橋區段2中的箱型空腔21為水平排布的雙室結構，從而達到減少橋梁自重、節省混凝土用量的目的。當然，所述箱型空腔21的排布可以根據高架橋蓋梁跨度和寬度進行相應變化，如將所述箱型空腔21設置為豎直排布的雙室或多室。 所述高架橋區段1和所述人行天橋區段1間一體成型有一個由倒T型端轉變為矩形端33的漸變段3。 如圖3所示， 一端為與所述高架橋區段1橫截面相吻合的倒T型端，所述倒T型端由水平放置的漸變橫向段32和沿所述漸變橫向段32中軸線豎直成型于所述漸變橫向段32上表面的漸變豎直段31構成；所述漸變段3的另一端為與所述人行天橋區段2橫截面相吻合的矩形端33 ;所述漸變橫向段32自所述倒T型端逐漸抬起至所述矩形端33 ;在所述矩形端33，所述漸變橫向段的下底面與所述人行天橋區段的下底面平齊；所述漸變段3的所述矩形端高度為所述倒T型端高度的45-55%，從而使得本實用新型中大懸挑蓋梁具有足夠強度的同時，輔路和人行步道上方的對應人行天區段的蓋梁下底面與地面間有更大的空間。 在一個具體實施例中，所述漸變段3成型于所述大懸挑蓋梁承受彎矩為零的位置靠近所述大懸挑蓋梁端部的一側。由于漸變段3處的蓋梁高度沿朝向大懸挑蓋梁兩端的方向發生明顯折減，蓋梁的結構剛度隨之發生明顯變化，使用過程中，橋梁的這一區域較為脆
弱，及承受應力的能力較弱，而通過分析蓋梁彎矩圖(如圖4所示)，可以看出n型大懸挑蓋
梁存在一個彎矩為零的區域，該區域附近蓋梁承受較小彎矩，因此將結構剛度發生明顯變化的漸變段3設置于該區域附近，可以延長本實用新型中大懸挑蓋梁的使用壽命。在本實施例中，漸變段3優選設置于靠近所述大懸挑蓋梁端部的一側，可以相應增加高架橋區段1的縱向長度，即增加橋上車輛行駛面積。 如圖3所示，本實施例中所述漸變段3下底面由所述倒T型端截面向所述矩形端33端部截面抬起的過程中，所述倒T型端的漸變橫向段32的垂直厚度基本不變而所述漸變豎直段31的垂直厚度沿朝向所述矩形端33的方向逐漸減小，且與所述高架橋區段1連接的所述漸變段3下底面以及所述人行天橋區段2連接的所述漸變段3下底面呈連續的圓曲線變化，從而使得本實施例中的大懸挑蓋梁底部線條流暢、造型美觀。 為了抵抗蓋梁所承受的彎矩，本實用新型中在所述大懸挑蓋梁中布設預應力索，接下來對預應力索的布設進行說明。 預應力索布設于本實施例的大懸挑蓋梁內部。通過分析圖4中蓋梁彎矩圖可知，由于蓋梁外部荷載主要為主梁14傳遞的支反力，這使蓋梁彎矩圖具有現有技術中大懸挑蓋梁的特性，即最大彎矩出現在n型墩柱19墩頂并逐漸向兩側遞減，并在蓋梁兩側邊墩18的支承作用下逐漸出現正彎矩，并在漸變段3附近正彎矩出現極值。根據彎矩分布特點配置預應力索。如圖5以及對應圖5中沿大懸挑蓋梁一端的A-A剖線至蓋梁縱向中心F-F剖線的剖視圖圖6a至圖6f所示，由于TI型墩柱19墩頂處負彎矩較大，此處的預應力索在布設時應盡量集中在截面上緣(如圖6f所示)，隨著彎矩向兩側遞減，預應力索逐漸向截面型心處進行發散(如圖6d、6e所示)；而邊跨正彎矩數值較小，預應力索數量需要量不大(如圖6a至6c所示)。 如圖5，根據預應力索在大懸挑蓋梁中的位置，本實用新型中的預應力索分為布設于高架橋區段的中部預應力索41，和布設于人行天橋區段的側翼預應力索42。對應高架橋區段1處，大量中部預應力索41呈發散狀錨固于蓋梁高架橋區段1的受壓區，且部分布設在所述高架橋區段1的所述中部預應力索41延伸到所述漸變段3內靠近所述矩形端33的位置，并且這些延伸至所述漸變段3的中部預應力索41在所述漸變段的所述倒T型端的下部伸入所述漸變段3中，所述漸變段中所述預應力索優選在基本上水平的方向上延伸(如圖6g所示)，從而達到更好的抵抗蓋梁所承受的彎矩，以提高蓋梁結構剛度。對應人行天橋區段2處，布設少量一端錨固于大懸挑蓋梁縱向兩端側壁上的側翼預應力索42，所述側翼預應力索42的另一端沿箱型空腔21的下緣延伸到所述漸變段內，并貫穿所述漸變段3且延伸至所述高架橋區段1內。本實用新型優選所述側翼預應力索42在所述漸變段3的所述矩形端的上部伸入所述漸變段3中，且至少兩根所述側翼預應力索42 —端固定于所述大懸挑蓋梁端部，另一端貫穿整個所述大懸挑蓋梁并固定于所述大懸挑蓋梁另一端的端部，即所述側翼預應力索42兩端分別固定于所述大懸挑蓋梁的兩端，這種設計可以進一步提高施加于漸變段處的預應力，從而增強本實用新型中大懸挑蓋梁的結構剛度。[0050] 在一個優選實施例中，大懸挑蓋梁中所采用的預應力鋼絞線為1x7標準型-15. 20-1860-II-GB/T5224-2003，公稱直徑為15. 