波腹工梁－钢砼顶板－体外预应力组合T型简支梁制造技术

波腹工梁－钢砼顶板－体外预应力组合T型简支梁，包括波腹工梁(1)、顶板(2)及体外预应力索(3)，纵梁采用波腹工梁，不需设置腹板加劲肋，彻底地解决了腹板因抗剪能力不足而造成的开裂；顶板的横截面为变高截面，重量减轻30％～40％，避免了T型梁的纵缝；波腹工梁上下翼缘板分别与梁体顶底板平齐，充分发挥了波腹工梁劲性骨架的作用，简化顶板浇筑时的临时设施；波腹工梁下缘设置体外预应力索，使简支梁不需设置用于抵消恒载挠度的预拱度；简支梁外形采用鱼腹式，保证简支梁弯矩承受能力的同时能节省材料；本发明专利技术提出的T型简支梁施工快、整体性好、承载能力大，特别适合城市跨线桥和对桥下干扰受到严格控制、工期紧张的工程。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及带顶、底板的波形钢腹板工梁和钢砼组合顶板以及体外预应力索所共同组合的T型简支梁。在简支梁领域中将它们集成充分发挥各自的优势，并能实现无支架施工，是城市高架跨线桥中一种轻型实用、便捷的新桥型。
技术介绍
近年来我国的城镇化进程取得了巨大的成就，与此同时，对城市交通提出了更高的要求，常规的交通基础设施已经不能满足城市发展的需要。城市高架桥的出现，可解决交通拥挤、纵横向干扰大、事故多等问题，从而有效地缓解城市平面交通不足，形成与地面主干道结合的空间模式可最大限度的节约土地资源，保护环境。目前我国城市高架桥跨越城市主干道时，其跨径往往达到50～60m，超过一般预应力砼T型梁桥跨径范围，不得不采用不经济的钢箱梁，因此研究钢砼组合新结构具有一定的工程意义。1.预应力砼梁桥预应力砼T梁桥具有造价低、施工工艺成熟等优点，在50m桥跨以内得到了广泛的应用。但随着交通事业的发展，交通流量与日俱增，大吨位车辆不断涌现，车辆超载现象长期得不到有效控制，一大批运营仅20～30年的预应力砼T梁简支梁肋、翼缘板及横隔板出现了不同程度的裂缝，尤其是T梁铰缝处存在的局部纵向裂缝逐渐扩展成纵向的破损带严重的影响着行车舒适性，甚至危及到行车安全，因此急需寻找T梁的新形式。当高架桥与主干道或通航孔轴线斜交时，其跨径往往大于50m，不得不常采用预应力砼箱梁。预应力砼箱梁自重大，吊装不方便，而采用挂篮悬臂浇筑，施工周期长，影响桥下交通。2.钢箱梁钢箱梁特点是自重轻，跨越能力大，工厂制造后运至工地整体吊装，能实现无支架施工。钢箱梁顶面一般采用正交异性钢桥面板，再在其上浇筑沥青砼铺装层。在近年来我国城市交通量呈爆发式增长，超重车长期得不到有效控制的背景下，正交异性钢桥面板沥青砼铺装层反复出现了裂缝、车辙、脱层、推移、坑槽等病害，其根本原因是沥青砼铺装层与钢板刚度差异太大，不能很好的共同作用，造成顶面钢板刚度不够产生疲劳破坏所致。其次U肋与钢桥面板之间的单面焊缝使得钢箱梁U肋在车辆荷载的反复作用下容易产生疲劳裂缝破坏了整体性，再则支承U肋的横隔板也常发生焊缝的疲劳。目前中国数百座正交异性板钢桥面出现质量问题急待解决。3.波腹工梁和体外预应力结构波形钢板是用平钢板冷压成型后的产品，其抗拉强度和抗剪强度约为砼的30～40倍。用波形钢板代替砼腹板能彻底解决腹板开裂的现象，尤其在超重车作用下改善效果更明显。在波形钢腹板上、下端再焊接钢板形成工梁其横向惯性矩大，稳定性好，可取消腹板加劲肋，在工民建行业得到了广泛应用，已获得了专利(专利号CN201420811093.1)。体外预应力与常规预应力体系相比，具有独特优势：体外预应力筋只在锚固端和转向块处与混凝土接触，预应力摩擦损失小；体外预应力筋布置于主体结构截面之外，减小了混凝土构件的截面尺寸，还便于检测、维护和替换。我国预应力体外索逐步在预应力砼连续梁桥中推广使用，其锚具、张拉千斤顶和转向块等工艺逐渐成熟。例如苏通大桥75m跨径箱梁中，使用总长达到了2.5km。因此具备了将其引进到钢工梁的条件。另外，中国专利201420811093.1于2014年提出的双维波形钢及混凝土组合桥面板，该专利的桥面板(即顶板)由超高性能混凝土(简称RPC)和横向波形钢底板组合构成，横向波形钢底板的底面固定焊接有与横向波形钢板垂直的竖向波形钢腹板，竖向波形钢腹板底部固接水平底钢板，其竖向波形钢腹板与横向波形钢底板构成波腹工梁结构，在横向波形钢底板上浇筑RPC，形成双维波形钢和RPC组合桥面板，该方案中，横向波形钢底板与竖向波形钢腹板采用焊接，保证了结构整体性，该专利中提到：其纵向跨径与横向间距相比正交异性钢板均增大了2～3倍，使得肋板正交数量可减少4～9倍，即减少了焊缝的数量，极大的提高了结构耐久性，降低疲劳破坏发生的几率，但是由于超高性能混凝土(RPC)制作要求高，费用高达3万元/立方米，在一般的高架桥中使用不经济，从而限制了推广。