[发明专利]全预制小箱梁式隐形盖梁结构体系及其施工方法

说明书

本发明公开了一种全预制小箱梁式隐形盖梁结构体系及其施工方法，结构体系包括隐盖梁以及预制小箱梁；预制小箱梁包括小箱梁常规段以及小箱梁端部实心段；隐盖梁通过若干沿着横桥向布置的隐盖梁预制节段拼接而成；每一隐盖梁预制节段，均与两侧的小箱梁端部实心段之间形成嵌合抗剪箍筋体系，并张拉锚固有节段间耦合连接用预应力钢束，且节段间耦合连接用预应力钢束分布在预制小箱梁空心投影范围内，同时隐盖梁预制节段与每侧的小箱梁端部实心段之间均通过UHPC填充层浇筑连接成一体。由此可知，本发明所述的混凝土梁式桥结构体系，主体构件均为预制件，能够低成本地推广预制拼装结构的应用。

技术领域

本发明涉及一种全预制小箱梁式隐形盖梁结构体系及其施工方法，属于土木工程桥梁设计与工程施工领域。

背景技术

目前，桥梁建造技术正朝着装配化、工业化、标准化的方向发展。目前，国内混凝土梁式桥“预制装配化”发展主要有3个方向：

1）桥跨上部结构采用预制小箱梁替代现浇箱梁

在城市快速路建设中，预制小箱梁替代现浇箱梁已成为建设各方的共识。一方面，同等跨径下，预制小箱梁的混凝土用量仅为现浇箱梁的50%；在软土地区，预制小箱梁方案的建设成本不到现浇箱梁的75%（下部结构工程量减少，现场地基处理费用取消），具有显著的经济效益；另一方面，随着UHPC高性能混凝土的推广应用，预制小箱梁的拼缝宽度从过去严格控制于50mm逐渐拓宽至300mm，这使预制小箱梁方案可通过调整拼缝宽度以适应变宽段、弯曲段的建设需求。

以宁波市为例，2011年竣工的机场路高架，主线上部结构均采用现浇箱梁结构；2015年竣工的南环、北环高架，上部结构75%采用预制小箱梁结构或预制空心板梁，仅曲线段、变宽段、匝道衔接段采用现浇箱梁；2017年启动的机场路高架南延、2018年启动的西洪大桥连接线工程及环城南路西延工程，全线95%采用预制小箱梁（曲线段、变宽段、匝道衔接段均为预制结构），仅通行净空受限段采用现浇箱梁。

2）桥跨上部结构采用“短线法”节段预制拼装梁替代现浇箱梁

自21世纪起，国内逐渐开始尝试采用“短线法”节段预制拼装技术，并逐渐在重大工程中推广应用，如所示。短线法节段预制拼装技术基本上解决了桥跨结构工厂化预制的问题，现场仅采用“体外预应力”与“胶结剪力键”将各个预制构件融合成整体。经过20余年的发展，从常规的单箱单室截面发展到宽幅的单箱多室截面。

3）桥梁下部结构（墩柱盖梁）采用成品大吨位预制构件

桥梁墩柱的整体预制拼装技术最初应用于跨海大桥的建设，即在陆上完成墩柱的整体制造，通过浮船运抵桥位处，最后借助浮船起重机的大吨位吊装能力，将墩柱一次性安装就位。

近10年，随着城市快速路高架建设场地建设要求的大幅提升（扬尘控制、噪音控制、夜间灯光控制、交通导改限制等），建设场地维护费用水涨船高。部分在既有道路上建设的高架工程，逐渐尝试采用预制拼装技术施工墩柱与盖梁——即将立柱或盖梁在工厂完成整体预制，在现场采用大吨位起重机完成架设。

当立柱或盖梁采用整体预制拼装时，构件尺寸的设定相对矛盾。

一方面，单体构件越大，结构的整体性越强，现场拼缝数量更少，结构性能更接近现浇结构；另一方面，随着构件尺寸的增大，结构重量也相应提高，也面临着3个方面的挑战：

1）对施工区域地基承载力的要求增加——以40m3的构件（2.5m×2.5m×6.4m的立柱或1/3幅普通盖梁）为例，单体重量达100吨，需要250吨~300吨级的起重设备（视作业环境而定），地基承载力不低于150kPa；而75m3的构件（半幅盖梁）单体重量达200吨，需要500吨级的起重设备（常规起重设备的上限，再高级别的起重设备，并非各省都具备），地基承载力要求提高至250kPa。

2）构件运输难度提高：预制构件的尺寸，还受到公路运输的限制（宽×高≤3m×3m），且体积越大，输运难度越高。