CN104612030A - 小跨径的钢混复合桥梁板及其施工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种小跨径的钢混复合桥梁板及其施工工艺,由钢制组合骨架和混凝土复合而成,所述钢混复合桥梁板包括复合顶板和肋筋附梁两部分、并借助于竖直向紧固件形成一体结构。上述技术方案创造性地将顶板与肋筋附梁作为两个独立的组成部分,有效发挥了钢材与混凝土各自的优势,解决了现有技术中开口肋疲劳开裂和变形的严重问题。

Description

小跨径的钢混复合桥梁板及其施工工艺
技术领域
[0001] 本发明属于桥梁结构设计领域,特别是一种小跨径的钢混复合桥梁板及其施工工
-H-
O
背景技术
[0002] 钢桥具有强度高、刚度大的优点,相对于混凝土桥可减小梁高和自重。在制造上钢桥一般采用工厂制造,工地拼接,具有施工周期短,加工方便且不受季节影响的优点。但是其施工难度较大,且钢材用量大、铺装层材料单价高,造成总体造价偏高且实际使用中很难达到预期效果。因此,具有重量轻、用钢材量少且工程总体费用低的钢-混凝土组合桥面板是理想的途径之一,而且这种结构可以充分发挥钢材和混凝土各自的力学优点,使结构达到最合理的状态。
[0003] 本申请人曾设计一种钢混组合小型桥梁结构,在钢桥面板下方固定U型肋,钢筋网借助支撑件与钢桥面板固定形成网架结构,网架结构可以对填充在其中的混凝土形成强力的握裹。但是该结构中U型肋是上开口,采用铆焊方式连接,工艺复杂;u型肋与顶板的接触部位容易产生疲劳开裂及U型变形,造成桥梁板承载力降低。
发明内容
[0004] 本发明要解决的技术问题是提供一种小跨径的钢混复合桥梁板及其施工工艺,设置相互独立的肋板和顶板,在施工现场采用竖直向紧固件将两者复合成一体结构,解决了困扰桥梁作业多年的开口肋板容易疲劳开裂的难题,是技术上的重大突破,且其结构简单、施工方便。
[0005] 为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:
一种小跨径的钢混复合桥梁板,由钢制组合骨架和混凝土复合而成,所述钢混复合桥梁板包括复合顶板和肋筋附梁两部分、并借助于竖直向紧固件形成一体结构。
[0006] 优选的,所述复合顶板包括加工出平行肋筋的顶板和设在顶板上方与竖直向紧固件自由端定位的钢筋网,在钢筋网的网架结构中浇注水泥混凝土。
[0007] 所述肋筋附梁中的钢骨架由冷轧带钢、焊接成闭合梯形截面的管状结构,在管状结构的腔室内浇注混凝土。
[0008] 本发明还提供了一种小跨径的钢混复合桥梁板的施工工艺,所述钢混复合桥梁板的结构中包括借助竖直向紧固件连接的顶板和肋筋附梁两部分,顶板的上方设置与所述竖直向紧固件末端定位的钢筋网,所述钢混组合桥梁板的施工工艺包括:
A、将加工有配套连接孔的肋筋附梁定位在临时支架上,然后以配套定位孔为基准、将顶板与肋筋附梁对应定位;
B、所述定位孔包括工艺圆孔及与工艺圆孔连通的螺栓卡槽,采用自锁式螺栓作为竖直向紧固件将顶板与肋筋附梁紧固定位:从顶板与肋筋附梁加工的工艺圆孔处下放自锁式螺栓、调整自锁式螺栓上的锁止槽与螺栓卡槽对位、将自锁式螺栓水平移动到螺栓卡槽内,再借助螺母拧紧定位;
C、在竖直向紧固件的上端焊接钢筋网形成网架结构,在所述网架结构中及肋筋附梁的腔室内浇注水泥混凝土。
[0009] 步骤B中还可以采用互锁式螺栓、将顶板与肋筋附梁紧固定位:从顶板及肋筋附梁上所加工的定位孔处直接放入相互套装的自锁套筒和端膨胀螺栓杆,所述自锁套筒的外径与定位孔直径匹配,端膨胀螺栓杆的端直径大于自锁套筒的内径、且小于自锁套筒外径,借助螺母收紧端膨胀螺栓杆、扩张自锁套筒的下端面形成端口定位;然后完成所有互锁式螺栓的定位。
[0010] 上述技术方案中,钢制的顶板和肋筋附梁分别在工厂进行加工、分体运输至现场、只需采用螺栓等紧固件即可完成桥梁板主体结构的组装。
