預應力鋼-混凝土組合橋梁制造方法權利要求

1.《預應力鋼-混凝土組合橋梁制造方法》特征在于，包括以下步驟：

Ａ．加工鋼梁組件，在鋼梁組件頂部布置連接件，在鋼梁組件的底板布置縱肋；

Ｂ．架設橋墩，并在橋墩上分段安裝鋼梁組件，多個鋼梁組件合攏并焊接后形成鋼梁，所述橋墩作為鋼梁的支點；

Ｃ．計算出各支點負彎矩影響線，并根據(jù)支點負彎矩影響線，計算出最不利活荷載位置及位于該位置的活荷載的大小；

Ｄ．在鋼梁的正彎矩區(qū)澆筑正彎矩區(qū)混凝土，并在鋼梁上預留負彎矩區(qū)；

Ｅ．待正彎矩區(qū)混凝土達到硬化強度后，按照最不利活荷載位置及位于該位置的活荷載的大小，在正彎矩區(qū)混凝土上布置預壓配重；

Ｆ．在負彎矩區(qū)澆筑負彎矩區(qū)混凝土；

Ｇ．待負彎矩區(qū)混凝土達到硬化強度后，拆除預壓配重。

2.如權利要求1所述的預應力鋼-混凝土組合橋梁制造方法，其特征在于，鋼梁頂部的連接件包括剛性組合連接件、非組合連接件、彈性組合連接件，安裝在鋼梁的正彎矩區(qū)的鋼梁組件采用剛性組合連接件，安裝在負彎矩區(qū)的鋼梁組件采用非組合連接件，位于正彎矩區(qū)的鋼梁組件與位于負彎矩區(qū)的鋼梁組件的交界區(qū)域采用彈性組合連接件。

3.如權利要求1所述的預應力鋼-混凝土組合橋梁制造方法，其特征在于，鋼梁頂部的連接件包括剛性組合連接件、柔性組合連接件、彈性組合連接件，安裝在鋼梁的正彎矩區(qū)的鋼梁組件采用剛性組合連接件，安裝在負彎矩區(qū)的鋼梁組件采用柔性組合連接件，位于正彎矩區(qū)的鋼梁組件與位于負彎矩區(qū)的鋼梁組件的交界區(qū)域采用彈性組合連接件。

4.如權利要求1所述的預應力鋼-混凝土組合橋梁制造方法，其特征在于，在步驟F中，負彎矩區(qū)混凝土為鋼纖維膨脹混凝土。

5.如權利要求1所述的預應力鋼-混凝土組合橋梁制造方法，其特征在于，在步驟F中，負彎矩區(qū)混凝土的澆筑順序是：根據(jù)各支點負彎矩的大小，按絕對值由小到大的順序進行澆筑。

