CN105064199B - 预制拼装钢桁腹混凝土组合桥梁及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种预制拼装钢桁腹混凝土组合桥梁及其制备方法，由多个预制钢桁腹组合梁单元拼装构成。预制钢桁腹组合梁单元包括有钢筋混凝土顶板、桁腹钢管、钢筋混凝土底板、连接桁腹钢管、钢套筒式节点和钢护套式节点，钢筋混凝土顶板和钢筋混凝土底板之间互相平行设置，在钢筋混凝土顶板和钢筋混凝土底板相对设置的侧面上分别设置有钢护套式节点。本发明的预制拼装钢桁腹混凝土组合桥梁与现有的悬臂浇筑和支架浇筑的钢桁腹混凝土组合桥梁相比，避免了现场桁腹钢管定位难度大、精确度低等问题，简化了操作流程，缩短了施工周期，从而节约了大量的人力成本，并且确保了工程质量。

Description

预制拼装钢桁腹混凝土组合桥梁及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种桥梁施工技术领域，尤其涉及一种预制拼装钢桁腹混凝土组合桥梁及其制备方法。

背景技术

钢桁腹预应力混凝土组合梁桥是一种新型组合结构桥梁，在构造上采用桁式钢腹杆代替混凝土箱梁中的混凝土腹板，将腹杆端部节点直接嵌固在混凝土翼板中，形成由混凝土顶板、桁腹钢管、混凝土底板、体外和体内预应力钢束共同工作的组合结构体系。

目前该桥梁的施工方法主要有悬臂浇筑和支架现浇两种，采用这两种方法施工时，由于桁腹钢管节点处构造比较复杂，其节段定位难度较大，节段之间现场连接精度很难控制，施工质量不易保证。

有鉴于上述现有的组合桥梁施工存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型预制拼装钢桁腹混凝土组合桥梁及其制备方法，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的主要目的在于，克服现有的组合桥梁存在的缺陷，而提供一种新型预制拼装钢桁腹混凝土组合桥梁及其制备方法，提高施工精度，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的预制拼装钢桁腹混凝土组合桥梁，由多个预制钢桁腹组合梁单元拼装构成。

更进一步的，前述的预制拼装钢桁腹混凝土组合桥梁，所述预制钢桁腹组合梁单元包括有钢筋混凝土顶板、桁腹钢管、钢筋混凝土底板、连接桁腹钢管、钢套筒式节点和钢护套式节点，

所述钢筋混凝土顶板和钢筋混凝土底板之间互相平行设置，在钢筋混凝土顶板和钢筋混凝土底板相对设置的侧面上分别设置有钢护套式节点，所述桁腹钢管通过与钢护套式节点连接将所述钢筋混凝土顶板和钢筋混凝土底板相连接；

所述连接桁腹钢管设置在钢筋混凝土顶板的钢护套式节点上，用于连接相邻的预制钢桁腹组合梁单元中的钢套筒式节点；

所述钢套筒式节点设置在钢筋混凝土底板上的钢护套式节点上，用于连接相邻预制钢桁腹组合梁单元中的连接桁腹钢管。

更进一步的，前述的预制拼装钢桁腹混凝土组合桥梁，在所述钢筋混凝土顶板和钢筋混凝土底板的同一端面分别设置有凸槽或凹槽，在另一端面分别设置有凹槽或凸槽，相邻两个预制钢桁腹组合梁单元之间的凹槽或凸槽连接形成混凝土铰。

更进一步的，前述的预制拼装钢桁腹混凝土组合桥梁，所述连接桁腹钢管为中空管状结构，在连接桁腹钢管设置在钢套筒式节点的内部设置有第一平钢板，所述第一平钢板表面设置有多个第一剪力钉，所述连接桁腹钢管设置在钢套筒式节点内部的侧壁上设置多个贯通孔。

更进一步的，前述的预制拼装钢桁腹混凝土组合桥梁，所述钢套筒式节点为组合式结构，包括有钢外套筒、钢内套筒和第二平钢板，

其中钢内套筒设置在钢外套筒内部，钢内套筒和钢外套筒底部固定设置有第二平钢板。

更进一步的，前述的预制拼装钢桁腹混凝土组合桥梁，在所述钢外套筒内侧面设置有第三剪力钉，所述钢内套筒外侧面设置有第四剪力钉，所述第二平钢板的外表面设置有第二剪力钉。