综上所述，波腹工梁、钢砼组合顶板和体外预应力的组合，为城市立交桥钢砼组合T型简支梁的孕育提供了条件。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供波腹工梁－钢砼顶板－体外预应力组合T型简支梁，以解决
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供了一种波腹工梁－钢砼顶板－体外预应力组合T型简支梁，包括波腹工梁1、顶板2及体外预应力索3，所述波腹工梁包括呈工字型钢结构的上翼缘板13、波形钢腹板11和下翼缘板12，所述上翼缘板和下翼缘板均为长度方向沿简支梁的纵桥向设置的钢板，所述波形钢腹板为竖直设置且其波长方向同样沿简支梁的纵桥向设置的波形钢板，波形钢腹板的水平截面呈波浪型；所述顶板2包括横向波形钢底模和浇筑在其上的钢筋砼，二者共同构成钢砼组合结构，所述横向波形钢底模包括在下的平板承托22、及在上的且与平板承托固连的波折形钢板23，钢筋砼浇筑后其顶面与波腹工梁上翼缘板13齐平或盖住波腹工梁上翼缘板，所述平板承托22包括分别固定设置在波形钢腹板11板面两侧的且高度相同的两块平钢板(221与222)，所述平钢板与波形钢腹板的波形匹配，且所述平板承托22和波折形钢板23均设置在所述上翼缘板13的下方；所述波折形钢板23包括在上的与顶板2顶面平行的平直面231及在下的与平板承托22固连的倾斜面232，波折形钢板23的折弯处为平直面231与倾斜面232的分界处；相邻两根波腹工梁1底部之间连接有横撑14与斜撑15，部分横撑的顶面上设有砼横隔板16，所述砼横隔板包括位于简支梁两端支座位置处的现浇的端横隔板161以及位于两支座之间的预制的中横隔板162，中横隔板与波腹工梁1间浇筑有用于固连中横隔板与波形钢腹板的砼接头17，最外侧的波形钢腹板11不设中横隔板的一侧设有与该波形钢腹板另一侧各中横隔板一一对应的砼加劲18，所述砼接头及砼加劲在高度方向上均设置在下翼缘板12与平板承托22之间；所述体外预应力索包括锚固装置31、转向块装置32、体外预应力筋33，所述锚固装置预埋在端横隔板及其砼接头位置处，所述转向块装置预埋在中横隔板及其砼接头、砼加劲的底部，所述体外预应力筋穿设在转向块装置与锚固装置中，张拉后的体外预应力筋用于消除简支梁的恒载挠度，使简支梁不需设置用于抵消恒载挠度的预拱度；所述简支梁两端支座处的桥墩6为分体式结构，即一个桥墩包括两个分桥墩(61与62)，两个分桥墩之间留有便于更换体外预应力索的间距。固连有下翼缘板的波形钢腹板底部侧向轮廓为鱼腹式结构。所述简支梁的跨径范围为40～60米。相邻两根斜撑15之间及相邻两根的横撑14之间沿简支梁纵桥向的距离等于波形钢腹板11单个波长的1～2倍，简支梁纵桥向上每隔6～8米的距离在横撑14上设有夹在相邻两根波腹工梁1之间的砼横隔板16。所述体外预应力筋采用Φ21.8mm的钢绞线，每孔设置9～12根钢绞线。浇筑在横向波形钢底模上的钢筋砼包括浇筑在整个横向波形钢底模上的钢纤维钢筋砼，钢纤维钢筋砼中的钢筋网26通过竖向栓钉28固定在横向波形钢底模上，其中竖向栓钉均匀等距分布在平直面231上且沿与平直面垂直的方向设置，竖向栓钉顶部低于钢砼顶板上缘21，所述钢筋网26包括沿顶板2厚度方向设置的上下两层。