CN106192717B - 桥梁钢混结合段及其安装方法 - Google Patents

桥梁钢混结合段及其安装方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种桥梁钢混结合段,其包括:方体框架,其由一对平行布置的上弦杆、正交连接在所述一对上弦杆之间的一对上横联、一对通过竖杆与所述上弦杆平行连接的下弦杆、正交连接在所述一对下弦杆之间的一对下横联组成、异性桥面板、底板;本发明提供一种钢混结合段的安装方法,其包括以下步骤:在斜拉桥预设的安装位置搭设拼装托架;在所述拼装托架上搭设钢混结合段的拼装胎架;将所述钢混结合段的各个构件吊装到所述拼装胎架上进行拼接;对所述钢混结合段的钢筋段进行混凝土浇注;对拼接好的钢混结合段进行预应力张拉。通过上述方案,可有效地减少人工误差、因精度不同而导致的调整误差,同时节省工时,降低生产成本。

Description

桥梁钢混结合段及其安装方法
技术领域
本发明涉及一种路桥施工技术,尤其涉及一种桥梁钢混结合段及其安装方法。
背景技术
随着国内桥梁的不断发展,钢混结合桥梁构造形式得到广泛应用,钢混结合段即为钢梁与混凝土梁两种结构的过渡段。在实际施工过程中,通常是定位钢混结合段后,进行混凝土的浇筑。其中,对钢混结合段精度的调整则是在拼装胎架上进行,但由于钢混结合段通常重量大、体积大而且安装位置空间小,操作困难,存在定位精度调整难的问题。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种可减少误差,更便捷施工的桥梁钢混结合段的结构及施工方法。
为了实现上述目的,本发明提供以下技术方案:
一种桥梁钢混结合段,其包括:方形框架,其由一对平行布置的上弦杆、正交连接在所述一对上弦杆之间的一对上横联、一对通过竖杆与所述上弦杆平行连接的下弦杆、正交连接在所述一对下弦杆之间的一对下横联组成;其中,定义钢桁架节段延伸方向为前端,每个所述上弦杆分别设置连接所述上横联和竖杆的靠近前端的上前节点和靠近后端的上后节点,每个所述下弦杆分别设置连接所述下横联和竖杆的靠近前端的下前节点和靠近后端的下后节点;异性桥面板,以所述上前节点为前端边界铺设在所述一对上弦杆之间;底板,以所述下前节点为前端边界铺设在所述一对下弦杆之间。
其中,所述上前节点、下前节点分别通过竖向设置的竖向突缘以及横向设置的横向突缘实现。
其中,所述竖向突缘、横向突缘与杆件之间以嵌套的方式连接。
其中,所述上横联包括连接在上前节点横向突缘并且设置有加劲肋的前端上横联以及连接在上后节点的后端上横联;所述下横联包括连接在下前节点横向突缘的前端下横联以及连接在下后节点的后端下横联。
优选地,所述钢混结合段还包括正交连接在所述前端上横联、前端下横联之间的横联竖杆以及非正交连接在所述前端上横联、前端下横联之间的横联斜杆。
进一步地,所述前端上横联、前端下横联均设置有多个与所述横联竖杆与横联斜杆连接的节点板。
其中,所述底板由倒T形加劲肋并排组成。
优选地,不同长度的所述倒T形加劲肋的一端与所述后端下横联连接,另一端指向所述前端下横联并且相邻的端面之间形成所述底板的构造轮廓线。
进一步地,所述构造轮廓线基于所述前端下横联部分内陷形成轮廓曲线,所述轮廓曲线包括两个关于顺桥向对称的圆滑的“V”形曲线。
其中,所述异性桥面板包括桥面板、横桥向支撑在所述桥面板下方的次横梁、若干与所述次横梁正交连接的纵梁,以及布设在所述桥面板下表面的U形加劲肋。
进一步地,所述桥面板的前端还设有钢承压板用于连接混凝土梁段和钢桁架梁段。
