一种预应力混凝土三角形箱梁的制作方法
【专利说明】一种预应力混凝土三角形箱梁 所属技术领域
[0001] 本发明涉及一种预应力混凝土三角形箱梁{Prestressedconcretetrianglebox girder}〇
[0002] 当前背景抟术
[0003] 过去的PSC箱梁或者钢箱梁其断面形状呈箱形或者梯形箱形。如上所述的断面结 构为了维持其断面形状，需在桥梁内部相距一定距离设置隔墙（横隔板或者垂直交叉的支 撑）。这是为了断面形状作为箱形或者梯形结构，在应对扭曲和弯曲等状况时，能够防止桥 梁发生扭曲。在这样的情况下，PSC箱形梁因其断面形状不是最适断面形状，所需的钢材非 常多，因此不够经济，而且桥梁的自重也有增加，架设施工时，也不够经济。因此，需要开发 一宗新的PSC箱梁，其技术要求如下所述。即尽可能地使PSC箱梁或者PSC组合箱梁最合 适，增加抗扭阻力和抗弯阻力，减少构件需求量，增加稳定性和经济效率。本发明将美国专 利第4, 912, 794号作为技术背景。本发明提供的桥梁具有以下技术要求。即桥梁的断面形 成三角形，腹板由钢板构成，钢板的下端连接下部帘子线，上端连接混凝土上部帘子线。本 发明另一个技术背景是美国专利第4, 993, 094号。本发明提供一种下端连接下部吊杆，上 端连接上部吊杆的斜拉式大跨度桥梁。本发明的另一个技术背景是美国专利第5, 052, 309 号。本发明提供一种构成腹板的钢支撑下端连接钢管，其上端连接上部构件的肋部的磁悬 浮运送用轨道载体。然而，所述技术背景使用于大跨度桥梁的情况下，没有抵抗在负弯矩区 间产生的抗拉阻力的手段，而且很难抵抗从支座到内侧逐渐变大的弯曲应力，不仅如此，在 腹板及断面下侧利用钢丝导入压缩力时较为困难。
【发明内容】
[0004] 为了解决上述问题，本发明提供一种预应力混凝土三角形箱梁。本发明解决上述 技术问题的方案如下。在桥梁内部不设置或者尽可能少设置隔墙也能使断面的安全性提 高，而且能维持断面形状，依靠三角形断面形状减少自重以及钢材的需求量，利用钢丝导入 压缩力。
[0005] -种预应力混凝土三角形箱梁，包括桥梁10以及端部加固肋104,其特征在于， 所诉桥梁包括梁下翼缘101，在所述梁下翼缘101的中心以V形向上侧连接的斜腹板102， 102,以及连接所述两个斜腹板102,102上部的梁上翼缘103 ;所述加固肋104位于桥梁10 支座上的所述斜腹板102,102的内侧表面；所述梁下翼缘101、斜腹板102,102、梁上翼缘 103以及端部加固肋104由混凝土构成；构成所述斜腹板102,102和梁上翼缘103的三角 形的内角Pl，P2分别在55~65度的范围内。
[0006] 进一步的，所述端部加固肋104内侧表面线104a上的交点01位于所述梁下翼缘 101上表面的中心；所述斜腹板102,102的内侧表面线104b上的交点02位于所述梁下翼 缘101下表面中心的同时设置在所述桥梁10下部设置的桥梁支座装置5的上表面。
[0007] 进一步的，所述桥梁10内侧支座负弯矩区间上的梁上翼缘103又包括钢板105。
[0008] 进一步的，所述桥梁10内侧支座负弯矩区间上的梁上翼缘103又包括PS钢丝W3。
