無牛腿鋼錨梁電加熱施加預(yù)應(yīng)力的方法
【專利摘要】一種無牛腿鋼錨梁電加熱施加預(yù)應(yīng)力的方法，包括如下步驟：⑴剖分制作成型；⑵臨時(shí)固結(jié)，整體吊裝；⑶安裝就位，釋放固結(jié)；⑷澆筑混凝土，加熱升溫致使鋼錨梁縱向伸長；⑸永久固接；⑹自然降溫，鋼錨梁收縮達(dá)到施加預(yù)加應(yīng)力效果；⑺質(zhì)檢。其優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明方法使得索塔錨固結(jié)構(gòu)傳力路徑清晰，整體結(jié)構(gòu)受力明確，達(dá)到改善了無牛腿鋼錨梁結(jié)構(gòu)受力的目的。采用非機(jī)械法施加預(yù)應(yīng)力，操作性強(qiáng)。低溫加熱，電加熱裝置選擇較廣，設(shè)備操作簡單，加熱溫度控制較容易，同時(shí)便于加熱后鋼錨梁跨中永久固結(jié)施工。塔壁承擔(dān)斜拉索水平分力較小，只需按照構(gòu)造配置部分防裂塔壁水平預(yù)應(yīng)力鋼束/鋼筋。
【專利說明】無牛腿鋼錨梁電加熱施加預(yù)應(yīng)力的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及橋梁構(gòu)件設(shè)計(jì)及施工【技術(shù)領(lǐng)域】，具體的說是一種斜拉橋的斜拉索塔端 聯(lián)結(jié)的鋼錨梁施工方法。
[0002]

【背景技術(shù)】
[0003] 斜拉橋索塔鋼錨梁錨固構(gòu)造源于加拿大的安娜西斯橋，在我國的南浦大橋、灌河 大橋等得到應(yīng)用，錨固鋼橫梁本身是獨(dú)立的構(gòu)件，支撐于塔柱內(nèi)側(cè)牛腿上，平衡兩側(cè)拉索的 大部分水平分力，不平衡水平分力通過橫梁下支撐的摩阻力和水平限位裝置傳遞至塔壁， 拉索的堅(jiān)直分力傳遞至塔柱內(nèi)側(cè)牛腿。常規(guī)鋼錨梁錨固構(gòu)造的主要優(yōu)點(diǎn)是受力機(jī)理明確， 受力合理，混凝土塔壁拉應(yīng)力很小。
[0004] 對于密索體系的斜拉橋來說，其橋塔上堅(jiān)向索距較小，索塔錨固高度及空間受到 了較大限制，常規(guī)"鋼錨梁+牛腿"錨固結(jié)構(gòu)形式通常不能適用這種情況。因此，可采用一 種無牛腿鋼錨梁形式減小鋼錨梁整體錨固高度，鋼錨梁兩端直接與塔壁連接，鋼錨梁水平 方向約束不能釋放，在張拉斜拉索時(shí)，鋼錨梁與塔壁共同承擔(dān)斜拉索水平分力，這就退化為 內(nèi)置式鋼錨箱的一種特殊形式。這種無牛腿鋼錨梁剛度比常規(guī)鋼錨箱小，同時(shí)遠(yuǎn)小于混凝 土塔壁剛度，所分擔(dān)的斜拉索水平分力比例相對較小，其鋼錨梁作用不能體現(xiàn)出來，與鋼錨 梁錨固方式設(shè)計(jì)初衷相悖。比如某橋主橋?yàn)槲蹇珉p塔雙索面預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋，主跨跨 徑360m，主橋主梁標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段長6m，主塔錨固區(qū)堅(jiān)向斜拉索間距相當(dāng)部分只有1. 