CN102418313A - 波形钢腹板组合pc桥梁及其施工方法 - Google Patents

波形钢腹板组合pc桥梁及其施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种波形钢腹板组合PC桥梁及其施工方法,包括混凝土顶板、混凝土底板及两个双波形钢腹板,混凝土顶、底板的底面分别安装有上、下压型钢板;双波形钢腹板包括两层波形钢板及多个连接件,两层波形钢板之间填充有混凝土,连接件连接于两层波形钢板之间而使两波形钢板共同工作,达到大幅度提高抗弯及抗扭刚度的目的,双波形钢腹板上端连接有钢顶板,钢顶板与上压型钢板连接,下端连接有钢底板,钢底板与下压型钢板连接。本发明的双波形钢腹板为整体,抗弯、抗扭刚度提高了4倍以上,施工时稳定性好,扩大了桥梁的使用范围;采用压型钢板,施工时省去了混凝土顶板和底板的模板支架,实现了无模板和少支架施工,降低了成本,缩短了工期。

Description

波形钢腹板组合PC桥梁及其施工方法
[0001] 技术领域
[0002] 本发明涉及一种桥梁及其施工方法,尤其涉及一种波形钢腹板组合PC桥梁及其施工方法。
[0003]
背景技术
[0004] 随着桥梁建筑技术的发展,人们发现波形钢腹板具有比混凝土腹板更强的抗剪、 抗裂能力,因此越来越多的桥采用了波形钢腹板桥梁,在较早的时候,人们在建造波形钢腹板桥梁时都是采用单波形钢腹板,到了现阶段,已经有一部分波形钢腹板桥梁采用双波形钢腹板,如中国专利申请号为200810032493. 1的专利申请文件公开了一种双波纹腹板钢箱梁,该双波纹腹板钢箱梁的腹板就是双波形钢腹板,具有两层波形钢板的双波形钢腹板与只有一层波形钢板的单波形钢腹板相比,双波形钢腹板具有更好的稳定性和抗弯能力, 而且在钢板厚度相同的情况下,双波形钢腹板在抗剪、抗弯、抗扭等方面都比单波形钢腹板更具优势,能大幅度节省用钢量。因此,双波形钢腹板桥梁是目前最具竞争力的桥梁之一, 然而,现有的双波形钢腹板桥梁在施工和使用中发现仍然存在以下不足:
1.双波形钢腹板的两层波形钢板之间是中空的,两层波形钢板相互分离,没有形成整体,这不仅不利于局部受力,严重影响了双波形钢腹板的抗弯、抗扭刚度,而且在施工时由于刚度不够,自身稳定性较差,需要较多的支架来维持双波形钢腹板的稳定,这大大制约了双波形钢腹板桥梁在城市桥梁建设中的竞争力,限制了使用范围,目前的曲线桥和大跨度桥都较少采用双波形钢腹板桥梁。
[0005] 2.现有的双波形钢腹板桥梁其混凝土顶板和混凝土底板在施工时需要安装模板支架,施工完成后又需要将这些模板支架拆下来,这不但加大了成本支出,还延长了工期。
[0006]
发明内容
[0007] 针对现有技术的不足,本发明的目的旨在于提供一种波形钢腹板组合PC桥梁及其施工方法。
[0008] 为实现上述目的本发明采用如下技术方案:
一种波形钢腹板组合PC桥梁,包括混凝土顶板、混凝土底板及位于混凝土顶板和混凝土底板之间且呈对称分布的两个双波形钢腹板,双波形钢腹板包括两层波形钢板,所述混凝土顶板的底面安装有上压型钢板,混凝土底板的底面安装有下压型钢板;所述双波形钢腹板还包括多个连接于两层波形钢板之间的连接件,两层波形钢板之间填充有混凝土,以及,双波形钢腹板的上端连接有钢顶板,钢顶板与上压型钢板连接固定,双波形钢腹板的下端连接有钢底板,钢底板与下压型钢板连接固定。[0009] 作为一种优选方案,进一步包括钢管混凝土剪刀撑,钢管混凝土剪刀撑的上端部与钢顶板连接,下端部与钢底板连接,施工时,该钢管混凝土剪刀撑起到支架作用,防止双波形钢腹板失稳,成桥后还起到隔板作用,增强了本桥梁的抗扭刚度。