更进一步的，前述的预制拼装钢桁腹混凝土组合桥梁，所述钢外套筒一侧表面的下部设置有灌浆孔，所述钢外套筒另一侧表面的上部设置有验浆孔。

预制拼装钢桁腹混凝土组合桥梁的制备方法，包括如下操作步骤，

(1)在工厂制备预制钢桁腹组合梁单元；

(2)将预制钢桁腹组合梁单元运输到施工位置，现场组装；

(3)固定后得到预制拼装钢桁腹混凝土组合桥梁。

预制拼装钢桁腹混凝土组合桥梁的制备方法，所述(2)中，现场组装时，连接桁腹钢管设置在相邻预制钢桁腹组合梁单元内的钢套筒式节点内，两个相邻的预制钢桁腹组合梁单元组合为一个整体。

预制拼装钢桁腹混凝土组合桥梁的制备方法，在钢内套筒外表面与钢外套筒内表面之间设置有环氧沥青。

借由上述技术方案，本发明预制拼装钢桁腹混凝土组合桥梁及其制备方法至少具有下列优点：

(1)本发明的预制拼装钢桁腹混凝土组合桥梁与现有的悬臂浇筑和支架浇筑的钢桁腹混凝土组合桥梁相比，避免了现场桁腹钢管定位难度大、精确度低等问题，简化了操作流程，缩短了施工周期，从而节约了大量的人力成本，并且确保了工程质量。

(2)在钢内套筒和钢外套筒表面均设置有剪力钉，并且浇筑环氧沥青，形成环氧沥青销，增强连接强度。

(3)在连接桁腹钢管内部设置带剪力钉的平钢板可以加强连接桁腹钢管与钢套筒式节点的连接强度。

(4)连接桁腹钢管端部设置贯通孔，灌浆后在孔内形成混凝土销，能够增强连接桁腹钢管与钢套筒式节点的连接强度，从而增强预制梁单元直接的连接强度，保证了两相邻预制梁单元直接的整体性。

(5)钢外套筒下侧根部设置灌浆孔，上侧顶部设置验浆孔，可以确保灌浆的密实性，保证连接强度。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。

附图说明

图1为本发明预制拼装钢桁腹混凝土组合桥梁的结构示意图；

图2为预制钢桁腹组合梁单元结构示意图；

图3为节段拼装连接节点构造示意图；

图4为图2中A-A方向剖面图；

图中标记含义：1.预制钢桁腹组合梁单元，1-1.钢筋混凝土顶板，1-2.桁腹钢管，1-3.钢筋混凝土底板，2.混凝土铰，2-1.凸槽，2-2.凹槽，3.连接桁腹钢管，3-1.第一平钢板，3-2.第一剪力钉，3-3.贯通孔，4.钢套筒式节点，4-1.钢外套筒，4-2.钢内套筒，4-3.第二平钢板，4-4.第二剪力钉，4-5.第三剪力钉，4-6.第四剪力钉，4-7.灌浆孔，4-8.验浆孔，4-9.环氧沥青，4-10.环状硅酮密封胶，4-11.钢护套式节点。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,对依据本发明提出的预制拼装钢桁腹混凝土组合桥梁及其制备方法其具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。

实施例1

如图1～4所示本发明的预制拼装钢桁腹混凝土组合桥梁结构示意图，包括有预制钢桁腹组合梁单元1、钢筋混凝土顶板1-1、桁腹钢管1-2、钢筋混凝土底板1-3、混凝土铰2、凸槽2-1、凹槽2-2、连接桁腹钢管3、第一平钢板3-1、第一剪力钉3-2、贯通孔3-3、钢套筒式节点4、钢外套筒4-1、钢内套筒4-2、第二平钢板4-3、第二剪力钉4-4、第三剪力钉4-5、第四剪力钉4-6、灌浆孔4-7、验浆孔4-8、环氧沥青4-9、环状硅酮密封胶4-10和钢护套式节点4-11。

