本发明涉及简支结构桥梁技术领域，特别涉及一种无钢筋超高性能混凝土水平束先张法的简支梁。
背景技术：
现代山区高速公路建设，碍于地形狭窄、场地限制，一般都是采用桥梁结构。常见的桥梁结构如简支梁桥，以孔为单元，相邻桥孔各自单独受力，属静定结构。它的优点是结构简单，架设方便，可减低造价，缩短工期，同时最易设计成各种标准跨径的装配式构件。
现有预应力钢筋混凝土简支梁，结构自重大，施工强度大，其中低标号混凝土砂石材料用量大，耐久性较差、环保性差。现有的预应力混凝土简支梁主要有先张法和后张法两种施工方法，先张法施工时，预应力钢束布置一般为折线布置，需要设置复杂的预应力反力系统和弯起装置，不仅构造复杂，且造价高，场地要求高，控制效果也不是非常理想；后张法施工时，现场需要投入大量劳动力进行钢筋绑扎、预应力成孔、穿束、压浆、封锚，且锚头部位耐久性差。而且，现有的钢筋混凝土简支梁施工周期相对较长，容易产生人为缺陷，不利于大规模的机械化、批量化、工厂化生产。因此，凾待一种实施难度低；便于实现施工的标准化、生产的工厂化和机械化；并且用料环保、节约，结构自重小，承载能力强，且具有良好的耐久性的简支梁结构。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种无钢筋超高性能混凝土水平束先张法的简支梁。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
一种无钢筋超高性能混凝土水平束先张法的简支梁，包括梁体上部、梁体中部和梁体下部，所述梁体上部、梁体中部和梁体下部均为超高性能混凝土结构且内部不含任何钢筋，在所述梁体下部内还水平地设有若干根预应力钢束。
本发明所述的简支梁梁体内取消了常规钢筋，未配置纵、横桥向的受力钢筋，未配置箍筋，未配置表层分布钢筋，完全实现了零钢筋含量。本发明取消普通钢筋，避免了钢筋的加工、制作、定位、安置、绑扎，且避免了普通钢筋与预应力钢束的冲突。避免了大量劳动力的投入，减小人为因素，更有利于精度和质量的保障，大大减少了低强度钢材的用量。
本发明所述的简支梁的梁体均为超高性能混凝土结构，超高性能混凝土，简称uhpc(ultra-highperformanceconcrete)，是过去三十年中极具创新性的水泥基工程材料，实现了工程材料性能的大跨越，“超高性能混凝土”包含两个方面“超高”——超高的耐久性和超高的力学性能。本发明采用超高性能混凝土结构，不仅能在无钢筋配置时，实现与现有钢筋混凝土简支梁相同的强度，还能进一步减小构造尺寸，简化构造细节，减少砂石材料的用量，减轻结构自重，且结构强度大，耐久性强。而桥梁上部结构自重的减轻，亦为桥梁下部结构构造尺寸的减小和桥梁抗震性能的提高，做出了突出的贡献。
本发明在所述梁体下部内还水平地设有若干根预应力钢束，用以提供简支梁的预应力。且预应力钢束水平布置，避免了设置复杂的预应力返力系统和弯起装置，施工简便快捷，方便生产，提高了作业机械化率，便于流水作业和批量化制作。
优选的，所述简支梁采用先张法施工而成，避免了后张法预应力成孔、穿束、压浆、封锚等一系列工序，也从根本上避免了后张法施工中可能出现的堵孔、灌浆不密实、封锚质量差等一系列质量问题。先张法更有利于施工的标准化、生产的工厂化和机械化，更有利于发挥模板、台座等利用率，规模化生产时效益更为显著。
优选的，所述超高性能混凝土内部混有钢纤维，可以增强混凝土的整体性和耐久性，避免混凝土因存在局部缺陷而断裂速度过快，从而可以提高该超高性能混凝土简支梁的安全性。
优选的，所述预应力钢束还水平地设置在所述梁体中部，用以增强简支梁的预应力。
优选的，所述简支梁的截面形状包括i型和t型两种，当然也可应用于其他截面类型的简支梁。
优选的，所述超高性能混凝土的轴心抗拉强度大于或等于9mpa。
在交通部发布的《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》中，可以看出强度等级为c10-c80的混凝土的轴心抗拉强度标准值ftk的最大值为3.1mpa，本发明增加了3倍左右的安全系数，将超高性能混凝土的轴心抗拉强度设计为大于等于9mpa，足以满足简支梁的强度要求。
本发明还公开了一种无钢筋超高性能混凝土水平束先张法的简支梁的张拉装置，包括设置在所述简支梁的模板四周的若干个连接梁，所有所述连接梁的一端固定有锚固板，所述预应力钢束穿过所述锚固板并通过张拉件进行张拉。
本发明所述的张拉装置，利用简支梁的钢模板，采用简单构造即可完成预应力的施加，构造简单，造价低，可反复利用，对场地要求极低，可因地制宜实施。
优选的，所述连接梁均匀对称设在所述模板四周，使得锚固板受力更加均匀，结构更加稳定。
优选的，所述连接梁为工字钢结构，材料易得，成本低。当然也可根据现场情况，采用更加易得的其他截面的钢结构。
优选的，所述连接梁与所述模板焊接连接，所述预应力钢束通过锚头固定在所述锚固板上，施工方便。
与现有技术相比，本发明所述的简支梁的有益效果：
(1)无普通钢筋的设计，避免了繁琐的钢筋制作、定位、安装，避免了与预应力钢束的冲突，从而简化了构造，减少劳动力数量，缩短施工周期，更有利于精度和质量的保障。