所述波形钢腹板11上波峰及波谷位置处均为一段长度小于0.5倍波长的平面，波峰本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种波腹工梁－钢砼顶板－体外预应力组合T型简支梁，其特征在于，包括波腹工梁(1)、顶板(2)及体外预应力索(3)，所述波腹工梁包括呈工字型钢结构且三者一体设置的上翼缘板(13)、波形钢腹板(11)和下翼缘板(12)，所述上翼缘板和下翼缘板均为长度方向沿简支梁的纵桥向设置的钢板，所述波形钢腹板为竖直设置且其波长方向同样沿简支梁的纵桥向设置的波形钢板，波形钢腹板的水平截面呈波浪型，所述顶板(2)包括横向波形钢底模和浇筑在其上的钢筋砼，二者共同构成钢砼组合结构，所述横向波形钢底模包括在下的平板承托(22)、及在上的且与平板承托固连的波折形钢板(23)，钢筋砼浇筑后其顶面与波腹工梁上翼缘板(13)齐平或盖住波腹工梁上翼缘板，所述平板承托(22)包括分别固定设置在波形钢腹板(11)板面两侧的且高度相同的两块平钢板(221与222)，所述平钢板与波形钢腹板的波形匹配，且所述平板承托(22)和波折形钢板(23)均设置在所述上翼缘板(13)的下方；所述波折形钢板(23)包括在上的与顶板(2)顶面平行的平直面(231)及在下的与平板承托(22)固连的倾斜面(232)；相邻两根波腹工梁(1)底部之间连接有横撑(14)与斜撑(15)，部分横撑的顶面上设有砼横隔板(16)，所述砼横隔板包括位于简支梁两端支座位置处的现浇的端横隔板(161)以及位于两支座之间的预制的中横隔板(162)，中横隔板与波腹工梁(1)间浇筑有用于固连中砼横隔板与波形钢腹板的砼接头(17)，最外侧的波形钢腹板(11)不设中横隔板的一侧设有与该波形钢腹板另一侧各中横隔板一一对应的砼加劲(18)，所述砼接头及砼加劲在高度方向上均设置在下翼缘板(12)与平板承托(22)之间；所述体外预应力索包括锚固装置(31)、转向块装置(32)及体外预应力筋(33)，所述锚固装置预埋在端横隔板位置处，所述转向块装置预埋在中横隔板及其砼接头、砼加劲的底部，所述体外预应力筋穿设在转向块装置与锚固装置中，张拉后的体外预应力筋用于消除简支梁的恒载挠度，使简支梁不需设置用于抵消恒载挠度的预拱度；所述简支梁两端支座处的桥墩(6)为分体式结构，即一个桥墩包括两个分桥墩(61/62)，两个分桥墩之间留有便于更换体外预应力索的间距。...

【技术特征摘要】
1.一种波腹工梁－钢砼顶板－体外预应力组合T型简支梁，其特征在于，包括波腹工梁(1)、顶板(2)及体外预应力索(3)，所述波腹工梁包括呈工字型钢结构且三者一体设置的上翼缘板(13)、波形钢腹板(11)和下翼缘板(12)，所述上翼缘板和下翼缘板均为长度方向沿简支梁的纵桥向设置的钢板，所述波形钢腹板为竖直设置且其波长方向同样沿简支梁的纵桥向设置的波形钢板，波形钢腹板的水平截面呈波浪型，所述顶板(2)包括横向波形钢底模和浇筑在其上的钢筋砼，二者共同构成钢砼组合结构，所述横向波形钢底模包括在下的平板承托(22)、及在上的且与平板承托固连的波折形钢板(23)，钢筋砼浇筑后其顶面与波腹工梁上翼缘板(13)齐平或盖住波腹工梁上翼缘板，所述平板承托(22)包括分别固定设置在波形钢腹板(11)板面两侧的且高度相同的两块平钢板(221与222)，所述平钢板与波形钢腹板的波形匹配，且所述平板承托(22)和波折形钢板(23)均设置在所述上翼缘板(13)的下方；所述波折形钢板(23)包括在上的与顶板(2)顶面平行的平直面(231)及在下的与平板承托(22)固连的倾斜面(232)；相邻两根波腹工梁(1)底部之间连接有横撑(14)与斜撑(15)，部分横撑的顶面上设有砼横隔板(16)，所述砼横隔板包括位于简支梁两端支座位置处的现浇的端横隔板(161)以及位于两支座之间的预制的中横隔板(162)，中横隔板与波腹工梁(1)间浇筑有用于固连中砼横隔板与波形钢腹板的砼接头(17)，最外侧的波形钢腹板(11)不设中横隔板的一侧设有与该波形钢腹板另一侧各中横隔板一一对应的砼加劲(18)，所述砼接头及砼加劲在高度方向上均设置在下翼缘板(12)与平板承托(22)之间；所述体外预应力索包括锚固装置(31)、转向块装置(32)及体外预应力筋(33)，所述锚固装置预埋在端横隔板位置处，所述转向块装置预埋在中横隔板及其砼接头、砼加劲的底部，所述体外预应力筋穿设在转向块装置与锚固装置中，张拉后的体外预应力筋用于消除简支梁的恒载挠度，使简支梁不需设置用于抵消恒载挠度的预拱度；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁晓东，胡红波，上官兴，项超群，钱寅泉，谢鸿，吴加云，卢国林，易诞，
申请(专利权)人：湖南联智桥隧技术有限公司，长沙市公路桥梁建设有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43