技术领域
[0001] 本
发明涉及
桥梁工程技术领域，具体涉及一种半装配式大跨度组合箱梁及其施工方法。
背景技术
[0002] 大跨度单孔简支(连续)梁常用于城市人行天桥或高速公路的跨线桥。其中，城市人行天桥多采用
钢箱梁，在运营期间养护的成本较高；而高速公路的跨线桥多采用传统的大跨度的预应
力混凝土梁，结构自重较大，需要采用大型吊装设备，施工难度大。
[0003] 超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete，UHPC)是一种超高强、高韧性、高耐久性和体积
稳定性良好的
水泥基
复合材料。预
应力UHPC箱梁(Prestressing Force Ultra-High Performance Concrete，PUHPC)，与钢箱梁相比，造价相对较低，且耐
腐蚀，在运营期间基本不需要养护；与传统的
预应力混凝土梁相比，能显著减轻自重，不需要大型的吊装设备，并减少及减小箱梁受拉区结构的裂缝和裂缝宽度。因此，预制拼装PUHPC箱梁具有广阔的应用前景。
[0004] 如公开号为CN 107100065 A的发明
专利公开了一种用于高速
铁路的组合钢箱梁及其建造方法，属于高速铁路桥梁领域。该组合钢箱梁中的钢箱的上
翼缘板上有抗剪连接件，将上方的混凝土板与上翼缘板连接在一起。同时，钢
底板与预制的预应力混凝土板相合，共同作为该组合钢箱梁的底板，共同受力。
[0005] 该发明装配施工时，接合部位的施工较为复杂，不利于城市建设中快速施工的需求。
发明内容
[0006] 本发明所要解决的技术问题是：提供一种适用于城市桥梁或城市跨线桥梁的便于快速施工的半装配式大跨度组合箱梁及其施工方法。
[0007] 为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种半装配式大跨度组合箱梁及其施工方法，所述组合箱梁架设于两个永久桥墩之间，包括多段U型梁、空心横隔板、实心横隔板、薄模板和
桥面板；
[0008] 多段所述U型梁由底部的底板和两个
腹板组成，两个所述腹板的自由端均设置有沿U型梁长度方向的腹板预应力筋，两个所述腹板的自由端均匀设置有多个沿U型梁宽度方向的腹板横向
钢筋，所述底板的两端分别设置有相互连通的A型齿板，所述底板内均匀设置有多个沿U型梁长度方向贯穿的第一预应力筋，所述第一预应力筋的两端分别穿设于底板两端的A型齿板内进行锚固，所述梁U型梁底板设置有连接齿板，所述U型梁的两端分别设置有连接钢筋，相邻两段所述U型梁设有连接齿板的端相互对接，两段所述U型梁的连接齿板内相互连接锚固有横隔板预应力筋；
[0009] 所述空心横隔板有多个并沿U型梁长度方向均匀设置于两个腹板之间；
[0010] 所述实心横隔板连接设置于连段U型梁之间，所述实心横隔板内设置有双层双向
钢筋网，所述钢筋网与相邻U型梁的连接齿板固定连接；
[0011] 所述薄模板有多个，多个所述薄模板水平架设于两个腹板的顶端之间，所述薄模板上均匀设置有多个沿U型梁宽度方向的薄模板横向钢筋；
[0012] 所述桥面板设置于薄模板上，每个所述U型梁上的桥面板的两端均设置有B型齿板，所述桥面板内设置有沿长度方向贯穿桥面板两端的第二预应力钢筋，所述第二预应力钢筋一端锚固于桥面板的B型齿板，另一端穿过实心横隔板锚固于另一桥面板的B型齿板；
[0013] 其中，所述底板厚度为0.12m-0.25m，所述腹板的厚度为0.10m-0.15m，所述空心横隔板的厚度为0.10m-0.15m，所述底板、腹板和空心横隔板的材料均为直拉强度8MPa以上、抗压强度130MPa以上的超高性能混凝土，所述桥面板的材质为普通混凝土。
[0014] 其中，多个所述空心横隔板沿U型梁长度方向每隔5m-10m的距离均匀设置。
[0015] 其中，所述连接钢筋在腹板和底板的两端预埋并外露，所述连接钢筋在底板内预埋于第一预应力筋下侧，且所述连接钢筋在底板和腹板中的埋入段长度不少于本身的锚固长度。
[0016] 其中，所述薄模板的厚度为0.03m-0.06m。
[0017] 其中，所述底板的顶面两端均设置有吊筋，所述吊筋锚固于第一预应力筋下侧。
[0018] 本发明的有益效果在于：本发明提供的半装配式大跨度组合箱梁及其施工方法，腹板和底板采用了PUHPC构件，可减小结构尺寸，减轻结构自重和结构内力，提高桥梁的跨越能力；比普通混凝土结构具有较高的
