中小跨径预制混凝土梁桥预应力束结构及其设置方法
【专利摘要】为解决现有技术预制混凝土梁桥存在的易产生裂缝，导致小箱梁或T梁的横向连接强度和刚度降低，严重影响预制混凝土梁桥的使用寿命和安全性能等问题，本发明提出一种中小跨径预制混凝土梁桥预应力束结构及其设置方法，在同一组小箱梁或T梁的两侧和每根小箱梁或T梁的底部设置纵向预应力束，在相邻两根小箱梁或T梁的湿接缝两侧设置二根交叉成X形的预应力束，即第一预应力束的一个端头设置在小箱梁或T梁的翼板根部；第二预应力束与第一预应力束反向对称设置。本发明的有益技术效果是在有效提高了小箱梁或T梁的横向连接强度和刚度，提高了预制混凝土梁桥的整体受力性能，保证桥梁的长期性能稳定和服役安全，具有良好的社会和经济效益。
【专利说明】中小跨径预制混凝土梁桥预应力束结构及其设置方法
[0001]
发明领域
[0002]本发明涉及到中小跨径预制混凝土梁桥预应力束的设置技术，特别涉及到一种中小跨径预制混凝土梁桥预应力束结构及其设置方法。
【背景技术】
[0003]随着我国桥梁建设的蓬勃发展，桥梁的结构形式也更加丰富。但对于中小跨径的公路桥梁、城市桥梁和铁路桥梁而言大部分仍采用钢筋混凝土梁或预应力混凝土梁结构。其中，中小跨径的预制混凝土梁桥由于其具有较大的截面抗扭强度和抗弯强度，其弯曲应力图形合理、剪应力小且具有良好的稳定性等优点，能够很好地满足高等级公路行车高速、平稳和舒适的要求，并且兼有价格便宜、施工速度快等特点，因此，在国内外得到了十分迅速的发展和广泛的应用。
[0004]所谓中小跨径的预制混凝土梁桥是指采用预制混凝土小箱梁或者T梁作为主梁的桥体结构，其中，较有代表性的是采用预制混凝土小箱梁作为主梁的小箱梁桥。为保证多片小箱梁之间具有可靠的横向连接强度和刚度，保证桥梁在外荷载的作用下整体受力，使内应力在各片主梁分布更为均匀，采用横隔梁和桥面板使多片主梁连结成为空间整体结构，使外荷载作用分布均匀，各片主梁协同工作。除了横隔梁以外，小箱梁还通过翼板间的接缝，以及桥面构造使彼此间共同受力。但是，由于施工方法不当、养护不够和车辆超载等原因，预制混凝土小箱梁桥仍然会产生一些病害，最常见的病害就是出现过多和过大的裂缝。裂缝的出现不但会减小主梁的横向强度和刚度、减弱桥体的横向联结强度，还会导致钢筋锈蚀等一些耐久性问题，甚至可能导致预制混凝土梁桥横向整体受到破坏，形成单梁受力，严重影响预制混凝土梁桥的使用寿命和安全性能。显然，现有技术预制混凝土梁桥存在着易产生裂缝，导致小箱梁或T梁的横向连接强度和刚度降低，严重影响预制混凝土梁桥的使用寿命和安全性能等问题。
【发明内容】
[0005]为解决现有技术预制混凝土梁桥存在的易产生裂缝，导致小箱梁或T梁的横向连接强度和刚度降低，严重影响预制混凝土梁桥的使用寿命和安全性能等问题，本发明提出一种中小跨径预制混凝土梁桥预应力束结构及其设置方法。本发明中小跨径预制混凝土梁桥预应力束结构，在同一组小箱梁或T梁的两侧和每根小箱梁或T梁的底部设置纵向预应力束，在相邻两根小箱梁或T梁的湿接缝两侧设置二根交叉成X形的预应力束，即第一预应力束的一个端头设置在小箱梁或T梁的翼板根部，然后沿小箱梁或T梁的纵向延伸，并将另一端头设置在相邻小箱梁或T梁的翼板根部；第二预应力束与第一预应力束反向对称设置；并且，第一预应力束与第二预应力束在高度方向留有间距。
[0006]进一步的，本发明中小跨径预制混凝土梁桥预应力束结构的第一预应力束与第二预应力束在高度方向的间距为30mm — 300mm。
