[发明专利]一种单向预应力超高性能混凝土薄壁箱梁标准节段

说明书

技术领域

本发明涉及桥梁结构建筑领域，特别涉及一种单向预应力超高性能混凝土薄壁箱梁的标准节段。

背景技术

目前大跨度预应力混凝土梁式桥普遍存在梁体开裂、主跨过度下挠等病害，且梁体自重过大经济跨径难以突破300m。根本原因在于普通混凝土抗拉强度低、徐变系数较大，而超高性能混凝土具有高弹性模量、高抗压、抗拉强度和良好的徐变特性等优点，可以减小结构尺寸，减轻结构自重，提高结构抵抗荷载有效性和增大跨越的能力。因此，基于超高性能混凝土性能研发的单向预应力超高性能混凝土连续箱梁结构有望解决上述难题，并将梁式桥的跨越能力提升至500m级。

单向预应力超高性能混凝土薄壁箱梁桥采用梁体工厂预制，现场节段预制拼装的施工方法。即将梁体在纵向划分为若干个节段，在梁厂预制后，运输至现场进行组装，并通过施加预应力使之成为整体。对于节段的拼装箱梁，所有箱梁节段均在梁厂预制，箱梁节段的标准化对预制拼装的快速化施工显得十分重要。

因此，为了使单向预应力超高性能混凝土薄壁箱梁结构能在实际中切实可行，实现节段预制拼装的快速化，开发一种单向预应力超高性能混凝土薄壁箱梁标准节段。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种单向预应力超高性能混凝土薄壁箱梁标准节段，以实现超大跨径单向预应力超高性能混凝土箱梁桥的节段拼装的快速化施工。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为一种单向预应力超高性能混凝土薄壁箱梁标准节段，包括桥面板、腹板、底板、横隔板、体内预应力束、体外预应力束、纵肋、I类横肋和II类横肋，所述桥面板和底板相对设置，通过两侧分别连接所述腹板形成贯通的标准节段，所述横隔板与所述标准节段内壁连接且垂直于所述桥面板，所述纵肋设置于所述桥面板的下侧壁上且与所述横隔板、I类横肋和II类横肋垂直，所述I类横肋和II类横肋与所述桥面板的下侧壁连接，所述I类横肋设置于所述标准节段两侧的开口端面上，所述II类横肋设置于所述横隔板之间，所述I类横肋在两相邻标准节段拼装后粘接形成一道所述II类横肋。该种新型标准节段，不仅在整体上实现了轻量化，节约了材料，同时提高了整体的强度和刚度，便于实现桥梁施工效率的提升和大跨度的实现。

进一步的，所述标准节段内的桥面板、纵肋、横隔板、I类横肋和II类横肋之间形成正交异性矮肋板桥面体系，其纵向的刚度远大于横向的刚度，相对于正交同性桥面受力体系，进一步减轻其结构自重，有益于将梁式桥的跨越能力提升至500m级及以上。

进一步的，还包括体内束锚固齿块和体外束锚固齿块，所述体内束锚固齿块嵌固于所述I类横肋上并穿过横隔板，且与所述桥面板的下侧壁固接；所述体外束锚固齿块嵌固于所述横隔板之间并与所述腹板内侧壁固接，所述体外预应力束通过体外束锚固齿块锚固，所述体内预应力束通过所述体内束锚固齿块锚固，相对于传统直接在内壁上的锚固齿块设置，本发明的设置方式增加了锚固齿块的支撑强度。

进一步的，所述桥面板厚度为0.07m～0.20m，所述纵肋高度为0.10m～0.30m，所述桥面板与纵肋组合形成矮肋板结构，所述纵肋截面为倒梯形，其上缘宽度为0.16m～0.30m，下缘宽度为0.14m～0.28m，相邻所述纵肋中心间距为0.50～1.20m，该种设置在保证用料最少的前提下，提高了整体的刚度和强度。

进一步的，所述标准节段内的横隔板为两道，所述横隔板包括一道上弦板、两至四道侧板和一道下弦板。所述横隔板厚度为0.10m～0.20m，所述上弦板高度为两腹板中心线间距的1/7～1/10，所述下弦板高度为0.50m～1.50m，所述侧板宽度为0.50m～2.00m，若腹板间距较小时，采用两道侧板，若腹板间距较大时，采用三至四道侧板。横隔板的该种贯通的设置，进一步提高了标准节段的强度和刚度。

进一步的，所述标准节段包括两道I类横肋和一道II类横肋，所述I类横肋厚度为0.08m～0.15m，所述II类横肋厚度为0.12m～0.30m，所述I类横肋和II类横肋高度为两腹板中心线间距的1/7～1/30，该种设置为本发明标准节段的进一步优化，所述I类横肋在体内束锚固齿块位置处设置一槽口，槽口的设置有利于体内预应力束的张拉和封锚。

进一步的，述腹板和底板均采用薄壁板件，腹板厚度为0.12m～0.50m，底板厚度为0.12m～2.00m，薄壁板件设置在保证整体强度和刚度的前提下，实现了标准节段的轻量化。