其中,所述竖杆包括连接在上前节点和下前节点之间的前端竖杆,还包括连接在上后节点和下后节点之间的后端竖杆。
进一步地,所述后端竖杆分别在所述上弦杆和下弦杆之间设置加劲腹板。
一种斜拉桥钢混结合段的安装方法,其包括以下步骤:(1)在斜拉桥预设的安装位置搭设拼装托架;(2)在所述拼装托架上搭设钢混结合段的拼装胎架;(3)将所述钢混结合段的各个构件吊装到所述拼装胎架上进行拼接;(4)对所述钢混结合段的钢筋段进行混凝土浇注;(5)对拼接好的钢混结合段进行预应力张拉。
其中,所述斜拉桥预设的安装位置为索塔下横梁。
其中,所述拼装托架包括若干并排的向主跨侧伸出的预埋于所述索塔下横梁的三角托架。
其中,所述拼装胎架包括用于承托所述钢混结合段底板的承托架和用于承托所述钢混结合段下弦杆和下横联的支撑钢管;所述拼装胎架由所述三角托架支撑。
其中,所述承托架由所述下横联延伸至所述三角托架上;所述支撑钢管布设在所述三角托架上。
优选地,所述承托架的外轮廓与所述钢混结合段底板的外轮廓一致。
其中,所述钢混结合段采用如权利要求1所述的钢混结合段,所述步骤(3)中,该钢混结合段的拼接包括以下步骤:(3.1)吊装所述下弦杆到所述拼装胎架上并进行调平;(3.2)吊装所述下横联和底板到所述拼装胎架上与所述下弦杆拼接以形成下平面;(3.3)吊装所述竖杆到所述下平面上方以与所述下平面进行拼接;(3.4)吊装所述上弦杆和上横联到所述竖杆上方进行拼接以形成上平面;(3.5)吊装所述异性桥面板到所述上平面以进行拼接。
其中,所述吊装工序通过塔吊和/或汽车吊机实现。
其中,所述步骤(5)中,所述预应力张拉具体为在所述钢混结合段安装钢绞线并进行张拉。
进一步地,还包括在所述索塔下横梁与所述钢混结合段之间设置临时锚固结构,以对后续拼接的主梁进行竖向限位、横向限位及纵向限位。
相比现有技术,本发明的方案具有以下优点:
(1)本发明的钢混结合段由不同材质的杆件设计成为一个方体框架,在需要加强劲度或在保证安全情况下节省了工程成本,以及提高了结构的稳定性;
(2)本发明的钢混结合段使混凝土段和钢结构段有机地一体连接,减少了两部分在对接时因不同精度的需求和人工造成的误差,同时节省了工时,提高了施工效率;
(3)本发明的钢混结合段中的底板设计为由倒T形加劲肋并排设计,并且优选地根据实际需求设计出曲线构造轮廓,可以解决边跨与主跨刚度要求不同而施工困难的问题,同时进一步提高了底板的稳定性。
(4)本发明的钢混结合段的安装方法中,利用了索塔下横梁设置了预埋件设托架,底板的支撑更是采用了组合式胎架作为支撑,该一系列的支撑结构进一步地提高了施工的稳定性和精确度,降低了施工过程的危险性。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,这些将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1为本发明的钢混结合段的主视结构示意图。
图2为本发明的钢混结合段中下弦杆的主视结构示意图。
图3为本发明的钢混结合段中横联组合结构示意图。
图4为本发明的钢混结合段的左视图。
图5为本发明的钢混结合段异性桥面板的主视结构示意图。
图6为本发明的钢混结合段安装方法实施例中的结构示意图。
图7为本发明的钢混结合段安装方法实施例中的吊装方法示意图。
图8为本发明的钢混结合段安装方法中步骤3的吊装过程示意图,示出下弦杆调平后的状态。
图9为本发明的钢混结合段安装方法中步骤3的吊装过程示意图,示出下平面拼装完成的结构图。
