波腹工梁－钢砼顶板－体外预应力组合t型简支梁的制作方法
【专利摘要】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。
【专利说明】
波腹工梁一钢砼顶板一体外预应力组合T型简支梁
技术领域
[0001] 本发明涉及带顶、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Τ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。
【背景技术】
[0002] 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Τ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。
[0003] 1.预应力砼梁桥
[0004] 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，交通流量与日倶增，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。
[0005] 2.钢箱梁
[0006] 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。
[0007] 3.波腹工梁和体外预应力结构
[0008] 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。
[0009] 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。
[0010] 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。
【发明内容】
[0011] 本发明目的在于提供波腹工梁一钢砼顶板一体外预应力组合T型简支梁，以解决
【背景技术】中提出的问题。
[0012] 为实现上述目的，本发明提供了一种波腹工梁一钢砼顶板一体外预应力组合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；
[0013] 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；
[0014]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；
[0015]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；
[0016] 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。
[0017] 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。
[0018] 所述简支梁的跨径范围为40~60米。
[0019] 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。
[0020]所述体外预应力筋采用Φ 21.8mm的钢绞线，每孔设置9~12根钢绞线。
[0021] 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。
[0022] 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 峰及波谷位置处的平面与平板承托22的接缝处焊接有角钢加劲件25。
[0023] 相邻两顶板2的横向波形钢底模接缝处设有连接钢板20,连接钢板沿简支梁横向 方向两端分别与位于接缝两边的两块横向波形钢底模固定连接。
[0024] 有益效果:本发明提出的波腹工梁、钢砼组合顶板、体外预应力组合形成的T型简 支梁，具有施工速度快、整体性好、承载能力大等特点，特别适合于城市跨线桥和对桥下干 扰受到严格控制、工期紧张的工程，本发明的优势主要体现在以下几个方面：
[0025] 1.纵梁采用波腹工梁。工字钢采用波形钢做腹板后，横向稳定性得到了提高，不需 设置腹板加劲肋，节省材料10%。波腹工梁上下翼缘板可以加宽、加厚提高纵向惯性矩（比 一般工字梁承载力提高20% )。波腹工梁做腹板与砼腹板相比，由于钢材的容许抗剪强度 (80MPa)至少为砼容许抗剪强度(3MPa)的27倍，其腹板厚度只有砼的1 /9，故使自重不但减 轻了 20%，而且彻底地解决了砼腹板因抗剪能力不足而造成的开裂问题。在施工工艺方面， 波腹工梁在施工中能充当浇筑顶板砼的承重纵梁，而且波形钢腹板和下翼缘板不需要模 板，因此能方便施工和缩短工期，降低造价。
[0026] 2.顶板下缘设置波形钢底模，与顶板砼形成钢砼组合截面，钢板可以减薄砼厚度 和增强横向整体性，本发明提出在顶板的底面设置平钢板作为平板承托，先与纵向波形钢 腹板焊接，可解决顶板与钢纵梁长期粘结力不足，使整体性得到可靠的保证。另外，由于折 线形横向波形钢底模使顶板的横截面为变高截面，顶板靠近波形钢腹板的部位厚，其余部 位薄，与普通平直的砼顶板相比，重量减轻30%~40%，由于波形钢底模的作用，纵肋的横 向间距可由T梁的2.4m加大到4m，增大了 1.6倍，对于12m宽桥梁，由5片T梁变成3片波腹工 梁，减少了 40%，节省了钢材、降低了造价。在施工阶段，顶板砼浇筑时，钢底模免去了装模 板的麻烦。另外，由于在焊接好的钢板上浇筑顶板砼能可靠地保证砼顶板的平整性，所以在 桥面中可以取消砼T梁所需的8~lOcmiSi调平层。在T型梁分条接缝中，在钢底模接头处焊接 一条连接钢板，有效改善各条纵梁间纵向开裂的情况，保证接缝的可靠性。应当指出，由于 钢底模的设置，T梁的顶板可以横向全截面范围内一次性整体浇筑，从根本上取消了 T型梁 的纵缝。
