CN114561863A - 一种顶板横向加劲式预应力混凝土宽体箱梁 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种顶板横向加劲式预应力混凝土宽体箱梁，包括混凝土顶板，混凝土底板，混凝土腹板，混凝土横向加劲肋，横向预应力钢束；横向加劲肋分为腹板外横向加劲肋和腹板内横向加劲肋；腹板外横向加劲肋横截面为梯形截面，截面厚度由悬臂板端部向根部方向线性增加；腹板内横向加劲肋在中间部分等厚度分布，转角处加厚；混凝土顶板和混凝土横向加劲肋内设置有横向预应力钢束。本发明的横向加劲肋能减小箱梁悬臂板厚度，减轻箱梁顶板的自重，从而在延长悬臂板长度的同时，保证悬臂板根部截面横向抗弯刚度；在顶板和横向加劲肋中设置横向预应力钢束，能在保证安全的前提下，使箱梁结构有更好的变形性能和抗裂性能；推进桥梁向轻型化方向发展。
Description
技术领域
本发明属于桥梁工程技术领域，尤其涉及一种顶板横向加劲式预应力混凝土宽体箱梁。
背景技术
随着中国经济的快速发展，现代交通运输呈现出重载、高速、大流量的发展趋势，桥梁结构不断地向长跨径、宽桥面、轻型化方向发展。随着桥梁荷载等级及交通流量的提高，为提高桥梁的通行能力，长悬臂混凝土宽箱梁在现代公路桥梁上得到设计师的广泛关注。
对于宽体箱梁，腹板间距大且悬臂翼缘较长，若采用传统断面形式的箱梁，无论是悬臂翼缘板根部还是顶板跨中，在自重和车辆局部荷载作用下的横向弯曲应力往往很大，显然用传统箱梁截面形式来设计宽箱梁桥不尽合理，所以箱梁结构应该对截面设计提出更高的要求。随着顶板宽度的增加，传统箱梁截面横向抗弯刚度不足，合理的截面设计应该优化其横向构造形式以提高截面刚度，而增加腹板数量形成单箱多室箱梁，虽可提高横向刚度，但材料用量多，上部结构自重增加显著，增加了内部腹板的施工工序，施工不易等问题也不容忽视。
因此，本发明在单箱单室箱梁顶板设置横向加劲肋来增加桥面宽度并减少顶板厚度。加劲横肋提高了悬臂翼缘板的横向抗弯刚度和悬臂根部截面的抗剪强度，改善了悬臂根部截面横向受力，可有效地延长悬臂板长度。
发明内容
本发明的主要目的在于，克服传统混凝土箱梁悬臂板加宽引起的横向抗弯刚度和悬臂板根部截面抗剪能力下降的问题，从而增加悬臂板截面宽度，减轻桥面板自重，提供了一种轻型化的宽悬臂箱梁结构，以此来更加适于实用，且具有产业上的利用价值。
为了解决本发明的技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种顶板横向加劲式预应力混凝土宽体箱梁，包括混凝土顶板，混凝土底板，混凝土腹板，混凝土横向加劲肋，横向预应力钢束，其特征在于：所述混凝土顶板、混凝土底板、混凝土腹板形成箱梁结构主体；所述混凝土顶板和混凝土底板呈平行设置；所述横向加劲肋连接在混凝土顶板下部，呈对称分布；所述横向加劲肋分为腹板外横向加劲肋和腹板内横向加劲肋；所述腹板内横向加劲肋在中间部分等厚度分布，在转角处做加厚处理；所述混凝土顶板和混凝土横向加劲肋内设置有横向预应力钢束。
优选地，上述的一种顶板横向加劲式预应力混凝土宽体箱梁，所述横向加劲肋的高度及纵向肋间距与箱梁所处工况有关，横向加劲肋根部高度取1/7～1/9倍的伸臂长度，肋间距取3～5m，横向加劲肋宽度取20～50cm。
优选地，上述的一种顶板横向加劲式预应力混凝土宽体箱梁，该预应力混凝土宽体箱梁，用于跨径30m～55m的桥梁。
优选地，上述的一种顶板横向加劲式预应力混凝土宽体箱梁，所述混凝土顶板的厚度在桥梁跨径范围内均为26cm，混凝土底板厚度均为25cm，混凝土腹板厚度均为40cm，尺寸统一。
优选地，上述的一种顶板横向加劲式预应力混凝土宽体箱梁，腹板外横向加劲肋连接在箱梁结构两端腹板外侧悬臂板下侧；所述腹板内横向加劲肋连接在箱梁结构两端腹板内侧悬臂板下侧；所述腹板外横向加劲肋和腹板内横向加劲肋连接在同一横截面内。
优选地，上述的一种顶板横向加劲式预应力混凝土宽体箱梁，所述腹板外横向加劲肋横截面为梯形截面，截面厚度由悬臂板端部向根部方向线性增加。
优选地，上述的一种顶板横向加劲式预应力混凝土宽体箱梁，所述横向预应力钢束分为顶板内横向预应力钢束和横向加劲肋内横向预应力筋；所述的横向预应力钢束呈曲线布置。
优选地，所述混凝土横向加劲肋呈纵向间隔3m～5m均匀布置，起到对顶板的外部支撑作用。
优选地，所述横向预应力钢束采用曲线布置形式，保证了箱梁结构的横向抗弯能力和变形能力。
该预应力混凝土宽体箱梁能减轻箱梁悬臂板10％左右的重量。
