專利名稱：構(gòu)建簡支以及連續(xù)組合橋的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種構(gòu)建簡支以及連續(xù)組合橋的方法，該組合橋諸如是簡支的以及連續(xù)的預(yù)彎組合橋、預(yù)應(yīng)力混凝土(PSC)組合橋、鋼箱桁梁橋、板式桁梁橋、和大跨度桁架橋。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)技術(shù)中，關(guān)于構(gòu)建簡支的以及連續(xù)的組合橋的方法，對于簡支的組合橋，韓國未實審的專利申請第0250937(此后稱為引用發(fā)明1)公開了一種利用臨時支撐件構(gòu)建簡支的預(yù)彎組合橋的方法，而對于連續(xù)的組合橋，韓國未實審的專利申請第105754號(此后稱為引用發(fā)明2)公開了一種連續(xù)的預(yù)應(yīng)力組合梁以及利用該組合梁構(gòu)建連續(xù)的預(yù)應(yīng)力組合梁結(jié)構(gòu)的方法。
圖1a和1b是示出根據(jù)引用發(fā)明1的構(gòu)建組合橋的傳統(tǒng)步驟的視圖。參照這些附圖，將描述根據(jù)引用發(fā)明1的構(gòu)建組合橋的方法。
如圖1a和1b所示，在工廠或工地制造的預(yù)彎梁擱在兩個橋基上，設(shè)定一個臨時支撐件51，并通過提升臨時支撐件5 1將壓應(yīng)力引入下部混凝土圍壁(casing)52上，以補償由干燥收縮造成的原始混凝土的蠕變和壓應(yīng)力的損失。
此后，如圖1c所示，在提升臨時支撐件的同時，施加上部橋板混凝土53和腹板混凝土，并使之固化。最終，如圖1d所示，在上部混凝土53固化之后，只要去除臨時支撐件，就完成了簡支的預(yù)彎組合橋。
然而，在如上所述的引用發(fā)明1的方法中，臨時支撐件定位在橋梁中部之下，從而向上負載施加到支撐件上。于是，利用供具有較高頂部余隙的橋梁用的腳手架導(dǎo)致成本較高，在橋下交通堵塞，并且構(gòu)建工作復(fù)雜。
另外，在引用發(fā)明1的方法中，整個橋梁相當于簡支梁系統(tǒng)，因此，組合梁的橫截面應(yīng)該加大，以抵抗最大正力矩，由此，由于橫截面的加大而造成了在梁中間發(fā)生過大變位(deflection)的問題。
圖2a到2e和3a到3h是示出根據(jù)引用發(fā)明2的構(gòu)建雙跨度連續(xù)組合橋和三跨度連續(xù)組合橋的方法的視圖。
首先，描述構(gòu)建雙跨度連續(xù)組合橋的方法。如圖2a所示，根據(jù)連續(xù)梁的設(shè)計跨度而制造的預(yù)彎梁在第二支撐件54上彼此連接，并置于第二支撐件54上。此后，如圖2b所示，通過提升第二支撐件54將壓應(yīng)力引入下部圍壁混凝土52上。此后，如圖2c所示，橋板混凝土53施加到鋼桁梁靠近第二支撐件54的上凸緣上，并固化。且如圖2d所示，引入壓力矩，以抵抗靠近第二支撐件54的橋板混凝土內(nèi)產(chǎn)生的負力矩。此后，如圖2e所示，通過施加剩余的橋板混凝土，完成雙跨度預(yù)彎組合橋。
圖3a到3h是示出構(gòu)建三跨度連續(xù)預(yù)彎組合橋的方法的視圖。對于三跨度連續(xù)預(yù)彎組合橋，如圖3a到3d所示，在第二支撐件54附近所進行的工序與圖2所示的雙跨度連續(xù)預(yù)彎組合橋的相同。此后，如圖3e到3h所示，通過提升第三支撐件55、施加橋板混凝土53、降低第三支撐件53，并施加剩余的橋板混凝土來完成三跨度連續(xù)預(yù)彎組合橋。
然而，引用發(fā)明2的方法問題在于由于橋板混凝土向正力矩和負力矩區(qū)域的施加的時間不同而產(chǎn)生結(jié)構(gòu)縫(construction joint)，并且由于在橋墩上，即第二和第三支撐件上進行的提升和降低而在構(gòu)建中帶來困難和危險。
另外，在引用發(fā)明1和2的兩種方法中，作用為將其上部結(jié)構(gòu)的負載傳遞到下部結(jié)構(gòu)上的介質(zhì)的橋梁承載座(bridge bearing)由可旋轉(zhuǎn)的鉸鏈支撐件及可旋轉(zhuǎn)并移動的滾柱支撐件構(gòu)成，因此橋梁承載座必須不斷維護，以確保橋梁上部結(jié)構(gòu)的安全，并且該承載座有可能被地震損壞。

發(fā)明內(nèi)容