[0027] 3.大直径体外索的采用。目前国内外体外索公称直径一般是15.2mm，直径小、索数 多、工序多、施工麻烦，本专利采用0VM公司新开发的公称直径21.8mm的锚具，目前该套锚具 已在江西吉安井闪山经济技术开发区深圳大桥得到了成功的应用，其研发的12孔Φ21.8mm 的索力相当于26孔Φ 15.2mm，根数减少了54%，方便了施工，由于工民建行业钢结构波腹工 梁允许挠度大(L/500)，超过了公路简支梁运营的安全要求，因此在钢砼组合顶板承受压力 情况下，在波腹工梁下缘设置体外预应力索来承受拉力和克服恒载挠度，使简支梁不需设 置用于抵消恒载挠度的预拱度，从而形成一种新型钢砼组合T型简支梁。
[0028] 4.简支梁外形采用鱼腹式。鱼腹式是中国50m T型简支梁研制最早的雏形，本发明 中，波形钢腹板底部侧向轮廓与简支梁的正弯矩图完全吻合，在保证简支梁弯矩承受能力 的同时能节省材料；另外，由于波形钢不能直接承受沿简支梁纵向方向的力，本发明中，预 应力体外索锚固在两端支座位置处的端横隔板上，对于波形钢腹板而言，避免了在波形钢 腹板上直接锚固预应力体外索。
[0029] 5.将波腹工梁上翼缘与砼顶板平齐，以便横置工横梁形成施工通道，实现顶板砼 浇筑的无支架施工。常用的波形钢腹板PC砼箱梁，横向波形钢底模设置在波腹工梁顶部，浇 筑顶板砼还需另设临时支架。在本发明方案中将波腹工梁上翼缘板与顶板上缘平齐，在浇 筑顶板砼前，在横向工字钢上焊接竖向钢筋将横向波形钢底模焊接固定，从而在浇筑过程 中能有效地控制底板变形。
[0030] 6.波腹工梁横向联系。波腹工梁下缘不浇混凝土，可减轻重量。各片工梁之间每间 距1~2个波长焊接一根横撑和斜撑，横撑和斜撑与波形钢腹板和下翼缘板焊接，保证了波 腹工梁的横向整体性。每隔6~8m在横撑上安装预制砼横隔板，与纵向波腹工梁间浇筑砼接 头，保证波腹工梁的抗扭刚度。
[0031] 除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。 下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
【附图说明】
[0032] 构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实 施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0033] 图1是本发明优选实施例的波腹工梁整体结构主视图；
[0034] 图2是本发明优选实施例的波腹工梁整体结构俯视图；
[0035] 图3是本发明优选实施例的T型简支梁整体结构横剖面图；
[0036] 图4是本发明优选实施例的T型简支梁局部纵剖面图；
[0037] 图5是本发明优选实施例的T型简支梁跨中位置处的半剖面图；
[0038]图6是本发明优选实施例的横撑与斜撑布置俯视图；
[0039]图7是本发明优选实施例的波形钢腹板俯视剖面图；
[0040]图8是本发明本发明优选实施例的钢砼组合顶板横截面细节放大视图。
[0041 ]图中：1-波腹工梁；11-波形钢腹板；12-下翼缘板；13-上翼缘板；14-横撑；15-斜 撑;16-砼横隔板;16卜端横隔板，162-中横隔板，17-砼接头，18-砼加劲，2-顶板;20-连接钢 板;21-顶板上缘;22-平板承托;221-平钢板A; 222-平钢板B; 23-波折形钢板;231-平直面； 232-倾斜面;25-角钢加劲件;26-钢筋网；261-纵向钢筋，262-横向钢筋，263-竖向钢筋，27- 钢纤维混凝土;28-竖向栓钉;3-体外预应力索，31-锚固装置，32-转向块装置，33-体外预应 力筋，6-桥墩;60-支座;61 -分桥墩A; 62-分桥墩B。
【具体实施方式】
[0042] 以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限 定和覆盖的多种不同方式实施。
[0043] 参见图1~图8的一种波腹工梁一钢砼顶板一体外预应力组合T型简支梁，包括波 腹工梁1、顶板2及体外预应力索3,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,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，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;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，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，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)，平钢板与波形钢腹板的波形匹配，且平板承托22和波折形钢板23均设置在上翼缘板 13的下方；