[0007]本发明中小跨径预制混凝土梁桥预应力束结构设置方法，在同一组小箱梁或T梁的两侧和每根小箱梁或T梁的底部设置纵向预应力束，在相邻两根小箱梁或T梁的湿接缝两侧设置二根交叉成X形的预应力束，即第一预应力束的一个端头设置在小箱梁或T梁的翼板根部，然后沿小箱梁或T梁的纵向延伸，并将另一端头设置在相邻小箱梁或T梁的翼板根部；第二预应力束与第一预应力束反相对称设置；并且，第一预应力束与第二预应力束在高度方向留有间距；其中，每2 — 5根小箱梁或T梁为一组，第一预应力束与第二预应力束在高度方向的间距为30mm — 300mm,包括以下步骤:
51、根据设计图纸，预留安装X形预应力束的孔道，浇筑小箱梁或T梁；
52、当浇筑的混凝土达到一定的强度后，将预应力束穿入到预留的孔道；
53、布置好后，对该呈X形的预应力束同时进行张拉，使预应力达到设计要求；
54、完成该组交叉预应力束的张拉后，进行相邻的另一组预应力束的布置与张拉；
55、对各根纵向预应力束进行张拉，保证端部截面预应力束布置对称；
56、对各预应力束端部锚固端进封闭处理。
[0008]本发明中小跨径预制混凝土梁桥预应力束结构及其设置方法的有益技术效果是在有效提高了小箱梁或T梁的横向连接强度和刚度，提高了预制混凝土梁桥的整体受力性能，保证桥梁的长期性能稳定和服役安全，具有良好的社会和经济效益。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]附图1是本发明中小跨径预制混凝土梁桥预应力束结构的立体示意图；
附图2是本发明中小跨径预制混凝土梁桥预应力束结构的俯视剖视示意图；
附图3为本发明中小跨径预制混凝土梁桥预应力束结构小箱梁或T梁端部的局部示意图。
[0010]下面结合附图及具体实施例对本发明中小跨径预制混凝土梁桥预应力束结构及其设置方法作进一步的说明。
【具体实施方式】
[0011]附图1是本发明中小跨径预制混凝土梁桥预应力束结构的立体示意图，附图2是本发明中小跨径预制混凝土梁桥预应力束结构的俯视剖视示意图，附图3为本发明中小跨径预制混凝土梁桥预应力束结构小箱梁或T梁端部的局部示意图。图中，I为小箱梁，2为纵向预应力束，3为第一预应力束，4为第二预应力束。由图可知，本发明中小跨径预制混凝土梁桥预应力束结构，在同一组小箱梁或T梁的两侧和每根小箱梁I或T梁的底部设置纵向预应力束2，在相邻两根小箱梁I或T梁的湿接缝两侧设置二根交叉成X形的预应力束，即第一预应力束3的一个端头设置在小箱梁或T梁的翼板根部，然后沿小箱梁或T梁的纵向延伸，并将另一端头设置在相邻小箱梁或T梁的翼板根部；第二预应力束4与第一预应力束3反相对称设置；并且，第一预应力束与第二预应力束在高度方向留有间距。需要说明的是，在附图1中，为清楚的描述X形预应力束的结构，图中仅显示了小箱梁的两个端头，小箱梁底部的纵向预应力束没有画出，只是显示了小箱梁底部设置纵向预应力束的端点。
[0012]通常，根据设计规范，桥梁中预应力束的布置不允许交叉布置，因此，本发明中小跨径预制混凝土梁桥预应力束结构第一预应力束与第二预应力束在高度方向的间距为30mm - 300_，从而避免了预应力束斜向交叉的缺点。
[0013]本发明中小跨径预制混凝土梁桥预应力束结构设置方法，在同一组小箱梁或T梁的两侧和每根小箱梁或T梁的底部设置纵向预应力束，在相邻两根小箱梁或T梁的湿接缝两侧设置二根交叉成X形的预应力束，即第一预应力束的一个端头设置在小箱梁或T梁的翼板根部，然后沿小箱梁或T梁的纵向延伸，并将另一端头设置在相邻小箱梁或T梁的翼板根部；第二预应力束与第一预应力束方向对称设置；并且，第一预应力束与第二预应力束在高度方向留有间距；其中，每2 — 5根小箱梁或T梁为一组，第一预应力束与第二预应力束在高度方向的间距为30mm — 300mm,包括以下步骤:
51、根据设计图纸，预留安装X形预应力束的孔道，浇筑小箱梁或T梁；