6.如權利要求1所述的預應力鋼-混凝土組合橋梁制造方法，其特征在于，在步驟E中，正彎矩區(qū)混凝土的硬化強度為90％以上。

7.如權利要求1所述的預應力鋼-混凝土組合橋梁制造方法，其特征在于，在步驟G中，負彎矩區(qū)混凝土的硬化強度為90％以上。

《預應力鋼-混凝土組合橋梁制造方法》涉及路橋及建筑中支撐梁結構領域，具體涉及預應力鋼-混凝土組合橋梁制造方法。

圖1為五跨連續(xù)梁活荷載布置圖；

圖2為影響線疊加原理圖；

圖3為根據(jù)圖2的影響線計算出最不利活荷載位置后加載預壓配重的布置圖；

圖4為圖3的加載效應圖；

圖5為《預應力鋼-混凝土組合橋梁制造方法》實施例的預應力鋼-混凝土橋梁制造方法的第一期施工圖；

圖6為該發(fā)明實施例的預應力鋼-混凝土橋梁制造方法的第二期施工圖；

圖7為該發(fā)明實施例的預應力鋼-混凝土橋梁制造方法的第三期施工圖；

圖8為該發(fā)明實施例的預應力鋼-混凝土橋梁制造方法的第四期施工圖；

圖9為該發(fā)明實施例的預應力鋼-混凝土橋梁制造方法的第五期施工圖。

其中：1、鋼梁；2、連接件；3、縱肋；4、正彎矩區(qū)混凝土；5、預壓配重；6、鋼纖維膨脹混凝土；7、負彎矩區(qū)。

預應力鋼-混凝土組合橋梁制造方法專利目的

《預應力鋼-混凝土組合橋梁制造方法》提出一種預應力鋼-混凝土組合橋梁制造方法，其利用鋼梁的彎曲還原原理，根據(jù)支點負彎矩影響線，按照最不利活荷載位置，準確、定量地預加配重，通過影響線加載形成預應力，抵消活載負彎矩產生的拉應力，達到利用影響線加載進行彎矩調幅的目的。

預應力鋼-混凝土組合橋梁制造方法技術方案

一種預應力鋼-混凝土組合橋梁制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

A.加工鋼梁組件，在鋼梁組件頂部布置連接件，在鋼梁組件的底板布置縱肋；

B.架設橋墩，并在橋墩上分段安裝鋼梁組件，多個鋼梁組件合攏并焊接后形成鋼梁，所述橋墩作為鋼梁的支點；

C.計算出各支點負彎矩影響線，并根據(jù)支點負彎矩影響線，計算出最不利活荷載位置及位于該位置的活荷載的大??；

D.在鋼梁的正彎矩區(qū)澆筑正彎矩區(qū)混凝土，并在鋼梁上預留負彎矩區(qū)；

E.待正彎矩區(qū)混凝土達到硬化強度后，按照最不利活荷載位置及位于該位置的活荷載的大小，在正彎矩區(qū)混凝土上布置預壓配重；

F.在負彎矩區(qū)澆筑負彎矩區(qū)混凝土；

G.待負彎矩區(qū)混凝土達到硬化強度后，拆除預壓配重。

優(yōu)選的，鋼梁頂部的連接件包括剛性組合連接件、非組合連接件、彈性組合連接件，安裝在鋼梁的正彎矩區(qū)的鋼梁組件采用剛性組合連接件，安裝在負彎矩區(qū)的鋼梁組件采用非組合連接件，位于正彎矩區(qū)的鋼梁組件與位于負彎矩區(qū)的鋼梁組件的交界區(qū)域采用彈性組合連接件。

優(yōu)選的，鋼梁頂部的連接件包括剛性組合連接件、柔性組合連接件、彈性組合連接件，安裝在鋼梁的正彎矩區(qū)的鋼梁組件采用剛性組合連接件，安裝在負彎矩區(qū)的鋼梁組件采用柔性組合連接件，位于正彎矩區(qū)的鋼梁組件與位于負彎矩區(qū)的鋼梁組件的交界區(qū)域采用彈性組合連接件。

優(yōu)選的，在步驟F中，負彎矩區(qū)混凝土為鋼纖維膨脹混凝土。

優(yōu)選的，在步驟F中，負彎矩區(qū)混凝土的澆筑順序是：根據(jù)各支點負彎矩的大小，按絕對值由小到大的順序進行澆筑。

優(yōu)選的，在步驟E中，正彎矩區(qū)混凝土的硬化強度為90％以上。

優(yōu)選的，在步驟G中，負彎矩區(qū)混凝土的硬化強度為90％以上。

在該領域中，正彎矩區(qū)是指在兩橋墩之間橋梁在受壓時向下彎的中間部位；負彎矩區(qū)是指在中間橋墩兩側，橋梁因正彎矩區(qū)受壓向下彎時，橋梁被橋墩上頂而使兩側的鋼梁向上彎的區(qū)域。