[0044]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；
[0045]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,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11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不设砼横隔板的一侧设有与该波形钢腹板另一 侧各砼横隔板一一对应的砼加劲18,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；
[0046]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,锚固装置预埋在 端横隔板位置处上，转向块装置预埋在中横隔板及其砼接头、砼加劲底部，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；
[0047] 本实施例中，简支梁两端支座处的桥墩6为分体式结构，即一个桥墩包括沿简支梁 纵桥向对齐设置的两个分桥墩(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。
[0048] 本实施例中，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。
[0049] 本实施例所描述的简支梁跨径为40~60m。
[0050] 本实施例中，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，沿简支梁纵桥向每隔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。
[0051] 本实施例中，体外预应力筋采用Φ21.8mm的钢绞线，每孔设置9~12根钢绞线，单 片T梁设置4个预应力孔道。
[0052] 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，钢筋网26包括沿顶板2厚度方向设置的上下两层。
[0053]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，波峰及 波谷位置处的平面与平板承托22的接缝处焊接有角钢加劲件25。
[0054]相邻两顶板2的横向波形钢底模接缝处设有连接钢板20,连接钢板沿简支梁横向 方向两端分别与位于接缝两边的两块横向波形钢底模固定连接。
[0055] 波形钢腹板11采用1200型或1600型，即波形钢腹板单个波长1200~1600mm，波形 钢腹板厚度〇. 8~1.4cm，波高20~22cm。波腹工梁上翼缘板13厚2.0cm，宽度60cm，下翼缘板 12厚由计算决定在3.0~5.0cm范围，宽度80~100cm。在两根波腹工梁之间的下部，焊接Η型 钢作为横撑14与斜撑15,横撑两端分别焊接到波形钢腹板波峰波谷的平面位置处，同时横 撑还与该处的下翼缘板焊接固连，横撑斜撑宽度20~30cm，高度20~60cm，间隔为1~2个波 形钢腹板波长。每隔6~8m吊装一块预制钢筋中横隔板162,其板厚30~40cm，吊装后，装模 浇筑砼接头17与波形钢腹板最外侧的砼加劲18连成整体。
[0056]顶板2的横向波形钢底模横向为波形，其厚度采用6~10mm。与纵向波形钢腹板11 相交处设置平板承托22,平板承托宽度80cm，用左右两块与波形钢腹板11波形相匹配的平 钢板A221及平钢板B222与波形钢腹板11焊接，另外在焊缝处焊接角钢加劲件25加劲。波折 形钢板23通过搭焊的方式焊接在平板承托上，形成横向波形钢底模。在平直面231上再焊接 竖向栓钉28 (倾斜面232处不设栓钉）：竖向栓钉直径10~12mm、间距100 X 100mm、竖向栓钉 顶部比顶板上缘21低10mm。栓钉在顶板中相当于竖向钢箍，在其上下设置两层直径10mm的 钢筋网26 (间距100 X 100mm)，本实施例中，钢筋网包括两两垂直布置在横向波形钢底模内 的纵向钢筋2 61、横向钢筋2 6 2与竖向钢筋2 6 3。为了增加砼的弹性模量，减少与横向波形钢 底模的差别，在顶板砼为钢纤维混凝土 27(钢纤维直径〈lcm，钢纤维含量1~2%)，形成钢纤 维钢筋砼(SF.RC)。
[0057]体外预应力筋采用直径21.8mm的钢绞线，每孔9~12根，体外索转向块设置在砼横 隔板16的下部，设计的原则是用预应力来消除T型组合简支梁的恒载挠度，使预拱度为零， 即不设预拱度。
[0058]本发明的施工过程大致如下：
[0059] 1.波腹工梁的施工:待桥梁下部构造完工后，按交通管制的方案在桥跨内设置钢 管临时墩和搭设施工简易支架以减少波腹工梁的安装跨径。波腹工梁在工厂预制后(在波 形钢腹板上已焊接平板承托），用汽车运载至施工现场，用汽车吊安装单片的波腹工梁至桥 墩或临时墩、临时支架上对接。合拢后再在波腹工梁下联平面中，焊接Η型钢作为横撑和斜 撑。浇筑桥台支座处混凝土横隔板（即端横隔板161)，预埋体外预应力锚固装置。吊装预制 砼横隔板（即中横隔板162)，纵向波形钢腹板与预制砼横隔板之间立模现浇砼接头，预埋体 外预应力转向块。
