CN102966050B - 钢-混凝土组合梁和既有钢筋混凝土t梁的纵向连接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种钢-混凝土组合梁与既有钢筋混凝土T梁的纵向连接方法，可用于既有钢筋混凝土T梁桥的加固改造，属于桥梁工程技术领域。该方法的步骤为：在原钢筋混凝土T梁端部凿毛、栽筋，加工焊有栓钉连接件的节点区钢结构部分，安装节点区钢结构使得节点区形成一个箱形封闭空间，在该箱形封闭空间内浇筑混凝土，绑扎混凝土桥面板钢筋，铺设桥面板纵向预应力筋，连续浇筑节点区桥面板混凝土，张拉桥面板纵向预应力。该方法克服了传统连接方法的不足，构造简单，预制装配，施工快速方便，混凝土湿作业量小，对周围环境影响小。连接节点受力性能良好，传力可靠，承载力高，延性好，同时钢板外包混凝土，避免节点区混凝土裂缝外露。该方法通用性强，具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种钢-混凝土组合梁和既有钢筋混凝土T梁的纵向连接方法，属于桥梁工程技术领域。
背景技术
近年来，由于材料老化、环境侵蚀等一系列自然因素，设计失误、施工不当、超载等人为因素，结构功能改变、荷载等级提高等使用要求，以及设计规范改进、安全储备提高等原因，大量既有桥梁整体或局部无法满足正常使用的要求，需要进行加固、改造或修复。
钢-混凝土组合结构桥梁在近20年得到了迅速发展，由于其合理利用材料特点，充分发挥材料各自优势，相比纯钢结构桥梁，可大幅节省钢材、提高刚度和承载力等；与传统混凝土结构桥梁相比，可显著降低结构高度、提高跨越能力、减轻自重、改善抗震性能、缩短施工工期等，具有显著的综合优势。因此，采用钢-混凝土组合梁对既有钢筋混凝土桥梁进行加固改造能够产生显著的技术经济效益和社会效益，是桥梁加固改造的重要发展方向之一。
由于加固条件或加固成本的限制，对既有钢筋混凝土T梁桥的加固往往只能将其局部替换成钢-混凝土组合梁，同时为了进一步加强加固效果，提高桥梁的整体性，需要将新替换的钢-混凝土组合梁和保留的原钢筋混凝土T梁进行可靠的纵向连接，譬如图1所示的某三跨混凝土简支T梁桥，由于中跨不具备加固和拆除条件(如跨越既有铁道线路)，只能将边跨替换成钢-混凝土组合梁，此时通过将边跨的钢-混凝土组合梁和中跨的原钢筋混凝土T梁进行可靠的连接，可以实现“简支变连续”，有效降低中跨钢筋混凝土T梁的跨中正弯矩，从而提高中跨钢筋混凝土T梁的安全储备。对于这类工程，钢-混凝土组合梁和既有钢筋混凝土T梁的纵向可靠连接成为了加固设计的关键和难点。
传统的钢-混凝土组合梁和既有钢筋混凝土T梁的纵向连接方法通常采用内埋型钢式，但该方法不仅构造与施工复杂，且只适用于钢-混凝土组合梁和现浇混凝土梁的连接，目前尚缺乏成熟的方法实现组合梁与既有钢筋混凝土T梁之间沿纵向的可靠连接，从而制约了钢-混凝土组合梁在钢筋混凝土T梁桥加固改造工程中的应用。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提出一种钢-混凝土组合梁与既有钢筋混凝土T梁的纵向连接方法。
本发明的技术方案如下：
一种钢-混凝土组合梁和既有钢筋混凝土T梁的纵向连接方法，该方法包括如下步骤：
1)在原钢筋混凝土T梁端部外表面以及原钢筋混凝土T梁端隔板外表面凿毛，并在凿毛处栽入L型短钢筋；