抗拉强度，能提高箱梁的抗拉能力，显著减小箱梁开裂；跨中段采用PUHPC组合箱梁，可减小结构尺寸，减轻结构自重和结构内力，提高桥梁的跨越能力和抗拉能力，显著减小组合箱梁的开裂概率；且相比钢结构具有更高的耐锈蚀及耐侵蚀性能，能提高结构的安全性、耐久性；各个部件均可在工厂预制，再运输至现场吊装，采用临时桥墩和临时
支撑施工，节省了施工
支架的施工
费用，极大提高了现场的施工效率，施工便捷，不影响桥下通行。
附图说明
[0019] 图1为本发明具体实施方式的半装配式大跨度组合箱梁的结构示意图；
[0020] 图2为本发明具体实施方式的U型梁的结构示意图；
[0021] 图3为图1中I-I剖面图；
[0022] 图4为图1中II-II剖面图；
[0023] 图5为图1中A-A处的剖面图；
[0024] 图6为图1中B-B处的剖面图；
[0025] 图7为本发明具体实施方式的U型梁的截面配筋图；
[0026] 图8为图1中C-C处的剖面图；
[0027] 图9为图8中D-D处的剖面图；
[0028] 图10为图8中E-E处的剖面图；
[0029] 标号说明：
[0030] 1、U型梁；11、底板；111、A型齿板；112、第一预应力筋；113、连接齿板；114、横隔板预应力筋；115、吊筋；12、腹板；121、腹板预应力筋；122、腹板横向钢筋；13、连接钢筋；
[0031] 2、空心横隔板；
[0032] 3、实心横隔板；
[0033] 4、薄模板；41、薄模板横向钢筋；
[0034] 5、桥面板；51、B型齿板；52、第二预应力钢筋。
[0035] 6、永久桥墩；
[0036] 7、临时桥墩；71、临时支撑。
具体实施方式
[0037] 为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
[0038] 请参照图1至图10所示，本发明的半装配式大跨度组合箱梁及其施工方法，所述组合箱梁架设于两个永久桥墩6之间，包括多段U型梁1、空心横隔板2、实心横隔板3、薄模板4和桥面板5；
[0039] 多段所述U型梁1结构相同，所述U型梁1由底部的底板11和两个腹板12组成，两个所述腹板12的自由端均设置有沿U型梁1长度方向的腹板预应力筋121，两个所述腹板12的自由端均匀设置有多个沿U型梁1宽度方向的腹板横向钢筋122，所述底板11的两端分别设置有相互连通的A型齿板111，所述底板11内均匀设置有多个沿U型梁1长度方向贯穿的第一预应力筋112，所述第一预应力筋112的两端分别穿设于底板11两端的A型齿板111内进行锚固，所述底板11其中一端设置有连接齿板113，所述U型梁1的两端分别设置有连接钢筋13，多段所述U型梁1设有连接齿板113的一端相互对接，多段所述U型梁1的连接齿板113内相互连接锚固有横隔板预应力筋114；
[0040] 所述空心横隔板2有多个并沿U型梁1长度方向均匀设置于两个腹板12之间；
[0041] 所述实心横隔板3连接设置于连段U型梁1之间，所述实心横隔板3内设置有双层双向钢筋网，所述钢筋网与相邻U型梁1的连接齿板113固定连接；
[0042] 所述薄模板4有多个，多个所述薄模板4水平架设于两个腹板12的顶端之间，所述薄模板4上均匀设置有多个沿U型梁1宽度方向的薄模板横向钢筋41；
[0043] 所述桥面板5设置于薄模板4上，每个所述U型梁1上的桥面板5的两端均设置有B型齿板51，所述桥面板5内设置有沿长度方向贯穿桥面板5两端的第二预应力钢筋52，所述第二预应力钢筋52一端锚固于桥面板5的B型齿板51，另一端穿过实心横隔板3锚固于另一桥面板5的B型齿板51。
[0044] 上述半装配式大跨度组合箱梁的有益效果在于：本发明提供的半装配式大跨度组合箱梁及其施工方法，腹板和底板采用了PUHPC构件，可减小结构尺寸，减轻结构自重和结构内力，提高桥梁的跨越能力；比普通混凝土结构具有较高的抗拉强度，能提高箱梁的抗拉能力，显著减小箱梁开裂；跨中段采用PUHPC组合箱梁，可减小结构尺寸，减轻结构自重和结构内力，提高桥梁的跨越能力和抗拉能力，显著减小组合箱梁的开裂概率；且相比钢结构具有更高的耐锈蚀及耐侵蚀性能，能提高结构的安全性、耐久性；各个部件均可在工厂预制，再运输至现场吊装，采用临时桥墩和临时支撑施工，节省了施工支架的施工费用，极大提高了现场的施工效率。
