预应力钢筋砼密肋空心叠合箱梁的研究

邝思芹 史瑞凌 郭琼华 杜慧宇

摘要：针对常用的先简支后连续梁桥的施工不足，本文提出了一种新型的梁桥转换结构，即预应力钢筋砼密肋空心叠合箱梁的结构形式，并提出了预应力钢筋砼密肋空心叠合箱梁的结构两阶段计算方法及注意事项。该结构具有自重轻，结构受力合理，施工方便，整体性好，总体造价低等优点。

关键词：预应力钢筋砼箱梁；密肋板，空心叠合梁；现浇装配整体式结构；特点和优势；

Abstract: The first simply supported continuous beam bridge construction, the paper proposes a new girder bridge converter structure that the prestressed reinforced concrete ribbed hollow the superimposed box girder structure in the form, and prestressed reinforcement the two-stage concrete ribbed hollow the superimposed box girder structure calculation methods and precautions. The structure has a light weight, force structure, convenient construction, good integrity, low overall cost.Key words: prestressed reinforced concrete box girder; ribbed plate, hollow composite beam; cast-in-place prefabricated structure; characteristics and advantages;

中图分类号：TU45 文献标识码： A文章编号：2095-2104（2012）01-0020-02

0概述

随着梁桥的发展，一种兼顾简支梁桥和连续梁桥优点的桥型，既先简支后连续梁桥应运而生。先简支后连续预应力混凝土梁采用了先按简支梁规模化预制，再现浇梁间湿接缝、张拉负弯矩预应力束进行体系转换，最后进行桥面铺装的施工工艺，比满堂支架、悬臂浇筑等其他施工方法要简单方便；同时预制梁的施工质量也有保证，行车平稳，刚度大，结构受力合理，因而广泛应用于高等级公路。

目前，常用的先简支后连续梁桥的施工工艺是：

（1）、按照后张法预应力砼施工工艺预制T梁，吊装T梁的时候，设置临时支座，按简支梁安装方法安装就位，并在连续墩上设置永久盆式支座。

（2）、待一联吊装完毕后，进行墩顶两侧第2道横隔板之间的横隔板、湿接缝和接头的施工，并设置二期预应力束。

（3）、接缝混凝土强度达到设计要求时，进行联系端第二期预应力束的张拉和灌浆。

（4）、灌浆强度达到要求后，逐步均匀卸落临时支座，使盆式支座受力，完成简支梁转换成连续梁。

（5）、浇筑剩余横隔梁、湿接缝，达到设计强度时进行二期预应力束的张拉和灌浆。

（6）、浇筑桥面铺装混凝土，完成桥梁施工。

从上面的施工工艺可以看出，采用预制T梁来进行体系转换，其施工工艺还是比较复杂的，而且预制T梁自重大（30m跨径的T梁，中跨重900KN，边跨重130KN），吊装（必须采用架桥机）和运输都不方便，同时，其整体的连接也只是通过横隔梁、湿接缝、接头和桥面铺装来实现的，其整体性与现浇连续梁桥相比还是有一段的差距的。所以，在先简支后连续梁式桥中，研究开发新型的转换结构体系是十分急需的。

本文作者经过多年的研究，在钢筋砼密肋空心楼盖研究（该项研究成果已获得湖南省2009年度技术发明一等奖）的基础上，提出了一种预应力钢筋砼密肋空心叠合箱梁的结构形式，该种叠合式箱梁，通过预制一种预应力钢筋砼双向带肋空心板梁做简支梁模，其吊装就位后，就自动成为纵、横向肋梁和面板的模板，然后利用现浇的纵、横向肋梁和桥面混凝土将全桥连为整体，完成由简支梁向连续梁的转换，构成现浇装配整体式箱形梁桥。该种现浇装配整体式结构，与采用预制T梁来进行体系转换相比，具有自重轻，结构受力合理，施工方便，整体性好，总体造价低等优点，其市场前景广阔，经济、社会效益十分巨大。

1 预应力钢筋砼密肋空心叠合箱梁的结构形式

预应力钢筋砼密肋空心叠合箱梁的结构形式如图1-1所示它由若干片预制的先张法预应力钢筋砼带肋空心板梁1组成，其中预制的先张法预应力钢筋砼带肋空心板梁1包括预应力底板4、侧壁5和面板6，薄壁空心盒子7等间距地嵌于底板4、侧壁5和面板6之间，所述的底板4两侧留有翼缘8，横向在两个薄壁空心盒子7之间留有肋槽9。底板4中除配有预应力钢筋10外，为保证翼缘8的强度和方正，还配有构造钢筋11，侧壁5中配有腰筋12和箍筋13，其中钢筋13伸出面板顶面不小于10d(此处ｄ为箍筋直径)，同时，为保证预制带肋空心板梁受压区的有效高度，在面板6中配有受压钢筋14。施工时，首先将预制的先张法预应力钢筋砼双向带肋空心板梁1吊装就位后，就自动成为纵、横向肋梁2和面板3的模板，然后利用现浇的纵、横向肋梁和桥面板混凝土将全桥连为整体，并完成体系转换，构成现浇装配整体式箱形梁桥。其中预制的先张法预应力钢筋砼带肋空心板梁构造形式如图1-2所示，包括预应力底板1、侧壁2和面板3，薄壁空心盒子4等间距地嵌于底板1、侧壁2和面板3之间，所述的底板1两侧留有翼缘5，横向在两个薄壁空心盒子4之间留有肋槽6。底板1中除配有预应力钢筋7外，为保证翼缘5的强度和方正，还配有构造钢筋8，侧壁2中配有腰筋9和箍筋10，其中钢筋10伸出面板顶面不小于10d(此处ｄ为箍筋直径)，同时，为保证预制带肋空心板梁受压区的有效高度，在面板3中配有受压钢筋11。施工时，首先将预制的先张法预应力钢筋砼双向带肋空心板梁吊装就位后，就自动成为纵、横向肋梁和桥面板的模板，然后利用现浇的纵、横向肋梁和桥面板混凝土将全桥连为整体，构成如图1-1所示的现浇装配整体式箱形梁桥。

图1-1

2 预应力钢筋砼密肋空心叠合箱梁的结构计算

预应力钢筋砼密肋空心叠合箱梁从其结构形式可知，属于两阶段受力组合构件，因此，其结构计算也需分两阶段进行。

2.1 施工阶段的结构计算

预应力钢筋砼密肋空心叠合箱梁在施工阶段是不加支撑的，其施工阶段的恒载和施工荷载是全部由预制的先张法预应力钢筋砼双向带肋空心板来承受的，因此预制带肋空心板梁在施工阶段的极限承载能力状态需按简支梁进行正截面抗弯承载力和斜截面承载力计算两个方面内容的结构计算。具体计算方法应按《公路钢筋砼及预应力砼桥涵设计规范》（JTG D62—2004）第8.1节 组合式受弯构件的规定和计算公式进行。但在计算时，应注意以下几点：

（1）预制带肋空心板梁的计算截面应按有效截面计算，即在计算受压区高度时，其有效截面尺寸应扣除横向肋槽上面的孔洞部分。

（2）当计算出的受压区高度的不够是，应在受压区设置足够的抗压钢筋进行补强。