一種鋼桁-混凝土結構的橋梁及其施工方法

2023-10-08 04:35:29

專利名稱：一種鋼桁-混凝土結構的橋梁及其施工方法
技術領域：
本發明涉及橋梁建設工程技術領域，具體地說，是一種無縱橫梁的鋼桁-混凝土結構的橋梁，本發明還涉及這種橋梁的施工方法。
背景技術：
伴隨著我國基礎設施大規模的投資建設，如何在保證結構安全使用的同時 使經濟效益最大化日漸成為工程界必須解決的問題，橋梁是工程領域中技術含 量最高、技術要求最複雜的項目之一，建設經久耐用、經濟節約、功能合理的 橋梁結構是橋梁建設追求的目標。這勢必需要橋梁建造技術不斷創新、發展與前進。
在各種橋梁結構中，按建造材料分類主要有兩種， 一種是鋼橋，另一種是 混凝土橋。鋼橋結構輕，承載能力強，強度高，常用的橋型有鋼板梁、鋼箱梁、 鋼桁梁。但是鋼結構橋梁造價高，並且從結構受力的角度看，鋼結構受壓時， 受屈曲強度控制，特別是薄鋼板構件材料性能難以最大限度地發揮。混凝土橋 造價低廉，抗壓性能好。但自重大，抗拉能力很差。
基於兩種結構的優劣，將兩種材料組合，合理地利用形成結合梁結構，可 以極大限度地追求髙性能、經濟性。於是鋼板梁、鋼箱梁頂面結合混凝土橋面 板的鋼板結合梁、鋼箱結合梁相繼出現，相比鋼梁結構剛度大，相比混凝土橋 梁可降低梁高，充分發揮了兩種材料各自的優勢。收到了預期的效果。
結合梁發展到後來，出現了鋼桁梁與混凝土行車道板結合的板桁結合梁。 鋼桁梁上鋪橋面板，起初橋面板只作為行車道板，不作為結構整體受力的一部 分，行車道板整體性差，不僅需要縱橫梁體系的橋面系支撐，還需要設置平面 連接系增強整體性，承受水平荷載。逐漸也開始嘗試將鋼桁梁與混凝土橋面板 通過剪力釘結合成整體共同承受結構荷載。這種結合一般是在混凝土板下設縱 橫梁橋面系，橋面板支撐在上弦杆及縱橫梁上並且結合，相比橋面板只作為行 車道板，結合結構已經取得進步，增大了結構剛度，合理地發揮了混凝土材料性能，並且可以不設置平面聯接系。但是由於設有縱橫梁結構，連接接頭眾多， 構造複雜，安裝費時，維修也不方便。且橋面系構造用鋼量大，也不經濟。

發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種構造簡單，傳力直接，施工便捷，易 於檢查、維修的鋼桁一混凝土橋面板結合結構，以充分發揮混凝土橋面板的作 用，節約鋼材，提高結構剛度，優化公路橋面系。
為了解決上述技術問題，本發明提供了一種鋼桁-混凝土結構的橋梁，包 括鋼桁架和混凝土材料的橋面板，所述橋面板通過剪力釘與所述鋼桁架的上弦
杆結合在一起；所述上弦杆的節點之間設置橫撐杆。 進一步地，所述橋面板內布置有橫向預應力筋。
進一步地，所述橋面板由多塊預製板組成，預製板的端部設有鋸齒型剪力榫。
進一步地，所述橋面板底部設有剪力釘槽口，所述剪力釘利用該剪力釘槽 口將所述橋面板與所述鋼桁架的上弦杆結合在一起。
進一步地，所述橋面板的厚度至少為保證橋面結構強度的最小厚度。
本發明還公開了一種鋼桁-混凝土結構的橋梁施工方法，包括以下步驟
預製橋面板，在預製的橋面板上預留預應力管道，在所述橋面板上還預留
剪力釘槽口；
將無縱橫梁和平聯的鋼桁架結構安裝架設，在所述鋼桁架的上弦杆節點處
設連接橫撐杆；
在所述上弦杆的頂板對應溼接縫及橋面板上的剪力釘槽口處焊接剪力釘；
在所述上弦杆頂鋪一層砂漿，將橋面板吊裝到位；
綁軋溼接縫內鋼筋，澆剪力釘槽口及溼接縫混凝土；
在新澆注的混凝土達到規定的強度後，對橋面板張拉橫向預應力及縱向預 應力。進一步地，在預製橋面板時，根據橋面寬度結合施工吊裝能力將橋面板分 塊預製，在所述每塊預製的橋面板端部預留鋸齒型剪力榫。
