采用預(yù)應(yīng)力提高整體性及耐久性的空心板框架橋的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及橋梁工程領(lǐng)域，具體涉及一種采用預(yù)應(yīng)力提高整體性及耐久性的空心板框架橋的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]框架橋是一種公路與鐵路或公路與公路的立交橋結(jié)構(gòu)形式。這種框架橋結(jié)構(gòu)主要用在既有鐵路或公路的平交道口改為下穿立交橋形式上，多數(shù)采用頂進(jìn)法施工。頂進(jìn)框架橋在我國投入使用已經(jīng)有50多年的歷史。這種結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土、剛度大、施工方便，因而得到廣泛的使用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，隨著近幾年鐵路提速的要求，我們國家仍然需要將原先大量的平交道口改為立交道口，每年用于平交道口改為下穿框架橋的就有幾千處。傳統(tǒng)的這種框架橋多采用實(shí)心板體框架，用料過多，截面混凝土不能充分發(fā)揮材料的作用，且易出現(xiàn)開裂，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)耐久性降低，結(jié)構(gòu)自重也較大。故有人提出改用鋼筋混凝土空心板式的代替實(shí)體式的框架橋，以進(jìn)一步減輕結(jié)構(gòu)自重，提高抗彎截面系數(shù)與橫截面積之比。由于目前這種普通鋼筋混凝土空心板框架橋，在使用過程中仍暴露出不少問題:對(duì)于一般城市主要道路，機(jī)動(dòng)車單向?qū)捲?5m-16m，雙向在30_32m，加兩側(cè)人行及非機(jī)動(dòng)車道則變成三孔或四孔，導(dǎo)致現(xiàn)有空心板框架橋結(jié)構(gòu)沿跨方向或需增加板墻立柱，對(duì)下穿的交通安全形成隱患，或因普通鋼筋混凝土在彎拉作用下產(chǎn)生裂縫(跨徑大于10m的孔跨，尤其如此)，雨水易從裂縫中滲透，從而腐蝕鋼筋和混凝土，減低結(jié)構(gòu)壽命。同時(shí)，采用鋼筋混凝土來滿足跨徑較大的框架橋，勢(shì)必造成材料的不經(jīng)濟(jì)即增加梁高，導(dǎo)致兩邊道路縱坡的增加。此外，由于普通鋼筋混凝土框架橋在荷載的反復(fù)作用下，易在框架橋角點(diǎn)處產(chǎn)生疲勞性和損傷破壞。因此在滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度可靠性的基礎(chǔ)上，對(duì)空心板框架橋結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，充分發(fā)揮材料的各自特性、適當(dāng)降低框架橋頂板的梁高、減少混凝土和鋼筋用量，減輕結(jié)構(gòu)自重，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性、耐久性以及延長結(jié)構(gòu)使用壽命，具有十分重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為克服鋼筋混凝土空心板框架橋沿跨方向，易在混凝土受拉區(qū)產(chǎn)生裂縫及疲勞損傷破壞，避免結(jié)構(gòu)鋼筋在外界作用下雨水滲透引起的銹蝕，提高框架橋整體剛度，抗疲勞性差等缺點(diǎn)。本發(fā)明提出了一種采用預(yù)應(yīng)力提高整體性及耐久性的空心板框架橋的方法，該方法可以有效地改善結(jié)構(gòu)的受力特性，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性和耐久性。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括如下步驟:
[0005]采用預(yù)應(yīng)力提高整體性及耐久性的空心板框架橋的方法，具體如下:
[0006]在多孔空心板框架橋頂板和底板沿頂板行車方向在正彎矩區(qū)分別布置頂板縱向預(yù)應(yīng)力筋和底板縱向預(yù)應(yīng)力筋；當(dāng)橫向?qū)挾扰c縱向跨度之比大于0.5時(shí)，在頂板的橫向布置頂板橫向預(yù)應(yīng)力筋，頂板縱向預(yù)應(yīng)力筋在跨中直線布置，在兩端彎起或在頂板上下緣雙層布置，頂板橫向預(yù)應(yīng)力筋采用直線布置。
