[实用新型]内置斜腿刚架预应力混凝土变截面箱梁桥

说明书

技术领域

该实用新型属于土木工程桥梁技术领域，尤其涉及一种内置斜腿刚架预应力混凝土变截面箱梁桥。

背景技术

大跨预应力混凝土变截面箱梁桥是目前广泛采用的桥型，以连续梁和连续刚构桥最为多见，常采用挂篮悬臂浇筑法施工。图1为现有的一种大跨预应力混凝土变截面箱梁桥的立面布置图，为连续刚构桥，跨中梁高小于位于桥墩6处的支点梁高，底部为箱梁底板1，主梁下缘立面为坦拱形，采用分段挂篮悬臂现浇工艺施工。由图3至图5所示，其箱梁采用单箱单室截面，由跨中向悬臂根部支点的方向，箱室净空加大，其梁高加大，底板1逐渐加厚，底板1立面为坦拱形，底板1的净矢跨比为1/12.7。用于锚固底板索的锯齿块3设置在腹板2和底板1的结合转角处。由图13至图16所示，其钢索纵向布置方式是：顶板负弯矩索水平布置，锚固在靠近腹板2处，腹板索7下弯布置提供一定的向上的抗剪分力，跨中正弯矩底板索5布置在底板1内，底板索5锚固在锯齿块3上，底板索5立面为与底板1一致的拱形，因此拱形的底板索5在受拉力时会产生向下的径向力，锚固端远离跨中的底板索5向下的径向力大。

现有技术大跨预应力混凝土变截面箱梁桥存在以下构造和受力不合理的问题，跨径越大问题越严重，制约着该类桥梁的发展：

(1)变截面箱梁桥目前常用的截面形式为单箱单室截面，由于受力需要，梁高由跨中L/2截面向支点截面不断加大，导致底板1的下缘立面成拱形，正弯矩索布置在底板1内，故正弯矩索常称为底板索5，这种构造布置导致底板索5立面亦成拱形，底板索5张拉时必然产生向下的径向力。当桥梁跨径增大时，现有技术是采用增加梁高、加厚底板1、局部加厚腹板2、增加配筋等措施，而增加配筋，底板索5的径向力进一步加大。腹板2和底板1加厚处理可解决承压问题，但对梁体的刚度的贡献没有增加梁高大，增大梁高后腹板2稳定性会降低，腹板2可加厚，但进一步加大自重，增大梁高跨中正弯矩束向下的径向力进一步加大，故现有技术大跨预应力混凝土变截面箱梁桥，跨径增大时靠加大传统箱室结构梁高、加厚腹板2和底板1有较大的负作用。

(2)底板索5向下的径向力在相应底板位置产生顺桥向剪切力，跨中段底板1较薄，一般为25～40cm，横向钢筋按构造配置，底板索5向下的径向力过大则易导致跨中段底板1出现顺桥向剪切裂缝，严重的导致桥梁底板1崩裂破坏。

(3)底板索5向下的径向力直接导致相应区段腹板2受拉，易导致腹板2出现主拉应力裂缝，通常L/4截面至L/2截面范围此类病害较常见，与此有关，一般L/4截面至L/2截面范围梁高较小，竖向预应力控制难度大，若竖向预应力不可靠，会加剧病害。

(4)由于底板索5因构造要求需要锚固在腹板2和底板1交接处以减短传力路线，对大跨径桥梁底板索5锚固区常常由跨中附近到L/8截面附近，大跨悬臂浇筑法施工的变截面箱梁桥的正弯矩区通常在L/4截面至跨中L/2截面间，跨中L/2截面最大，L/8截面附近正弯矩一般很小或为负弯矩，为保证跨中正弯矩受力和锚固构造需要，布置在L/4截面至L/8截面间的底板索5对该段受力不利，L/4截面至L/8截面梁高大，偏心距大，且产生向下的径向力最大，故负作用大。

(5)底板索5向下的径向力直接导致跨中下挠。

(6)拱形底板索5定位难，施工不易控制，曲线索预应力损失大，不经济。

实用新型内容

针对现有技术的缺陷和不足，本实用新型的目的在于提供一种结构整体刚度大、挠度小、抗剪能力强、布索合理、跨中正弯矩索不产生向下的径向力、箱梁构造受力合理、施工方便的内置斜腿刚架预应力混凝土变截面箱梁桥结构。

本实用新型技术方案如下：内置斜腿刚架预应力混凝土变截面箱梁桥，包括构成箱梁的底板1及腹板2，其特征在于：在变截面箱梁桥箱梁内设置一斜腿刚架结构，斜腿刚架结构由内置纵梁41和内置斜腿42组成；内置纵梁41设在箱梁内跨中底板1相应梁高位置，跨中L/2截面至3L/8截面附近区段底板1和内置纵梁41融为一体，内置纵梁41高度和跨中底板1厚度一致；内置斜腿42一端与内置纵梁41连为一体，其两侧与腹板2连为一体，内置斜腿42和箱梁底板1平行布置，内置斜腿42和底板1径向距离为支点总梁高H的1/4～1/5，内置斜腿42、箱梁底板1和腹板2均采用等截面，厚度均为40～60cm；箱梁底板1下缘线形采用悬连线，净矢跨比为1/7～1/9；跨中正弯矩底板索5沿内置纵梁41水平布置，在底板索5张拉锚固位置的内置纵梁41上设置锯齿块，底板索5张拉锚固端在锯齿块3处弯起到箱内，底板索5的两个锚固端对称张拉并锚固在锯齿块3上。