于是，已經(jīng)研制了本發(fā)明，以克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，從而本發(fā)明的目的是提供一種構(gòu)建簡支且連續(xù)的組合橋的實用并經(jīng)濟的方法，該方法能夠通過降低和提升橋基上的支撐件，即端部支撐件，將壓應(yīng)力引入到負力矩區(qū)域內(nèi)的上部橋板混凝土中和組合桁梁的下板凸緣內(nèi)，同時對于簡支的組合橋，梁完全與橋基成一體，或者對于連續(xù)的組合橋，梁與橋墩為一體，或不為一體。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種構(gòu)建簡支組合橋的方法，其包括如下步驟提供第一和第二橋基；在第一橋基的橋支座部分內(nèi)植入一型鋼；將梁簡支地安置在第一和第二橋基上；將橋支座部分內(nèi)的型鋼連接到梁的下凸緣上；將連接混凝土施加到從第一橋基的上端到梁中性軸的范圍內(nèi)的部分上；降低靠近第二橋基的支撐件；將混凝土施加到從連接混凝土的上端到梁的底板范圍內(nèi)的部分上；向梁施加橋板混凝土；以及提升在第二橋基附近的被降低的支撐件。
本發(fā)明的構(gòu)建連續(xù)組合橋的方法包括以下步驟將至少兩個梁彼此連接，并簡支地將所連接的梁安置在第一橋基、第二橋基和至少一個內(nèi)橋墩附近；降低靠近所述第一和第二橋基的支撐件；將橋板混凝土施加到所述梁上；以及提升被降低的支撐件。
在構(gòu)建預(yù)彎組合桁梁橋時，該方法還包括在簡支地安置梁之前，將下部圍壁混凝土施加到梁的連接部分上。
優(yōu)選地是，構(gòu)建連續(xù)組合橋的方法還包括以下步驟在簡支安置梁步驟之前在內(nèi)橋墩的頂部(coping portion)內(nèi)植入型鋼；在簡支安置梁步驟之后將型鋼和梁下凸緣相連接；將混凝土施加到從內(nèi)橋墩頂部的上端到梁橫截面的中性軸范圍內(nèi)的部分上；以及在降低靠近第一和第二橋基的支撐件之前，將混凝土施加到從內(nèi)橋墩的連接混凝土的上端到梁底板范圍內(nèi)的部分上。
在該情況下，在降低靠近第一和第二橋基的支撐件時，靠近第一和第二橋基的支撐件同時降低，并且在提升靠近第一和第二橋基的支撐件時，同時提升靠近第一和第二橋基的降低了的支撐件。
可替換的是，在降低靠近第一和第二橋基的支撐件時，依次降低靠近第一和第二橋基的支撐件，并且在提升靠近第一和第二橋基的支撐件時，依次提升靠近第一和第二橋基的降低了的支撐件。
在構(gòu)建雙跨度連續(xù)組合橋過程中，在降低靠近第一和第二橋基的支撐件時，靠近第一和第二橋基的支撐件中的一個降低，并且在提升靠近第一和第二橋基的支撐件時，所降低的一個支撐件被提升。
在構(gòu)建預(yù)彎或鋼箱桁梁橋時，該方法還包括將一個或多個加強元件和雙頭螺栓安裝到梁的腹板上的步驟。
在構(gòu)建預(yù)應(yīng)力混凝土橋的過程中，該方法還包括將鋼筋暴露于梁的腹板之外的步驟。
在構(gòu)建預(yù)應(yīng)力混凝土組合橋的過程中，該方法還包括以下步驟在降低靠近第二橋基的支撐件的步驟之前，將橋板混凝土施加到第一橋基的護墻和正力矩區(qū)域上，并配置用于將護墻連接到橋板混凝土上的連接鋼筋。
在構(gòu)建預(yù)應(yīng)力組合橋過程中，該方法還包括如下步驟在降低靠近第一和第二橋基的支撐件的步驟之前，將橋板混凝土施加到梁的正力矩區(qū)域上，并配置用于將橋板混凝土彼此連接的連接鋼筋。
在這種情況下，梁在位于內(nèi)支撐件處的位置連接，或在由內(nèi)支撐件的左側(cè)和右側(cè)定位的位置連接。


本發(fā)明的上述和其他目的、特征和其他優(yōu)點將從以下參照附圖給出的詳細描述中更清楚地理解，圖中圖1a到1d是示出用于構(gòu)建簡支預(yù)彎組合橋的傳統(tǒng)過程的視圖；圖2a到2e是示出用于構(gòu)建雙跨度連續(xù)預(yù)彎組合橋的傳統(tǒng)過程的視圖；圖3a到3h是示出用于構(gòu)建三跨度連續(xù)預(yù)彎組合橋的傳統(tǒng)過程的視圖；圖4a到4d是示出其中橋基與組合桁梁成為一體從而構(gòu)建簡支預(yù)彎組合橋的情況；圖5a到5c是示出其中橋基與組合桁梁成為一體從而構(gòu)建簡支的鋼箱桁梁橋的情況的視圖；圖6a到6c是示出其中橋基與組合桁梁成為一體從而構(gòu)建簡支的預(yù)應(yīng)力混凝土組合橋的情況的視圖；圖7a到7d是示出根據(jù