[0009] 进一步的，所述的预应力混凝土三角形箱梁包括在所述桥梁10内侧支座上向内 侧偏离一定距离且位于所述斜腹板102,102内侧表面上的内部加固肋106,位于所述梁下 翼缘101的两端和所述斜腹板102,102两端下部的内部拉伸PS钢丝锚固区107,在所述桥 梁10外侧支座端部加固肋104的上部外侧上安置的外部拉伸PS钢丝锚固区109,在所述桥 梁10内部加固肋106的下部上设置的PS钢丝内部加固肋鞍形区110,在所述桥梁10内侧 支座端部加固肋108的上部上设置的PS钢丝内侧支座鞍形区112,在所述各桥梁10的斜腹 板102,102和梁下翼缘101的内部上设置的内部拉伸PS钢丝W1，以及在所述桥梁10的内 部空间上设置的外部拉伸PS钢丝W2;所述内部拉伸PS钢丝W1在桥梁10完成制作后拉伸 在两个端部之间，所述外部拉伸PS钢丝W2在桥梁10架设在桥台1或者桥墩2上之后，在 外侧跨度桥梁的两个外侧端部之间上一并进行拉伸。
[0010] 另外，一种预应力混凝土三角形箱梁，包括桥梁10以及端部加固肋104,其特征在 于，所诉桥梁包括梁下翼缘101，在所述梁下翼缘101的中心以V形向上侧连接的斜腹板 102,102,以及连接所述两个斜腹板102,102上部的梁上翼缘103;所述加固肋104位于桥 梁10支座上的所述斜腹板102,102的内侧表面；所述梁下翼缘101、梁上翼缘103以及端 部加固肋104由混凝土构成，所述斜腹板102,102由波纹钢板或者钢结构桁架构成；构成所 述斜腹板102,102和梁上翼缘103的三角形的内角Pl，P2分别在55~65度的范围内；所 述端部加固肋104内侧表面线上104a的交点01位于所述梁下翼缘101上表面的中心；所 述斜腹板102,102的内侧表面线104b上的交点02位于所述梁下翼缘101下表面中心的同 时设置在所述桥梁10下部设置的桥梁支座装置5的上表面。
[0011] 进一步的，所述梁下翼缘101又包括围绕其下表面以及侧面的U形钢板115。
[0012] 基于本发明，预应力混凝土三角形箱梁的断面安全性非常高，而且不用在桥梁内 部设置隔墙横隔板或者尽可能地少设置，也能维持断面形状。并且，桥梁的形状是三角形， 能够减少构件的需求量，因此非常经济。并且，重量上小于过去的PSC箱梁形状，因此在制 作、设置过程变得非常容易。并且，利用PS钢丝导入压缩力，从而较之于过去的PSC箱梁， 大跨度变得更为可能。
[0013] 附图的说明
[0014] 图1是基于本发明的预应力混凝土三角形箱梁的示意图。
[0015] 图2a是图1的"X"部分扩大图。
[0016] 图2b是图1的"Y"部分扩大图。
[0017] 图3是图1中的外侧跨度PSC三角形箱梁的斜视图。
[0018] 图4是图1中的内侧跨度PSC三角形箱梁的斜视图。
[0019] 图5a至图5e分别是图1的A-A线，B-B线，C-C线，D-D线，E-E线的截面图。
[0020] 图6是基于本发明中另一种实施案例的预应力混凝土三角形箱梁的截面图。
[0021] 附图标iP,说明
[0022] 101 :梁下翼缘
[0023] 102:斜腹板
[0024] 104,108:端部加固肋
[0025] 105:钢板
[0026] 106:内部加固肋
[0027] 110:内部加固肋鞍形区
[0028] 112 :PS钢丝内侧支座鞍形区
[0029] W1 :内部拉伸PS钢丝
[0030]W2:外部拉伸PS钢丝
[0031] 具体的实施方式
[0032] 接下来，参照附图对本发明进行详细的说明，但所示的实施案例只是为了更准确 的理解本发明，因此本发明不局限于此。