[0060] 2.钢砼组合顶板的施工:波腹工梁完成后，首先将顶板波折形钢板焊接在波形钢 腹板的平板承托上，再在波腹工梁上翼缘板上横置工字钢，安置人行施工通道，顶板可实现 无支架施工。在工字钢上焊接竖向施工钢筋，其下端焊接在横向波形钢底模上，控制钢底模 变形。在钢底模上焊接栓钉，绑扎顶板钢筋网，在钢底模上涂抹环氧树脂后再浇筑顶板钢纤 维砼。
[0061] 3.体外预应力的施工:在顶板砼达到了强度后，在已预埋好的锚固装置和转向块 中穿体外预应力钢绞线。以控制恒载挠度为零为目标进行预应力张拉，待监理检查符合设 计要求后，将锚具、夹片固定，安装好防护装置后结束。
[0062]技术经济性分析
[0063] 本发明现选取三种不同结构进行技术经济性比较(具体见表1)。一般钢箱梁为了 吊装方便采用分条制作，每条宽度4m左右，12m桥宽共3条。砼T型简支梁最大跨径不超过 50m，不能满足跨径60m要求，如果要超过50m只能采用3跨连续箱梁并用挂篮施工。而本发明 的的体外预应力钢砼组合T型梁采用分条施工，每条宽度4m。
[0064] 表 1
[0065]
[0066] 综合表1可得知：
[0067] 1.材料用量方面。与钢箱梁比，本发明的组合T型梁钢材用量节省12%~18%;与 砼连续箱梁相比，混凝土用量节省约40%，钢筋用量节省50%，钢绞线用量节省6%~21% ; [0068] 2.吊装重量方面。砼连续箱梁一般采用挂篮悬臂浇筑，施工周期长，对桥下干扰 大，难以满足桥下通行的要求。钢箱梁一次吊装重量大（100~150t)，在地方交通建设中很 难满足要求。而本发明的组合T型梁，全跨重量比钢箱梁重，但混凝土顶板在波腹工梁吊装 后再一次性整体浇筑，施工中只需吊装波腹工梁(不超过501 )，如果设置一个简单支架吊装 重量不超过30t，容易满足地方建设要求，降低了对起重机械的要求，对地方交通建设有重 要的现实意义；
[0069] 3造价方面。本发明的组合T型梁综合概算介于砼连续箱梁和钢箱梁之间，每平方 米4500~5500,略低于钢箱梁。推出波腹工梁-钢砼组合顶板-体外预应力组合T型简支梁主 要原因是降低60m大跨径简支梁吊装的难度和减少施工期间对桥下交通的干扰时间。
[0070] 4.存在的问题及其解决方法。由于体外索使用寿命(20~30年)小于桥梁的设计使 用年限（50年），运营后必须考虑换索，所以本发明的简支梁两端的桥墩(或桥台）采用分体 式，方便对体外索进行更换。
[0071]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技 术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修 改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种波腹工梁一钢砼顶板一体外预应力组合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。2. 根据权利要求1所述的一种波腹工梁一钢砼顶板一体外预应力组合Τ型简支梁，其特 征在于，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。3. 根据权利要求1所述的一种波腹工梁一钢砼顶板一体外预应力组合Τ型简支梁，其特 征在于，所述简支梁的跨径范围为40~60米。4. 根据权利要求3所述的一种波腹工梁一钢砼顶板一体外预应力组合Τ型简支梁，其特 征在于，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)。5. 根据权利要求1所述的一种波腹工梁一钢砼顶板一体外预应力组合Τ型简支梁，其特 征在于，所述体外预应力筋采用Φ 21.8mm的钢绞线，每孔设置9~12根钢绞线。6. 根据权利要求1~5中任意一项所述的一种波腹工梁一钢砼顶板一体外预应力组合T 型简支梁，其特征在于，浇筑在横向波形钢底模上的钢筋砼包括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。7. 根据权利要求1~5中任意一项所述的一种波腹工梁一钢砼顶板一体外预应力组合T 型简支梁，其特征在于，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〇. 5倍 波长的平面，波峰及波谷位置处的平面与平板承托(22)的接缝处焊接有角钢加劲件(25)。8. 根据权利要求1~5中任意一项所述的一种波腹工梁一钢砼顶板一体外预应力组合T 型简支梁，其特征在于，相邻两顶板(2)的横向波形钢底模接缝处设有连接钢板(20)，连接 钢板沿简支梁横向方向两端分别与位于接缝两边的两块横向波形钢底模固定连接。
【文档编号】E01D19/00GK106087711SQ201610648393
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月9日 公开号201610648393.6, CN 106087711 A, CN 106087711A, CN 201610648393, CN-A-106087711, CN106087711 A, CN106087711A, CN201610648393, CN201610648393.6
【发明人】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