)本發(fā)明的用于構(gòu)建簡支預(yù)彎組合橋的步驟視圖；圖8a到8d是示出根據(jù)本發(fā)明，用于構(gòu)建其中橋墩與組合桁梁不成為一體的雙跨度連續(xù)組合橋的步驟的視圖；圖9a到9d是示出根據(jù)本發(fā)明，用于構(gòu)建其中橋墩與組合桁梁不成為一體的三跨度連續(xù)組合橋的步驟的視圖；圖10a到10c是示出在根據(jù)本發(fā)明構(gòu)建多跨度連續(xù)組合橋過程中梁在內(nèi)支撐件處連接到另一梁上的情況的視圖；圖11a到11d是示出組合桁梁與橋墩成為一體以便構(gòu)建根據(jù)本發(fā)明的多跨度連續(xù)預(yù)彎組合橋的情況的視圖；圖12a到12c是示出組合桁梁與橋墩成為一體以便構(gòu)建根據(jù)本發(fā)明的多跨度鋼箱桁梁橋的情況的視圖；
圖13a到13c是示出組合桁梁與橋墩成為一體以便構(gòu)建根據(jù)本發(fā)明的多跨度預(yù)應(yīng)力混凝土組合橋的情況的視圖；圖14a到14c是示出根據(jù)本發(fā)明，用于構(gòu)建其中橋墩與組合桁梁成為一體的雙跨度連續(xù)組合橋的步驟的視圖；圖15a到15c是示出根據(jù)本發(fā)明，用于構(gòu)建其中橋墩與組合桁梁成為一體的三跨度連續(xù)組合橋的步驟的視圖。
附圖標記說明1橋支座部分 2梁 3型鋼4連接板5螺栓 6鋼筋8加強元件9雙頭螺栓10連接混凝土 11接合混凝土 12組裝臺階 13橋墩14型鋼15焊接材料 60下凸緣 61橋板62板 63護墻 64抗拉鋼筋具體實施方式
以下，參照附圖，描述構(gòu)建簡支且連續(xù)的組合橋的方法。這個構(gòu)建方法可以應(yīng)用于預(yù)彎組合橋、預(yù)應(yīng)力混凝土(PSC)組合橋、鋼箱桁梁橋、板式桁梁橋、以及大跨度桁架橋。
圖4a到7d是示出構(gòu)建簡支組合橋的方法，其中梁與橋基成為一體。圖4a到4d示出如下的方法，即，在制造成簡支梁形式的預(yù)彎梁2簡支地安置在一對橋基上的同時，橋支座部分1連接到一個橋基內(nèi)的預(yù)彎梁2上。如圖4a所示，H或□形的型鋼3植入橋支座部分1內(nèi)，連接板4焊接到型鋼3上，以將型鋼3連接到梁2的下凸緣60上，而型鋼3通過螺栓5或焊接工藝連接到梁2的下凸緣60上。另外，加強元件8固定到梁2上，并且多個雙頭螺栓9固定到鋼桁梁上，以改善鋼桁梁與混凝土的連接。
此后，如圖4b所示，連接混凝土10施加到從橋基上端到預(yù)彎梁2橫截面的中性軸范圍內(nèi)的部分中。多根鋼筋6事先暴露到連接混凝土10之外，以將連接混凝土10連接到后來施加的混凝土上。
此后，如圖4c所示，通過施加混凝土以及上部橋板61，形成靜態(tài)支撐件。
圖4d是這個實施例中所采用的橋基的平面圖。
圖5a到5c是示出如下方法的視圖，其中在鋼箱桁梁2簡支地安置在一對橋基上的同時，橋支座部分1連接到一個橋基內(nèi)的鋼箱桁架2上。
參照圖5a，類似于圖4a，H或□形的型鋼3植入橋支座部分1的上部內(nèi)，連接板4焊接到型鋼3上，以將型鋼3連接到鋼箱桁梁2的下凸緣60上，并且型鋼3通過螺栓5或焊接工藝連接到鋼箱桁梁2的下凸緣60上。另外，加強元件8附著到鋼箱桁梁2上，而多根雙頭螺栓9固定到鋼桁梁上，以改善鋼桁梁與混凝土的連接。
此后，如圖5b所示，連接混凝土10施加到從橋基上端到鋼箱桁梁2的橫截面中性軸范圍內(nèi)的部分上。多根鋼筋6事先暴露在連接混凝土10之外，以將連接混凝土10連接到后來施加的混凝土上。
此后，如圖5c所示，通過施加混凝土以及上部橋板61形成靜態(tài)支撐件。
圖6a到6c是示出構(gòu)建預(yù)應(yīng)力混凝土組合橋的方法的視圖，其中，在預(yù)應(yīng)力混凝土(PSC)梁2簡支地安置到一對橋基上的同時，橋支座部分1連接到一個橋基內(nèi)的PSC梁2上。
參照圖6a，類似于圖4a和5a，H或□形型鋼3植入橋支座部分1的上部內(nèi)，連接板4焊接到型鋼3上，以將型鋼3連接到PSC梁2上，而型鋼3通過焊接材料15與植入PSC梁2上所施加的混凝土內(nèi)的板62連接。
