[发明专利]三期预应力混凝土复合受弯构件

说明书

本发明公开一种三期预应力混凝土复合受弯构件，是一种能够不设置支撑即可以跨越深谷、河流、海湾的梁体构件。其特征在于，该构件由一期梁体、一期预应力筋、二期梁体、二期预应力筋、三期梁体、三期预应力筋等6部分组成。一期、二期梁体及其预应力筋在工厂或施工现场预制和张拉，梁体下部设置稳定基础平台；三期梁体及其预应力在施工现场浇筑和张拉，施工期梁体下部不设置支撑。将预应力分期作用于不同期、不同截面刚度的梁体上，能使不同阶段梁体受荷后满足应力与变形要求，特别是能使梁体不设支撑即能完成跨越施工。

技术领域

本发明涉及工程中的一种新型建筑结构构件及施工方法，特别是三期预应力混凝土复合受弯构件及其建造方法。

背景技术

在桥梁及渡槽等工程建设过程中，往往需要架设支撑来建造跨越式构件，而在跨越深谷、河流、海湾等条件下，往往无法架设支撑，或者架设支撑难度过高、成本过大。在无法架设支撑的情况下，要想完成跨越式构件的建造，以往工程中无非采用三种施工方式，一是采用移动支架造桥机现场浇筑，二是采用预制梁体现场吊装，三是采用叠合式建造方式。

采用移动支架造桥机现场浇筑的施工方式，需要与跨越构件体量相匹配的移动支架造桥机，往往施工难度大，建设成本高；而正是由于造桥机成本高，往往不宜多标段同时施工，又对工程进度有一定限制。

采用预制梁体现场吊装的施工方式，小型轻质梁体尚且可以吊装，在深谷及涉水工程中吊装大型超重梁体，受现场地质状况、架设条件、吊装能力等条件限制，往往很难完成吊装任务。如果采用的是预制装配式构件，整体受力性能则较差。

采用叠合式施工方式，利用预制梁体代替支撑，在其上浇筑后期梁体混凝土，可以不设临时支撑，完成跨越梁体的建造。但由于预制梁只是整个梁体的一部分，预制梁体截面尺寸和刚度有限，在没有支撑的情况下，需要承受较大的施工期荷载，包括一期和二期梁体自重、施工期活载，会导致梁体受拉区应力超前，出现变形过大和开裂问题，严重限制了其跨越能力。

对梁体施加预应力可以弥补叠合梁应力超前导致变形过大和开裂问题，较好控制梁体挠度和开裂问题。以往在叠合梁上施加预应力，可以采用在预制和后浇梁体中分期施加预应力，或者对叠合梁整体一次性施加预应力。

如果采用在预制和后浇梁体中分期施加预应力的方式，即先施加预制梁预应力，浇筑完成后浇梁体并达到一定强度后，再对复合梁体施加预应力。由于没有架设支撑，施工期荷载均由预制梁体承担，而预制梁体截面尺寸和刚度相对较小，要满足挠度变形和应力要求，只能增加预应力度；而过高的预应力度又会产生过大的反拱变形和开裂，难以满足设计和使用要求。而且其预应力筋使用量要远大于同荷载条件下整浇梁的预应力筋使用量。

如果采用对叠合梁整体施加预应力的方式，即浇筑完成后浇梁体并达到一定强度后，再对复合梁体施加预应力。预制梁体截面较小，承受施工期荷载后，会出现变形过大和开裂问题；组合后的梁体截面刚度较大，预应力作用面积较大，预应力所产生的负弯矩和轴力被分散于整个组合截面梁体，预应力效果大打折扣，预应力筋用量巨大。

如果采用的是钢混组合梁，则同样道理，需要大截面型钢作为先期梁体，耗钢量巨大，不经济。

可以说，当前工程上亟需一种跨度大、无需设置支撑、力学性能和经济性能好的梁体结构。

发明内容

针对上述存在的问题，提出了三期预应力混凝土复合受弯构件的概念和制作方法。

本发明技术方案如下：所述三期预应力混凝土复合受弯构件主要包括一期梁体、一期预应力筋、二期梁体、二期预应力筋、三期梁体、三期预应力筋等6部分组成。