结合梁负弯矩区砼板施加压应力的方法、主梁及斜拉桥技术

本发明专利技术涉及桥梁建造技术领域，具体涉及结合梁负弯矩区砼板施加压应力的方法、主梁及斜拉桥，该方法包括：根据混凝土桥面板克服辅助墩区域结合梁的负弯矩所需的压应力，模拟计算得到的结合梁斜拉桥钢梁上拱线形，进行钢梁的匹配制造；在辅助墩顶设置临时抄垫后架设所述钢梁，并在钢梁架设完成后，直接在钢梁上方铺设全部的混凝土桥面板，形成主梁；拆除临时抄垫，使主梁回落，以在辅助墩顶区域内的混凝土桥面板产生压应力。本发明专利技术能够简化施工工序，变现场作业改为工厂作业，解决了需要加大支点顶、落梁时的位移值，而位移值加大进而增大千斤顶的起顶吨位，增加了现场施工困难，且支点位移的大幅变化增加斜拉索、主塔的施工状态控制难度的问题。

【技术实现步骤摘要】
结合梁负弯矩区砼板施加压应力的方法、主梁及斜拉桥
本专利技术涉及桥梁建造
，具体涉及结合梁负弯矩区砼板施加压应力的方法、主梁及斜拉桥。
技术介绍
结合梁泛指主梁在高度方向上由混凝土板和钢梁叠合而成。一般而言，结构负弯矩区指该区域内主梁断面上缘受拉、下缘受压；进一步，结合梁负弯矩区指该区域内混凝土板受拉，钢梁受压。而混凝土板处于受拉状态容易引起开裂，影响结构耐久性，因此负弯矩区混凝土板需采取工程措施施加预压应力。结合梁负弯矩区混凝土板施加预压应力的工程措施常见有混凝土板内张拉预压应力(方法一)以及改变混凝土板浇筑次序配合支点钢梁顶、落梁施加预压应力(方法二)。但方法一中由于钢梁截面远大于混凝土板，张拉预压应力产生的预压应力大部分施加于钢梁截面上，存在施加混凝土板预压应力效率低，难以有效施加压应力的问题。方法二中要求混凝土板浇筑分先后次序，即辅助墩顶区域混凝土板待支点起顶后再进行浇筑。浇筑完该区域混凝土板后再进行支点下落施加预压应力。另由于支点起顶时，除主梁上拱变形外，斜拉桥中斜拉索和主塔也会附带产生变形和内力变化，而该部分变形和内力在支点回落时对施加混凝土板预压应力会有干扰，会抵消部分预压应力，因此需要加大支点顶、落梁时的位移值，而位移值加大意味着顶落梁时千斤顶的起顶吨位加大，增加了现场施工困难，且支点位移的大幅变化对斜拉索、主塔的施工状态控制也带来难题。由此可见，方法二存在施工工序多、施工内容繁琐、施工周期长、施工效率低、施工控制难度大的问题。
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种结合梁负弯矩区砼板施加压应力的方法、主梁及斜拉桥，能够简化现有技术中施工工序，变现场作业改为工厂作业，现场施工周期短，解决了现有技术中需要加大支点顶、落梁时的位移值，而位移值加大进而增大千斤顶的起顶吨位，增加现场施工困难，且支点位移的大幅变化增加斜拉索、主塔的施工状态控制难度的问题。为达到以上目的，本专利技术采取的技术方案是：一方面，本专利技术提供一种结合梁负弯矩区砼板施加压应力的方法，包括以下步骤：根据混凝土桥面板克服辅助墩区域结合梁的负弯矩所需的压应力，模拟计算得到的钢梁上拱线形，在工厂进行钢梁的匹配制造实现其上拱线形；在辅助墩顶设置临时抄垫后架设所述钢梁，并在钢梁架设完成后，直接在钢梁上方铺设全部的混凝土桥面板，形成主梁；拆除临时抄垫，使主梁回落，以在辅助墩顶区域内的混凝土桥面板产生压应力。在上述技术方案的基础上，所述钢梁上拱线形采用多项式拟合、指数拟合或高斯拟合进行曲线拟合得到。在上述技术方案的基础上，以多项式拟合、指数拟合或高斯拟合进行曲线拟合得到对应的钢梁上拱线形中与实际上拱线形差值最小的钢梁上拱线形作为最终的钢梁上拱线形。在上述技术方案的基础上，在进行钢梁的匹配制造时，通过调整钢梁无应力的尺寸使钢梁实现钢梁上拱线形。在上述技术方案的基础上，所述钢梁上拱线形在辅助墩处的抬升高度与所述临时抄垫的高度相同。在上述技术方案的基础上，在架设钢梁时，采用支架法或悬臂拼装法进行钢梁的架设安装。另一方面，本专利技术提供一种结合梁负弯矩区砼板施加压应力的主梁，包括：一根据混凝土桥面板克服辅助墩区域结合梁的负弯矩所需的压应力来确定钢梁上拱线形的钢梁；混凝土桥面板，其铺设所述钢梁上。在上述技术方案的基础上，所述钢梁在辅助墩位置向上拱起。还有一方面，本专利技术提供一种斜拉桥，包括：在设定位置间隔设置的辅助墩和主塔；一根据混凝土桥面板克服辅助墩区域结合梁的负弯矩所需的压应力来确定钢梁上拱线形的钢梁，其设置在所述辅助墩和主塔上；混凝土桥面板，其铺设所述钢梁上。在上述技术方案的基础上，所述钢梁在辅助墩位置向上拱起。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术采用根据钢梁上拱线形匹配制造的钢梁架设的斜拉桥，简化了现场施工步骤，通过在工厂内调整钢梁的无应力尺寸改变其制造线形，实现了钢梁的预抬高，减少了现场工作内容，降低了现场施工难度，使现场工作内容变为工厂工作内容，缩短现场施工时间，提高了现场施工功效。同时，本专利技术中钢梁在工厂内的预抬升仅调整了钢梁的无应力尺寸，对斜拉索5和主塔4的变形没有影响，因此现场混凝土桥面板和钢梁结合后，主梁回落可在混凝土桥面板内产生显著的预压应力。依某结合梁斜拉桥施工计算分析可知，同常规的顶、落梁方法相比，达到同样的混凝土板面板面板预加应力效果，本专利技术中的临时抄垫值△仅为常规方法中顶、落梁高度的1/3。可知，采用本专利技术能起到事半功倍的效果。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术现有技术中方法二措施的步骤S1的示意图；图2为本专利技术现有技术中方法二措施的步骤S2的示意图；图3为本专利技术现有技术中方法二措施的步骤S3的示意图；图4为本专利技术现有技术中方法二措施的步骤S4的示意图；图5为本专利技术实施例中主梁的示意图；图6为本专利技术实施例中在辅助墩顶设置临时抄垫的示意图；图7为本专利技术实施例中钢梁架设的示意图；图8为本专利技术实施例中在钢梁上铺设混凝土桥面板的示意图；图9为本专利技术实施例中撤掉临时抄垫的示意图。图中：1、钢梁；2、混凝土桥面板；3、辅助墩；4、主塔；5、斜拉索。具体实施方式为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。以下结合附图对本专利技术的实施例作进一步详细说明。现有技术中，结合梁斜拉桥常见混凝土板预压应力通过顶、落梁方案施加。如图1-图4所示：S1：首先按要求在钢梁1架设完成后，先浇筑辅助墩顶区域以外的混凝土桥面板2；S2：然后在辅助墩3顶支点通过千斤顶进行起顶；S3：再在起顶完成后浇筑辅助墩区域以内的混凝土桥面板2；S4：最后待混凝土桥面板2浇筑完成后，与钢梁1结合为整体，形成结合梁后，进行辅助墩3顶支点回落，完成结合梁斜拉桥负弯矩区混凝土板预压应力施加。如图5-图9所示，本专利技术提供一种结合梁负弯矩区砼板施加压应力的方法，包括以下步骤：S1：根据混凝土桥面板克服辅助墩区域结合梁的负弯矩所需的压应力，模拟计算得到的钢梁上拱线形，在工厂进行钢梁的匹配制造实现钢梁上拱线形。在一些可选地实施例中，采用数学方法通过有限元模拟辅助墩上抬升高度后的钢梁上拱线形。根据钢梁上拱线形在工厂内完成对钢梁1的匹配制造。在一些可选的实施例中，采用数学方法可以为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种结合梁负弯矩区砼板施加压应力的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n根据混凝土桥面板克服辅助墩区域结合梁的负弯矩所需的压应力，模拟计算得到结合梁斜拉桥的钢梁上拱线形，在工厂进行钢梁的匹配制造实现钢梁上拱线形；/n在辅助墩顶设置临时抄垫后架设所述钢梁，并在钢梁架设完成后，直接在钢梁上方铺设全部的混凝土桥面板，形成结合梁主梁；/n拆除临时抄垫，使结合梁主梁回落，以在辅助墩顶区域内的混凝土桥面板产生压应力。/n

