無支座單壁墩預應力混凝土連續剛構橋梁的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種無支座單壁墩預應力混凝土連續剛構橋梁，包括主梁、中墩、邊墩和承臺，所述中墩和邊墩的底部設置在承臺上，所述中墩墩壁和邊墩墩壁分別與主梁固結；邊墩采用豎向預應力鋼束實現邊墩、承臺和主梁固結；主梁與中墩相接處兩側分別設中墩縱向后澆段，主梁與邊墩相接處設邊墩縱向后澆段。本實用新型通過取消橋梁支座，調整結構構件受力分配，優化關鍵構件連接設計及施工實施步驟，解決了傳統簡支和連續體系橋梁結構受力性能低、材料耗用量大、運營維護成本高和景觀性差等問題，具有結構受力效率高、抗震性能優、材料耗用量少、耐久性好和易維護等優點。
【專利說明】無支座單壁墩預應力混凝土連續剛構橋梁
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及交通基礎設施產業橋梁工程建設領域，特別涉及一種無支座單壁墩預應力混凝土連續剛構橋梁。
【背景技術】
[0002]中小跨徑的公路或鐵路橋梁，大部分采用的是有支座的鋼筋混凝土或預應力混凝土梁橋。在常規簡支梁和連續梁設計中，支座連接上、下部結構，但支座在使用過程中因設計、施工以及材料老化等原因，容易發生病害，維護不及時會嚴重威脅橋梁的使用安全。而當更換支座時，必然造成區域性停運，這不但影響正常運營、消耗大量資源，而且作業過程本身也會給上部結構帶來不同程度的損害。
[0003]連續剛構橋是以連續梁為基礎發展起來的墩梁固結體系，將連續梁和T形剛構橋的受力特點綜合起來，具有結構整體性好，抗震性能優，抗扭潛力大等特點，在國內得到了廣泛的應用。
[0004]總之，傳統梁式梁(簡支梁、連續梁和連續剛構橋)存在以下局限性:
[0005]1、簡支梁:跨越能力一般；上、下部結構不能協同受力，抗震性能一般；每聯均有制動墩造成下部結構尺寸大；行車舒適度一般；所有橋墩處均有支座需要維護；景觀性差(如圖1所示)。
[0006]2、連續梁:跨越能力較好；上、下部結構不能協同受力，抗震性能一般；每聯均有制動墩造成下部結構尺寸大；所有橋墩處均有支座需要維護；景觀性差(如圖2所示)。
[0007]3、傳統連續剛構橋:僅實現了主墩處的墩梁固結，溫度產生的伸縮變形很大程度上仍需要依靠在邊墩采用活動支座來解決，支座維護工作及其所造成的影響得以減少但并未根除(如圖3所示)。
實用新型內容
[0008]本實用新型的主要目的旨在提供一種受力性能優、材料利用率高、耐久性好和易維護的無支座單壁墩連續剛構橋梁，解決了上述【背景技術】中傳統簡支和連續體系橋梁結構存在的問題。
[0009]本實用新型的目的通過下述技術方案實現:
[0010]無支座單壁墩預應力混凝土連續剛構橋梁，包括主梁、中墩、邊墩和承臺，所述中墩和邊墩的底部設置在承臺上，所述中墩墩壁和邊墩墩壁分別與主梁固結；邊墩采用豎向預應力鋼束實現邊墩、承臺和主梁固結；主梁與中墩相接處兩側分別設中墩縱向后澆段，主梁與邊墩相接處設邊墩縱向后澆段，所述主梁采用節段預制拼裝法施工。
[0011]優選的，所述主梁與中墩相接處兩側所設的中墩縱向后澆段采用高強度低收縮混凝土后期現場澆筑，所述中墩縱向后澆段縱向厚度為20-50cm。
[0012]優選的，為了確保單壁墩的柔性，并減小體系溫度和收縮徐變效應，所述中墩墩高不小于跨徑的1/10，中墩墩壁厚度與主梁根部高度的比例不大于0.7。[0013]優選的，所述邊墩墩頂節段采用預制節段，墩頂預制節段在與邊墩固結的區域開孔并預留鋼筋，邊墩墩身伸入墩頂預制節段的鋼筋與墩頂預制節段的鋼筋綁扎在一起，后期澆筑邊墩縱向后澆段。
[0014]優選的，為了確保邊墩的柔性，并減小體系溫度和收縮徐變效應，所述邊墩墩高不小于跨徑的1/10，墩壁厚與主梁根部高度的比例不大于0.4。
[0015]優選的，為了進一步的事邊墩和主梁更好的固結，所述豎向預應力鋼束為兩根或兩根以上，兩根或兩根以上豎向預應力鋼束繞邊墩的中心均勻設置。