預應力鋼-混凝土組合橋梁制造方法有益效果

《預應力鋼-混凝土組合橋梁制造方法》根據(jù)支點負彎矩影響線，按照最不利活荷載位置，準確、定量的在正彎矩區(qū)混凝土上預壓配重，成橋后撤去預壓配重，根據(jù)彎曲還原原理，支點獲得了正彎矩，鋼梁上的混凝土獲得了壓應力，達到使橋梁儲備足能夠抵消活載的預荷載的目的；在負彎矩區(qū)的鋼梁組件采用非組合或柔性組合，可明顯降低橋面板拉應力；負彎矩區(qū)混凝土采用鋼纖維膨脹混凝土，可明顯提高橋面板抗拉強度；在正彎矩區(qū)與負彎矩區(qū)的交界區(qū)域，采用彈性組合進行過渡，解決分界面應力集中的問題。

鋼-混凝土組合結構，除了具有充分發(fā)揮材料力學優(yōu)點、耐疲勞、延性好、穩(wěn)定性好、降低沖擊系數(shù)等優(yōu)勢，還具有施工方便、造價低、綜合效益好等長處，輕質、高強、大跨、環(huán)保、經濟、美觀。

鋼-混組合梁橋跨中為正彎矩，混凝土受壓，鋼板受拉，充分發(fā)揮了材料力學優(yōu)點；但在支點處，截面負彎矩較大，混凝土橋面板處于受拉區(qū)容易開裂，影響結果安全。

為了解決鋼-混組合梁橋支點負彎矩問題，進行彎矩調幅是必要的。申請?zhí)枮?00410062215.2的中國發(fā)明專利，提出了一種在橋梁施工時加預壓荷載的方法來控制拉應力，但沒有明確提出采用何種具體辦法準確調整預壓荷載，缺乏解決問題的具體方法，導致彎矩調幅的效率不高，特別是多跨連續(xù)梁，施工加載具有一定的盲目性及隨機性，沒有發(fā)揮影響線加載彎矩調幅的效果。

首先，結合圖1至圖4，介紹一下《預應力鋼-混凝土組合橋梁制造方法》基于的建筑理論。影響線及最不利活荷載位置的計算都是該領域技術人員所熟知的知識，該發(fā)明的創(chuàng)新之處就在于利用影響線及最不利活荷載位置，準確地、定量地加載預壓配重。

如圖1所示，為五跨連續(xù)梁的活荷載布置圖，由圖可知，本跨布置活荷載，隔跨布置活荷載，可得到某跨跨內最大正彎矩值；在支點左右兩跨布置活荷載，然后隔跨布置活荷載，可得到某支點最大負彎矩值，如在最后兩組布置中，支點B中產生了最大負彎矩M_B，并產生相應的左剪力V_Bl、右剪力V_Br；支點C中產生了最大負彎矩M_C，并產生相應的左剪力V_Cl、右剪力V_Cr。

影響線描述了單位移動荷載作用下某一量值（影響量）的變化規(guī)律，當有移動荷載組（活荷載）或使由可任意間斷布置的分布荷載作用時，上述量值可以利用影響線根據(jù)疊加原理求得。如圖2所示，根據(jù)疊加原理，將支點負彎矩M_B影響線與支點負彎矩M_C影響線進行疊加，即△_AB △_AB’,△_BC △_BC’，△_CD △_CD’，得到支點負彎矩M_{B C}影響線，支點負彎矩M_{B C}影響線可找出更準確的最不利活荷載位置。

如圖3所示，根據(jù)圖2的支點負彎矩M_{B C}影響線，找出最不利活荷載位置及計算出該位置的活荷載的大小，然后根據(jù)最不利活荷載位置在正彎矩區(qū)進行預壓配重，預壓配重的大小與相應位置的活荷載的大小相等。