8m，設(shè)計(jì)采 用了一種無牛腿鋼錨梁索塔錨固形式，通過選取最不利錨固節(jié)段進(jìn)行了數(shù)值分析以及索塔 錨固區(qū)節(jié)段模型試驗(yàn)，結(jié)果表明：當(dāng)不考慮塔壁水平環(huán)向預(yù)應(yīng)力作用時(shí)，鋼錨梁承擔(dān)斜拉索 水平分力所占比例將近50%，塔壁混凝土出現(xiàn)較大拉應(yīng)力；當(dāng)按照設(shè)計(jì)考慮塔壁水平環(huán)向 預(yù)應(yīng)力作用時(shí)，鋼錨梁承擔(dān)斜拉索水平分力所占比例為25%左右，塔壁混凝土局部還會出 現(xiàn)較小拉應(yīng)力。
[0005] 因此，有必要采取施工措施，使得鋼錨梁能夠承擔(dān)大部分斜拉索水平分力。
[0006]


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 針對無牛腿鋼錨梁構(gòu)造及受力存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種改善結(jié)構(gòu) 受力、工藝簡單、施工便利的無牛腿鋼錨梁電加熱施加預(yù)應(yīng)力的施工方法。
[0008] -種無牛腿鋼錨梁電加熱施加預(yù)應(yīng)力的方法，包括如下步驟： 1、 將鋼錨梁跨中剖分兩半，在工廠制作加工成型； 2、 臨時(shí)固結(jié)兩半鋼錨梁，用于整體吊裝及精確定位； 3、 安裝鋼錨梁就位，然后釋放兩半鋼錨梁跨中臨時(shí)固結(jié)； 4、 澆筑塔壁混凝土，待塔壁混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度及張拉防裂預(yù)應(yīng)力鋼束/鋼筋后，采 用電加熱法將兩半鋼錨梁加熱升溫至設(shè)計(jì)溫度，致使鋼錨梁受熱而產(chǎn)生縱向伸長； 5、 鋼錨梁受熱升溫溫度穩(wěn)定后，將兩半鋼錨梁按照熔透焊方式焊接或高強(qiáng)螺栓固結(jié)形 成整體； 6、 停止對鋼錨梁加熱，使其自然降溫至環(huán)境溫度，鋼錨梁收縮，達(dá)到施加預(yù)加應(yīng)力效 果； 7、 對施工質(zhì)量進(jìn)行檢測，保證各項(xiàng)性能指標(biāo)符合各項(xiàng)要求。
[0009] 所述對鋼錨梁加熱升溫的裝置包括加熱裝置、保溫裝置和溫控裝置，所述加熱裝 置為電熱絲、電熱帶、電熱毯、電熱條、導(dǎo)熱盤管、陶瓷加熱器、履帶加熱器或電磁加熱器中 的一種或幾種。
[0010] 所述保溫裝置為保溫被或蓄熱棉氈，敷設(shè)在加熱裝置外側(cè)，根據(jù)加熱升溫時(shí)間長 短考慮是否采取保溫措施。
[0011] 所述溫控裝置包括溫度控制器和測溫傳感器，采用表貼式測溫傳感器自動采集溫 度數(shù)據(jù)。
[0012] 所述加熱裝置采用三相變壓器進(jìn)行供電控制。
[0013] 在安裝斜拉索鋼錨梁時(shí)，可將臨時(shí)固結(jié)的兩半鋼錨梁與鋼壁板一起整體吊裝就 位，用于提1?安裝精度。
[0014] 鋼錨梁施加預(yù)應(yīng)力后，鋼錨梁與塔壁的連接鍵為PBL剪力鍵與剪力栓釘混合連 接。
[0015] 鋼錨梁施加預(yù)應(yīng)力后，橫橋向塔壁不需要額外布置預(yù)應(yīng)力鋼束/鋼筋。
[0016] 所述加熱升溫溫度計(jì)算可以采用簡化計(jì)算方法，即假設(shè)在水平力作用下鋼錨梁應(yīng) 變均勻，與升溫線膨脹基本一致；其升溫溫度計(jì)算公式為：