[0011] 采用上述技术方案产生的有益效果在于:(I)本发明设计了闭合的梯形截面的管状结构作为肋筋附梁,自重轻、承重量大,且不存在疲劳开裂、变形等技术问题,提高了桥梁板的结构稳定性,使钢制顶板的板厚相对较薄、进一步减轻桥梁板自重轻;(2)本发明创造性地将顶板与肋筋附梁作为两个独立的组成部分,有效发挥了钢材与混凝土各自的优势,解决了现有技术中开口肋疲劳开裂和变形的严重问题;(3)采用本发明,施工现场借助螺栓等连接件即可组装,简化了施工工艺,提高了施工效率。
附图说明
[0012] 图1是本发明横截面的剖视结构示意图;
图2是本发明其中一个实施例的定位孔结构示意图;
图3是与图2配套使用的竖直向紧固件的结构示意图;
图4是图3的右视结构示意图;
图5是本发明另一实施例中竖直向紧固件与钢制顶板和肋筋附梁装配的结构示意图; 图6是图5中装配后的结构示意图;
图7是本发明的立体结构示意图;
其中,1、钢筋网,2、竖直向紧固件,2A、自锁式螺栓,2A-1、锁止槽,2B、端膨胀螺栓杆,2-1、工艺圆孔,2-2、螺栓卡槽,3、顶板,3-1、平行筋肋,4、肋筋附梁,5、自锁套筒。
具体实施方式
[0013] 本发明涉及一种小跨径的钢混复合桥梁板,其由钢制组合骨架和混凝土复合而成,具体的参见图1,所述钢混复合桥梁板包括复合顶板和肋筋附梁4两部分、并借助于竖直向紧固件2形成一体结构。所述复合顶板包括加工出平行肋筋3-1的顶板3和设在顶板3上方与竖直向紧固件自由端定位的钢筋网1,在钢筋网I的网架结构中浇注水泥混凝土。竖直向紧固件高于钢制顶板2~10cm、末端与所述钢筋网I焊接。竖直向紧固件一方面具有连接、紧固的作用,另一方面还具有定位钢筋网I和握裹水泥混凝土的作用,有利于形成稳定的路面结构。
[0014] 所述肋筋附梁4中的钢骨架由冷轧带钢、焊接成闭合梯形截面的管状结构,在管状结构的腔室内浇注混凝土。所述管状结构具有肋筋附梁开裂疲劳和变形的作用,梯形截面还有利于钢混组合桥梁板的稳定。具体加工时,可以现在钢板上冲孔、成型圆形管,在冷轧成设计尺寸的梯形管,梯形管的高度为10cm-30cm。或者采用冷拔工艺加工成梯形截面的管束。
[0015] 在顶板3的下方设置2道以上平行的肋筋附梁4、形成稳定的支撑结构。顶板3可以为平板、还可以加工成带有平行肋筋3-1的形状,如图1所示的顶板,肋筋附梁4设置在凹槽位置处。
[0016] 所述肋筋附梁4借助两排均布的竖直向紧固件紧固,以形成稳固的结构。
[0017] 所述竖直向紧固件的结构包括自锁式螺栓2A,该自锁式螺栓2A上加工有锁止槽2A-1、与顶板3和肋筋附梁4上加工出的螺栓卡槽2-2相匹配。锁式螺栓2A的结构如图3和图4所示。
[0018] 采用自锁式螺栓2A时,在所述顶板3与肋筋附梁4上分别加工对应的定位孔,所示定位孔包括工艺圆孔2-1及与工艺圆孔2-1连通的螺栓卡槽2-2,参见图2。具体的施工工艺如下:
A、将加工有配套连接孔的肋筋附梁4定位在临时支架上,然后以配套定位孔为基准、将顶板3与肋筋附梁4对应定位;
B、采用自锁式螺栓2A作为竖直向紧固件将顶板3与肋筋附梁4紧固定位:从顶板3与肋筋附梁4加工的工艺圆孔2-1处下放自锁式螺栓2A、调整自锁式螺栓2A上的锁止槽2A-1与螺栓卡槽2-2对位、将自锁式螺栓2A水平移动到螺栓卡槽2-2内,再借助螺母拧紧定位;然后完成所有自锁式螺栓的定位;本发明中还可以采用普通螺栓,施工方法与本步骤基本相同。采用自锁式螺栓2A的优点是在螺母紧固时防止螺栓同步转动,造成紧固不牢靠的现象。
[0019] C、在竖直向紧固件的上端焊接钢筋网I形成网架结构,在所述网架结构中及肋筋附梁4的腔室内浇注水泥混凝土,具体的立体结构参见图7。