[0010] 作为一种优选方案,所述波形钢板的内壁上设置有多个抗剪焊钉,用于加强波形钢板与混凝土的固定强度。
[0011] 作为一种优选方案,所述钢顶板与上压型钢板通过焊钉连接固定,焊钉穿透上压型钢板与钢顶板焊接,所述钢底板与下压型钢板通过焊钉连接固定,焊钉穿透下压型钢板与钢底板焊接。
[0012] 作为一种优选方案,所述连接件在双波形钢腹板中按波长间隔设置,且每个波长中只设置一个,这样既保证了连接件能将两层波形钢板连接成整体,又不至于使连接件的数量过多,实现了效果和成本的平衡。
[0013] 一种波形钢腹板组合PC桥梁的施工方法,包括如下步骤:
a.安装好钢底板,将双波形钢腹板的下端与钢底板连接,向双波形钢腹板的两层波形钢板之间填充混凝土,然后将钢顶板连接于双波形钢腹板的上端;
c.在钢底板上铺设下压型钢板,在钢顶板上铺设上压型钢板;
d.用焊钉穿透下压型钢板与钢底板焊接,用焊钉穿透上压型钢板与钢顶板焊接;
e.在下压型钢板上浇筑混凝土底板;
f.在上压型钢板上浇筑混凝土顶板。
[0014] 作为一种优选方案,在所述步骤3和c之间还进一步包括步骤:b.安装钢管混凝土剪刀撑,将钢管混凝土剪刀撑的下端部与钢底板连接,将钢管混凝土剪刀撑的上端部与钢顶板连接,这样钢管混凝土剪刀撑既能起支架作用,防止双波形钢腹板失稳,成桥后还起到隔板作用,进一步增强本桥梁的抗弯、抗扭刚度。
[0015] 作为一种优选方案,所述步骤c中还包括架设支撑架,将支撑架的下端与下压型钢板连接,将支撑架的上端与上压型钢板的位于钢顶板外侧的悬臂连接,这样在施工时进一步保证了上压型钢板的稳定。
[0016] 作为一种优选方案,如果悬臂较小,不影响上压型钢板的稳定,在进行步骤e之前将所述支撑架拆卸。
[0017] 本发明所阐述的一种波形钢腹板组合PC桥梁及其施工方法,其有益效果在于:双波形钢腹板的两层波形钢板通过连接件连接,并且两层波形钢板之间还填充有混凝土,从而使双波形钢腹板成为整体,抗弯、抗扭刚度与现有不成整体的双波形钢腹板相比提高了 4倍以上,而且改善了双波形钢腹板的局部受力,施工时稳定性好,不需要使用支架来维持双波形钢腹板的稳定,可适用于曲线桥和大跨度桥,扩大了本桥梁的使用范围;以及,本发明通过采用上压型钢板和下压型钢板,在施工时省去了混凝土顶板和混凝土底板的模板支架,实现了无模板和少支架施工,不但降低了成本,缩短了工期,而且压型钢板还起到分布钢筋的作用,防止混凝土顶板和混凝土底板的表面出现裂纹,其外形美观大方,特别适合用于城市桥梁;此外,本发明的钢管混凝土剪刀撑在施工时起到支架作用,防止双波形钢腹板失稳,成桥后还起到隔板作用,进一步增强了本桥梁的抗弯、抗扭刚度。
[0018]附图说明
[0019] 图1是本发明一种波形钢腹板组合PC桥梁的横截面示图; 图2是本发明实施例中双波形钢腹板的结构示图;
图3是本发明施工方法的示意图,示意双波形钢腹板、钢顶板、钢底板的施工图4是本发明施工方法的示意图,示意钢管混凝土剪刀撑的施工; 图5是本发明施工方法的示意图,示意上、下压型钢板的施工; 图6是本发明施工方法的示意图,示意焊钉的施工; 图7是本发明施工方法的示意图,示意混凝土底板和混凝土顶板的施工。
[0020] 附图标记说明:
1、混凝土顶板
3、双波形钢腹板 311、抗剪焊钉
4、上压型钢板
5、下压型钢板 7、焊钉
9、钢管混凝土剪刀撑
2、混凝土底板 31、波形钢板 32、连接件 41、悬臂 6、钢顶板 8、钢底板