本发明的预制拼装钢桁腹混凝土组合桥梁是由多个预制钢桁腹组合梁单元1互相组合形成。预制钢桁腹组合梁单元1又包括有钢筋混凝土顶板1-1、桁腹钢管1-2、钢筋混凝土底板1-3、连接桁腹钢管3、钢套筒式节点4和钢护套式节点4-11，钢筋混凝土顶板1-1和钢筋混凝土底板1-3之间互相平行设置，在钢筋混凝土顶板1-1和钢筋混凝土底板1-3相对设置的侧面上分别设置有钢护套式节点4-11，桁腹钢管1-2通过与钢护套式节点4-11连接将钢筋混凝土顶板1-1和钢筋混凝土底板1-3相连接。

连接桁腹钢管3设置在钢筋混凝土顶板1-1的钢护套式节点4-11上，用于连接相邻的预制钢桁腹组合梁单元1中的钢套筒式节点4，钢套筒式节点4设置在钢筋混凝土底板1-3上的钢护套式节点4-11上，用于连接相邻预制钢桁腹组合梁单元1中的连接桁腹钢管3，所述连接桁腹钢管3为中空管状结构，在连接桁腹钢管3设置在钢套筒式节点4的内部设置有第一平钢板3-1，第一平钢板3-1表面设置有多个第一剪力钉3-2，连接桁腹钢管3设置在钢套筒式节点4内部的侧壁上设置多个贯通孔3-3。

钢套筒式节点4为组合式结构，包括有钢外套筒4-1、钢内套筒4-2和第二平钢板4-3，其中钢内套筒4-2设置在钢外套筒4-1内部，钢内套筒4-2和钢外套筒4-1底部固定设置有第二平钢板4-3。在钢外套筒4-1内侧面设置有第三剪力钉4-5，钢内套筒4-2外侧面设置有第四剪力钉4-6，第二平钢板4-3的外表面设置有第二剪力钉4-4。钢外套筒4-1一侧表面的下部设置有灌浆孔4-7，钢外套筒4-1另一侧表面的上部设置有验浆孔4-8。在连接桁腹钢管内部设置带剪力钉的平钢板可以加强连接桁腹钢管与钢套筒式节点的连接强度。

在钢筋混凝土顶板1-1和钢筋混凝土底板1-3的同一端面分别设置有凸槽2-1或凹槽2-2，在另一端面分别设置有凹槽2-2或凸槽2-1，相邻两个预制钢桁腹组合梁单元1之间的凹槽2-2或凸槽2-1连接形成混凝土铰2。

施工时，首先在工厂制备预制钢桁腹组合梁单元1；再将预制钢桁腹组合梁单元1运输到施工位置，现场组装，将一个预制钢桁腹组合梁单元1中的凸槽2-1与相邻预制钢桁腹组合梁单元1中的凹槽2-2相配合初步定位。将预制钢桁腹梁单元上的连接桁腹钢管3嵌入到钢套筒式节点4内，使相邻两预制钢桁腹组合梁单元1形成一个整体。由钢外套筒4-1下侧根部的灌浆孔4-7往钢套筒式节点4内灌填充材料环氧沥青4-9，灌浆结束后从钢外套筒4-1上侧顶部验浆孔4-8检查灌浆是否密实，检验合格后，在钢外套筒4-1与连接桁腹钢管3的连接端面处设置有环状硅酮密封胶4-10进行密封。在钢内套筒和钢外套筒表面均设置有剪力钉，并且浇筑环氧沥青，形成环氧沥青销，增强连接强度。在成型过程中首先将连接桁腹钢管3嵌入到相邻的钢套筒式节点4内，实现两个相邻的预制钢桁腹组合梁单元1初步定位，接着钢筋混凝土顶板1-1和钢筋混凝土底板1-3一侧的凸槽2-1与凹槽2-2与相邻的凹槽2-2或凸槽2-1相连接形成凝土铰2，进一步定位，连接更加牢固。

本发明的预制拼装钢桁腹混凝土组合桥梁与现有的悬臂浇筑和支架浇筑的钢桁腹混凝土组合桥梁相比，避免了现场桁腹钢管定位难度大、精确度低等问题，简化了操作流程，缩短了施工周期，从而节约了大量的人力成本，并且确保了工程质量。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种预制拼装钢桁腹混凝土组合桥梁，其特征在于：由多个预制钢桁腹组合梁单元（1）拼装构成；