如圖4所示，為圖3加載了預壓配重后的效應圖，支點獲得了正彎矩，鋼梁上的混凝土獲得了壓應力。

該實施例就是在上述加載原理的基礎上，在施工時，賦予鋼-混凝土組合橋梁預應力。施工方法的理論基礎為以下三點：

1、加載原理：根據(jù)支點負彎矩影響線，按照活荷載最不利位置，準確、定量的施加配重、成橋后撤去配重，達到使橋梁儲備足能夠抵消活載的預荷載的目的。

2、加載方法：計算出單位荷載對多個支點負彎矩的影響線，根據(jù)疊加原理進一步得出活載對該量值的影響，然后按算出的影響值加載配重。

3、利用鋼梁的彎曲還原原理，首先澆注正彎矩區(qū)的混凝土橋面板，待硬化后根據(jù)影響線加載配重，然后澆注負彎矩區(qū)的混凝土橋面板，待硬化后撤去配重。根據(jù)彎曲還原原理，支點獲得了正彎矩，頂板上的混凝土獲得了壓應力，達到了彎矩調幅的目的。

結合圖5至圖9，具體的施工方法包括以下步驟：

第一期：首先加工鋼梁組件，在鋼梁組件的頂部連接件2，在鋼梁組件的底板布置縱肋3，如圖5所示，架設橋墩，并在橋墩上分段安裝鋼梁組件，多個鋼梁組件合攏并焊接后形成鋼梁1，該實施例為三跨連續(xù)梁，所述橋墩作為鋼梁1的支點，分別有支點A、支點B、支點C、支點D；

鋼梁1頂部的連接件2包括剛性組合連接件、非組合連接件（也可以是柔性組合連接件）、彈性組合連接件，安裝在鋼梁的正彎矩區(qū)的鋼梁組件采用剛性組合連接件，安裝在負彎矩區(qū)7的鋼梁組件采用非組合連接件，位于正彎矩區(qū)的鋼梁組件與位于負彎矩區(qū)7的鋼梁組件的交界區(qū)域采用彈性組合連接件，即在不同的區(qū)域使用不同種類的連接件；

計算出各支點負彎矩影響線，并根據(jù)支點負彎矩影響線，計算出最不利活荷載位置及位于該位置的活荷載的大小。

第二期：如圖6所示，在鋼梁1的正彎矩區(qū)澆筑正彎矩區(qū)混凝土4，并在鋼梁1上預留負彎矩區(qū)7，同時，對正彎矩區(qū)混凝土4進行振搗、養(yǎng)護。

第三期：如圖7所示，待正彎矩區(qū)混凝土4達到90％以上強度后，按照最不利活荷載位置及位于該位置的活荷載的大小，在正彎矩區(qū)混凝土4上布置預壓配重5，預壓配重5的位置為最不利活荷載位置，且預壓配重5的大小與位于最不利活荷載位置的活荷載相等。

第四期：如圖8所示，根據(jù)各支點負彎矩的大小，按絕對值由小到大的順序，在負彎矩區(qū)7澆筑鋼纖維膨脹混凝土6，同時，對鋼纖維膨脹混凝土6進行振搗、養(yǎng)護，對兩次澆筑的混凝土結合部位進行表面清潔處理，以保證二者的緊密結合。

第五期：如圖9所示，待鋼纖維膨脹混凝土6達到90%以上強度后，拆除預壓配重5，然后對橋面鋪裝，及附屬設施的施工。

2016年12月7日，《預應力鋼-混凝土組合橋梁制造方法》獲得第十八屆中國專利優(yōu)秀獎。 2100433B

內容介紹

《預應力鋼與混凝土組合結構》介紹了預應力結構概念、分類、特點、預應力損失估算及無粘結預應力筋內力增量計算方法等；研究內容包括預應力FRP筋鋼與混凝土組合梁、預應力CFRP布加固鋼與混凝土組合梁、預應力冷彎U型鋼與混凝土組合梁、預應力壓型鋼板與混凝土組合板、預應力鋼板夾心混凝土組合板、預應力外包鋼混凝土受彎構件、預應力鋼骨混凝土受彎（偏心受壓）構件、預彎預應力鋼骨混凝土復合梁、預應力鋼管混凝土受拉（受彎、偏心受壓）構件的設計計算方法及預應力鋼骨混凝土徐變效應分析等?！额A應力鋼與混凝土組合結構》可供從事土木工程專業(yè)的科技人員、設計人員參考，也可以作為土木工程專業(yè)的研究生和高年級本科生的參考書。 2100433B