【權(quán)利要求】
1. 一種無牛腿鋼錨梁電加熱施加預(yù)應(yīng)力的方法，其特征在于包括如下步驟： ⑴將鋼錨梁跨中剖分兩半，在工廠制作加工成型； ⑵臨時(shí)固結(jié)兩半鋼錨梁，用于整體吊裝及精確定位； ⑶安裝鋼錨梁就位，然后釋放兩半鋼錨梁跨中臨時(shí)固結(jié)； ⑷澆筑塔壁混凝土，待塔壁混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度及張拉防裂預(yù)應(yīng)力鋼束/鋼筋后，采 用電加熱法將兩半鋼錨梁加熱升溫至設(shè)計(jì)溫度，致使鋼錨梁受熱而產(chǎn)生縱向伸長； (5) 鋼錨梁受熱升溫溫度穩(wěn)定后，將兩半鋼錨梁按照熔透焊方式焊接或高強(qiáng)螺栓固結(jié)形 成整體； (6) 停止對鋼錨梁加熱，使其自然降溫至環(huán)境溫度，鋼錨梁收縮，達(dá)到施加預(yù)加應(yīng)力效 果； ⑴對施工質(zhì)量進(jìn)行檢測，保證各項(xiàng)性能指標(biāo)符合各項(xiàng)要求。
2. 如權(quán)利要求1所述的無牛腿鋼錨梁電加熱施加預(yù)應(yīng)力的方法，其特征在于：所述對 鋼錨梁加熱升溫的裝置包括加熱裝置、保溫裝置和溫控裝置，所述加熱裝置為電熱絲、電熱 帶、電熱毯、電熱條、導(dǎo)熱盤管、陶瓷加熱器、履帶加熱器或電磁加熱器中的一種或幾種。
3. 如權(quán)利要求2所述的無牛腿鋼錨梁電加熱施加預(yù)應(yīng)力的方法，其特征在于：所述保 溫裝置為保溫被或蓄熱棉氈，敷設(shè)在加熱裝置外側(cè)，根據(jù)加熱升溫時(shí)間長短考慮是否采取 保溫措施。
4. 如權(quán)利要求2所述的無牛腿鋼錨梁電加熱施加預(yù)應(yīng)力的方法，其特征在于：所述溫 控裝置包括溫度控制器和測溫傳感器，采用表貼式測溫傳感器自動采集溫度數(shù)據(jù)。
5. 如權(quán)利要求2所述的無牛腿鋼錨梁電加熱施加預(yù)應(yīng)力的方法，其特征在于：所述加 熱裝置采用三相變壓器進(jìn)行供電控制。
6. 如權(quán)利要求1所述的無牛腿鋼錨梁電加熱施加預(yù)應(yīng)力的方法，其特征在于：鋼錨梁 施加預(yù)應(yīng)力后，橫橋向塔壁不需要額外布置預(yù)應(yīng)力鋼束/鋼筋。
7. 如權(quán)利要求1所述的無牛腿鋼錨梁電加熱施加預(yù)應(yīng)力的方法，其特征在于：所述步 驟⑷中加熱升溫的溫度計(jì)算采用簡化計(jì)算方法，即假設(shè)在水平力作用下鋼錨梁應(yīng)變均勻， 與升溫線膨脹基本一致；其升溫溫度計(jì)算公式為：
式中：F--斜拉索控制拉力 Θ--斜拉索水平角度 Es--鋼材彈性模量，取值為206X 103N/mm2 As-鋼錨梁跨中截面面積 α--鋼材線膨脹系數(shù)，取值為12X1(T6/°C。
【文檔編號】E01D21/00GK104088228SQ201410354649
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月24日
【發(fā)明者】戴小松, 周強(qiáng)新, 劉建民, 劉強(qiáng), 李勁, 何承林, 秦建剛, 毛曉龍 申請人:中建三局集團(tuán)有限公司, 中建三局第三建設(shè)工程有限責(zé)任公司