与现有技术相比，本发明获得的有益效果是：
本发明提供一种顶板横向加劲式预应力混凝土宽体箱梁，能够有效减小顶板厚度，增大箱梁伸臂长度，减轻箱梁悬臂板10％左右的重量；在顶板下设置横肋有效提高箱梁悬臂翼缘板的横向抗弯刚度和悬臂根部截面的抗剪强度，大幅优化箱梁的变形性能和抗裂性能，使得此发明结构设计的横向受力性能会显著优于普通箱梁；本发明结构设计合理，更适应于当代的轻型桥梁设计。
附图说明
图1为本发明一种顶板横向加劲式预应力混凝土宽体箱梁的立体结构示意图；
图2为图1中A-A方向剖视图；
图3为本发明一种顶板横向加劲式预应力混凝土宽体箱梁的主视结构示意图；
图4为本发明一种顶板横向加劲式预应力混凝土宽体箱梁的左视结构示意图；
图中：1、顶板，2、底板，3、腹板，4、腹板外横向加劲肋，5、腹板内横向加劲肋，6、顶板内横向预应力钢束，7、横向加劲肋内横向预应力筋。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明作进一步说明。
一种顶板横向加劲式预应力混凝土宽体箱梁，包括混凝土顶板1，混凝土底板2，混凝土腹板3，腹板外横向加劲肋4，腹板内横向加劲肋5，顶板内横向预应力钢束6，横向加劲肋内横向预应力筋7；所述混凝土顶板1、混凝土底板2、混凝土腹板3形成带悬臂的箱梁结构，一般适用于跨径30m～55m的桥梁；所述混凝土顶板1的厚度在桥梁跨径范围内均为26cm，混凝土底板2厚度均为25cm，混凝土腹板3厚度均为40cm，尺寸统一；所述混凝土横向加劲肋分为腹板外横向加劲肋4和腹板内横向加劲肋5；所述腹板外横向加劲肋4连接在箱梁结构两端腹板外侧悬臂板下侧；所述腹板内横向加劲肋5连接在箱梁结构两端腹板内侧悬臂板下侧；所述腹板外横向加劲肋4和腹板内横向加劲肋5连接在同一横截面内；所述横向预应力钢束分为顶板内横向预应力钢束6和横向加劲肋内横向预应力筋7；所述的横向预应力钢束呈曲线布置。
进一步地，所述横向加劲肋的高度及纵向肋间距与箱梁所处工况有关，横向加劲肋根部高度取1/7～1/9倍的伸臂长度，肋间距取3～5m，横向加劲肋宽度取20～50cm。
所述腹板外横向加劲肋横截面为梯形截面，截面厚度由悬臂板端部向根部方向线性增加。
所述横向预应力钢束分为顶板内横向预应力钢束和横向加劲肋内横向预应力筋；所述的横向预应力钢束呈曲线布置。
该预应力混凝土宽体箱梁能减轻箱梁悬臂板10％左右的重量。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种顶板横向加劲式预应力混凝土宽体箱梁，包括混凝土顶板、混凝土底板、混凝土腹板、混凝土横向加劲肋、横向预应力钢束，其特征在于：所述混凝土顶板、混凝土底板、混凝土腹板形成箱梁结构主体；所述混凝土顶板和混凝土底板呈平行设置；所述横向加劲肋连接在混凝土顶板下部，呈对称分布；所述横向加劲肋分为混凝土腹板外横向加劲肋和腹板内横向加劲肋；所述腹板内横向加劲肋在中间部分等厚度分布，在转角处做加厚处理；所述混凝土顶板和混凝土横向加劲肋内设置有横向预应力钢束。
2.根据权利要求1所述的一种顶板横向加劲式预应力混凝土宽体箱梁，其特征在于：横向加劲肋根部高度取1/7～1/9倍的伸臂长度，肋间距取3～5m，横向加劲肋宽度取20～50cm。
3.根据权利要求1所述的一种顶板横向加劲式预应力混凝土宽体箱梁，其特征在于：该预应力混凝土宽体箱梁，用于跨径30m～55m的桥梁。
4.根据权利要求3所述的一种顶板横向加劲式预应力混凝土宽体箱梁，其特征在于：所述混凝土顶板的厚度在桥梁跨径范围内均为26cm，混凝土底板厚度均为25cm，混凝土腹板厚度均为40cm，尺寸统一。
5.根据权利要求1所述的一种顶板横向加劲式预应力混凝土宽体箱梁，其特征在于：所述腹板外横向加劲肋连接在箱梁结构两端腹板外侧悬臂板下侧；所述腹板内横向加劲肋连接在箱梁结构两端腹板内侧悬臂板下侧；所述腹板外横向加劲肋和腹板内横向加劲肋连接在同一横截面内。
6.根据权利要求2所述的一种顶板横向加劲式预应力混凝土宽体箱梁，其特征在于：所述腹板外横向加劲肋横截面为梯形截面，截面厚度由悬臂板端部向根部方向线性增加。
7.根据权利要求1所述的一种顶板横向加劲式预应力混凝土宽体箱梁，其特征在于：所述横向预应力钢束分为顶板内横向预应力钢束和横向加劲肋内横向预应力筋；所述的横向预应力钢束呈曲线布置。
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