CN103388303A - 一种横向拼装波形钢腹板组合箱梁及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种横向拼装波形钢腹板组合箱梁包括由多个预制工字梁单元（1）横向拼装组成的组合箱梁，在所述两个相邻的预制工字梁单元（1）的顶板湿接缝（2）和底板湿接缝（3）的下端面分别连接有顶板下缘钢板（2-1）和底板下缘钢板（3-1）。其施工方法是：把多个预制工字梁单元安装于桥梁墩台上，将连接有剪力钉的顶板下缘钢板固定在相邻两个预制工字梁单元的顶板湿接缝处，并以该顶板下缘钢板为支撑模板浇筑顶板湿接缝混凝土（2-3）；然后将连接有剪力钉的底板下缘钢板固定在相邻两个预制工字梁单元的底板湿接缝处，并以该底板下缘钢板为支撑模板浇筑底板湿接缝混凝土（3-3）。达到简化操作流程，减少作业量，缩短施工周期，减轻重量、保证工程质量的目的。

Description

一种横向拼装波形钢腹板组合箱梁及施工方法

技术领域

本发明属于公路和铁路的桥梁技术领域，主要涉及的是一种横向拼装波形钢腹板组合箱梁及施工方法。

背景技术

波形钢腹板预应力混凝土箱梁作为一种新型的钢—混凝土组合结构，充分利用了混凝土抗压强度高、波形钢腹板抗剪强度高的优点，有效地将钢、混凝土两种材料结合起来，提高了材料的使用效率，是一种经济、合理、高效的结构形式。

公知的横向拼装波形钢腹板组合箱梁实现方式为：工厂预制波形钢腹板预应力混凝土工字梁，运输安装于桥梁墩台上，将横桥向相邻两个工字梁构件单元的上下翼板、横向钢筋、横隔板及横梁通过现浇混凝土连接形成闭合箱梁；根据桥宽不同，横桥向可由单个或多个闭合箱梁构成；张拉闭合箱梁内纵向体外预应力筋；纵桥向现浇混凝土连接两跨至多跨箱梁，形成连续梁结构。但是上述组合箱梁存在的问题是：后浇顶板、底板湿接缝混凝土需要支撑模板，致使现场作业施工难度大；后浇湿接缝混凝土与预制混凝土梁的混凝土龄期不同，收缩徐变的差异性易使后浇湿接缝混凝土与预制混凝土梁交界面位置形成裂缝；预制波形钢腹板预应力混凝土工字梁与后浇顶底板湿接缝混凝土预应力度不同，荷载作用下后浇顶底板湿接缝混凝土容易开裂；由于顶底板湿接缝采用钢筋混凝土结构，预制波形钢腹板预应力混凝土工字梁之间的间距增大，会导致需要的顶底板厚度迅速增加，从而使横向拼装波形钢腹板组合箱梁的桥面宽度受到限制，同时将增加结构整体的重量。 

发明内容

本发明的目的是针对上述横向拼装波形钢腹板组合箱梁技术存在的不足，提出了一种横向拼装波形钢腹板组合箱梁及施工方法。使其具有波形钢腹板混凝土连续箱梁结构优点，又能够有效克服上述现浇波形钢腹板混凝土组合箱梁遇到的问题，达到简化操作流程，减少湿接缝的工作作业量，缩短施工周期，减轻箱梁重量、有效保证工程质量的目的。

本发明实现上述目的采取的技术方案是：一种横向拼装波形钢腹板组合箱梁，包括由多个预制工字梁单元横向拼装组成的组合箱梁，在所述两个相邻的预制工字梁单元的顶板湿接缝和底板湿接缝的下端面分别连接有顶板下缘钢板和底板下缘钢板，在顶板下缘钢板和底板下缘钢板上均设置有多个剪力钉。

本发明所述实现横向拼装波形钢腹板组合箱梁的施工方法，把预制的多个预制工字梁单元安装于桥梁墩台上，将连接有剪力钉的顶板下缘钢板固定在相邻两个预制工字梁单元的顶板湿接缝处，并以该顶板下缘钢板为支撑模板浇筑顶板湿接缝混凝土；然后将连接有剪力钉的底板下缘钢板固定在相邻两个预制工字梁单元的底板湿接缝处，并以该底板下缘钢板为支撑模板浇筑底板湿接缝混凝土。

本发明所述的底板下缘钢板连接在两相邻预制工字梁单元的底板湿接缝的下端面部位；所述的顶板下缘钢板连接在两相邻预制工字梁单元的顶板湿接缝的下端面部位。

本发明所述的顶板下缘钢板和底板下缘钢板与预制工字梁单元通过螺栓连接。

本发明所述的顶板下缘钢板和底板下缘钢板与剪力钉焊接连接。

本发明较现有技术具有下述优点：

⑴   横向湿接缝采用钢-混凝土叠合板结构，叠合板上部混凝土受压，下部钢板受拉，通过组合充分发挥了混凝土与钢材的特性，有效避免了顶、底板下缘开裂、耐久性问题，同时减少了混凝土收缩徐变对结构的不利影响。

⑵   横向湿接缝采用叠合板组合结构可增大预制工字梁之间的间距，拓宽了组合箱梁应用范围；并且可减少工字梁单元的数量，从而节约成本，提高了经济性。

⑶   横向湿接缝的钢板可作为横向支撑，省去了横向临时支撑，增强了预制工字梁的横向稳定性，保证了施工安全。

⑷   横向湿接缝的钢板可直接用作混凝土的模板，与普通混凝土湿接缝相比避免了拆装模板的工序，简化了操作流程，减少了湿接缝的工作作业量，缩短了施工周期，加快了施工进度。