[0020] 在另一实施例中,所述竖直向紧固件采用互锁式螺栓,所述互锁式螺栓自锁套筒5、和端膨胀螺栓杆2B,自锁套筒5上加工有2-4个伸缩缝,端膨胀螺栓杆2B端直径大于自锁套筒5的内径、且小于自锁套筒5外径,其结构参见图5。采用该互锁式螺栓时,在所述顶板3与肋筋附梁4上分别加工对应的定位孔,所述定位为圆形通孔。
[0021] 具体的施工工艺与第一实施例不同的是:
从顶板3及肋筋附梁4上所加工的定位孔处直接放入相互套装的自锁套筒5和端膨胀螺栓杆2B,使所述端膨胀螺栓杆2B的膨胀端位于肋筋附梁4定位孔的下方,然后借助螺母收紧端膨胀螺栓杆2B,由于自锁套筒5的硬度比端膨胀螺栓杆2B的硬度小,随着端膨胀螺栓杆2B的上升、其膨胀段扩张自锁套筒5的下端面形成端口定位,参见图6,可有效防止栓杆与螺母同步转动;然后完成所有互锁式螺栓的定位。

Claims (8)

1.一种小跨径的钢混复合桥梁板,由钢制组合骨架和混凝土复合而成,其特征在于所述钢混复合桥梁板包括复合顶板和肋筋附梁(4)两部分、并借助于竖直向紧固件形成一体结构。
2.根据权利要求1所述的小跨径的钢混复合桥梁板,其特征在于:所述复合顶板包括加工出平行肋筋(3-1)的顶板(3)和设在顶板(3)上方与竖直向紧固件自由端定位的钢筋网(I ),在钢筋网(I)的网架结构中浇注水泥混凝土。
3.根据权利要求1所述的小跨径的钢混复合桥梁板,其特征在于所述肋筋附梁(4)中的钢骨架由冷轧带钢、焊接成闭合梯形截面的管状结构,在管状结构的腔室内浇注混凝土。
4.根据权利要求2所述的小跨径的钢混复合桥梁板,其特征在于所述竖直向紧固件的采用螺栓或者自锁式螺栓(2A),该自锁式螺栓(2A)上加工有锁止槽(2A-1)、与顶板(3)和肋筋附梁(4)上加工出的螺栓卡槽(2-2)相匹配。
5.根据权利要求2所述的小跨径的钢混复合桥梁板,其特征在于所述竖直向紧固件采用互锁式螺栓,所述互锁式螺栓自锁套筒(5)、和端膨胀螺栓杆(2B),自锁套筒(5)上加工有2-4个伸缩缝,端膨胀螺栓杆(2B )端直径大于自锁套筒(5 )的内径、且小于自锁套筒(5 )外径。
6.根据权利要求4或5所述的小跨径的钢混复合桥梁板,其特征在于所述自锁式螺栓(2A)或端膨胀螺栓杆(2B)高出顶板(3) 2~10cm、末端与所述钢筋网(I)焊接。
7.—种小跨径的钢混复合桥梁板的施工工艺,所述钢混复合桥梁板的结构中包括借助竖直向紧固件连接的顶板(3)和肋筋附梁(4)两部分,顶板的上方设置与所述竖直向紧固件末端定位的钢筋网(1),其特征在于所述钢混组合桥梁板的施工工艺包括: A、将加工有配套连接孔的肋筋附梁(4)定位在临时支架上,然后以配套定位孔为基准、将顶板(3)与肋筋附梁(4)对应定位; B、所述定位孔包括工艺圆孔(2-1)及与工艺圆孔(2-1)连通的螺栓卡槽(2-2),采用自锁式螺栓(2A)作为竖直向紧固件将顶板(3)与肋筋附梁(4)紧固定位:从顶板(3)与肋筋附梁(4)加工的工艺圆孔(2-1)处下放自锁式螺栓(2A)、调整自锁式螺栓(2A)上的锁止槽(2A-1)与螺栓卡槽(2-2)对位、将自锁式螺栓(2A)水平移动到螺栓卡槽(2-2)内,再借助螺母拧紧定位; C、在竖直向紧固件的上端焊接钢筋网(I)形成网架结构,在所述网架结构中及肋筋附梁(4)的腔室内浇注水泥混凝土。
8.根据权利要求7所说的钢混复合桥梁板的施工工艺,其特征在于:在B步骤中采用互锁式螺栓、将顶板(3)与肋筋附梁(4)紧固定位:从顶板(3)及肋筋附梁(4)上所加工的定位孔处直接放入相互套装的自锁套筒(5)和端膨胀螺栓杆(2B),所述自锁套筒(5)的外径与定位孔直径匹配,端膨胀螺栓杆(2B)的端直径大于自锁套筒(5)的内径、且小于自锁套筒(5)外径,借助螺母收紧端膨胀螺栓杆(2B)、扩张自锁套筒(5)的下端面形成端口定位;然后完成所有互锁式螺栓的定位。
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