[实用新型]箱型底板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，尤其涉及一种箱型底板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。

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。主要体现在：

(1)如图3至图5所示，箱梁采用单箱单室截面，由于受力需要，梁高由跨中L/2截面向支点截面不断加大，由跨中向悬臂根部支点方向，箱室净空加大，梁高加大，底板1逐渐加厚，底板1的立面为坦拱形，底板1净矢跨比为1/12.7，腹板2在靠支点部分梁段加厚。如图13至图16所示，底板1下缘立面成拱形，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，这种构造布置导致底板索5立面亦成拱形，拱形的底板索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加厚处理虽然可解决其受力需要，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1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，若竖向有效预应力不可靠，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沿到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截面区间，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、施工方便的箱型底板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：

一种箱型底板预应力混凝土变截面箱梁桥，包括桥墩和箱梁中的底板、腹板，以及底板索，其特征在于：所述的箱梁中的底板为箱形底板，箱形底板箱高为箱梁支点处总梁高H的1/4～1/5，在每跨的L/4截面处至箱梁悬臂根部支点区段采用等截面底板箱，底板箱的顶板12、底板11和箱梁腹板2均采用等厚度，底板箱的底板11下缘净矢跨比为1/7～1/9，底板箱的底板11下缘线形采用悬连线；跨中L/2截面处至L/4截面处底板箱的顶板12做成水平，其位置和跨中底板相一致，所述的底板索5水平布置在底板箱顶板12内。

本实用新型主要有益效果是：

(1)本实用新型跨中正弯矩底板索水平布置，不存在立面为拱形的结构，因此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)本实用新型将箱梁桥矩形实体底板改进成箱形，正弯矩底板索水平布置，无向下的径向力，总梁高可进一步加大，结构刚度大，恒载挠度小，后期收缩徐变挠度小，可有效解决预应力混凝土变截面箱梁桥跨中易出现的下挠现象。