本发明公开了一种变箱变截面连续刚构渡槽单箱单室箱梁设计方法，该方法在浇筑变截面单箱单室箱梁过程中，单箱单室箱梁在随着截面逐步变大过程中其底板下缘形成拱形曲线，其底板上缘采用与下缘曲线相同的变化规律，使得底板形成一个厚度相等的拱形曲线整体，在底板上缘与单箱单室箱梁混泥内的箱内水体空间之间形成一个渐变空间，在渐变空间内填充满垫层使得渐变空间上表面平整，本发明解决了现有箱梁底板厚度急剧增大而增强了纵向预应力钢筋的预应力效应，解决了箱梁底板纵向预应力钢束锚固齿板的布置问题；降低了单箱单室箱梁底板附加温度梯度作用，本发明还降低了连续刚构渡槽跨中区域的自重，改善了结构的整体变形，经济性好。
1.一种变箱变截面连续刚构渡槽单箱单室箱梁设计方法，其特征在于：该方法在浇筑变截面单箱单室箱梁过程中，单箱单室箱梁在随着截面逐步变大过程中其底板下缘形成拱形曲线，其底板上缘采用与下缘曲线相同的变化规律，使得底板形成一个厚度相等的拱形曲线整体，在底板上缘与单箱单室箱梁混凝土的箱内水体空间之间形成一个渐变空间，在渐变空间内填充满垫层使得渐变空间上表面平整，且使得渐变空间上表面与单箱单室箱梁混凝土两侧构成平整的箱内水体空间，从而实现变箱变截面连续刚构渡槽单箱单室箱梁的施工与运行。
2.根据权利要求1所述的一种变箱变截面连续刚构渡槽单箱单室箱梁设计方法，其特征在于：所述渐变空间内的垫层从下至上依次包括防水层二、轻质混凝土垫层、加气混凝土保温层及防水层一，在轻质混凝土垫层两侧铺设垂直高度可调箱梁底板纵向预应力钢束锚固齿板，轻质混凝土垫层及箱梁底板纵向预应力钢束锚固齿板随着渐变空间的变大不断提高其厚度，使得位于上方的加气混凝土保温层和防水层一保持平整。
3.根据权利要求1所述的一种变箱变截面连续刚构渡槽单箱单室箱梁设计方法，其特征在于：防水层一、加气混凝土保温层及防水层二的厚度在浇筑变截面单箱单室箱梁混凝土过程中保持一致。
4.一种变箱变截面连续刚构渡槽单箱单室箱梁，包括截面为渐变的单箱单室箱梁（1），其特征在于：该截单箱单室箱梁（1）的底板（2）为一段厚度保持一致的拱形曲线结构，而单箱单室箱梁混凝土（1）内水体空间（3）的底部为直线结构，底板（2）与水体空间（3）之间形成渐变空间（4），在渐变空间（4）内填充垫层使得水体空间（4）底部保持水平。
5.根据权利要求4所述的一种变箱变截面连续刚构渡槽单箱单室箱梁，其特征在于：所述的在渐变空间（4）内填充的垫层从下至上依次包括防水层二（5）、轻质混凝土垫层（6）、加气混凝土保温层（7）及防水层一（8），在轻质混凝土垫层（6）两侧铺设垂直高度可调箱梁底板纵向预应力钢束锚固齿板（9），轻质混凝土垫层（6）及箱梁底板纵向预应力钢束锚固齿板（9）随着渐变空间（4）的变大不断提高其厚度，使得位于上方的加气混凝土保温层（7）和防水层一（8）保持平整。
6.根据权利要求4所述的一种变箱变截面连续刚构渡槽单箱单室箱梁，其特征在于：其特征在于：防水层一（8）、加气混凝土保温层（7）及防水层二（5）的厚度在浇筑变截面单箱单室箱梁混凝土过程中保持一致。
变箱变截面连续刚构渡槽单箱单室箱梁及设计方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种变箱变截面连续刚构渡槽单箱单室箱梁及设计方法，属于水利工程技术领域。
背景技术