此后，如圖6b所示，除了從靜態(tài)支撐件伸出的大約跨度10％之外，橋板混凝土施加到整個跨度上，而連接混凝土10施加到從橋基上端到PSC梁2的橫截面中性軸范圍內(nèi)的部分上，以將橋基與PSC梁2形成一體。設(shè)置一護墻63。另外，為了使得連接混凝土10與后來施加的混凝土成為一體，鋼筋6事先從連接混凝土10和護墻63中露出。抗拉鋼筋64布置在橋基的護墻63以及所施加的橋板混凝土內(nèi)，以抵抗在構(gòu)建過程中可移動支撐件下降時產(chǎn)生的拉力。在30m橋的情況下，大約跨度的10％是通過利用負力矩區(qū)域的長度作為變量的參數(shù)研究而確定的值。前面的長度是使得壓應(yīng)力可以有效引入的長度，并可以根據(jù)橋的等級以及所使用的混凝土材料加以變化。
此后，如圖6c所示，通過施加混凝土和上部橋板61而形成靜態(tài)支撐件。
圖7a到7d是示出構(gòu)建簡支組合橋的方法的視圖。
圖7a是示出如下狀態(tài)的視圖，其中，在工廠或工地制造的梁簡支安置在一對橋基上，且靜態(tài)支撐件71用作一個支撐件，而可移動支撐件72用作另一支撐件。
圖7b是示出其中通過降低移動支撐件72將壓應(yīng)力引入梁下凸緣的狀態(tài)以及在該狀態(tài)下的力矩分布的視圖。
圖7c是示出其中施加了橋板混凝土(圖4c、5c和6c中的61)的狀態(tài)以及該狀態(tài)下力矩分布的視圖。
圖7d是示出其中在橋板混凝土固化后通過提升被降低的可移動支撐件71，而將對應(yīng)于靜態(tài)支撐件71內(nèi)產(chǎn)生的負應(yīng)力的壓應(yīng)力引入橋板混凝土中的狀態(tài)。通過圖7d所示的步驟，在下凸緣中產(chǎn)生拉應(yīng)力。由于在一體化之后截面強度(sectional strength)增大，因此這個拉應(yīng)力大小約為降低可移動支撐件72過程中引入的壓應(yīng)力的60到70％，結(jié)果達到了大約30到40％的壓緊預(yù)應(yīng)力效果。
在PSC組合橋的情況下，在降低可移動支撐件之前，橋板混凝土施加除了從靜態(tài)支撐件伸出的大約跨度的10％之外的在整個跨度上，而在可移動支撐件降低后，混凝土施加到剩余部分上。
在本發(fā)明的簡支組合橋中，從靜態(tài)支撐件伸出的大約跨度的10％被形成為具有較大的橫截面積，以便抵抗靜態(tài)支撐件上產(chǎn)生的相對大的力矩，由此使得組合橋具有各種橫截面。
圖8a到9d是示出消除引用發(fā)明2的問題的構(gòu)建方法的視圖，在引用發(fā)明2中，可能會產(chǎn)生結(jié)構(gòu)縫，并可能由于提升和降低橋墩上的支撐件而發(fā)生事故。如上所述，這些方法可以應(yīng)用于預(yù)彎組合橋。PSC組合橋、鋼箱桁梁橋、以及大跨度桁架橋。
圖8a到8d是示出構(gòu)建雙跨度連續(xù)組合橋的方法，其中橋墩未與組合桁梁成為一體。在引用發(fā)明2的方法中，通過提升內(nèi)支撐件、或第二支撐件額外的壓應(yīng)力引入到正力矩區(qū)域內(nèi)的下凸緣上；而在本發(fā)明的方法中，如圖8a所示，制造成簡支梁形式的預(yù)彎梁或PSC梁安置在橋基和橋墩上，并在內(nèi)支撐件73處(如圖10a和10c所示)或通過內(nèi)支撐件73的右側(cè)或左側(cè)連接到橋墩上。
圖8b是示出其中通過降低橋梁橋基上的兩個橋梁端部支撐件將額外壓應(yīng)力引入下凸緣中的狀態(tài)以及該狀態(tài)下的力矩分布的視圖。
圖8c是示出其中在兩個端部支撐件降低同時施加橋板混凝土的狀態(tài)以及該狀態(tài)下的力矩分布的視圖。
圖8d是示出其中在橋板混凝土固化后通過提升被降低的端部支撐件72來將一體化后對應(yīng)于內(nèi)支撐件內(nèi)產(chǎn)生的拉應(yīng)力的壓應(yīng)力引入橋板混凝土中的狀態(tài)的視圖。通過圖8d所示的步驟，在下凸緣內(nèi)產(chǎn)生壓應(yīng)力，如同簡支跨度中的一樣。由于成為一體之后截面強度增大，因此這個拉應(yīng)力大小約為降低端部支撐件過程中產(chǎn)生的壓應(yīng)力的60到70％，結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了大約30到40％壓縮預(yù)應(yīng)力效果。
在PSC組合橋情況下，在降低端部支撐件之前，橋板混凝土施加到除了內(nèi)支撐件兩側(cè)10％跨度之外的整個跨度上，并且在降低端部支撐件之后，混凝土施加到剩余部分上。
圖9a到9d是示出構(gòu)建三跨度連續(xù)組合橋的方法的視圖，在該方法中，橋墩不與組合桁梁成為一體。