所述预制钢桁腹组合梁单元（1）包括有钢筋混凝土顶板（1-1）、桁腹钢管（1-2）、钢筋混凝土底板（1-3）、连接桁腹钢管（3）、钢套筒式节点（4）和钢护套式节点（4-11），所述钢筋混凝土顶板（1-1）和钢筋混凝土底板（1-3）之间互相平行设置，在钢筋混凝土顶板（1-1）和钢筋混凝土底板（1-3）相对设置的侧面上分别设置有钢护套式节点（4-11），所述桁腹钢管（1-2）通过与钢护套式节点（4-11）连接将所述钢筋混凝土顶板（1-1）和钢筋混凝土底板（1-3）相连接；

所述连接桁腹钢管（3）设置在钢筋混凝土顶板（1-1）的钢护套式节点（4-11）上，用于连接相邻的预制钢桁腹组合梁单元（1）中的钢套筒式节点（4）；

所述钢套筒式节点（4）设置在钢筋混凝土底板（1-3）上的钢护套式节点（4-11）上，用于连接相邻预制钢桁腹组合梁单元（1）中的连接桁腹钢管（3）。

2.根据权利要求 1 所述的预制拼装钢桁腹混凝土组合桥梁，其特征在于：在所述钢筋混凝土顶板（1-1）和钢筋混凝土底板（1-3）的同一端面分别设置有凸槽（2-1）或凹槽（2-2），在另一端面分别设置有凹槽（2-2）或凸槽（2-1），相邻两个预制钢桁腹组合梁单元（1）之间的凹槽（2-2）或凸槽（2-1）连接形成混凝土铰（2）。

3.根据权利要求 1 所述的预制拼装钢桁腹混凝土组合桥梁，其特征在于：所述连接桁腹钢管（3）为中空管状结构，在连接桁腹钢管（3）设置在钢套筒式节点（4）的内部设置有第一平钢板（3-1），所述第一平钢板（3-1）表面设置有多个第一剪力钉（3-2），所述连接桁腹钢管（3）设置在钢套筒式节点（4）内部的侧壁上设置多个贯通孔（3-3）。

4.根据权利要求 3 所述的预制拼装钢桁腹混凝土组合桥梁，其特征在于：所述钢套筒式节点（4）为组合式结构，包括有钢外套筒（4-1）、钢内套筒（4-2）和第二平钢板（4-3），其中钢内套筒（4-2）设置在钢外套筒（4-1）内部，钢内套筒（4-2）和钢外套筒（4-1）底部固定设置有第二平钢板（4-3）。

5.根据权利要求4所述的预制拼装钢桁腹混凝土组合桥梁，其特征在于：在所述钢外套筒（4-1）内侧面设置有第三剪力钉（4-5），所述钢内套筒（4-2）外侧面设置有第四剪力钉（4-6），所述第二平钢板（4-3）的外表面设置有第二剪力钉（4-4）。

6.根据权利要求 4 或 5 所述的预制拼装钢桁腹混凝土组合桥梁，其特征在于：所述钢外套筒（4-1）一侧表面的下部设置有灌浆孔（4-7），所述钢外套筒（4-1）另一侧表面的上部设置有验浆孔（4-8）。

7.预制拼装钢桁腹混凝土组合桥梁的制备方法，其特征在于：包括如下操作步骤，

（1）在工厂制备预制钢桁腹组合梁单元（1）；

（2）将预制钢桁腹组合梁单元（1）运输到施工位置，现场组装；

（3）固定后得到预制拼装钢桁腹混凝土组合桥梁。

8.根据权利要求 7 所述的预制拼装钢桁腹混凝土组合桥梁的制备方法，其特征在于：所述（2）中，现场组装时，连接桁腹钢管（3）设置在相邻预制钢桁腹组合梁单元（1）内的钢套筒式节点（4）内，两个相邻的预制钢桁腹组合梁单元（1）组合为一个整体。

9.根据权利要求7所述的预制拼装钢桁腹混凝土组合桥梁的制备方法，其特征在于：在钢内套筒（4-2）外表面与钢外套筒（4-1）内表面之间设置有环氧沥青（4-9）。