52、当浇筑的混凝土达到一定的强度后，将预应力束穿入到预留的孔道；
53、布置好后，对该呈X形的预应力束同时进行张拉，使预应力达到设计要求；
54、完成该组交叉预应力束的张拉后，进行相邻的另一组预应力束的布置与张拉；
55、对各根纵向预应力束进行张拉，保证端部截面预应力束布置对称；
56、对各预应力束端部锚固端进封闭处理。
[0014]从本发明中小跨径预制混凝土梁桥预应力束结构的交叉预应力筋分析可知，其一方面可以为小箱梁提供纵向预应分力作用，从而起到原来的纵向预应力束作用；另一方面可以提供横向预应分力作用，从而起到原来的横隔梁等横向联结作用，与普通横向预应力束相比，具有预应力损失小的优点。通过交叉预应力束提供纵向、横向预应分力作用，可以更大程度的增强小箱梁之间的横向联系，加强了箱梁间的整体刚度，提高了箱梁的整体承载能力。此外，交叉预应力束设置在湿接缝两侧不影响小箱梁内部的预应力束的布置，在提供纵向、横向预应分力作用的同时，对湿接缝内的混凝土起到一定的束缚作用，进一步增强混凝土的整体抗压能力。进一步，与横向预应力束相比，交叉预应力束大大降低了由于长度等原因引起的横向预应力损失。同时，梁体内，在各个预应力束的端点截面处，预应力束对称布置，保证了截面的受力对称均匀，施工安全。
[0015]显然，本发明中小跨径预制混凝土梁桥预应力束结构及其设置方法的有益技术效果是在有效提高了小箱梁或T梁的横向连接强度和刚度，提高了预制混凝土梁桥的整体受力性能，保证桥梁的长期性能稳定和服役安全，具有良好的社会和经济效益。
【权利要求】
1.一种中小跨径预制混凝土梁桥预应力束结构，其特征在于，在同一组小箱梁或T梁的两侧和每根小箱梁或T梁的底部设置纵向预应力束，在相邻两根小箱梁或T梁的湿接缝两侧设置二根交叉成X形的预应力束，即第一预应力束的一个端头设置在小箱梁或T梁的翼板根部，然后沿小箱梁或T梁的纵向延伸，并将另一端头设置在相邻小箱梁或T梁的翼板根部；第二预应力束与第一预应力束反向对称设置；并且，第一预应力束与第二预应力束在高度方向留有间距。
2.根据权利要求1所述中小跨径预制混凝土梁桥预应力束结构，其特征在于，第一预应力束与第二预应力束在高度方向的间距为30mm - 300mm。
3.—种中小跨径预制混凝土梁桥预应力束结构设置方法，其特征在于，在同一组小箱梁或T梁的两侧和每根小箱梁或T梁的底部设置纵向预应力束，在相邻两根小箱梁或T梁的湿接缝两侧设置二根交叉成X形的预应力束，即第一预应力束的一个端头设置在小箱梁或T梁的翼板根部，然后沿小箱梁或T梁的纵向延伸，并将另一端头设置在相邻小箱梁或T梁的翼板根部；第二预应力束与第一预应力束反相对称设置；并且，第一预应力束与第二预应力束在高度方向留有间距；其中，每2 — 5根小箱梁或T梁为一组，第一预应力束与第二预应力束在高度方向的间距为30mm — 300mm,包括以下步骤: S1、根据设计图纸，预留安装X形预应力束的孔道，浇筑小箱梁或T梁； S2、当浇筑的混凝土达到一定的强度后，将预应力束穿入到预留的孔道； S3、布置好后，对该呈X形的预应力束同时进行张拉，使预应力达到设计要求； S4、完成该组交叉预应力束的张拉后，进行相邻的另一组预应力束的布置与张拉； S5、对各根纵向预应力束进行张拉，保证端部截面预应力束布置对称； S6、对各预应力束端部锚固端进封闭处理。
【文档编号】E01D101/28GK104264574SQ201410540192
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年10月14日 优先权日:2014年10月14日
【发明者】周建庭, 李志刚, 马惠香, 辛景舟, 杨茂, 余晓萌, 吴川 申请人:重庆交通大学