[0033] 断面形状中的三角形断面在外型上可构成非常稳定的断面。桥梁的梁为闭合截面 时如不是三角形形状，当受到使其扭曲或弯曲的外力，断面将产生扭曲现象。因此，需以一 定间隔设置用于维持断面形状的垂直交叉支撑，或必须设置混凝土、钢隔墙（横隔板）。在 本发明中提出的梁的断面形状为三角形时，无需隔墙（横隔板）也可阻止扭曲或弯曲等外 力作用使断面扭曲的现象。
[0034] 在本发明中，当混凝土或钢材形成闭合断面时，使梁的形状为正三角形或类似正 三角形的结构，增大抗扭阻力。位于桥梁支座装置的桥台及桥墩部分，在三角形梁的断面的 混凝土斜腹板内侧面增设混凝土加固肋。混凝土梁上部顶盖的内侧表面线与增设于斜腹板 的混凝土加固肋的斜腹板内侧表面线，共同构成三角形形状。
[0035] 此时，三角形内侧表面线的下端假想顶点位于梁下翼缘的上表面上，在所述梁下 翼缘的假想顶点上，将相当于垂直下部支座的梁下翼缘的下表面作为支座反力点，安装桥 梁支座装置。即，所述支座反力点是没有加固肋的假想三角形内侧下端顶点，这对应只由斜 腹板构成的三角形内侧表面线下端顶点，使混凝土加固肋和斜腹板不发生弯曲，形成使桥 梁断面形状稳定的三角形形状。
[0036] 因此，本发明中的桥梁不需要在混凝土斜腹板上设置单独的混凝土隔墙横隔板， 或者尽可能地使混凝土隔墙的厚度变小。并且，若将所述形成的结构进行另外的说明，以没 有混凝土加固肋的桥梁中心断面为基准的话，三角形桥梁的混凝土斜腹板内侧表面线与混 凝土上部顶盖相遇，形成正三角形或者接近正三角形的三角形下端梁下翼缘，支座正位于 所述下端梁下翼缘下表面的顶点上，且同时成为内、外侧支座上的支座反力点，并在支座上 设置桥梁支座装置。
[0037] 本发明的PSC三角形箱梁具有以下结构。如同在内、外侧支座上一样，在安置于内 部的混凝土偏向构件以及混凝土鞍形区或者混凝土弯梁的位置上，在三角形箱梁内部设置 的混凝土加固肋形成三角形桥梁的混凝土上部顶盖和正三角形，从而作为维持三角形断面 形状的混凝土隔墙横隔板而起到作用。
[0038] 基于本发明的PSC三角形箱梁其桥梁断面的扭曲强度非常大，因此，比任何一种 断面形状更稳定，而且在桥梁内部不设有混凝土隔墙横隔板或者将其最小化，从而形成最 经济的断面。并且，如上所述的断面形状同样适用于桥梁斜腹板由波纹钢板或者钢结构桁 架构成的PSC组合箱梁形状。
[0039]〈实施案例〉
[0040] 如图1，图3以及图4所示，PSC三角形箱梁10以下均称为'桥梁10'通过内侧跨 度PSC三角形箱梁10a和外侧跨度PSC三角形箱梁10b进行施工。
[0041] 在此，内侧跨度PSC三角形箱梁10a设置在相邻桥墩2￡卜2之间，外侧跨度PSC三 角形箱梁l〇b设置在桥台1和桥墩2之间。
[0042] 如图3至图5e所示，桥梁10包括梁下翼缘101，在梁下翼缘101中心以V形向上 侧延伸的斜腹板102,102,以及连接两侧斜腹板102,102上部的梁上翼缘103。
[0043] 此时，桥梁10支座的位置包位于括斜腹板102,102内侧表面上的端部加固肋104。
[0044] 而且，梁下翼缘101、斜腹板102,102、梁上翼缘103以及端部加固肋104由混凝土 构成。
[0045] 形成斜腹板102,102和梁上翼缘103的三角形内角P1，P2分别在55~65度范围 之内。因此，