進一步地，在所述上弦杆的頂板上焊接完剪力釘後，對所述上弦杆頂板及 剪力釘噴砂除鏽。
進一步地，將橋面板吊裝到位後，在所述上弦杆上的剪力釘兩側用橡膠塊 支墊。
進一步地，所述澆注在剪力釘槽口及溼接縫的混凝土為微膨脹混凝土。
本發明的鋼桁-混凝土混合結構的橋梁將鋼及混凝土根據各自的特點結合 在一起，發揮了各種材料的優勢；這種結構整體性好，抗風能力強，不需設置 平聯。由於混凝土板自身承載能力大，不設縱橫梁及平聯，構造簡單，線條流 暢，節約鋼材。
另外，本發明的混凝土橋面板較通常結構橋面板厚， 一方面可以提高結構 的剛度，另一方面也可改善溫差變化，在北方寒冷地區還可減小凍融對橋面的 影響，改善車輛惡劣天氣時的行駛環境。


圖l是本發明的鋼桁-混凝土結構的橋梁的整體結構示意圖； 圖2是本發明的橋梁的中桁上弦杆與剪力釘結合結構的示意圖； 圖3是本發明的橋梁的邊桁上弦杆與剪力釘結合結構的示意圖； 圖4是本發明的1/2公路橋面板橫斷面圖； 圖5是圖4中的A-A視圖。
圖中l.橋面板，2.邊桁上弦杆，3.中桁上弦杆，4.橫撐杆，5.剪力釘，6. 預製板，7.剪力釘槽口， 8.溼接縫，9.砂漿墊層，10，鋸齒型剪力榫，20.鋼桁架， 21.中桁，22.邊桁。
具體實施例方式
下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明，以使本領域的技術人員可以更好的理解本發明並能予以實施，但所舉實施例不作為對本發明的限定。 如圖1所示，本發明的公路混凝土橋面板與鋼主桁連續結合構造的橋梁，
包括鋼桁架20，鋼桁架20主要包括中桁21和邊桁22，中桁21和邊桁22頂端 分別設有中桁上弦杆3和邊桁上弦杆2,中桁上弦杆3和邊桁上弦杆2的節點 之間通過橫撐杆4連接，橋面板1通過剪力釘5結合在中桁上弦杆3和邊桁上 弦杆2的頂端。如圖2和圖3所示，剪力釘5焊接在中桁上弦杆3和邊桁上弦 杆2的頂板上。如圖4和圖5所示，橋面板l由多塊預製板6組成，每塊預製 板6的端部設有鋸齒型剪力榫10,以利於與後期澆注的溼接縫8更好地結合； 預製板6上預留預應力管道；預製板6上還預留剪力釘槽口 7,預製板6即利 用該剪力釘槽口 7與鋼桁上弦杆及其頂端的剪力釘5結合。由於在輪載作用下， 橋面板橫向單向受力，所在可以橋面板1內布置橫向預應力筋，以增強橋面板
1的橫向承載能力。
本發明的橋面板1下不布置縱橫梁橋面系，也不設置平面連接系，只在上 弦節點處設置橫撐杆4作為主桁間的上部連接。由於無橋面系的支撐，混凝土 板橋面板l跨度增大，因此橋面板1的厚度可以適當加大。橋面板l應預製存 放，以減少收縮徐變的影響。
本發明的鋼桁-混凝土混合結構的橋梁的一種施工方法如下
1) 預製橋面板l,預製橋面板1時根據橋面寬度結合施工吊裝能力將橋 面板l分塊預製，並在橋面板l的板塊上預留預應力管道，在橋面板l的板塊 上預留剪力釘槽口 7，在橋面板1的板塊端部預留鋸齒型剪力榫10以利於與後 期澆注的溼接縫8更好結合。預製板l要注意養護，合理存放。
2) 將無縱橫梁和平聯的鋼桁架結構安裝架設，在上弦杆節點處設連接橫 撐杆4。各片主桁的上弦之間靠橫撐杆4連接，橫撐杆4頂無剪力釘，不與橋 面板1結合。
3 )在上弦杆的頂板對應溼接縫8及橋面板1上的剪力釘槽口 7處焊接剪 力釘5。混凝土板結合前要對上弦杆頂板及剪力釘5噴砂除鏽，保證結合效果。
4) 在上弦杆頂鋪一層砂漿墊層9,將橋面板1吊裝到位。上弦杆的剪力 釘兩側用橡膠塊支墊防止砂漿外溢，保證砂漿密實。