2)制作节点区钢结构部分，首先制作钢梁，钢梁为焊接在一起的上、下翼缘板和腹板，在钢梁端部处分别焊接钢梁端隔板、钢梁端隔板上翼缘以及节点区底板；钢梁的高度和原钢筋混凝土T梁的腹板高度相一致，钢梁间的腹板横向间距和原钢筋混凝土T梁的横向间距相一致，节点区底板超出钢梁端部的长度为原钢筋混凝土T梁端隔板较原钢筋混凝土T梁端部的缩进距离；在钢梁的上翼缘板和钢梁端隔板上翼缘顶面、钢梁与钢梁端隔板、节点区底板形成区域内的钢板上均焊接有栓钉连接件；
3)将节点区钢结构与原钢筋混凝土T梁相契合，使原钢筋混凝土T梁端隔板和钢梁端隔板之间形成一个封闭的箱形空间，在该封闭箱形空间中浇筑混凝土；
4)安装组合梁混凝土板模板，绑扎组合梁混凝土板钢筋以及节点区贯通钢筋，连续浇筑组合梁混凝土板和原钢筋混凝土T梁后浇混凝土层，待组合梁混凝土板和原钢筋混凝土T梁后浇混凝土层达到强度后，拆除组合梁混凝土板模板。
所述的步骤2)中距钢梁端部约0.5-1.0倍横向间距处焊接钢梁端隔板及节点区底板。
所述的步骤4)中绑扎组合梁混凝土板钢筋以及节点区贯通钢筋后，埋入桥面板纵向预应力筋，待连续浇筑组合梁混凝土板和原钢筋混凝土T梁后浇混凝土层、拆除模板之后，安装预应力筋锚具，张拉预应力。
所述的钢梁采用工字型截面。
本发明相对于现有技术具有以下有益效果：
(1)该连接方法构造简单、施工方便。钢结构部分在工厂预制，现场安装速度快，吊装重量轻，混凝土湿作业量小，对周围环境影响小；(2)连接构造受力性能良好，传力可靠，可有效实现弯矩和剪力的传递，使组合梁和既有钢筋混凝土T梁真正形成连续结构；(3)钢板外包混凝土，避免节点区裂缝外露，且节点区截面积较大，承载力高，延性好；(4)通过和预应力技术相结合，可有效避免负弯矩区混凝土桥面板开裂。
附图说明
图1为可采用本发明的桥梁结构加固改造典型实例。
图2为本发明的整体示意图。
图3为本发明对原钢筋混凝土T梁端部凿毛、栽筋的示意图。
图4为本发明的钢结构部分示意图。
图5为本发明的钢结构安装示意图。
图6为本发明浇筑节点区混凝土示意图。
图7为本发明安装组合梁混凝土板模板、绑扎桥面钢筋、预埋纵向预应力束的示意图。
图8为本发明后浇混凝土桥面，张拉预应力的示意图。
图中：1-钢梁；2-原钢筋混凝土T梁；3-钢-混凝土组合梁与原钢筋混凝土T梁的纵向连接节点位置；4-原钢筋混凝土T梁端隔板；5-L型短钢筋；6-钢梁端隔板；7-钢梁端隔板上翼缘；8-节点区底板；9-栓钉连接件；10-节点区混凝土；11-组合梁混凝土板模板；12-组合梁混凝土板钢筋；13-节点区贯通钢筋；14-桥面板纵向预应力筋；15-组合梁混凝土板；16-原钢筋混凝土T梁后浇混凝土层；17-预应力筋锚具。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明的结构、加工和使用过程作进一步描述。
图2所示为本发明的整体示意图。具体施工步骤如下：
1)在原钢筋混凝土T梁2顶面凿毛。在原钢筋混凝土T梁2端部外表面以及原钢筋混凝土T梁端隔板4外表面凿毛，并在凿毛处栽入L型短钢筋5，如图3所示；
2)制作节点区钢结构部分，如图4所示。首先制作钢梁，钢梁高度和原钢筋混凝土T梁2的腹板高度一致，钢梁1相邻两道腹板的横向间距和原钢筋混凝土T梁2的横向间距一致，钢梁分别包括上、下翼缘板和腹板，钢梁也可采用工字型截面。在距钢梁1端部处焊接钢梁端隔板6、钢梁端隔板上翼缘7以及节点区底板8，节点区底板8超出钢梁1端部的长度为原钢筋混凝土T梁端隔板4较原钢筋混凝土T梁2端部的缩进距离。在钢梁1上翼缘顶面、钢梁端隔板6外侧面、钢梁端隔板上翼缘7顶面、节点区底板8顶面、钢梁端隔板6外侧的钢梁1腹板双侧面、钢梁端隔板6外侧的钢梁1下翼缘顶面焊接栓钉连接件9；