⑸   湿接缝的顶板下缘钢板、底板下缘钢板与预制工字梁预埋件焊接，钢板通过剪力钉与现浇混凝土连接，预制顶底板与现浇混凝土通过搭接钢筋连接，各构件连接性能良好，保证了箱梁的整体性能。

⑹   横向湿接缝采用叠合板结构可以降低顶底板湿接缝位置的厚度，减少湿接缝处钢筋用量，大幅度提高湿接缝位置的抗弯承载能力，减少混凝土的现场浇筑量，减轻结构的整体重量，提高桥梁的抗震能力。

⑺   结构关键部件预制梁采用工厂化预制，通过现浇连接形成整体箱梁，实现了将波形钢腹板预应力混凝土箱梁化整为零施工，扩大了预制安装施工方法的应用范围。整个过程可以不改变桥梁周边交通现状，施工快捷，综合效益好，是对传统波形钢腹板组合结构的极大改进。

附图说明

图1 是本发明顶、底板采用钢混组合结构的横向拼装波形钢腹板组合箱梁断面示意图。

图2是本发明顶、底板采用钢混组合结构的横向拼装波形钢腹板组合箱梁总体示意图。

图3 是本发明预埋钢板与湿接缝焊接连接的结构示意图。

图4是本发明预埋钢板与湿接缝螺栓连接的结构示意图。

图中：1、预制工字梁单元，2、顶板湿接缝，2-1、顶板下缘钢板，2-2、剪力钉，2-3、顶板现浇混凝土，3、底板湿接缝，3-1、底板下缘钢板，3-2、剪力钉，3-3、底板现浇混凝土。

具体实施方式

结合附图，给出本发明的实施例如下，但本发明不局限以下实施例。

如图1-2所示：本实施例所述的横顶、底板采用钢混组合结构的横向拼装波形钢腹板组合箱梁，包括由多个预制工字梁单元1横向拼装组成的组合箱梁，所述的预制工字梁单元1为施工预制波形钢腹板工字梁，该工字梁采用先张法或后张法。预制波形钢腹板工字梁1的结构及具体施工步骤见本申请人已申请的中国专利“一种波形钢腹板预应力混凝土工字梁”（ZL 2011 2 0098202.6）。在所述两个相邻的预制工字梁单元1的连接部位即顶板湿接缝2和底板湿接缝3的下端面分别连接有顶板下缘钢板2-1和底板下缘钢板3-1，在顶板下缘钢板2-1和底板下缘钢板3-1上均设置有多个剪力钉2-2，3-2，其作用是使混凝土与钢板连接成整体。所述的剪力钉2-2，3-2与顶板下缘钢板2-1和底板下缘钢板3-1焊接成整体。

施工时，把预制的波形钢腹板混凝土工字梁单元运输安装于桥梁墩台上，将连接有剪力钉2-2，3-2的顶板下缘钢板2-1和底板下缘钢板3-1用螺栓连接或焊接连接的方式固定在相邻两个预制波形钢腹板工字梁单元的顶板湿接缝2和底板湿接缝3部位。施工底板湿接缝3时，将底板下缘钢板3-1与剪力钉3-1焊接成整体，连接在两相邻预制工字梁单元1的底板湿接缝3的下端面部位，采用预埋螺栓连接或焊接连接。形成临时横向支撑，并作为底板湿接缝3的模板，绑扎湿接横向钢筋和纵向钢筋，浇注底板湿接缝混凝土3-3。重复上描述步骤施工顶板湿接缝，即将顶板下缘钢板2-1与剪力钉2-2焊接成整体，连接在两相邻预制工字梁单元1的顶板湿接缝2的下端面部位，采用预埋螺栓连接（如图4所示）或焊接连接（如图3所示），形成临时横向支撑，并作为顶板湿接缝2的模板，绑扎湿接横向钢筋和纵向钢筋，浇注底板湿接缝混凝土2-3。顶板湿接缝2、底板湿接缝3施工完成形成整体箱梁。

Claims (5)

1.一种横向拼装波形钢腹板组合箱梁，包括由多个预制工字梁单元（1）横向拼装组成的组合箱梁，其特征是：在所述两个相邻的预制工字梁单元（1）的顶板湿接缝（2）和底板湿接缝（3）的下端面分别连接有顶板下缘钢板（2-1）和底板下缘钢板（3-1），在所述的顶板下缘钢板和底板下缘钢板上均设置有多个剪力钉（2-2，3-2）。

2.一种实现权利要求1所述横向拼装波形钢腹板组合箱梁的施工方法，其特征是：把预制的多个预制工字梁单元（1）安装于桥梁墩台上，将连接有剪力钉的顶板下缘钢板（2-1）固定在相邻两个预制工字梁单元的顶板湿接缝（2）处，并以该顶板下缘钢板为支撑模板浇筑顶板湿接缝混凝土（2-3）；然后将连接有剪力钉的底板下缘钢板（3-1）固定在相邻两个预制工字梁单元的底板湿接缝（3）处，并以该底板下缘钢板为支撑模板浇筑底板湿接缝混凝土（3-3）。

3.根据权利要求1所述的横向拼装波形钢腹板组合箱梁，其特征是：所述的底板下缘钢板（3-1）连接在两相邻预制工字梁单元的底板湿接缝（3）的下端面部位；所述的顶板下缘钢板（2-1）连接在两相邻预制工字梁单元的顶板湿接缝（2）的下端面部位。

4.根据权利要求1所述的横向拼装波形钢腹板组合箱梁，其特征是：所述的顶板下缘钢板（2-1）和底板下缘钢板（3-1）与预制工字梁单元（1）通过螺栓连接。

5.根据权利要求1所述的横向拼装波形钢腹板组合箱梁，其特征是：所述的顶板下缘钢板（2-1）和底板下缘钢板（3-1）与剪力钉（2-2，3-2）焊接连接。

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