[0007]—種提高整體性及耐久性的空心板框架橋，包括頂板、側(cè)墻、底板、側(cè)墻豎向預(yù)應(yīng)力筋、頂板縱向預(yù)應(yīng)力筋、頂板橫向預(yù)應(yīng)力筋、底板縱向預(yù)應(yīng)力筋和錨具；側(cè)墻豎向預(yù)應(yīng)力筋設(shè)置在側(cè)墻內(nèi)，頂板縱向預(yù)應(yīng)力筋和頂板橫向預(yù)應(yīng)力筋設(shè)置在頂板內(nèi)；底板縱向預(yù)應(yīng)力筋設(shè)置在底板內(nèi)；采用錨具錨固側(cè)墻豎向預(yù)應(yīng)力筋、頂板縱向預(yù)應(yīng)力筋、頂板橫向預(yù)應(yīng)力筋和底板縱向預(yù)應(yīng)力筋。
[0008]若為空心板框架橋?yàn)閱慰卓招陌蹇蚣軜?，則側(cè)墻受拉區(qū)采用直線布筋形式布置側(cè)墻豎向預(yù)應(yīng)力筋；在頂板和底板沿頂板行車方向在正彎矩區(qū)分別布置頂板縱向預(yù)應(yīng)力筋和底板縱向預(yù)應(yīng)力筋；當(dāng)橫向?qū)挾扰c縱向跨度之比大于0.5時(shí)，在頂板的橫向布置頂板橫向預(yù)應(yīng)力筋，在兩端將頂板縱向預(yù)應(yīng)力筋和底板縱向預(yù)應(yīng)力筋彎起或采用雙層布筋形式。
[0009]若所述的空心板框架橋?yàn)槎嗫卓招陌蹇蚣軜?，則在多孔空心板框架橋頂板和底板沿頂板行車方向在正彎矩區(qū)分別布置頂板縱向預(yù)應(yīng)力筋和底板縱向預(yù)應(yīng)力筋；當(dāng)橫向?qū)挾扰c縱向跨度之比大于0.5時(shí)，在頂板的橫向布置頂板橫向預(yù)應(yīng)力筋，頂板縱向預(yù)應(yīng)力筋在跨中直線布置，在兩端彎起或在頂板上下緣雙層布置，對(duì)于多孔等高的空心板框架橋，若為整體預(yù)制，其預(yù)應(yīng)力筋可考慮連續(xù)布置，若為單孔拼裝，則應(yīng)分箱體布置。頂板橫向預(yù)應(yīng)力筋采用直線布置。
[0010]本發(fā)明方法適用在現(xiàn)澆的空心板框架橋時(shí)，在澆注前，在頂板、側(cè)墻和底板預(yù)留出預(yù)應(yīng)力管道和預(yù)應(yīng)力筋，待混凝土達(dá)到預(yù)定強(qiáng)度后，采用雙向張拉法在頂板和底板張拉預(yù)應(yīng)力筋；采用單向張拉法對(duì)側(cè)墻預(yù)應(yīng)力張拉，然后利用錨頭進(jìn)行錨固。
[0011]本發(fā)明的有益效果有:
[0012]1、通過預(yù)應(yīng)力可減少孔跨梁底的拉應(yīng)力及孔跨兩端上緣的拉應(yīng)力，降低因結(jié)構(gòu)開裂引起的雨水滲透、避免鋼筋銹蝕，增加結(jié)構(gòu)剛度，從而改善結(jié)構(gòu)受力性能，提高結(jié)構(gòu)耐久性，延長壽命。
[0013]2、采用預(yù)應(yīng)力筋可滿足跨徑在12-20m框架橋強(qiáng)度、剛度以及耐久性要求，增加結(jié)構(gòu)的整體性，保證行車舒適度，可更好適應(yīng)交通需求。
[0014]3、同等跨度的框架橋，采用預(yù)應(yīng)力筋增強(qiáng)的空心板框架橋，其梁高要較鋼筋混凝土的低，可有效減輕結(jié)構(gòu)自重，提高材料的利用率，相應(yīng)的，還可進(jìn)一步減小地基附加應(yīng)力，減緩橋體周圍土體沉降量，更能適應(yīng)復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境。
[0015]4、因框架橋反復(fù)承受列車和汽車作用，采用預(yù)應(yīng)力空心板框架橋比普通鋼筋混凝土框架橋，能極大提高結(jié)構(gòu)的抗疲勞性。
【附圖說明】
[0016]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0017]圖1是單孔空心框架橋三維圖。
[0018]圖2是單孔空心框架橋1-Ι截面淨(jìng)』視圖。
[0019]圖3是單孔空心框架橋I1-1I截面剖視圖。
[0020]圖4是單孔空心框架橋II1-1II截面剖視圖。
[0021]圖5是多孔空心框架橋三維圖。
[0022]圖6是多孔空心框架橋1-Ι截面剖視圖。
[0023]圖7是多孔空心框架橋I1-1I截面剖視圖。
[0024]圖8是多孔空心框架橋II1-1II截面剖視圖，其中預(yù)應(yīng)力筋為連續(xù)布置。
[0025]圖9是多孔空心框架橋II1-1II截面剖視圖，其中預(yù)應(yīng)力筋為分箱體布置。
[0026]圖中1.頂板，2.側(cè)墻，3.底板，4.空心板孔，5.側(cè)墻豎向預(yù)應(yīng)力筋，6.頂板縱向預(yù)應(yīng)力筋，7.頂板橫向預(yù)應(yīng)力筋，8.底板縱向預(yù)應(yīng)力筋，9.錨頭。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0028]如圖1-圖8所示，采用預(yù)應(yīng)力提高整體性及耐久性的空心板框架橋，包括頂板1、側(cè)墻2、底板3、側(cè)墻豎向預(yù)應(yīng)