【技术特征摘要】
1.一种结合梁负弯矩区砼板施加压应力的方法，其特征在于，包括以下步骤：
根据混凝土桥面板克服辅助墩区域结合梁的负弯矩所需的压应力，模拟计算得到结合梁斜拉桥的钢梁上拱线形，在工厂进行钢梁的匹配制造实现钢梁上拱线形；
在辅助墩顶设置临时抄垫后架设所述钢梁，并在钢梁架设完成后，直接在钢梁上方铺设全部的混凝土桥面板，形成结合梁主梁；
拆除临时抄垫，使结合梁主梁回落，以在辅助墩顶区域内的混凝土桥面板产生压应力。


2.如权利要求1所述的结合梁负弯矩区砼板施加压应力的方法，其特征在于，所述钢梁上拱线形采用多项式拟合、指数拟合或高斯拟合进行曲线拟合得到。


3.如权利要求2所述的结合梁负弯矩区砼板施加压应力的方法，其特征在于，以多项式拟合、指数拟合或高斯拟合进行曲线拟合得到对应的钢梁上拱线形中与实际上拱线形差值最小的钢梁上拱线形作为最终的钢梁上拱线形。


4.如权利要求1所述的结合梁负弯矩区砼板施加压应力的方法，其特征在于，在进行钢梁的匹配制造时，通过调整钢梁无应力的尺寸使钢梁实现钢梁上拱线形。


5.如权利要求1所述的结合梁负弯矩区砼板施加压应...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建强，孙建飞，唐斌，万田保，段雪炜，张金涛，戴慧敏，付岚岚，唐超，汪奔，
申请(专利权)人：中铁大桥勘测设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42