图10为本发明的钢混结合段安装方法中步骤3的吊装过程示意图,示出竖杆和斜杆与下平面拼装的结构图。
图11为本发明的钢混结合段安装方法中步骤3的吊装过程示意图,示出在图10的基础上拼接上弦杆和上横梁的结构图。
图12为本发明的钢混结合段安装方法中步骤3的吊装过程示意图,示出异性桥面板拼装后的结构图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能解释为对本发明的限制。
参考图1,本发明的桥梁钢混结合段中,在本实施例,该钢混结合段至少包括一对平行布置的上弦杆11、正交连接在所述一对上弦杆11之间的一对上横联21(其中一条上横联未图示)、一对通过竖杆3与所述上弦杆11平行连接的下弦杆12、正交连接在所述一对下弦杆12之间的一对下横联22、铺设在所述一对上弦杆11之间的异性桥面板4以及铺设在一对下弦杆12之间的底板5。由上述部分组成的钢混结合段为一方体框架,该方体框架的设计进一步增强了结构的稳定性。
定义钢桁架节段延伸方向为前端(即,图1中的右侧),反之为后端(即,图1中的左侧),结合图2,每个所述上弦杆11分别设置连接所述上横联21和竖杆3的靠近前端的上前节点(未图示)和靠近右端的上后节点(未图示);每个所述下弦杆12分别设置连接所述下横联22和竖杆3的靠近前端的下前节点121和靠近后端的下后节点122。通过布设在不同位置的节点,可以更好地接合所述方体框架下的杆件,进一步加固框架的稳定性,同时在各杆件结合的过程中,减少了工人测量杆件安装位置的时间,在一定程度上提高了施工的效率,且可进一步精确安装的位置。
其中,所述上弦杆11、下弦杆12、上横联21、下横联22、竖杆3均成对使用。
如图1,由两根杆件构成的一对上弦杆11、下弦杆12所包括的两根杆件具有相同的结构;结合图2,以下弦杆12为例说明该结构。所述下弦杆12设置有连接所述下横联22和竖杆3的靠近前端的下前节点121和靠近后端的下后节点122,所述下前节点121包括用于与竖杆3连接的竖向设置的竖向突缘1211,以及用于与下横联22连接的横向设置的横向突缘1212。其中,竖向突缘1211和横向突缘1212与杆件之间均以嵌套方式进行连接。
而同样由两根杆件构成的一对上横联21、下横联22所包括的两根杆件具有不同的结构,结合图1和图3,以下分别对具有不同结构的两对横联包括的两根杆件进行说明。所述上横联21包括与所述一对上弦杆11的上前节点横向突缘连接的,并且内部设置有加劲肋的前端上横联211,以及与所述一对上弦杆11上后节点连接的后端上横联(未图示)。所述下横联22包括与所述一对下弦杆12的下前节点121的横向突缘1212连接的前端下横联221,以及与所述一对下弦杆12的下后节点122连接的后端下横联222。
所述竖杆3由连接在上前节点和下前节点121之间的前端竖杆31,以及连接在上后节点和下后节点122之间的后端竖杆组成,所述前端竖杆31和后端竖杆32的结构不相同。进一步的,结合附图1和图4,所述前端竖杆31与所述下前节点121竖向突缘1211以及上前节点竖向突缘嵌套连接;所述后端竖杆32分别在所述上弦杆11和下弦杆12之间设置加劲肋腹板321(通过比较图1和图4,可清楚得出进一步设置加劲肋腹板321的后端竖杆32的结构区别)。将所述布设加劲肋的腹板设计为竖杆3可以有效增强该钢混结合段纵向方向上的承压能力,使该钢混结合段吊装到桥梁上与其边跨和中跨相接时,更好地从混凝土部分过渡到钢桁梁部分,不容易发生断裂以及可以减少因为安装的精确度所带来的一系列隐患。