20毫米，松弛率為2. 5%，強度為1860Mpa的低松弛鋼絞線。張拉控制應力為0. 7xfpk = 0. 7x1860 = 1302Mpa，張拉力273噸，灌漿材料選用CG-W-20I型無收縮防腐蝕高性能預應力管道灌漿劑。布設預應力索的施工順序為澆筑大懸挑蓋梁混凝土后，張拉蓋梁第一批預應力束，隨后吊裝高架橋主梁14，再在主梁14上澆筑橋面板混凝土，最后張拉大懸挑蓋梁第二批預應力束，待混凝土凝固后即完成預應力索的布設工序，隨后可進行橋面系施工。[0051] 顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本實用新型創造的保護范圍之中。
權利要求一種高架橋大懸挑蓋梁，所述大懸挑蓋梁包括高架橋區段和位于所述高架橋區段兩側的人行天橋區段；所述高架橋區段由水平放置的橫向段和沿所述橫向段中軸線豎直成型于所述橫向段上表面的豎直段構成，從而所述高架橋區段具有橫截面為倒T型的結構，自所述豎直段向兩側伸出的所述橫向段構成用于架設高架橋主梁的牛腿；所述人行天橋區段具有橫截面為矩形的結構；所述高架橋區段中所述豎直段上表面和所述人行天橋區段的上表面基本處于同一水平面上；其特征在于所述高架橋區段和所述人行天橋區段間一體成型有一個漸變段，所述漸變段的一端為與所述高架橋區段橫截面相吻合的倒T型端，所述倒T型端由水平放置的漸變橫向段和沿所述漸變橫向段中軸線豎直成型于所述漸變橫向段上表面的漸變豎直段構成；所述漸變段的另一端為與所述人行天橋區段橫截面相吻合的矩形端；所述漸變橫向段自所述倒T型端逐漸抬起至所述矩形端；在所述矩形端，所述漸變橫向段的下底面與所述人行天橋區段的下底面平齊；在所述高架橋區段及所述人行天橋區段中布設延伸至所述漸變段中用以承受彎矩的預應力索。
2. 根據權利要求1所述的大懸挑蓋梁，其特征在于所述漸變段成型于所述大懸挑蓋 梁承受彎矩為零的臨近區域內。
3. 根據權利要求2所述的大懸挑蓋梁，其特征在于所述漸變段成型于所述大懸挑蓋 梁承受彎矩為零的位置靠近所述大懸挑蓋梁端部的一側。
4. 根據權利要求1至3任意一項所述的大懸挑蓋梁，其特征在于所述漸變段的所述 矩形端高度為所述倒T型端高度的45-55%。
5. 根據權利要求1至3任意一項所述的大懸挑蓋梁，其特征在于所述人行天橋區段 的蓋梁內部為箱型結構。
6. 根據權利要求1至3任意一項所述的大懸挑蓋梁，其特征在于在所述高架橋區段 內布設中部預應力索，部分所述中部預應力索延伸到所述漸變段內靠近所述矩形端的位 置；在所述人行天橋區段內布設側翼預應力索，所述所述側翼預應力索一端固定于所述大 懸挑蓋梁端部，另一端貫穿所述漸變段并延伸至所述高架橋區段內。
7. 根據權利要求6所述的大懸挑蓋梁，其特征在于至少兩根所述側翼預應力索一端 固定于所述大懸挑蓋梁端部，另一端貫穿整個所述大懸挑蓋梁并固定于所述大懸挑蓋梁另 一端的端部。
8. 根據權利要求6所述的大懸挑蓋梁，其特征在于所述中部預應力索在所述漸變段的所述倒T型端的下部伸入所述漸變段中，所述側翼預應力索在所述漸變段的所述矩形端 的上部伸入所述漸變段中；在所述漸變段中所述預應力索基本上水平的延伸。
9. 根據權利要求1至3任意一項所述的大懸挑蓋梁，其特征在于在與所述漸變段連 接的所述高架橋區段端部的所述牛腿上一體成型有擋塊。
10. 根據權利要求1至3任意一項所述的大懸挑蓋梁，其特征在于所述人行天橋區段 各處蓋梁高度相等，所述高架橋區段的蓋梁高度沿朝向所述大懸挑蓋梁兩端的方向逐漸減 小。
專利摘要本實用新型涉及一種高架橋大懸挑蓋梁，包括高架橋區段和人行天橋區段，所述高架橋區段和所述人行天橋區段間一體成型有一個漸變段，所述漸變段的一端為與所述高架橋區段橫截面相吻合的倒T型端，所述倒T型端由漸變橫向段和漸變豎直段構成；所述漸變段的另一端為與所述人行天橋區段橫截面相吻合的矩形端；所述漸變橫向段自所述倒T型端逐漸抬起至所述矩形端；在所述矩形端，所述漸變橫向段的下底面與所述人行天橋區段的下底面平齊；在所述高架橋區段及所述人行天橋區段中布設延伸至所述漸變段中用以承受彎矩的預應力索。本實用新型中大懸挑蓋梁具有兼備造型美觀與蓋梁剛度大、橋下空間大的優點。
文檔編號E01D19/00GK201473873SQ20092015402
公開日2010年5月19日 申請日期2009年5月8日 優先權日2009年5月8日
發明者劉勇, 劉四田, 王連紅, 鄭升翔, 郝建華, 陳桂英 申請人:北京市市政專業設計院有限責任公司