圖9a是示出如下狀態(tài)的視圖，即在該狀態(tài)下，預(yù)彎梁或PSC梁安置在橋基和橋墩上，并如圖10a、10b和10c所示，在整個橋的負力矩區(qū)域內(nèi)的橋墩的右側(cè)或左側(cè)彼此在內(nèi)支撐件處連接或在遠離內(nèi)支撐件的位置處連接。
如上所述，在引用發(fā)明2的方法中，通過依次提升第二支撐件73和第三支撐件74，將額外壓應(yīng)力引入正力矩區(qū)域內(nèi)的下凸緣上，而在本發(fā)明的方法中，如圖9b所示，相同的效果是通過同時或依次降低兩個端部支撐件實現(xiàn)的。
圖9c是示出橋板混凝土在兩個端部支撐件降低的同時施加的狀態(tài)以及該狀態(tài)下的力矩分布的視圖。
圖9d是示出其中在橋板混凝土固化后通過提升所降低的端部支撐件將對應(yīng)于成為一體后內(nèi)支撐件中產(chǎn)生的拉應(yīng)力的壓應(yīng)力引入橋板混凝土中的狀態(tài)的視圖。在這種情況下，如上述實施例中一樣，拉應(yīng)力在下凸緣內(nèi)產(chǎn)生。由于成為一體后截面強度增大，因此這個拉應(yīng)力大小約為降低端部支撐件過程中引入的壓應(yīng)力的60到70％，結(jié)果實現(xiàn)了大約30到40％的壓縮預(yù)應(yīng)力效果。對于其中每個橋墩不與每個組合桁梁成為一體的本發(fā)明的三跨度連續(xù)組合橋，由于連續(xù)梁的結(jié)構(gòu)特性，在內(nèi)跨度內(nèi)產(chǎn)生的正力矩僅為內(nèi)支撐件上產(chǎn)生的最大負力矩的絕對值的1/5，因此，連續(xù)組合橋具有足夠的壓應(yīng)力，而不需在端部支撐件提升和降低過程中引入額外的壓縮預(yù)應(yīng)力。
在PSC組合橋的情況下，在端部支撐件降低之前，橋板混凝土施加到除了內(nèi)支撐件兩側(cè)10％跨度之外的整個跨度上，而在端部支撐件下降之后，混凝土施加到剩余部分上。
圖10a是示出對于預(yù)彎組合橋，兩個梁2彼此通過多個連接板4和螺栓5連接的狀態(tài)的詳細視圖。在背景技術(shù)部分中描述的引用發(fā)明2的方法內(nèi)，在支撐件提升之后，橋板混凝土施加到負力矩區(qū)域上，而接合混凝土11施加到內(nèi)支撐件上；而在本發(fā)明方法中，在端部支撐件降低之前，接合混凝土11施加到內(nèi)支撐件上。
圖10b是示出用于預(yù)彎組合橋的另一連接方法的詳細視圖，其中，兩個梁2借助于多個連接板4和螺栓5在內(nèi)支撐件的側(cè)面一位置處連接。在引用發(fā)明2的方法中，在支撐件提升之后，橋板混凝土施加到負力矩區(qū)域，而接合混凝土施加到內(nèi)支撐件上；而在本發(fā)明的方法中，在端部支撐件降低之前，接合混凝土11施加到內(nèi)支撐件上。
圖10c是示出其中對于PSC組合橋，兩個梁2在橋的內(nèi)支撐件處彼此連接的狀態(tài)的詳細視圖。在制造每個PSC梁過程中，多根螺栓5事先植入PSC梁的上凸緣的混凝土中，在連接梁過程中，螺栓擰緊到連接板4上。另外，兩個PSC梁借助于PSC梁上凸緣內(nèi)的連接鋼筋6連接。這種結(jié)構(gòu)為使整個組合桁梁穩(wěn)定而提供，雖然連接鋼筋6由于靠近內(nèi)支撐件的下凸緣為壓縮側(cè)而不起到重要作用。為了邊緣梁的連接，沿著梁的中性軸形成一組裝臺階12，而梁之間的間隙由不收縮的砂漿填充。
鋼箱桁梁橋靠近其內(nèi)支撐件處沒有連接部分，因此本發(fā)明的方法可以應(yīng)用到鋼箱桁梁橋上。
圖11a到15c是示出構(gòu)建多跨度連續(xù)組合橋的各種不同方法。這些方法可以通過將每個梁和每個橋墩成為一體而為(克服)橋承載座的缺點以及由于地震的損壞而提供措施。下面將描述這些一體化方法和構(gòu)建方法。
參照圖11a，對于預(yù)彎組合橋，制造成簡支梁形式的兩個梁2，如圖10a所示，借助于多個連接板4和螺栓5彼此連接，并安置在□形型鋼14上，而□形型鋼14通過焊接工藝連接到鋼桁梁的下凸緣60上。為了有助于使橋墩13和梁2的下圍壁混凝土52連接到下一階段施加的連接混凝土10上，鋼筋6事先暴露在橋墩13和梁2的下圍壁混凝土52之外。如圖11b所示，混凝土施加到梁2的剩余部分上，連接混凝土10施加到從橋墩13的上端到梁2橫截面的中性軸范圍內(nèi)的部分上，而鋼筋6暴露到連接混凝土10之外，以有助于將連接混凝土10與后來施加的混凝土連接。
