[实用新型]底板索水平布置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，尤其涉及一种底板索水平布置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。如图1所示是一种连续刚构桥的结构示意图，桥墩6之间主梁及其底板1为拱形，跨中的梁高高度小于桥墩6处的支点梁高。

如图2至图4所示，这种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下缘立面成拱形，由跨中向桥墩6处悬臂根部支点方向，箱室净空加大，梁高加大，底板1也逐渐加厚，腹板2在靠近支点截面局部加厚，底板1立面为拱形，底板1净矢跨比为1/12.7。锯齿块3用于锚固正弯矩索。

如图8至图10所示，由于正弯矩索布置在底板1内，故正弯矩索常称为底板索5，由于底板1的立面为拱形，这种构造布置导致底板索5的立面亦成拱形，由于底板索5被张拉且其两端被锚固在锯齿块3上，被张拉的底板索5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、加厚腹板2、增加配筋等措施，而增加梁高、增加配筋，底板索5的径向力进一步加大，这种构造不合理导致受力不利的问题，桥的跨径越大这种问题越严重，制约着该类桥梁的发展。具体来说，现有技术底板索5布置的主要缺陷表现在：

(1)拱形底板索5向下的径向力在相应底板1位置产生顺桥向剪切力，由于跨中段底板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。

(2)底板索5向下的径向力还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，若竖向有效预应力不可靠，会加剧病害。

(3)由于底板索5因构造要求需要锚固在腹板2和底板1的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沿伸到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截面处最大，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和该段受力不吻合，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。

(4)底板索5向下的径向力直接导致跨中下挠。

(5)拱形的底板索5的定位较难，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不产生向下的径向力、构造受力合理、施工方便的底板索水平布置预应力混凝土变截面箱梁桥结构。

为了实现本实用新型的目的，技术方案如下：一种底板索水平布置的大跨预应力混凝土变截面箱梁桥，包括桥墩6、箱梁的底板1、腹板2及底板索5，其特征在于：在所述箱梁内跨中底板1相应梁高位置，沿纵向设置水平锚固板4，在跨中L/2截面至3L/8截面区段所述的水平锚固板4和箱梁底板1融为一体，其余位置和底板1分离，所述的底板索5布置在水平锚固板4内，在底板索5张拉锚固位置的水平锚固板4上设置锯齿块3，所述的底板索5张拉锚固端在锯齿块3处弯起到箱内，并沿纵向对称地张拉锚固在所述的锯齿块3上。

所述的水平锚固板4可以延伸到桥墩6处并穿过墩顶横隔板7与相邻跨的水平锚固板4连为一体，也可以在靠近桥墩6侧最后一个锯齿块3处终止并在水平锚固板4后端设置安全护栏。

同现有的大跨预应力混凝土变截面箱梁桥的结构相比，本实用新型主要有益效果是：

(1)由于设置了水平锚固板，且底板索被布置于水平锚固板内，使得本实用新型跨中正弯矩底板索是水平布置，消除了现有技术跨中正弯矩索向下的径向力，解决了大跨径变截面箱梁桥跨中正弯矩索向下的径向力随跨径不断加大的难题，可有效解决由径向力引起的变截面箱梁桥跨中底板易出现的顺桥向裂缝、跨中普遍出现的下挠、腹板易出现的主拉应力裂缝问题。

(2)本实用新型底板索布置在水平锚固板内，和采用悬臂施工法的大跨预应力混凝土变截面箱梁桥的弯矩包络图吻合，受力合理，可克服跨中L/2截面至3L/8截面较大的正弯矩，在正负弯矩均较小的L/4截面附近接近中心受压，在L/8截面附近能抵抗部分负弯矩。