具体实施方式
[0021 ] 下面结合附图与具体实施例来对本发明作进一步描述。
[0022] 请参照图1和图2所示,其显示出了本发明一种波形钢腹板组合PC桥梁的具体结构,包括混凝土顶板1、混凝土底板2以及位于混凝土顶板1和混凝土底板2之间且呈对称分布的两个双波形钢腹板3,该双波形钢腹板3可为竖立,也可为斜立,其中:
所述混凝土顶板1的底面安装有上压型钢板4,混凝土底板2的底面安装有下压型钢板5。
[0023] 所述双波形钢腹板3包括两层波形钢板31及多个连接于两层波形钢板31之间的连接件32,连接件32连接于两层波形钢板31之间而使两波形钢板31共同工作,达到大幅度提高抗弯及抗扭刚度的目的,两层波形钢板31之间填充有混凝土,加强了双波形钢腹板 3的整体性,进一步提高了双波形钢腹板3的抗剪、抗弯、抗扭能力,波形钢板31的内壁设置有多个抗剪焊钉311,用于加强波形钢板31与混凝土的固定强度,并且,连接件32在双波形钢腹板3中按波长间隔设置,每个波长中只设置一个,这样既保证了连接件32能将两层波形钢板31连接成整体,又不至于使连接件32的数量过多,实现了效果和成本的平衡,连接件32可为钢板、钢管或其它刚性较强的金属件;该双波形钢腹板3的上端连接有钢顶板 6,钢顶板6与上压型钢板4通过焊钉7连接固定,焊钉7穿透上压型钢板4与钢顶板6焊接,双波形钢腹板3的下端连接有钢底板8,钢底板8与下压型钢板5同样通过焊钉7连接固定,焊钉7穿透下压型钢板5与钢底板8焊接,当然,钢顶板6与上压型钢板4、钢底板8 与下压型钢板5的连接固定方式并不限于焊钉7焊接的方式,也可采用其它的连接固定方式。
[0024] 作为一种较佳选择,进一步包括钢管混凝土剪刀撑9,该钢管混凝土剪刀撑9由两钢管斜立交叉固定形成,呈剪刀状,两斜立的钢管中填充有混凝土,钢管混凝土剪刀撑9的上端部与钢顶板6连接,钢管混凝土剪刀撑9的下端部与钢底板8连接,施工时该钢管混凝土剪刀撑9起到支架作用,防止上述的双波形钢腹板3失稳,成桥后该钢管混凝土剪刀撑9 还起到隔板作用,进一步增强了本桥梁的抗弯、抗扭刚度。
[0025] 一种上述波形钢腹板组合PC桥梁的施工方法,包括如下步骤:
a.如图3,安装好钢底板8,将双波形钢腹板3的下端与钢底板8连接,向双波形钢腹板 3的两层波形钢板31之间填充混凝土,然后将钢顶板6连接于双波形钢腹板3的上端;
b.如图4,安装钢管混凝土剪刀撑9,将钢管混凝土剪刀撑9的上端部与钢顶板6连接, 下端部与钢底板8连接,这样既能起支架作用,防止双波形钢腹板3失稳,成桥后还起到隔板作用,进一步增强了本桥梁的抗弯、抗扭刚度;
c.如图5,在钢底板8上铺设下压型钢板5,在钢顶板6上铺设上压型钢板4,并架设支撑架(未标出),将支撑架的上端与上压型钢板4的位于钢顶板6外侧的悬臂41连接,将支撑架的下端与下压型钢板5连接,这样在施工时进一步保证了上压型钢板4的稳定;
d.如图6,用焊钉7穿透下压型钢板5与钢底板8焊接,用焊钉7穿透上压型钢板4与钢顶板6焊接,从而使钢底板8与下压型钢板5连接固定,钢顶板6与上压型钢板4连接固定;
e.如图7,在下压型钢板5上浇筑混凝土底板2 ;
f.如图7,在上压型钢板4上浇筑混凝土顶板1。
[0026] 需指出的是,如果悬臂41较小,不影响其上压型钢板4的稳定,在进行步骤e之前可将所述支撑架拆卸,而如果悬臂41较大,对上压型钢板4的稳定具有较大的影响,则支撑架不需拆卸,而是作为斜撑一直支撑悬臂41。
