采用預應力提高整體性及耐久性的空心板框架橋的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及橋梁工程領域，具體涉及一種采用預應力提高整體性及耐久性的空心板框架橋的方法。
【背景技術】
[0002]框架橋是一種公路與鐵路或公路與公路的立交橋結構形式。這種框架橋結構主要用在既有鐵路或公路的平交道口改為下穿立交橋形式上，多數采用頂進法施工。頂進框架橋在我國投入使用已經有50多年的歷史。這種結構采用鋼筋混凝土、剛度大、施工方便，因而得到廣泛的使用。據統計，隨著近幾年鐵路提速的要求，我們國家仍然需要將原先大量的平交道口改為立交道口，每年用于平交道口改為下穿框架橋的就有幾千處。傳統的這種框架橋多采用實心板體框架，用料過多，截面混凝土不能充分發揮材料的作用，且易出現開裂，導致結構耐久性降低，結構自重也較大。故有人提出改用鋼筋混凝土空心板式的代替實體式的框架橋，以進一步減輕結構自重，提高抗彎截面系數與橫截面積之比。由于目前這種普通鋼筋混凝土空心板框架橋，在使用過程中仍暴露出不少問題:對于一般城市主要道路，機動車單向寬在15m-16m，雙向在30_32m，加兩側人行及非機動車道則變成三孔或四孔，導致現有空心板框架橋結構沿跨方向或需增加板墻立柱，對下穿的交通安全形成隱患，或因普通鋼筋混凝土在彎拉作用下產生裂縫(跨徑大于10m的孔跨，尤其如此)，雨水易從裂縫中滲透，從而腐蝕鋼筋和混凝土，減低結構壽命。同時，采用鋼筋混凝土來滿足跨徑較大的框架橋，勢必造成材料的不經濟即增加梁高，導致兩邊道路縱坡的增加。此外，由于普通鋼筋混凝土框架橋在荷載的反復作用下，易在框架橋角點處產生疲勞性和損傷破壞。因此在滿足結構強度可靠性的基礎上，對空心板框架橋結構進行優化設計，充分發揮材料的各自特性、適當降低框架橋頂板的梁高、減少混凝土和鋼筋用量，減輕結構自重，增強結構的整體性、耐久性以及延長結構使用壽命，具有十分重要的理論意義和實際應用價值。

【發明內容】

[0003]本發明的目的是為克服鋼筋混凝土空心板框架橋沿跨方向，易在混凝土受拉區產生裂縫及疲勞損傷破壞，避免結構鋼筋在外界作用下雨水滲透引起的銹蝕，提高框架橋整體剛度，抗疲勞性差等缺點。本發明提出了一種采用預應力提高整體性及耐久性的空心板框架橋的方法，該方法可以有效地改善結構的受力特性，增強結構的整體性和耐久性。
[0004]為實現上述目的，本發明采用的技術方案包括如下步驟:
[0005]采用預應力提高整體性及耐久性的空心板框架橋的方法，具體如下:
[0006]在多孔空心板框架橋頂板和底板沿頂板行車方向在正彎矩區分別布置頂板縱向預應力筋和底板縱向預應力筋；當橫向寬度與縱向跨度之比大于0.5時，在頂板的橫向布置頂板橫向預應力筋，頂板縱向預應力筋在跨中直線布置，在兩端彎起或在頂板上下緣雙層布置，頂板橫向預應力筋采用直線布置。
[0007]—種提高整體性及耐久性的空心板框架橋，包括頂板、側墻、底板、側墻豎向預應力筋、頂板縱向預應力筋、頂板橫向預應力筋、底板縱向預應力筋和錨具；側墻豎向預應力筋設置在側墻內，頂板縱向預應力筋和頂板橫向預應力筋設置在頂板內；底板縱向預應力筋設置在底板內；采用錨具錨固側墻豎向預應力筋、頂板縱向預應力筋、頂板橫向預應力筋和底板縱向預應力筋。
[0008]若為空心板框架橋為單孔空心板框架橋，則側墻受拉區采用直線布筋形式布置側墻豎向預應力筋；在頂板和底板沿頂板行車方向在正彎矩區分別布置頂板縱向預應力筋和底板縱向預應力筋；當橫向寬度與縱向跨度之比大于0.5時，在頂板的橫向布置頂板橫向預應力筋，在兩端將頂板縱向預應力筋和底板縱向預應力筋彎起或采用雙層布筋形式。
[0009]若所述的空心板框架橋為多孔空心板框架橋，則在多孔空心板框架橋頂板和底板沿頂板行車方向在正彎矩區分別布置頂板縱向預應力筋和底板縱向預應力筋；當橫向寬度與縱向跨度之比大于0.5時，在頂板的橫向布置頂板橫向預應力筋，頂板縱向預應力筋在跨中直線布置，在兩端彎起或在頂板上下緣雙層布置，對于多孔等高的空心板框架橋，若為整體預制，其預應力筋可考慮連續布置，若為單孔拼裝，則應分箱體布置。頂板橫向預應力筋采用直線布置。
[0010]本發明方法適用在現澆的空心板框架橋時，在澆注前，在頂板、側墻和底板預留出預應力管道和預應力筋，待混凝土達到預定強度后，采用雙向張拉法在頂板和底板張拉預應力筋；采用單向張拉法對側墻預應力張拉，然后利用錨頭進行錨固。
[0011]本發明的有益效果有:
[0012]1、通過預應力可減少孔跨梁底的拉應力及孔跨兩端上緣的拉應力，降低因結構開裂引起的雨水滲透、避免鋼筋銹蝕，增加結構剛度，從而改善結構受力性能，提高結構耐久性，延長壽命。
[0013]2、采用預應力筋可滿足跨徑在12-20m框架橋強度、剛度以及耐久性要求，增加結構的整體性，保證行車舒適度，可更好適應交通需求。
[0014]3、同等跨度的框架橋，采用預應力筋增強的空心板框架橋，其梁高要較鋼筋混凝土的低，可有效減輕結構自重，提高材料的利用率，相應的，還可進一步減小地基附加應力，減緩橋體周圍土體沉降量，更能適應復雜的地質環境。
[0015]4、因框架橋反復承受列車和汽車作用，采用預應力空心板框架橋比普通鋼筋混凝土框架橋，能極大提高結構的抗疲勞性。
【附圖說明】
[0016]下面結合附圖對本發明做進一步說明。
[0017]圖1是單孔空心框架橋三維圖。
[0018]圖2是單孔空心框架橋1-Ι截面淨』視圖。
[0019]圖3是單孔空心框架橋I1-1I截面剖視圖。
[0020]圖4是單孔空心框架橋II1-1II截面剖視圖。
[0021]圖5是多孔空心框架橋三維圖。
[0022]圖6是多孔空心框架橋1-Ι截面剖視圖。
[0023]圖7是多孔空心框架橋I1-1I截面剖視圖。
[0024]圖8是多孔空心框架橋II1-1II截面剖視圖，其中預應力筋為連續布置。
[0025]圖9是多孔空心框架橋II1-1II截面剖視圖，其中預應力筋為分箱體布置。
[0026]圖中1.頂板，2.側墻，3.底板，4.空心板孔，5.側墻豎向預應力筋，6.頂板縱向預應力筋，7.頂板橫向預應力筋，8.底板縱向預應力筋，9.錨頭。
【具體實施方式】
[0027]下面結合附圖對本發明做進一步說明。
[0028]如圖1-圖8所示，采用預應力提高整體性及耐久性的空心板框架橋，包括頂板1、側墻2、底板3、側墻豎向預應