优选的,在本实施例中,所述前端竖杆31及前端下横联221采用箱形截面结构,可以进一步加强该钢混结合段的稳定性。
所述方体框架在上述的杆件下拼接而成,上述杆件根据工程需要选取结构相同或结构不相同的进行组合,在需要加强劲度或在保证安全情况下节省工程成本时,对应选取最为优选的杆件结构。
优选的,如图3,所述钢混结合段的横联组合还包括正交连接在所述前端上横联211、前端下横联221之间的横联竖杆231和非正交连接在所述前端上横联211、前端下横联221之间的横联斜杆232。所述横联组合还包括用于与所述横联竖杆231和横联斜杆232嵌套连接的节点板24。具体的,所述横联组合至少包括由两根横联斜杆232以及一根横联竖杆231组成的一组腹杆结构,该结构可以进一步增强钢混结合段的劲度,通过在横联之间架设腹杆的形式,增加结构的稳定性,同步减少了因为在调整整体框架结构时的精度误差。
其中,结合图1,所述底板5由倒T形加劲肋51并排组成。优选的,所述底板5可由不同长度的倒T形加劲肋51并排组成,其中一段与所述后端下横联222连接,另一端指向所述前端下横联221,其中相邻的端面之间形成所述底板5的构造轮廓线。优选的,所述底板5的构造轮廓线为轮廓曲线,该轮廓曲线由所述前端下横联221部分内陷形成,包括两个关于顺桥向对称的圆滑的“V”形曲线。由图1可见,所述底板5的构造轮廓线从钢桁架节段延伸方向看,所述两个关于顺桥向对称的圆滑的“V”形曲线,也可理解为一个圆滑的“M”形曲线。由于该钢混结合段用于连接边跨主梁以及中跨主梁,且边跨主梁与中跨主梁刚度相差较大,为保证可以在此连接点上更好地过渡而设计的上述带有“V”形轮廓曲线的倒T形加劲肋51,并布设于底板5上,进一步加强底板的刚度。
其中,如图5,所述异性桥面板4包括与所述上弦杆11顶面平齐的桥面板44、横桥向支撑在所述桥面板下方的次横梁43、若干与所述次横梁43正交连接的纵梁42,以及布设在所述桥面板44下表面的U形加劲肋41。进一步的,所述桥面板44的前端还设有用于连接混凝土梁段和钢桁架梁段的钢承压板(未图示),加设所述钢承压板可以进一步加固边跨与中跨的过渡段。其中优选的,所述纵梁42为倒T型纵梁。
以下结合附图和具体实施方式对本发明的钢混结合段的安装方法作进一步的详细描述。
结合图1、2、6,本发明的桥梁钢混结合段的安装方法可以应用在比如某大桥的建设中,具体实施步骤包括如一下:
(1)在斜拉桥预设的安装位置搭设拼装托架;
所述斜拉桥预设的安装位置为索塔下横梁61。所述拼装托架包括若干并排的向主跨侧伸出的预埋于所述索塔下横梁61的三角托架62;所述三角托架62由垂直插入索塔下横梁61上方的横向垫板621及斜向支撑在横向垫板621和索塔下横梁61的斜向支撑杆622组成。进一步地,为加固所述三角托架62的稳定性,在索塔下横梁61及斜向支撑杆622之间还布设有横向支撑杆623。
(2)在所述拼装托架上搭设钢混结合段的拼装胎架;
所述拼装胎架63包括用于承托所述钢混结合段底板5的承托架和用于承托所述钢混结合段下弦杆12和下横联22的支撑钢管;所述拼装胎架由所述三角托架62支撑。进一步地,所述承托架由所述下横联22延伸至所述三角托架62上;所述支撑钢管布设在所述三角托架62上。优选地,所述承托架的外轮廓与所述钢混结合段底板5的外轮廓一致,即所述承托架的外轮廓与所述底板5的构造轮廓线一致,为由两个顺桥向连接的圆滑“V”形曲线构成;更进一步地,所述承托架的外轮廓可根据实际需要稍微调整其大小,使其大于或小于所述底板5的构造轮廓线所圈定的范围。
