[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

本实用新型涉及土木工程桥梁技术领域，特别是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

随着桥梁设计技术的日益提高，各种桥梁应运而生，其中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为现有技术中一种大跨预应力混凝土变截面箱梁桥的立面布置图，图示梁桥为连续刚构桥，跨中梁高小于位于桥墩06处的支点梁高，底部为箱梁底板01，主梁下缘立面为坦拱形，桥梁采用分段挂篮悬臂现浇工艺施工。其包括跨中合拢段08、边跨合拢段09、墩顶节段箱梁011、边跨现浇段010及挂篮悬臂现浇部分，其中相邻的跨中合拢段08之间为墩顶节段箱梁011及挂篮悬臂现浇部分，桥梁两端为边跨现浇段010。墩顶节段箱梁011采用墩顶托架现浇，以后采用挂篮悬臂现浇至跨中合拢段08和边跨合拢段09侧面处，边跨现浇段010在支架上现浇完成，再进行边跨合拢段09施工，最后进行跨中合拢段08的施工。

如图3至图5所示，现有技术这种变截面箱梁桥目前常用的截面形式为单箱单室截面，由于纵向受力需要，梁高由跨中L/2截面向支点截面不断加大，导致底板01下缘立面成拱形，由跨中向桥墩06处悬臂根部支点方向，箱室净空加大，梁高加大，底板01逐渐加厚，腹板02在靠近支点截面亦局部加厚，底板01立面纵向为拱形，底板01拱形矢跨比（矢高/主跨跨径）一般为1/20左右。用于锚固底板索05的锯齿块03设置在腹板02和底板01的结合转角处，以简短传力路线。如图13至图16所示，现有技术中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02处，腹板索07下弯布置提供一定的向上的抗剪分力，跨中正弯矩底板索05下弯布置在底板01内，底板索05锚固在锯齿块03上，底板索05下弯布置，底板索05立面为与底板01一致的拱形，矢跨比（矢高/底板索跨径）一般亦为1/20左右。因此拱形的底板索05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05向下的径向力大。

当桥梁跨径增大时，现有技术是采用增加梁高、加厚底板01、加厚腹板02、增加配置底板索05等措施，而增加梁高、增加配索，下弯底板索05的径向合力进一步加大，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。

如图6至图12所示为了解决上述问题设计了一种桥梁即内置斜腿刚架预应力混凝土变截面箱梁桥及其施工方法（专利号：ZL200610167317.X），图2为其立面布置图，包括构成箱梁的底板01及腹板02，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041和内置斜腿042组成；内置纵梁041设在箱梁内跨中底板01相应梁高位置，跨中L/2截面至3L/8截面附近区段底板01和内置纵梁041融为一体，内置纵梁041高度和跨中底板01厚度一致；内置斜腿042一端与内置纵梁041连为一体，其两侧与腹板02连为一体，内置斜腿042和箱梁底板01平行布置，内置斜腿042和底板01径向距离为支点总梁高H的1/4～1/5，内置斜腿042、箱梁底板01和腹板02均采用等截面，厚度均为40～60cm；箱梁底板01下缘线形采用悬连线，矢跨比为1/7～1/9；跨中正弯矩底板索05沿内置纵梁041水平布置，在底板索05张拉锚固位置的内置纵梁041上设置锯齿块03，底板索05张拉锚固端在锯齿块03处弯起到箱内，底板索05的两个锚固端对称张拉并锚固在锯齿块03上。

现有专利技术“内置斜腿刚架预应力混凝土变截面箱梁桥及其施工方法”（专利号：ZL200610167317.X）的主要缺陷或不足表现在：

（1）底板索05水平布置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（一般为抛物线形）不能完全吻合，存在一定偏差。

（2）为降低边跨墩高节省造价，提高主跨桥下净空或克服跨中下挠，主跨一般设置双向2%左右纵坡，在设置纵坡的桥梁上，为方便设计施工，一般内置纵梁041和桥面平行设置，底板索05布置在双向2%左右纵坡上，底板索05存在部分向下的径向力。

（3）现有技术，大跨桥梁箱体宽度大于8至10米时，L/4截面至桥墩支点截面，下缘压力较大，底板竖向稳定问题突出。通过加厚底板改善其竖向稳定，效果不佳且不经济。

（4）不能提供向上的分力，不能平衡二期恒载及车道荷载向下作用力。

（5）未提供消除或减小二期恒载引起主梁下挠变形的控制方法，主跨合拢后变形不易控制。