[0027] 本发明的设计重点在于:首先,双波形钢腹板3的两层波形钢板31通过连接件32 连接,并且两层波形钢板31之间还填充有混凝土,从而使双波形钢腹板3成为整体,抗弯、 抗扭刚度与现有不成整体的双波形钢腹板相比提高了 4倍以上,而且改善了双波形钢腹板 3的局部受力,施工时稳定性好,不需要使用支架来维持双波形钢腹板3的稳定,可适用于曲线桥和大跨度桥,扩大了本桥梁的使用范围;其次,本发明通过采用上压型钢板4和下压型钢板5,在施工时省去了混凝土顶板1和混凝土底板2的模板支架,实现了无模板和少支架施工,不但降低了成本,缩短了工期,而且压型钢板还起到分布钢筋的作用,防止混凝土顶板1和混凝土底板2的表面出现裂纹,其外形美观大方,特别适合用于城市桥梁;此外,本发明的钢管混凝土剪刀撑9在施工时起到支架作用,防止双波形钢腹板3失稳,成桥后还起到隔板作用,进一步增强了本桥梁的抗弯、抗扭刚度。
[0028] 以上所述,仅是本发明较佳实施例而已,并非对本发明的技术范围作任何限制,故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1. 一种波形钢腹板组合PC桥梁,包括混凝土顶板、混凝土底板及位于混凝土顶板和混凝土底板之间且呈对称分布的两个双波形钢腹板,双波形钢腹板包括两层波形钢板,其特征在于:所述混凝土顶板的底面安装有上压型钢板,混凝土底板的底面安装有下压型钢板; 所述双波形钢腹板还包括多个连接于两层波形钢板之间的连接件,两层波形钢板之间填充有混凝土,以及,双波形钢腹板的上端连接有钢顶板,钢顶板与上压型钢板连接固定,双波形钢腹板的下端连接有钢底板,钢底板与下压型钢板连接固定。
2.根据权利要求1所述的一种波形钢腹板组合PC桥梁,其特征在于:进一步包括钢管混凝土剪刀撑,钢管混凝土剪刀撑的上端部与钢顶板连接,下端部与钢底板连接。
3.根据权利要求1所述的一种波形钢腹板组合PC桥梁,其特征在于:所述波形钢板的内壁上设置有多个抗剪焊钉。
4.根据权利要求1所述的一种波形钢腹板组合PC桥梁,其特征在于:所述钢顶板与上压型钢板通过焊钉连接固定,焊钉穿透上压型钢板与钢顶板焊接,所述钢底板与下压型钢板通过焊钉连接固定,焊钉穿透下压型钢板与钢底板焊接。
5.根据权利要求1所述的一种波形钢腹板组合PC桥梁,其特征在于:所述连接件在双波形钢腹板中按波长间隔设置,且每个波长中只设置一个。
6. 一种如权利要求1所述的波形钢腹板组合PC桥梁的施工方法,其特征在于,包括如下步骤:a.安装好钢底板,将双波形钢腹板的下端与钢底板连接,向双波形钢腹板的两层波形钢板之间填充混凝土,然后将钢顶板连接于双波形钢腹板的上端;c.在钢底板上铺设下压型钢板,在钢顶板上铺设上压型钢板;d.用焊钉穿透下压型钢板与钢底板焊接,用焊钉穿透上压型钢板与钢顶板焊接;e.在下压型钢板上浇筑混凝土底板;f.在上压型钢板上浇筑混凝土顶板。
7.根据权利要求6所述的一种波形钢腹板组合PC桥梁的施工方法,其特征在于,在所述步骤a和c之间还进一步包括步骤:b.安装钢管混凝土剪刀撑,将钢管混凝土剪刀撑的下端部与钢底板连接,将钢管混凝土剪刀撑的上端部与钢顶板连接。
8.根据权利要求6所述的一种波形钢腹板组合PC桥梁的施工方法,其特征在于,所述步骤c中还包括架设支撑架,将支撑架的下端与下压型钢板连接,将支撑架的上端与上压型钢板的位于钢顶板外侧的悬臂连接。
9.根据权利要求8所述的一种波形钢腹板组合PC桥梁的施工方法,其特征在于,在进行步骤e之前将所述支撑架拆卸。
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