如圖11c所示，其中每個梁2與每個橋墩13成為一體的多跨度組合橋可以通過在降低多跨度連續(xù)組合橋的端部支撐件的同時施加橋板混凝土、腹板混凝土以及剩余的橋墩上端混凝土而予以完成。圖11d是示出植入橋墩1 3內(nèi)的□形型鋼14的平面圖。
圖12a到12c是示出構(gòu)建鋼箱桁梁橋的方法。
如圖12a所示，鋼箱桁梁2、或?qū)?yīng)于負力矩區(qū)域的一部分安置在事先植入橋墩13內(nèi)的□形型鋼14上，且□形型鋼14通過焊接工藝連接到鋼箱桁梁2的下凸緣60上。如圖12b所示，連接混凝土10施加到從橋墩13的上端到鋼箱桁梁2的橫截面中性軸范圍內(nèi)的部分上，以將橋墩13與鋼箱桁梁2成為一體。在這種情況下，鋼筋6暴露在橋墩13之外，加強件8固定到鋼箱桁梁2的腹板部分上，以加強鋼箱桁梁2，而雙頭螺栓9植入鋼箱桁梁2的上凸緣和腹板內(nèi)，以使得混凝土牢固附著到鋼箱桁梁2上。尤其是，由于組合桁梁的連接部分不存在于鋼箱桁梁橋之內(nèi)，本發(fā)明的方法可以輕易應(yīng)用到鋼箱桁梁橋上。
如圖12c所示，其中每個桁梁與每個橋墩成為一體的多跨度鋼箱桁梁橋可以通過在降低組合橋的端部支撐件同時施加橋板混凝土和剩余的橋墩上端混凝土而予以完成。
圖13a到13c是示出構(gòu)建PSC組合橋的方法。
如圖13a所示，如圖13a所示的彼此連接的兩個PSC梁安置到事先植入橋墩13內(nèi)的□形型鋼14上，□形型鋼14通過焊接工藝連接到植入下凸緣的混凝土中的連接板4上。如圖13b所示，橋板混凝土施加到除了其內(nèi)支撐件兩側(cè)伸出的10％跨度以外的整個跨度上，而連接混凝土10施加到從橋墩13上端到PSC梁2橫截面中性軸范圍內(nèi)的部分上，以將橋墩13與PSC梁2成為一體。另外，為了使連接混凝土10與后來施加的混凝土成為一體，鋼筋6暴露在橋墩13之外。
施加到除內(nèi)支撐件之外的剩余部分上的橋板混凝土通過事先植入的抗拉鋼筋64彼此連接。這種機構(gòu)可以抵抗構(gòu)建過程中兩個端部支撐件降低時所產(chǎn)生的拉應(yīng)力。在30m橋情況下，跨度的大約10％是通過利用負力矩區(qū)域的長度作為變量而進行參數(shù)研究確定的數(shù)值。前面的長度是允許壓應(yīng)力有效引入的長度，并可以根據(jù)橋梁等級和所使用的混凝土材料加以變化。
如圖13c所示，其中每個桁梁與每個橋墩成為一體的多跨度PSC組合橋可以通過在組合橋的端部支撐件降低同時施加剩余的橋板混凝土和剩余的橋墩上端混凝土而予以完成。
圖14a到14c是示出構(gòu)建雙跨度連續(xù)組合橋的方法。
圖14a是示出在組合桁梁如圖11b、12b和13b所示連接到橋墩上之后通過同時或依次降低整個結(jié)構(gòu)的兩個端部支撐件而將附加的壓應(yīng)力引入下凸緣的情況，以及在該情況下的力矩分布的視圖。
圖14b是示出在兩個端部支撐件降低同時施加橋板混凝土的情況以及該情況下的力矩分布的視圖。在這種情況下，如圖11c、12c和13c所示，通過施加橋板混凝土和剩余的橋墩上端混凝土，橋墩完全與組合桁梁成為一體。
圖14c是示出在橋板混凝土和橋墩的上端混凝土固化之后，通過同時或依次提升所降低的兩端部支撐件來引入對應(yīng)于負力矩區(qū)域內(nèi)的橋板混凝土中由設(shè)計有效負載帶來的拉應(yīng)力的壓應(yīng)力的情況的視圖。通過這個過程，在正力矩區(qū)域內(nèi)的下凸緣部分中產(chǎn)生拉應(yīng)力。由于一體化之后截面強度增大，這個拉應(yīng)力大小約為降低端部支撐件過程中引入的壓應(yīng)力的60大70％，結(jié)果實現(xiàn)了大約30到40％的壓縮預(yù)應(yīng)力效果。
對于PSC組合橋，在降低端部支撐件之前，橋板混凝土施加到除了內(nèi)支撐件兩側(cè)跨度約10％之外的整個跨度上，而在降低端部支撐件之后，將混凝土施加到剩余部分上。
對于圖8和14所示的雙跨度連續(xù)組合橋，根據(jù)場地的環(huán)境，可以通過降低和提升兩個端部支撐件之一來實現(xiàn)相同的效果。然而，在這種情況下，與同時或依次提升兩個端部支撐件的情況相比，降低和提升量應(yīng)該加倍。
圖15a到15c是示出構(gòu)建三跨度連續(xù)組合橋的方法的視圖，其中橋墩與組合桁梁成為一體。
圖15a是示出在組合桁梁如圖11b、12b和13b所示連接到橋墩上之后通過同時或依次降低整個結(jié)構(gòu)的兩個端部支撐件來將附加壓應(yīng)力引入下凸緣的情況以及該情況下的力矩分布的視圖。