(3)将所述钢混结合段的各个构件吊装到所述拼装胎架上进行拼装;
其中,所述钢混结合段的拼接方法包括以下步骤:
(3.1)如图8,吊装所述下弦杆12到所述拼装胎架63上并进行调平;所述调平为采用螺旋千斤顶进行微调;
(3.2)如图9,吊装所述下横联22和底板5到所述拼装胎架63上与所述下弦杆12拼接形成下平面;主要为通过所述拼装胎架63先定位下横联22,再依次吊装定位底板5,而后将此步中吊装的杆件与步骤(3.1)中已完成吊装并定位的下弦杆12进行拼装;
(3.3)如图10,吊装所述竖杆3到所述下平面上方以与所述下平面进行拼接;此步骤中,还包括吊装横联组合,即横联竖杆231和横联斜杆232;
(3.4)如图11,吊装所述上弦杆11和上横联21到所述竖杆3上方进行拼接形成上平面;此步骤为依次吊装钢桁架左右两边的上弦杆11进行定位后,吊装上横联21并与所述上弦杆11拼接后定位;
(3.5)如图12,吊装所述异性桥面板4到所述上平面进行拼接。
其中,结合图7,所述吊装工序通过塔吊7和/或汽车吊机实现。
(4)对所述钢混结合段的钢筋段进行浇注混凝土;
此步骤中,还包括步骤:对刚拼接结束的钢混结合段进行整体焊接并进行探伤,合格后对其进行浇注。所述浇注混凝土包括钢混段钢筋绑扎及砼浇灌。
(5)对拼接好的钢混结合段进行预应力张拉。
所述预应力张拉具体为在所述钢混结合段安装钢绞线,并进行张拉。进一步地,该步骤下的安装方法还包括在所述索塔下横梁61与所述钢混结合段之间设置临时锚固结构,以对后续拼接的主梁进行竖向限位、横向限位及纵向限位。所述临时锚固结构包括在索塔下横梁61中预埋的钢筋以及临时支座。
由于所述钢混结合段为散拼节段,杆件分段节段多,由于前期对上横梁的施工,部分的杆件无法进行一次吊装就位,施工时须注意安装的顺序。本实施例中在施工前在所述钢混结合段拼装托架上搭设拼装胎架,有利于进一步对所述钢混结合段的限定。
所述进行调平在本实施例中,采用螺旋千斤顶来进行微调。
以上所述仅是本发明的部分实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (22)

1.一种桥梁钢混结合段,其特征在于,其包括:
方形框架,其由一对平行布置的上弦杆、正交连接在一对所述上弦杆之间的一对上横联、一对通过竖杆与所述上弦杆平行连接的下弦杆、正交连接在一对所述下弦杆之间的一对下横联组成;其中,定义钢桁架节段延伸方向为前端,每个所述上弦杆分别设置连接所述上横联和竖杆的靠近前端的上前节点和靠近后端的上后节点,每个所述下弦杆分别设置连接所述下横联和竖杆的靠近前端的下前节点和靠近后端的下后节点;
异性桥面板,以所述上前节点为前端边界铺设在一对所述上弦杆之间;
底板,以所述下前节点为前端边界铺设在一对所述下弦杆之间。
2.根据权利要求1所述的桥梁钢混结合段,其特征在于,所述上前节点、下前节点分别通过竖向设置的竖向突缘以及横向设置的横向突缘实现。
3.根据权利要求2所述的桥梁钢混结合段,其特征在于,所述竖向突缘、横向突缘与杆件之间以嵌套的方式连接。
4.根据权利要求2所述的桥梁钢混结合段,其特征在于,所述上横联包括连接在上前节点横向突缘并且设置有加劲肋的前端上横联以及连接在上后节点的后端上横联;所述下横联包括连接在下前节点横向突缘的前端下横联以及连接在下后节点的后端下横联。
5.根据权利要求4所述的桥梁钢混结合段,其特征在于,所述钢混结合段还包括正交连接在所述前端上横联、前端下横联之间的横联竖杆以及非正交连接在所述前端上横联、前端下横联之间的横联斜杆。