[0016]優選的，所述中墩縱向后澆段采用鋼模板或鋼木結合模板，模板包括底模、外側模和內側模，所述底模、外側模和內側模均通過型鋼用套有塑料管的雙螺母對拉螺桿拉緊與梁段密貼。
[0017]優選的，所述邊墩縱向后澆段采用鋼模板或鋼木結合模板，模板包括底模、外側模和內側模，所述底模、外側模和內側模均通過型鋼用套有塑料管的雙螺母對拉螺桿拉緊與梁段密貼。
[0018]本實用新型相對于現有技術具有如下的優點及效果:
[0019]1、結構受力效率高，材料耗用量少，建設成本低；
[0020]橋墩全部與主梁固接，上、下部結構剛度分配合理并協同作用，各部分抗力得到均勻而充分的發揮。主梁的順橋向抗彎剛度增大，跨越能力增強，材料得到充分利用，從而節省了大量建筑材料。
[0021]2、結構耐久性好、易維護、維養成本低；
[0022]徹底免除了常規橋梁運營后期大量支座檢測及維養工作，節約了支座安裝與橋梁維養費用，延長橋梁整體維養周期達50%。同時，免除因為更換支座導致橋梁區域性停運而帶來的社會影響，做到“以人為本”。
[0023]3、結構抗震性能優；
[0024]采用柔性的薄壁墩，由于順橋向抗推剛度小，地震時產生的地震力也會小。橋梁作為整體承受地震力，各柔性墩按剛度比分配水平力，地震力通過多條途徑傳遞，大大改善了結構在地震荷載作用下的受力性能。
[0025]4、景觀性佳；
[0026]墩梁直接相連，線條連續明朗，視覺上非常自然、毫無繁雜之感。滿足“整體連續性、空間透視性、局部雕刻性”的設計目標。與現代化的城市設計融為一體，并能成為城市的標志性景觀工程，提升城市魅力。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0027]圖1傳統的簡支梁橋型立面圖；
[0028]圖2傳統的連續梁橋型立面圖；
[0029]圖3傳統的邊墩有支座的連續剛構橋型立面圖；
[0030]圖4無支座單壁墩連續剛構橋型立面圖；
[0031]圖5中墩立面圖；
[0032]圖6中墩側面圖；
[0033]圖7邊墩立面圖；[0034]圖8邊墩側面圖；
[0035]圖9邊墩與主梁連接構造；
[0036]圖10邊墩豎向預應力布置立面圖；
[0037]圖11邊墩豎向預應力布置側面圖；
[0038]圖12無支座單壁墩連續剛構橋施工流程圖。
[0039]圖中標記:1中墩；2主梁；3邊墩；4中墩縱向后澆段；5邊墩縱向后澆段；6豎向預應力鋼束。
【具體實施方式】
[0040]下面結合實施例及附圖對本實用新型作進一步詳細的描述，但本實用新型的實施方式不限于此。
[0041]實施例1:
[0042]如圖4-圖12所示,本實施例無支座單壁墩預應力混凝土連續剛構橋梁,包括主梁、中墩、邊墩和承臺，所述中墩和邊墩的底部設置在承臺上，所述中墩I墩壁和邊墩3墩壁分別與主梁2固結；邊墩3采用豎向預應力鋼束6實現邊墩、承臺和主梁固結；主梁2與中墩I相接處兩側分別設中墩縱向后澆段4，主梁2與邊墩3相接處設邊墩縱向后澆段5。
[0043]如圖4所示,在本實施例中，無支座單壁墩預應力混凝土連續剛構橋梁,橋梁布置為3X40m ;主梁采用節段預制拼裝法施工；中墩采用鋼筋混凝土單薄壁墩，墩高12m，墩壁厚1.0m ;邊墩墩高12m，墩壁厚0.65m ;中墩及邊墩墩頂寬度為2.4m，墩頂下4m處按1/20坡度收縮，然后坡度壁厚保持不變，長度方案按照1/30坡度放大；主梁梁寬10m，梁高為2.0m。
[0044]如圖5、圖6所示，主梁與中墩相接處兩側所設中墩縱向后澆段采用C60高強度低收縮混凝土后期現場澆筑，縱向厚度為30cm。現場澆筑采用鋼模板，立模的順序依次為底模、側模和內模。底模、外側模和內側模均通過型鋼用套有塑料管的雙螺母對拉螺桿拉緊與梁段密貼。同時，縱向后澆段要對稱澆筑，依次從兩端向中間進行，一次灌注完畢。待混凝土達到90%強度且不小于5天齡期情況下，可進行主梁縱向預應力鋼束張拉。
[0045]如圖7-圖9所示，邊墩墩頂節段采用預制節段，墩頂預制節段在與邊墩固結的區域開孔并預留鋼筋，邊墩墩身伸入墩頂預制節段的鋼筋與墩頂預制節段的鋼筋綁扎在一起，后期澆筑邊墩縱向后澆段混凝土。
