简支变连续箱梁结构施工工艺及其简支变连续箱梁结构.pdf

本发明公开了一种简支变连续箱梁结构施工工艺，包括步骤一、预制多个箱梁；预制时预留出头的顶板连接钢筋、底板连接钢筋及腹板连接钢筋；步骤二、现浇具有永久支座的桥墩立柱；在立柱两侧分别搭建临时支架；步骤三、在临时支架上形成第一、第二单跨简支结构并在梁端间构成一横梁空间；步骤四、将对应的连接钢筋固定连接；步骤五、现浇整体横梁并使之架设在永久支座上；步骤六、待整体横梁达到设计强度后，拆除临时支架，使整体横梁支撑在永久支座上，实现简支变连续箱梁结构。本发明还公开了一种采用上述施工工艺制得的简支变连续箱梁结构。本发明的施工工艺，工序简单，工期短，获得的简支变连续箱梁结构平整度高，耐久性好，受力状况好。

1.  一种简支变连续箱梁结构施工工艺，包括以下步骤：
步骤一：预制多个包括顶板、底板及腹板的预应力混凝土箱梁；预制时在靠近梁端的所述顶板、所述底板及所述腹板中，相应地预留出头的顶板连接钢筋、底板连接钢筋及腹板连接钢筋；
步骤二：现浇桥墩立柱，所述立柱的顶面上具有永久支座；并在所述立柱两侧分别搭建第一临时支架、第二临时支架；
步骤三：在所述第一临时支架上横向并列架设多个步骤一制得的所述箱梁，在多个所述箱梁之间现浇横向连接桥面板形成第一单跨简支结构；在所述第二临时支架上横向并列架设多个步骤一制得的所述箱梁，在多个所述箱梁之间现浇横向连接桥面板形成第二单跨简支结构；所述第一单跨简支结构和所述第二单跨简支结构相对设置并在梁端之间构成一横梁空间；
步骤四：将对置的所述第一单跨简支结构和所述第二单跨简支结构中预留出头的所述顶板连接钢筋、所述底板连接钢筋、所述腹板连接钢筋对应地固定连接；
步骤五：在所述横梁空间中现浇整体横梁，并使所述整体横梁架设在所述永久支座上；
步骤六：待步骤五中现浇的所述整体横梁达到设计强度后，拆除所述第一临时支架、所述第二临时支架，所述整体横梁支撑在所述永久支座上，所述第一单跨简支结构和所述第二单跨简支结构通过所述整体横梁形成所述简支变连续箱梁结构。

2.  如权利要求1所述的简支变连续箱梁结构施工工艺，其特征在于：
所述步骤四中，还可以在所述横梁空间中设置横向预应力束；
所述步骤六为，待步骤五中现浇的所述整体横梁达到设计强度后，首先张拉所述横向预应力束，再拆除所述第一临时支架、所述第二临时支架，
所述整体横梁支撑在所述永久支座上，所述第一单跨简支结构和所述第二单跨简支结构通过所述整体横梁形成所述简支变连续箱梁结构。