圖15b是示出在兩個端部支撐件降低的同時施加橋板混凝土的情況以及該情況下的力矩分布的視圖。在這種情況下，如圖11c、12c和13c所示，通過施加橋板混凝土和剩余的橋墩上端混凝土，橋墩完全與組合桁梁成為一體。
圖15c是示出在橋板混凝土和橋墩的上端混凝土固化之后，通過同時或依次提升所降低的端部支撐件來引入與由設(shè)計有效負載引起的負力矩區(qū)域內(nèi)橋板混凝土部分中產(chǎn)生的拉應(yīng)力相對應(yīng)的壓應(yīng)力的情況的視圖。如在雙跨度連續(xù)組合橋內(nèi)一樣，拉應(yīng)力在下凸緣部分中產(chǎn)生。由于一體化之后截面強度增大，這個拉應(yīng)力大小約為降低端部支撐件過程中引入的壓應(yīng)力的60到70％，結(jié)果實現(xiàn)了大約30到40％的壓縮預(yù)應(yīng)力效果。
對于PSC組合橋，在降低端部支撐件之前，橋板混凝土施加到除了內(nèi)支撐件兩側(cè)的大約10％跨度以外的整個跨度上，并在降低端部支撐件之后，將混凝土施加到剩余部分上。
對于其中橋墩與組合桁梁成為一體的三跨度連續(xù)組合橋，在內(nèi)跨度內(nèi)產(chǎn)生的正力矩區(qū)域僅為最大負力矩的絕對值的大約1/3.5，從而該橋具有足夠的壓應(yīng)力，即使在降低和提升兩個端部支撐件過程中不引入額外的壓縮預(yù)應(yīng)力。
另外，在根據(jù)本發(fā)明的其中橋墩與組合桁梁成為一體的多跨度連續(xù)組合橋中，橋墩兩側(cè)大約10％的跨度形成為具有相對大的橫截面積，從而抵抗在一體的橋墩和組合桁梁附近產(chǎn)生的相對大的力矩，由此使得組合橋具有各種橫截面。
另外，在本發(fā)明的簡支且連續(xù)的組合橋中壓縮預(yù)應(yīng)力大小可以通過將端部支撐件的提升量減小到小于端部支撐件的降低量而加以調(diào)節(jié)。
工業(yè)應(yīng)用性在根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)建簡支且連續(xù)的組合橋的方法中，橋板混凝土同時施加，且支撐件的降低和提升工作在靠近地面的橋基上進行，從而可以克服引用發(fā)明2中缺點，該缺點即為，由于橋板混凝土對正力矩區(qū)域和負力矩區(qū)域的施加的時間不同而產(chǎn)生結(jié)構(gòu)縫，以及由于支撐件的提升和降低在橋墩上進行而在構(gòu)建過程中出現(xiàn)困難和危險。
在構(gòu)建其中上部組合桁梁與橋基成為一體的簡支組合橋的方法中，以及在構(gòu)建其中上部桁梁與橋墩成為一體的多跨度連續(xù)組合橋的方法中，除了上述效果之外，還可以實現(xiàn)以下效果，即，引用發(fā)明的單獨結(jié)構(gòu)、雙跨度結(jié)構(gòu)和三跨度結(jié)構(gòu)是靜定結(jié)構(gòu)、一階非靜定結(jié)構(gòu)和三階非靜定結(jié)構(gòu)，而本發(fā)明的單獨結(jié)構(gòu)、雙跨度結(jié)構(gòu)和三跨度結(jié)構(gòu)是一階非靜定結(jié)構(gòu)、五階非靜定結(jié)構(gòu)和八階非靜定結(jié)構(gòu)，由此，由能量通過塑性分散而使得減震效果和防地震性能得以改善。另外，通過將組合桁梁與下部結(jié)構(gòu)一體化，而將相對大的力矩分布在下部結(jié)構(gòu)上，從而梁對外力的負荷減輕，由此減小了桁梁的高度并擴展了跨度的長度，并且獲得了經(jīng)濟的橫截面。
另外，可以減少作為橋梁惡化的重要原因并需要不斷維護的橋梁承載座的數(shù)量，從而可以實現(xiàn)額外的節(jié)省。
權(quán)利要求
1.一種構(gòu)建簡支的組合橋的方法，包括以下步驟設(shè)置第一和第二橋基；將型鋼植入所述第一橋基的橋支座部分內(nèi)；將梁簡支地安置在所述第一和第二橋基上；將所述橋支座部分內(nèi)的型鋼連接到所述梁的下凸緣上；將連接混凝土施加到從所述第一橋基上端到所述梁中性軸范圍內(nèi)的部分上；降低靠近所述第二橋基的支撐件；將混凝土施加到從所述連接混凝土的上端到所述梁的底板范圍內(nèi)的部分上；將橋板混凝土施加到所述梁上；以及提升靠近所述第二橋基的所降低的支撐件。