[0045] 进一步的，所述底板11厚度为0.12m-0.25m，所述腹板12的厚度为0.10m-0.15m，所述空心横隔板2的厚度为0.10m-0.15m，所述底板11、腹板12和空心横隔板2的材料均为直拉强度8MPa以上、抗压强度130MPa以上的超高性能混凝土，所述桥面板5的材质为普通混凝土。
[0046] 进一步的，多个所述空心横隔板2沿U型梁1长度方向每隔5m-10m的距离均匀设置。
[0047] 由上述描述可知，通过空心横隔板纵桥向密集型的布置，可以改善组合箱梁的结构受力，在不影响组合箱梁受力的情况下减小自重。
[0048] 进一步的，所述连接钢筋13在腹板12和底板11的两端预埋并外露，所述连接钢筋13在底板11内预埋于第一预应力筋112下侧，且所述连接钢筋13在底板11和腹板12中的埋入段长度不少于本身的锚固长度。
[0049] 进一步的，所述薄模板4的厚度为0.03m-0.06m。
[0050] 进一步的，所述底板11的顶面两端均设置有吊筋115，所述吊筋115锚固于第一预应力筋112下侧。
[0051] 由上述描述可知，通过吊筋的设置，方便对U型梁进行吊运。
[0052] 采用上述记载的半装配式大跨度组合箱梁的施工方法，包括：
[0053] 步骤一：首先测量确定两个永久桥墩6之间的跨度，然后在工厂预制适当长度的U型梁1、空心横隔板2以及薄模板4，对U型梁1的腹板预应力筋121进行张拉，并将多段U型梁1的第一预应力筋112的两端分别锚固于各自底板11两端的A型齿板111上；
[0054] 步骤二：在桥梁施工现场纵向桥位上浇筑施工临时桥墩7并在其上布置临时支撑71，将U型梁1运至施工现场，通过吊筋115，用吊车或架桥机将U型梁1吊装至永久桥墩6或临时桥墩7支撑上，在两端U型梁1相对的连接钢筋13的
基础上绑扎实心横隔板3的钢筋网，并预留好横隔板预应力筋114的孔道且与相邻底板11上的连接齿板113的孔道对接，使用超高性能混凝土浇筑出实心横隔板3；
[0055] 步骤三：实心横隔板3成型后，将横隔板预应力筋114由孔道内穿过，并在底板11两侧的连接齿板113上张拉横隔板预应力筋114，张拉后注浆并锚固；
[0056] 步骤四：于固定后的U型梁1内安装空心横隔板2，在两个腹板12的顶端之间铺设多个薄模板4，薄模板4顶面拉毛，最后于腹部顶端设置桥面板5的翼缘侧模板，于翼缘侧模板内设置桥面板5横向钢筋和第二预应力筋，最后将薄模板横向钢筋41、腹板横向钢筋122和桥面板5横向钢筋、第二预应力筋通过混凝土浇筑的方式进行固定浇筑在一起形成桥面板5，桥面板5浇筑成型后，张拉桥面板5第二预应力筋；
[0057] 步骤五：待主体结构施工完成后，撤掉临时桥墩7支撑，拆除临时桥墩7。
[0058] 进一步的，所述临时桥墩7支撑为沙箱。
[0060] 一种半装配式大跨度组合箱梁及其施工方法，所述组合箱梁架设于两个永久桥墩6之间，包括多段U型梁1、空心横隔板2、实心横隔板3、薄模板4和桥面板5；
[0061] 多段所述U型梁1结构相同，所述U型梁1由底部的底板11和两个腹板12组成，两个所述腹板12的自由端均设置有沿U型梁1长度方向的腹板预应力筋121，两个所述腹板12的自由端均匀设置有多个沿U型梁1宽度方向的腹板横向钢筋122，所述底板11的两端分别设置有相互连通的A型齿板111，所述底板11内均匀设置有多个沿U型梁1长度方向贯穿的第一预应力筋112，所述第一预应力筋112的两端分别穿设于底板11两端的A型齿板111内进行锚固，所述底板11其中一端设置有连接齿板113，所述U型梁1的两端分别设置有连接钢筋13，多段所述U型梁1设有连接齿板113的一端相互对接，相邻两段所述U型梁1的连接齿板113内相互连接锚固有横隔板预应力筋114；
[0062] 所述空心横隔板2有多个并沿U型梁1长度方向均匀设置于两个腹板12之间；
[0063] 所述实心横隔板3连接设置于连段U型梁1之间，所述实心横隔板3内设置有双层双向钢筋网，所述钢筋网与相邻U型梁1的连接齿板113固定连接；
[0064] 所述薄模板4有多个，多个所述薄模板4水平架设于两个腹板12的顶端之间，所述薄模板4上均匀设置有多个沿U型梁1宽度方向的薄模板横向钢筋41；