[0002] 随着我国水利工程的迅速发展，大跨径输排水连续刚构渡槽的应用越来越广泛，现有的连续刚构渡槽单箱单室箱梁底板下缘曲线采用抛物线、圆弧线和折线等；同时，为确保槽身内水流顺畅并顺利与两箱变截面箱梁连接，单箱单室箱梁底板上缘一般采用纵坡为1/1000～1/3000的直线，单箱单室箱梁在过渡至两箱变截面箱梁截面的过程中，其底板厚度急剧增大，导致了单箱单室箱梁截面面积以及抗弯惯性矩增大，大幅降低了截面的型心位置，明显削弱了单箱单室箱梁区域底板纵向预应力钢筋的预应力效应(详见CN202450427U)，增加了整个连续刚构渡槽的底板纵向预应力钢筋的使用量,同时，单箱单室箱梁需要15～20m的距离才能过渡至两箱变截面箱梁截面，导致了底板纵向预应力钢筋锚固齿板的布置困难,不仅如此，底板结构混凝土与水体接触将产生2个不利因素：①单箱单室箱梁底板将会产生一个附加温度梯度作用，其最大正温差为14℃，最大负温差为-6.5℃，正温差将导致箱梁底板增加4MPa左右的正压应力，负温差将导致箱梁底板增加-2MPa左右的正拉应力，对结构受力严重不利，进一步增加了底板纵向预应力钢筋的使用量；②水体将直接侵蚀底板结构混凝土及表层钢筋，影响了结构的耐久性。
发明内容
[0003] 本发明的目的是：针对现有技术的缺陷，提供一种变箱变截面连续刚构渡槽单箱单室箱梁及设计方法，既降低底板温度梯度作用，又能解决底板纵向预应力钢筋锚固齿板布置，以克服现有边坡支护技术的不足。
[0004] 本发明的技术方案
[0005] 一种变箱变截面连续刚构渡槽单箱单室箱梁设计方法，该方法在浇筑变截面单箱单室箱梁过程中，单箱单室箱梁在随着截面逐步变大过程中其底板下缘形成拱形曲线，其底板上缘采用与下缘曲线相同的变化规律，使得底板形成一个厚度相等的拱形曲线整体，在底板上缘与单箱单室箱梁混凝土的箱内水体空间之间形成一个渐变空间，在渐变空间内填充满垫层使得渐变空间上表面平整，且使得渐变空间上表面与单箱单室箱梁混凝土两侧构成平整的箱内水体空间，从而实现变箱变截面连续刚构渡槽单箱单室箱梁的施工。
[0006] 前述的一种变箱变截面连续刚构渡槽单箱单室箱梁设计方法中，所述渐变空间内的垫层从下至上依次包括防水层二、轻质混凝土垫层、加气混凝土保温层及防水层一，在轻质混凝土垫层两侧铺设垂直高度可调箱梁底板纵向预应力钢束锚固齿板，轻质混凝土垫层及箱梁底板纵向预应力钢束锚固齿板随着渐变空间的变大不断提高其厚度，使得位于上方的加气混凝土保温层和防水层一保持平整。
[0007] 前述的一种变箱变截面连续刚构渡槽单箱单室箱梁设计方法中，防水层一、加气混凝土保温层及防水层二的厚度在浇筑变截面单箱单室箱梁混凝土过程中保持一致。
[0008] 一种变箱变截面连续刚构渡槽单箱单室箱梁，包括截面为渐变的单箱单室箱梁，该截单箱单室箱梁的底板为一段厚度保持一致的拱形曲线结构，而单箱单室箱梁混凝土内水体空间的底部为直线结构，底板与水体空间之间形成渐变空间，在渐变空间内填充垫层使得水体空间底部保持水平。
[0009] 前述的一种变箱变截面连续刚构渡槽单箱单室箱梁中，所述的在渐变空间内填充的垫层从下至上依次包括防水层二、轻质混凝土垫层、加气混凝土保温层及防水层一，在轻质混凝土垫层两侧铺设垂直高度可调箱梁底板纵向预应力钢束锚固齿板，轻质混凝土垫层及箱梁底板纵向预应力钢束锚固齿板随着渐变空间的变大不断提高其厚度，使得位于上方的加气混凝土保温层和防水层一保持平整。
[0010] 前述的一种变箱变截面连续刚构渡槽单箱单室箱梁中，其特征在于：防水层一、加气混凝土保温层及防水层二的厚度在浇筑变截面单箱单室箱梁混凝土过程中保持一致。