2.一種構(gòu)建連續(xù)組合橋的方法，包括以下步驟將至少兩個梁彼此連接，并將所連接的梁靠近第一橋基、第二橋基和至少一個內(nèi)橋墩簡支安置；降低靠近所述第一和第二橋基的支撐件；將橋板混凝土施加到所述梁上；以及提升所降低的支撐件。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，還包括以下步驟在簡支安置所述梁步驟之前，將下圍壁混凝土施加到所述梁的連接部分上，以構(gòu)成預(yù)彎組合桁梁橋。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，還包括以下步驟在簡支安置所述梁的所述步驟之前，將型鋼植入所述內(nèi)橋墩的頂部內(nèi)；在簡支安置所述梁步驟之前，將所述型鋼和所述梁的下凸緣連接；將混凝土施加到從所述內(nèi)橋墩的所述頂部的上端到所述梁橫截面的中性軸范圍內(nèi)的部分上；以及在降低靠近所述第一和第二橋基的支撐件的所述步驟之前，將混凝土施加到從所述內(nèi)橋墩的連接混凝土的上端到所述梁的底板范圍內(nèi)的部分上。
5.如權(quán)利要求2或4所述的方法，其中在降低靠近所述第一和第二橋基的所述支撐件時，靠近所述第一和第二橋基的所述支撐件同時降低；并且在提升靠近所述第一和第二橋基的所述支撐件時，靠近所述第一和第二橋基的所述被降低的支撐件同時提升。
6.如權(quán)利要求2或4所述的方法，其中在降低靠近所述第一和第二橋基的所述支撐件時，靠近所述第一和第二橋基的所述支撐件依次降低；并且在提升靠近所述第一和第二橋基的所述支撐件時，靠近所述第一和第二橋基的所述被降低的支撐件依次提升。
7.如權(quán)利要求2或4所述的方法，其中，為了構(gòu)建雙跨度連續(xù)組合橋，在降低靠近所述第一和第二橋基的所述支撐件時，靠近所述第一和第二橋基的所述支撐件中的一個降低；并且在提升靠近所述第一和第二橋基的所述支撐件時，提升所述被降低的那個支撐件。
8.如權(quán)利要求1或4所述的方法，還包括將一個或多個加強元件和雙頭螺栓安裝到所述梁的腹板上的步驟，以便構(gòu)成預(yù)彎或鋼箱桁梁橋。
9.如權(quán)利要求1或4所述的方法，還包括將鋼筋暴露到所述梁的腹板之外的步驟，以便構(gòu)成預(yù)應(yīng)力混凝土橋。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括以下步驟在降低靠近所述第二橋基的所述支撐件的所述步驟之前，將橋板混凝土施加到所述第一橋基的護墻以及正力矩區(qū)域上；以及布置用于將所述護墻連接到所述橋板混凝土上的連接鋼筋，以構(gòu)成預(yù)應(yīng)力混凝土組合橋。
11.如權(quán)利要求2或4所述的方法，還包括以下步驟在降低靠近所述第一和第二橋基的所述支撐件的步驟之前將橋板混凝土施加到所述梁的正力矩區(qū)域上；以及布置連接鋼筋，以將所述橋板混凝土彼此連接，從而構(gòu)建預(yù)應(yīng)力組合橋。
12.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述梁在位于內(nèi)支撐件處的位置處連接。
13.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述梁在位于內(nèi)支撐件右側(cè)和左側(cè)位置處連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種構(gòu)建簡支以及連續(xù)組合橋的方法，在該組合橋中，通過降低和提升端部支撐件，壓應(yīng)力附加地引入負力矩區(qū)域內(nèi)的上部橋板混凝土以及組合桁梁的下凸緣中。該方法包括如下步驟提供第一和第二橋基；將型鋼植入所述第一橋基中；將梁簡支地安置在所述第一和第二橋基上；將型鋼連接到所述梁的下凸緣上；將連接混凝土施加到從所述梁第一橋基的上端到所述梁中性軸范圍內(nèi)的部分上；降低靠近所述第二橋基的支撐件；將混凝土施加到從所述連接混凝土的上端到所述梁的底板區(qū)域內(nèi)的部分上；將橋板混凝土施加到所述梁上；以及提升靠近所述第二橋基的所降低的支撐件。
文檔編號E01D2/00GK1494628SQ00819630
公開日2004年5月5日 申請日期2000年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月8日
發(fā)明者丘民世 申請人:丘民世