3.  一种由权利要求1或2所述施工工艺制得的简支变连续箱梁结构。

简支变连续箱梁结构施工工艺及其简支变连续箱梁结构
技术领域
本发明涉及路桥施工领域，尤其涉及一种应用于高架路桥的简支变连续箱梁结构的施工工艺，以及该施工工艺制得的简支变连续箱梁结构。
背景技术
公知地，在路桥建设领域中，由于简支结构的各箱梁之间伸缩缝过多，导致箱梁连接处的路面平整度较差，车辆通行状况不佳。
而作为简支结构之改进的连续梁结构造价较高，且施工工艺复杂，因此可实施性较差。
现在的高架路桥等多跨结构一般是综合了上述两种结构的优缺点，多采用桥面连续或简支变连续的结构。
简支变连续的结构与桥面连续结构相比，在耐久性方面有着明显的优势。
为使路桥在设计的使用寿命内长期保持良好工作状态，现有的施工工艺需要后张许多纵向短束，来抵抗多跨结构变连续结构后所承受的后续荷载所产生的负弯矩。上述后张短束的施工工序，一般都采用预应力钢绞线，致使施工工序复杂，如必须在龄期达到14天后才可张拉，导致工期难以压缩；又如需要在箱梁的梁端开设施工工艺孔，以提供施工人员和张拉设备进入狭小箱梁内部进行设备安装、张拉和压浆等施工操作的通道和空间等，导致施工工艺比较复杂，难度较大。
因此，本领域的技术人员一直致力于研发一种施工工艺简单、工期短，路桥受力状况好的简支变连续箱梁结构施工工艺。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种施工工艺简单、工期短，应用于高架路桥的简支变连续箱梁结构施工工艺。
为实现上述目的，本发明提供了一种简支变连续箱梁结构施工工艺，包括以下步骤：
步骤一：预制多个包括顶板、底板及腹板的预应力混凝土箱梁；预制时在靠近梁端的所述顶板、所述底板及所述腹板中，相应地预留出头的顶板连接钢筋、底板连接钢筋及腹板连接钢筋；
步骤二：现浇桥墩立柱，所述立柱的顶面上具有永久支座；并在所述立柱两侧分别搭建第一临时支架、第二临时支架；
步骤三：在所述第一临时支架上横向并列架设多个步骤一制得的所述箱梁，在多个所述箱梁之间现浇横向连接桥面板形成第一单跨简支结构；在所述第二临时支架上横向并列架设多个步骤一制得的所述箱梁，在多个所述箱梁之间现浇横向连接桥面板形成第二单跨简支结构；所述第一单跨简支结构和所述第二单跨简支结构相对设置并在梁端之间构成一横梁空间；
步骤四：将对置的所述第一单跨简支结构和所述第二单跨简支结构中预留出头的所述顶板连接钢筋、所述底板连接钢筋、所述腹板连接钢筋对应地固定连接；
步骤五：在所述横梁空间中现浇整体横梁，并使所述整体横梁架设在所述永久支座上；
步骤六：待步骤五中现浇的所述整体横梁达到设计强度后，拆除所述第一临时支架、所述第二临时支架，所述整体横梁支撑在所述永久支座上，所述第一单跨简支结构和所述第二单跨简支结构通过所述整体横梁形成所述简支变连续箱梁结构。
作为一种改进，本发明的施工工艺在所述步骤四中，还可以在所述横梁空间中设置横向预应力束；所述步骤六为，待步骤五中现浇的所述整体横梁达到设计强度后，首先张拉所述横向预应力束，再拆除所述第一临时支架、所述第二临时支架，所述整体横梁支撑在所述永久支座上，所述第一单跨简支结构和所述第二单跨简支结构通过所述整体横梁形成所述简支变连续箱梁结构。
本发明的施工工艺用普通钢筋替代现有技术中后张的纵向预应力短束以抵抗后续荷载所产生的负弯矩区。在满足制得的简支变连续箱梁结构的安全性、使用性、耐久性等技术要求的前提下，本发明的施工工艺由于减少了传统工艺需要在小箱梁顶板开槽、施工人员和张拉设备进入狭小箱梁内部进行设备安装、张拉和压浆等施工操作，大大简化了传统的施工工艺，同时也克服了短束预应力容易出现的损失过大等缺陷。
由于减少了施工程序，在合理安排工序的情况下，本发明的施工工艺可以有效缩短整个工程的工期。
本发明的施工工艺同时配合后浇整体中横梁的施工工艺，还能免去盖梁，简化结构外形，改善了整个高架路桥的造型。
本发明的另一目的在于提供一种结构简单，耐用性好，路桥受力状况好的简支变连续箱梁结构。
采用本发明的施工方法制得的简支变连续箱梁结构，由于为整体浇注，具有平整度高，桥梁受力状况好等有益效果。
本发明的施工工艺特别适合应用在跨径为25米及25米以上的简支变连续预应力小箱梁结构的施工中。
本发明的简支变连续箱梁结构的设计与现有技术中的简支变连续箱梁结构设计之间存在以下的相同与不同点：
一、基本设计过程相同：
都是先根据简支变连续后新生成的该部分结构所可能受到的外界作用(作用种类、取值和组合皆由桥梁设计规范确定)求解该部分结构内部所产生的内力，其后都是根据该内力进行该部分结构的设计，最后对设计的结果进行验算。
二、结构内力求解理论和算法相同：
在根据外部作用对该简支变连续部分的结构进行内力求解时所采用的皆为经典的结构力学和桥梁工程的理论和算法。
三、结构设计构思、理论和方法有所不同：
在根据该处计算出的内力进行结构设计时，两种结构所采取的设计构思不同。传统结构采用的是预应力混凝土体系进行设计(包含全预应力和部分预应力)，主要依靠结构力学、桥梁工程和预应力混凝土结构设计规范共同进行设计；而本发明申请的结构采用的是钢筋混凝土体系进行设计，主要依靠结构力学、桥梁工程和钢筋混凝土结构设计规范共同进行设计。
四、结构设计完成后的验算标准不同：
上述两种简支变连续部分的结构验算标准不同，前者必须符合桥梁预应力混凝土结构的规范要求；而后者必须符合桥梁钢筋混凝土结构的规范要求。