[0065] 所述桥面板5设置于薄模板4上，每个所述U型梁1上的桥面板5的两端均设置有B型齿板51，所述桥面板5内设置有沿长度方向贯穿桥面板5两端的第二预应力钢筋52，所述第二预应力钢筋52一端锚固于桥面板5的B型齿板51，另一端穿过实心横隔板3锚固于另一桥面板5的B型齿板51；
[0066] 所述底板11厚度为0.20m，所述腹板12的厚度为0.13m，所述空心横隔板2的厚度为0.14m，所述底板11、腹板12和空心横隔板2的材料均为直拉强度8MPa、抗压强度130MPa的超高性能混凝土，所述桥面板5的材质为普通混凝土；
[0067] 多个所述空心横隔板2沿U型梁1长度方向每隔6m的距离均匀设置；
[0068] 所述连接钢筋13在腹板12和底板11的两端预埋并外露，所述连接钢筋13在底板11内预埋于第一预应力筋112下侧，且所述连接钢筋13在底板11和腹板12中的埋入段长度不少于本身的锚固长度；
[0069] 所述薄模板4的厚度为0.05m；
[0070] 所述底板11的顶面两端均设置有吊筋115，所述吊筋115锚固于第一预应力筋112下侧。
[0071] 采用上述记载的半装配式大跨度组合箱梁的施工方法，包括：
[0072] 步骤一：首先测量确定两个永久桥墩6之间的跨度，然后在工厂预制适当长度的U型梁1、空心横隔板2以及薄模板4，对U型梁1的腹板预应力筋121进行张拉，并将多段U型梁1的第一预应力筋112的两端分别锚固于各自底板11两端的A型齿板111上，所述底板11厚度为0.20m，所述腹板12的厚度为0.13m，所述空心横隔板2的厚度为0.14m，薄模板4的厚度为0.05m，所述底板11、腹板12和空心横隔板2的材料均为直拉强度8MPa、抗压强度130MPa的超高性能混凝土，所述桥面板5的材质为普通混凝土；
[0073] 步骤二：在桥梁施工现场纵向桥位上浇筑施工临时桥墩7并在其上布置临时支撑71，将U型梁1运至施工现场，通过吊筋115，用吊车或架桥机将U型梁1吊装至永久桥墩6或临时桥墩7支撑上，在两端U型梁1相对的连接钢筋13的基础上绑扎实心横隔板3的钢筋网，并预留好横隔板预应力筋114的孔道且与相邻底板11上的连接齿板113的孔道对接，使用超高性能混凝土浇筑出实心横隔板3；
[0074] 步骤三：实心横隔板3成型后，将横隔板预应力筋114由孔道内穿过，并在底板11两侧的连接齿板113上张拉横隔板预应力筋114，张拉后注浆并锚固；
[0075] 步骤四：于固定后的U型梁1内沿长度方向每隔6m的距离均匀设置安装空心横隔板2，在两个腹板12的顶端之间铺设多个薄模板4，薄模板4顶面拉毛，最后于腹部顶端设置桥面板5的翼缘侧模板，于翼缘侧模板内设置桥面板5横向钢筋和第二预应力筋，最后将薄模板横向钢筋41、腹板横向钢筋122和桥面板5横向钢筋、第二预应力筋通过混凝土浇筑的方式进行固定浇筑在一起形成桥面板5，桥面板5浇筑成型后，张拉桥面板5第二预应力筋；
[0076] 步骤五：待主体结构施工完成后，撤掉临时桥墩7支撑，拆除临时桥墩7。
[0077] 进一步的，所述临时桥墩7支撑为沙箱。
[0078] 综上所述，本发明提供的半装配式大跨度组合箱梁及其施工方法，腹板和底板采用了PUHPC构件，可减小结构尺寸，减轻结构自重和结构内力，提高桥梁的跨越能力；比普通混凝土结构具有较高的抗拉强度，能提高箱梁的抗拉能力，显著减小箱梁开裂；跨中段采用PUHPC组合箱梁，可减小结构尺寸，减轻结构自重和结构内力，提高桥梁的跨越能力和抗拉能力，显著减小组合箱梁的开裂概率；且相比钢结构具有更高的耐锈蚀及耐侵蚀性能，能提高结构的安全性、耐久性；各个部件均可在工厂预制，再运输至现场吊装，采用临时桥墩和临时支撑施工，节省了施工支架的施工费用，极大提高了现场的施工效率；
[0079] 通过空心横隔板纵桥向密集型的布置，可以改善组合箱梁的结构受力，在不影响组合箱梁受力的情况下减小自重；
[0080] 通过吊筋的设置，方便对U型梁进行吊运。
[0081] 以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明
说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