6.根据权利要求5所述的桥梁钢混结合段,其特征在于,所述前端上横联、前端下横联均设置有多个与所述横联竖杆与横联斜杆连接的节点板。
7.根据权利要求4所述的桥梁钢混结合段,其特征在于,所述底板由倒T形加劲肋并排组成。
8.根据权利要求7所述的桥梁钢混结合段,其特征在于,不同长度的所述倒T形加劲肋的一端与所述后端下横联连接,另一端指向所述前端下横联并且相邻的端面之间形成所述底板的构造轮廓线。
9.如权利要求8所述的桥梁钢混结合段,其特征在于,所述构造轮廓线基于所述前端下横联部分内陷形成轮廓曲线,所述轮廓曲线包括两个关于顺桥向对称的圆滑的“V”形曲线。
10.根据权利要求1所述的桥梁钢混结合段,其特征在于,所述异性桥面板包括桥面板、横桥向支撑在所述桥面板下方的次横梁、若干与所述次横梁正交连接的纵梁,以及布设在所述桥面板下表面的U形加劲肋。
11.根据权利要求10所述的桥梁钢混结合段,其特征在于,所述桥面板的前端还设有钢承压板用于连接混凝土梁段和钢桁架梁段。
12.根据权利要求1所述的桥梁钢混结合段,其特征在于,所述竖杆包括连接在上前节点和下前节点之间的前端竖杆,还包括连接在上后节点和下后节点之间的后端竖杆。
13.根据权利要求12所述的桥梁钢混结合段,其特征在于,所述后端竖杆分别在所述上弦杆和下弦杆之间设置加劲腹板。
14.一种斜拉桥钢混结合段的安装方法,其特征在于,其包括以下步骤:
(1)在斜拉桥预设的安装位置搭设拼装托架;
(2)在所述拼装托架上搭设钢混结合段的拼装胎架;
(3)将所述钢混结合段的各个构件吊装到所述拼装胎架上进行拼接;所述钢混结合段采用如权利要求1所述的钢混结合段,所述拼接包括步骤:
吊装所述下弦杆到所述拼装胎架上,并进行调平;
吊装所述下横联和底板到所述拼装胎架上与所述下弦杆拼接以形成下平面;
吊装所述竖杆到所述下平面上方以与所述下平面进行拼接;
吊装所述上弦杆和上横联到所述竖杆上方进行拼接以形成上平面;
吊装所述异性桥面板到所述上平面以进行拼接;
(4)对所述钢混结合段的钢筋段进行混凝土浇注;
(5)对拼接好的钢混结合段进行预应力张拉。
15.根据权利要求14所述的斜拉桥钢混结合段的安装方法,其特征在于,所述斜拉桥预设的安装位置为索塔下横梁。
16.根据权利要求15所述的斜拉桥钢混结合段的安装方法,其特征在于,所述拼装托架包括若干并排的向主跨侧伸出的预埋于所述索塔下横梁的三角托架。
17.根据权利要求16所述的斜拉桥钢混结合段的安装方法,其特征在于,所述拼装胎架包括用于承托所述钢混结合段底板的承托架和用于承托所述钢混结合段下弦杆和下横联的支撑钢管;所述拼装胎架由所述三角托架支撑。
18.根据权利要求17所述的斜拉桥钢混结合段的安装方法,其特征在于,所述承托架由所述下横联延伸至所述三角托架上;所述支撑钢管布设在所述三角托架上。
19.根据权利要求17所述的斜拉桥钢混结合段的安装方法,其特征在于,所述承托架的外轮廓与所述钢混结合段底板的外轮廓一致。
20.根据权利要求14所述的斜拉桥钢混结合段的安装方法,其特征在于,所述吊装工序通过塔吊和/或汽车吊机实现。
21.根据权利要求15所述的斜拉桥钢混结合段的安装方法,其特征在于,所述步骤(5)中,所述预应力张拉具体为在所述钢混结合段安装钢绞线并进行张拉。
22.根据权利要求21所述的斜拉桥钢混结合段的安装方法,其特征在于,还包括在所述索塔下横梁与所述钢混结合段之间设置临时锚固结构,以对后续拼接的主梁进行竖向限位、横向限位及纵向限位。
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