3)在现场将节点区钢结构部分吊装到指定位置，使原钢筋混凝土T梁端隔板4和钢梁端隔板6之间形成一个封闭的箱形空间，如图5所示，在该封闭箱形空间中浇筑节点区混凝土10，如图6所示；
4)安装组合梁混凝土板模板11，绑扎组合梁混凝土板钢筋12以及节点区贯通钢筋13，如图7所示；连续浇筑组合梁混凝土板15和原钢筋混凝土T梁后浇混凝土层16，待组合梁混凝土板和原钢筋混凝土T梁后浇混凝土层达到强度后，拆除组合梁混凝土板模板11，如图8所示。
上述钢梁的片数与改造的既有钢筋混凝土T梁数目相对应。
上述的焊接钢梁端隔板6、钢梁端隔板上翼缘7以及节点区底板8是位于距钢梁1端部约0.5～1.0倍横向间距处。
当该连接节点位于负弯矩区且混凝土板开裂难以得到有效控制时，可在绑扎组合梁混凝土板钢筋12以及节点区贯通钢筋13后，埋入桥面板纵向预应力筋14，如图7所示，然后待连续浇筑组合梁混凝土板15和原钢筋混凝土T梁后浇混凝土层16、拆除模板11之后，安装预应力筋锚具17，张拉预应力，如图8所示。
本发明提供了一种钢-混凝土组合梁与既有钢筋混凝土T梁的纵向连接方法，可用于既有钢筋混凝土T梁桥的加固改造。该方法克服了传统连接方法的不足，构造简单，预制装配，施工快速方便，混凝土湿作业量小，对周围环境影响小。采用该方法后，连接节点受力性能良好，传力可靠，承载力高，延性好，同时钢板外包混凝土，避免节点区混凝土裂缝外露。该方法通用性强，具有广阔的应用前景。
Claims (4)
1.一种钢-混凝土组合梁和既有钢筋混凝土T梁的纵向连接方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
1)在原钢筋混凝土T梁端部外表面以及原钢筋混凝土T梁端隔板外表面凿毛，并在凿毛处栽入L型短钢筋；
2)制作节点区钢结构部分，首先制作钢梁，钢梁为焊接在一起的上、下翼缘板和腹板，在钢梁端部处分别焊接钢梁端隔板、钢梁端隔板上翼缘以及节点区底板；钢梁的高度和原钢筋混凝土T梁的腹板高度相一致，钢梁间的腹板横向间距和原钢筋混凝土T梁的横向间距相一致，节点区底板超出钢梁端部的长度为原钢筋混凝土T梁端隔板较原钢筋混凝土T梁端部的缩进距离；在由钢梁、钢梁端隔板和节点区底板共同形成的区域内以及钢梁的上翼缘板、钢梁端隔板上翼缘顶面的钢板上均焊接有栓钉连接件；
3)将节点区钢结构与原钢筋混凝土T梁相契合，使原钢筋混凝土T梁端隔板和钢梁端隔板之间形成一个封闭的箱形空间，在该封闭箱形空间中浇筑混凝土；
4)安装组合梁混凝土板模板，绑扎组合梁混凝土板钢筋以及节点区贯通钢筋，连续浇筑组合梁混凝土板和原钢筋混凝土T梁后浇混凝土层，待组合梁混凝土板和原钢筋混凝土T梁后浇混凝土层达到强度后，拆除组合梁混凝土板模板。
2.根据权利要求1所述的连接方法，其特征在于，所述的步骤2)中距钢梁端部0.5-1.0倍横向间距处焊接钢梁端隔板及节点区底板。
3.根据权利要求1所述的连接方法，其特征在于，所述的步骤4)中绑扎组合梁混凝土板钢筋以及节点区贯通钢筋后，埋入桥面板纵向预应力筋，待连续浇筑组合梁混凝土板和原钢筋混凝土T梁后浇混凝土层、拆除模板之后，安装预应力筋锚具，张拉预应力。
4.根据权利要求1所述的连接方法，其特征在于，所述的钢梁采用工字型截面。
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