5) 綁軋溼接縫8內鋼筋，澆剪力釘槽口 7及溼接縫8混凝土。所澆注的混凝土釆用微膨脹混凝土以減少後期收縮徐變的影響。
6) 對新澆注的混凝土進行必要的養護，達到規定的強度後，對橋面板張 拉橫向預應力及縱向預應力。
以上所述實施例僅是為充分說明本發明而所舉的較佳的實施例，本發明的 保護範圍不限於此。本技術領域的技術人員在本發明基礎上所作的等同替代或 變換，均在本發明的保護範圍之內。本發明的保護範圍以權利要求書為準。
權利要求
1、一種鋼桁-混凝土結構的橋梁，包括鋼桁架和混凝土材料的橋面板，其特徵在於，所述橋面板通過剪力釘與所述鋼桁架的上弦杆結合在一起；所述上弦杆的節點之間設置橫撐杆。
2、 根據權利要求l所述的鋼桁-混凝土結構的橋梁，其特徵在於，所述橋 面板內布置有橫向預應力筋。
3、 根據權利要求l或2所述的鋼桁-混凝土結構的橋梁，其特徵在於，所 述橋面板由多塊預製板組成，預製板的端部設有鋸齒型剪力榫。
4、 根據權利要求l或2所述的鋼桁-混凝土結構的橋梁，其特徵在於，所 述橋面板底部設有剪力釘槽口 ，所述剪力釘利用該剪力釘槽口將所述橋面板與 所述鋼桁架的上弦杆結合在一起。
5、 根據權利要求l或2所述的鋼桁-混凝土結構的橋梁，其特徵在於，所 述橋面板的厚度至少為保證橋面結構強度的最小厚度。
6、 一種鋼桁-混凝土結構的橋梁施工方法，其特徵在於，包括以下步驟預製橋面板，在預製的橋面板上預留預應力管道，在所述橋面板上還預留 剪力釘槽口；將無縱橫梁和平聯的鋼桁架結構安裝架設，在所述鋼桁架的上弦杆節點處 設連接橫撐杆；在所述上弦杆的頂板對應溼接縫及橋面板上的剪力釘槽口處焊接剪力釘；在所述上弦杆頂鋪一層砂漿，將橋面板吊裝到位；綁軋溼接縫內鋼筋，澆剪力釘槽口及溼接縫混凝土；在新澆注的混凝土達到規定的強度後，對橋面板張拉橫向預應力及縱向預 應力。
7、 根據權利要求6所述的鋼桁-混凝土結構的橋梁施工方法，其特徵在 於，在預製橋面板時，根據橋面寬度結合施工吊裝能力將橋面板分塊預製，在 所述每塊預製的橋面板端部預留鋸齒型剪力榫。
8、 根據權利要求6所述的鋼桁-混凝土結構的橋梁施工方法，其特徵在於，在所述上弦杆的頂板上焊接完剪力釘後，對所述上弦杆頂板及剪力釘噴砂 除鏽。
9、 根據權利要求6所述的鋼桁-混凝土結構的橋梁施工方法，其特徵在 於，將橋面板吊裝到位後，在所述上弦杆上的剪力釘兩側用橡膠塊支墊。
10、 根據權利要求6所述的鋼桁-混凝土結構的橋梁施工方法，其特徵在 於，所述澆注在剪力釘槽口及溼接縫的混凝土為微膨脹混凝土。
全文摘要
本發明公開了一種鋼桁-混凝土結構的橋梁及其施工方法，該橋梁包括鋼桁架和混凝土材料的橋面板，所述橋面板通過剪力釘與所述鋼桁架的上弦杆結合在一起；所述上弦杆的節點之間設置橫撐杆。施工時，預製橋面板，然後將橋面板通過剪力釘安裝到已架設好的鋼桁架上。本發明將鋼及混凝土根據各自的特點結合在一起，發揮了各種材料的優勢；這種結構整體性好，抗風能力強，不需設置平聯。由於混凝土板自身承載能力大，不設縱橫梁及平聯，構造簡單，線條流暢，節約鋼材。另外，本發明的混凝土橋面板可以提高結構的剛度，也可改善溫差變化，在北方寒冷地區還可減小凍融對橋面的影響，改善車輛惡劣天氣時的行駛環境。
文檔編號E01D19/12GK101550674SQ20091013624
公開日2009年10月7日 申請日期2009年4月29日 優先權日2009年4月29日
發明者付嵐嵐, 孫英傑, 張曉勇, 偉 徐, 徐科英, 梅大鵬, 沈澤向, 秦順全, 程應剛, 肖海珠, 胡輝躍, 鄭清剛, 郭子俊, 高宗全, 鮑莉霞, 黃燕慶 申請人:中鐵大橋勘測設計院有限公司;中鐵大橋(南京)橋隧診治有限公司