(2)采用超高性能混凝土结构，不仅能在无钢筋配置时，实现与现有钢筋混凝土简支梁相同的强度，还能进一步减小构造尺寸，简化构造细节，混凝土材料用量少、节能环保，结构轻型化，利于工厂化生产，利于装配式安装。
(3)预应力钢束采用不设弯折的先张法水平束，简化了钢束弯折构造和梁端反力架的复杂构造，方便生产，提高机械化率，便于流水作业和批量化制作。
(4)超高性能混凝土内部混有钢纤维，可以增强混凝土的整体性和耐久性，避免混凝土因存在局部缺陷而断裂速度过快，从而可以提高该超高性能混凝土简支梁的安全性。
(5)本发明较常规混凝土增加了3倍左右的安全系数，将超高性能混凝土的轴心抗拉强度设计为大于或等于9mpa，足以满足简支梁的强度要求。
(6)本发明特别适合集中化、工厂化、批量化预制生产，机械化拼装的公路、市政桥梁的建设。
与现有技术相比，本发明所述的简支梁张拉装置的有益效果：
本发明所述的张拉装置，利用简支梁的钢模板，采用简单构造即可完成预应力的施加，构造简单，造价低，可反复利用，对场地要求极低，可因地制宜实施。
附图说明：
图1是本发明实施例1所述的一种无钢筋超高性能混凝土水平束先张法的简支梁的侧视图。
图2是本发明实施例1所述的一种无钢筋超高性能混凝土水平束先张法的简支梁的主视图。
图3是本发明实施例2所述的一种无钢筋超高性能混凝土水平束先张法的简支梁的侧视图。
图4是本发明实施例3所述的一种无钢筋超高性能混凝土水平束先张法的简支梁的侧视图。
图5是本发明实施例4所述的水平预应力钢束的张拉装置的侧视图。
图6是本发明实施例4所述的水平预应力钢束的张拉装置的主视图。
图1-图6中标记：1-梁体上部，2-梁体中部，3-梁体下部，4-预应力钢束，5-模板，6-连接梁，7-锚固板，8-锚头。
图7是现有折线布置的预应力钢束的张拉装置的主视图。
图8是现有的折线布置的预应力钢束的张拉装置的俯视图。
图7-图8中标记：1-预埋立柱a，2-预埋立柱b，3-张拉台座基础，4-钢立柱，5-钢拉带，6-千斤顶，7-钢锚梁，8-t梁台座，9-水平支撑梁，10-钢拉杆，11-弯起器，12-弯起器基础，13-配重，14-连系梁，15-简支梁，16-预应力钢束。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
如图1-图2所示，一种无钢筋超高性能混凝土水平束先张法的简支梁，所述简支梁的截面形状为i型，包括梁体上部1、梁体中部2和梁体下部3，所述梁体上部1、梁体中部2和梁体下部3均为超高性能混凝土结构且内部不含任何钢筋，在所述梁体下部3和梁体中部2内还水平地设有若干根预应力钢束4，所述简支梁和预应力钢束4采用先张法施工而成。
所述超高性能混凝土内部混有钢纤维，用以增强整体性和抗断裂性能，所述超高性能混凝土的轴心抗拉强度大于或等于9mpa。在交通部发布的《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》中，可以看出强度等级为c10-c80的混凝土的轴心抗拉强度标准值ftk的最大值为3.1mpa，本发明增加了3倍左右的安全系数，将超高性能混凝土的轴心抗拉强度设计为大于等于9mpa，足以满足简支梁的强度要求。
实施例2
如图3所示，本实施例与实施例1的区别在于，本实施例的简支梁的截面形状为t型，即为t梁，且所述t梁下部设有马蹄，所述预应力钢束4可只设置在所述马蹄内，也可部分设置在所述梁体中部2。
实施例3
如图4所示，本实施例与实施例1的区别在于，本实施例的简支梁的截面形状为t型，即为t梁，且所述t梁下部不设有马蹄，所述预应力钢束4可只设置在所述梁体下部3，也可部分设置在所述梁体中部2。
实施例4
如图5-图6所示，一种无钢筋超高性能混凝土水平束先张法的简支梁的张拉装置，包括设置在所述简支梁的模板5四周的若干个连接梁6，所有所述连接梁6的一端固定有锚固板7，所述预应力钢束4穿过所述锚固板7，通过锚头8固定在所述锚固板7上，并通过张拉件进行张拉。所述连接梁6为工字钢结构，所述连接梁6均匀对称设在所述模板5四周，所述连接梁6与所述模板5焊接连接。
如图7-图8所示为传统的折线布置的预应力钢束的张拉装置，该张拉装置为轴对称结构，图示为一半结构，从图中可以看出，传统的张拉装置构造复杂，至少包括预埋立柱a1，预埋立柱b2，张拉台座基础3，钢立柱4，钢拉带5，千斤顶6，钢锚梁7，t梁台座8，水平支撑梁9，钢拉杆10，弯起器11，弯起器基础12，配重13，连系梁14，简支梁15，预应力钢束16，不仅整体造价高，且控制效果也不是非常良好。跨中需设置弯起器11和较大的弯起器基础12，t梁台座8的体积也较大，构造复杂，对简支梁15内预应力钢束16进行张拉时亦需要较大的场地。
而本发明所述的张拉装置，利用简支梁的钢模板，采用简单构造即可完成预应力的施加，构造简单，造价低，可反复利用，对场地要求极低，可因地制宜实施，大大克服了传统折线束构造复杂、造价高、占地大等各种缺陷。
以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但本发明不局限于上述具体实施方式，因此任何对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。