[0011] 由于采用了上述技术方案，与现有技术比较，本发明采用的单箱单室箱梁底板组合结构，解决了现有变箱变截面连续刚构渡槽单单箱单室箱梁的结构不足，具体如下：解决了箱梁底板底板厚度急剧增大(在箱梁横截面逐步增大过程中，在箱梁内部水体空间保持不变条件下，位于箱梁底部的底板厚度只能增大)带来的一系列不利结果，大幅增强了纵向预应力钢筋的预应力效应，解决了箱梁底板纵向预应力钢束锚固齿板的布置问题；降低了单箱单室箱梁底板附加温度梯度作用，最大正负温差减小了近50％，底板防水能力增强近2倍，增强了结构的耐久性，与原技术方案相比，底板纵向预应力钢束节省了40％，并取得了优于原技术方案的安全储备，另外，本发明还降低了连续刚构渡槽跨中区域的自重，改善了结构的整体变形，经济性好。
附图说明
[0012] 附图1是本发明结构结构示意图；
[0013] 附图2是附图1的A-A剖视图；
[0014] 附图3是本发明中渐变空间内没有填充垫层时的结构示意图。
具体实施方式
[0015] 下面结合附图对本发明用作进一步的详细说明，但不作为对本发明的任何限制。
[0016] 本发明的实施例：一种变箱变截面连续刚构渡槽单箱单室箱梁设计方法，该方法在浇筑变截面单箱单室箱梁过程中，单箱单室箱梁在随着截面逐步变大过程中其底板下缘形成拱形曲线，其底板上缘采用与下缘曲线相同的变化规律，使得底板形成一个厚度相等的拱形曲线整体(然在实际施工工，若桥梁跨度太大，为了满足设计强度，应适当逐步增厚底板厚度，然底板的上缘与下缘的曲线趋势保持相似，使得在施工中底板内的钢筋绑扎及混泥土施工方便，也能保证底板应力变化不会发生突变，保证其强度)，在底板上缘与单箱单室箱梁混凝土的箱内水体空间之间形成一个渐变空间，在渐变空间内填充满垫层使得渐变空间上表面平整，且使得渐变空间上表面与单箱单室箱梁混凝土两侧构成平整的箱内水体空间，从而实现变箱变截面连续刚构渡槽单箱单室箱梁的施工，该渐变空间内的垫层从下至上依次包括防水层二、轻质混凝土垫层、加气混凝土保温层及防水层一，在轻质混凝土垫层两侧铺设垂直高度可调箱梁底板纵向预应力钢束锚固齿板，轻质混凝土垫层及箱梁底板纵向预应力钢束锚固齿板随着渐变空间的变大不断提高其厚度，使得位于上方的加气混凝土保温层和防水层一保持平整，且防水层一、加气混凝土保温层及防水层二的厚度在浇筑变截面单箱单室箱梁混凝土过程中保持一致。
[0017] 根据上述方法所形成的一种变箱变截面连续刚构渡槽单箱单室箱梁，如附图所示，包括截面为渐变的单箱单室箱梁1，该截单箱单室箱梁1的底板2为一段厚度保持一致的拱形曲线结构(然在实际施工工，若桥梁跨度太大，为了满足设计强度，应适当逐步增厚底板厚度，然底板的上缘与下缘的曲线趋势保持相似，使得在施工中底板内的钢筋绑扎及混泥土施工方便，也能保证底板应力变化不会发生突变，保证其强度)，而单箱单室箱梁1内水体空间3的底部为直线结构，底板2与水体空间3之间形成渐变空间4，在渐变空间4内填充垫层使得水体空间3底部保持水平。
[0018] 其中在渐变空间4内填充的垫层从下至上依次包括防水层二5、轻质混凝土垫层6、加气混凝土保温层7及防水层一8，在轻质混凝土垫层6两侧铺设垂直高度可调箱梁底板纵向预应力钢束锚固齿板9，轻质混凝土垫层6及箱梁底板纵向预应力钢束锚固齿板9随着渐变空间4的变大不断提高其厚度，使得位于上方的加气混凝土保温层7和防水层一8保持平整，且防水层一8、加气混凝土保温层7及防水层二5的厚度在浇筑变截面单箱单室箱梁混凝土过程中保持一致。