在设计计算中，考虑配筋率适中的情况所得到的裂缝宽度控制值小于规范在同等类型环境所给出的限制值，而且还要小于要求更高一级的环境所给出的限制值。此外，工程还会加强桥面防水层、以及相应的排水和养护等措施。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1是本发明一具体实施例中步骤一预制的箱梁的局部结构示意图；
图2是本发明一具体实施例中步骤二中立柱于与临时支架的结构示意图；
图3是本发明一具体实施例中步骤三架设箱梁的结构示意图；
图4是本发明一具体实施例中步骤四连接钢筋的结构示意图；
图5是本发明一具体实施例中步骤五获得的整体横梁的结构示意图；
图6是本发明一具体实施例中步骤六获得的简支变连续箱梁结构示意图；
图7是本发明一具体实施例中端横梁处的简支变连续箱梁结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图详述本发明的简支变连续箱梁结构施工工艺一具体实施例，包括以下步骤：
步骤一：如图1所示，在预制场中预制多个包括顶板、底板及腹板的预应力混凝土箱梁1；预制时在靠近箱梁1的梁端11处的顶板、底板及腹板中，相应地预留出头的顶板连接钢筋111、底板连接钢筋112及腹板连接钢筋113(图1中仅示出箱梁1的一端)。
预留的顶板连接钢筋111、底板连接钢筋112及腹板连接钢筋113为普通钢筋，其长度应符合相与邻跨的钢筋相互绑扎、焊接所需要的长度要求。
步骤二：如图2所示，现浇桥墩立柱2，立柱2在顶面21上具有一永久支座22；在立柱2两侧分别搭建第一临时支架31、第二临时支架32。
步骤三：如图3所示，在第一临时支架31上沿横向并列架设多个箱梁1(图中仅示出最外侧的一个箱梁)，在这多个箱梁1之间现浇横向连接桥面板使这多个箱梁1形成第一单跨简支结构。
相对应地，在第二临时支架32上沿横向并列架设多个箱梁1′(图中仅示出最外侧的一个箱梁)，然后在这多个箱梁1′之间现浇横向连接桥面板使这多个箱梁1′形成第二单跨简支结构。
第一单跨简支结构和第二单跨简支结构相对的梁端11、11′之间构成了一横梁空间4。
步骤四：如图4所示，将相邻的梁端11、梁端11′中预留的顶板连接钢筋111、111′绑扎以固定连接。
将相邻的梁端11、梁端11′中预留的底板连接钢筋112、112′、腹板连接钢筋113、113′通过一连接钢条进行焊接。
在各个具体实施例中，此处也可根据各连接钢筋的长短及实际位置，采取本领域中其他常见的或替代的连接形式进行固定连接，以使对应的连接钢筋固定连接在一起即可。
本实施例中，在横梁空间4中，还沿横向设置多个横向预应力束42。
步骤五：如图5所示中阴影部分所示，在横梁空间4中现浇整体横梁43，并使整体横梁43架设在永久支座22上。
步骤六：如图6所示，待步骤五中现浇的整体横梁43达到设计强度后，张拉横向预应力束42。
然后拆除图5中所示的第一临时支架31、第二临时支架32，使整体横梁43支撑在永久支座22上，实现本发明的简支变连续箱梁结构，如图6中阴影部分所示。
此后，施工工程还会采用现有技术中的加强桥面防水层、以及相应的排水和养护等措施，以使本发明获得长期、稳定、全面均衡的有益效果。
如图7所示，当需要在间隔了一定距离的路桥结构中设置连接段的伸缩缝时，整体横梁实质上变异为两段独立的端横梁431、432。
该情况下，本发明的施工工艺中，步骤一、步骤二与上述实施例基本相同，但现浇的桥墩立柱2在顶上具有两个独立的永久支座23、24。
步骤三中，在现浇的横向连接桥面板中预留伸缩缝空间(图7中未示出)；横梁空间为由伸缩缝空间433间隔开的两个端横梁空间。
步骤四中，相邻的两梁端11、11′中预留的顶板连接钢筋、底板连接钢筋、腹板连接钢筋之间互相独立安置。
步骤五中，在前述的两个端横梁空间中分别现浇两端横梁431、432，并在两端横梁431、432之间形成伸缩缝空间433。
步骤六中，待上述步骤五中两端横梁431、432达到设计强度后，张拉横向预应力束42，拆除两侧的临时支架，使两个端横梁431、432分别支撑在对应的永久支座23、24上，实现简支变连续箱梁结构。
本发明的施工工艺用普通钢筋替代现有技术中后张的纵向预应力短束以抵抗后续荷载所产生的负弯矩区。在满足制得的简支变连续箱梁结构的安全性、使用性、耐久性等技术要求的前提下，本发明的施工工艺由于减少了传统工艺需要在小箱梁顶板开槽、施工人员和张拉设备进入狭小箱梁内部进行设备安装、张拉和压浆等施工操作，大大简化了传统的施工工艺，同时也克服了短束预应力容易出现的损失过大等缺陷。
本发明的施工工艺特别适合应用在跨径为25米及25米以上的简支变连续预应力小箱梁结构的施工中。
本发明的方法同时配合后浇整体中横梁的施工工艺，还能免去盖梁，降低梁高，简化结构外形，改善了整个高架路桥的造型。
本发明还提供一种采用本发明的施工方法制得的简支变连续箱梁结构，由于取消了后张短束的施工工序，本发明中的箱梁上无须开设工艺孔，箱梁梁端的封闭性好，使用寿命长。这种简支变连续箱梁结构由于为整体浇铸，具有结构简单，耐用性好，平整度高，路桥受力状况好等有益效果。
应该理解，在本发明的权利要求书、说明书中，所有“包括……”均应理解为开放式的含义，也就是其含义等同于“至少含有……”，而不应理解为封闭式的含义，即其含义不应该理解为“仅包含……”。
综上所述，本说明书中所述的只是本发明的几种较佳具体实施例，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在本发明的权利要求保护范围之内。