[0046]如圖10、圖11所示，邊墩采用4根12Φ15.2的270K級低松弛鋼絞線作為豎向預應力鋼束，以使邊墩、承臺和主梁相連接。豎向預應力鋼束采用單端張拉，張拉力和伸長量同時控制，以張拉力為主。預應力鋼束張拉完成后，立即對其管道進行真空壓漿。
[0047]如圖12、具體施工步驟如下:a.基礎、承臺、橋墩施工；b.中墩墩頂段現澆施工，臨時支撐施工；c.主梁預制節段定位吊裝，預留涂環氧樹脂的空間；d.節段拼裝線形控制；e.校準邊墩墩頂段位置，將其臨時固定；f.依次涂抹節段間環氧樹脂，張拉臨時緊固裝置；g.梁段內簡支鋼束張拉；h.放松架橋機中間吊桿，落梁至臨時支撐上；1.利用臨時支撐上調梁措施調整主梁標高；j.主梁縱向后澆段澆筑施工；k.主梁連續鋼束張拉；1.拆除中墩處臨時支撐;m.拆除邊墩處臨時支撐；η.邊墩豎向預應力鋼束張拉；ο.成橋結構體系。
[0048]實施例2:
[0049]本實施例除了下述技術特征之外，其他技術特征與實施例1相同:橋梁布置為4X36m;中墩采用鋼筋混凝土單薄壁墩，墩高14m，墩壁厚1.2m;邊墩墩高14m，墩壁厚
0.75m;主梁與中墩相接處兩側所設縱向后澆段厚度為20cm。邊墩采用2根12 Φ 15.2的270K級低松弛鋼絞線作為豎向預應力鋼束，以使邊墩、承臺和主梁相連接。
[0050]上述實施例為本實用新型較佳的實施方式，但本實用新型的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本實用新型的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.無支座單壁墩預應力混凝土連續剛構橋梁，包括主梁、中墩、邊墩和承臺，所述中墩和邊墩的底部設置在承臺上，其特征在于，所述中墩(I)墩壁和邊墩(3)墩壁分別與主梁(2)固結；邊墩(3)采用豎向預應力鋼束(6)實現邊墩、承臺和主梁固結；主梁(2)與中墩(I)相接處兩側分別設中墩縱向后澆段(4)，主梁(2)與邊墩(3)相接處設邊墩縱向后澆段(5 )，所述主梁(2 )采用節段預制拼裝法施工。
2.根據權利要求1所述的無支座單壁墩預應力混凝土連續剛構橋梁，其特征在于，所述主梁(2)與中墩(I)相接處兩側所設的中墩縱向后澆段(4)采用高強度低收縮混凝土后期現場澆筑，所述中墩縱向后澆段(4)縱向厚度為20-50cm。
3.根據權利要求2所述的無支座單壁墩預應力混凝土連續剛構橋梁，其特征在于，所述中墩(I)墩高不小于跨徑的1/10，中墩(I)墩壁厚度與主梁(2)根部高度的比例不大于0.7。
4.根據權利要求1所述的無支座單壁墩預應力混凝土連續剛構橋梁，其特征在于，所述邊墩(3)墩頂節段采用預制節段，墩頂預制節段在與邊墩(3)固結的區域開孔并預留鋼筋，邊墩(3 )墩身伸入墩頂預制節段的鋼筋與墩頂預制節段的鋼筋綁扎在一起，后期澆筑邊墩縱向后澆段(5)。
5.根據權利要求4所述的無支座單壁墩預應力混凝土連續剛構橋梁，其特征在于，所述邊墩(3)墩高不小于跨徑的1/10，墩壁厚與主梁(2)根部高度的比例不大于0.4。
6.根據權利要求1所述的無支座單壁墩預應力混凝土連續剛構橋梁，其特征在于，所述豎向預應力鋼束(6)為兩根或兩根以上，兩根或兩根以上豎向預應力鋼束繞邊墩的中心均勻設置。
7.根據權利要求1所述的無支座單壁墩預應力混凝土連續剛構橋梁，其特征在于，所述中墩縱向后澆段采用鋼模板或鋼木結合模板，模板包括底模、外側模和內側模，所述底模、外側模和內側模均通過型鋼用套有塑料管的雙螺母對拉螺桿拉緊與梁段密貼。
8.根據權利要求1所述的無支座單壁墩預應力混凝土連續剛構橋梁，其特征在于，所述邊墩縱向后澆段采用鋼模板或鋼木結合模板，模板包括底模、外側模和內側模，所述底模、外側模和內側模均通過型鋼用套有塑料管的雙螺母對拉螺桿拉緊與梁段密貼。
【文檔編號】E01D19/02GK203795291SQ201420143981
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年3月27日 優先權日:2014年3月27日
【發明者】孫峻嶺 申請人:廣州瀚陽工程咨詢有限公司