CN107905084B - Rpc钢桁组合桥面和连续梁桥 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种RPC钢桁组合桥面和连续梁桥，所述RPC钢桁组合桥面包括桁箱型梁，桁箱型梁包括顶板、设于底部的下翼板和设于两侧的两块腹板，两块腹板下部两侧分别固接有RPC加劲部，RPC加劲部包括底模板和RPC层，底模板一端固接于腹板下部，另一端沿桁箱型梁两侧的方向向外延伸，RPC层填充于底模板、腹板和下翼板两侧围合成的区域内，腹板上垂直固接有小横梁，小横梁上固接有桥面钢底板，桥面钢底板上浇筑有RPC桥面板。本发明的双层桥面中下层桥面为上述的RPC钢桁组合桥面。本发明双层连续梁桥的桥面为上述RPC钢桁组合双层桥面。本发明具有强度高、重量轻、承重好、抗疲劳、寿命长等优点。
Description
技术领域
本发明属于桥梁结构领域，尤其涉及RPC钢桁组合桥面和连续梁桥。
背景技术
现有公路和城市桥梁大多为单层平面桥，这种桥梁在通行时机动车、非机动车和行人会相互干扰，不仅影响了过江速度，也使出行显得十分不安全，尤其是随着近年来网约共享单车的迅速发展，自行车已经成为人们日常出行必不可少的交通工具，但在使用自行车过江时常会面临无特定自行车道而不安全，以及上桥爬坡困难等问题，因此这种形式的桥梁不符合未来交通的发展趋势。为了解决这一问题，可以加大桥宽并修建左、右两幅桥，使桥面总宽达到34~40m，但是这一结构造价较高且施工困难，相比之下具有上下两层的双层桥更具有优势。
双层桥最初是用于轨道交通和公路的通行，如1957年建成的等高双层公铁两用的武汉长江大桥，1968年建成的变高双层公铁两用的南京长江大桥以及1993年建成的带拱双层公铁两用的江西九江长江大桥。近些年来钢桁架双层桥逐渐在城市桥梁中得到推广，如我国首座公路和市政共用悬索加劲双层钢桁架桥（208m东莞东江大桥），以及市政和轨道共用斜拉加劲双层桥（462m重庆粉房弯大桥）等，这些桥梁往往都需要外构加劲，实践表明，斜拉桥的拉索一般每20年都需要更换，后期维护费用十分昂贵，因此无斜拉、悬索等外构加劲的传统双层桁架桥重新得到人们的重视。
随着中国车辆数量急剧增长，其中超重车的数目也不断攀升，这对桥梁的承重能力和抗疲劳性能提出了更高的要求，对于无外构加劲的传统双层桁架桥更是一个挑战。活性粉末砼（Reactive Powder Concrete）作为一种高密度、高强度、高耐久性和稳定性完好的水泥基础材料，相对于普通砼来说，其强度已提高了3~4倍，弹性模量也大1.5倍，因此可以考虑将RPC应用于双层桁架桥梁结构中以提高桥梁的承重能力和抗疲劳能性能。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种强度高、重量轻、承重好、抗疲劳、寿命长的RPC钢桁组合桥面和连续梁桥。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种RPC钢桁组合桥面，包括桁箱型梁，所述桁箱型梁包括顶板、设于底部的下翼板和设于两侧的两块腹板，所述两块腹板下部两侧分别固接有RPC加劲部，所述RPC加劲部包括底模板和RPC层，所述底模板一端固接于腹板下部，另一端沿桁箱型梁两侧的方向向外延伸，所述RPC层填充于底模板、腹板和下翼板两侧围合成的区域内，所述腹板上垂直固接有小横梁，所述小横梁上固接有桥面钢底板，所述桥面钢底板上浇筑有RPC桥面板。
上述的RPC钢桁组合桥面，优选的，所述底模板、腹板、下翼板和桥面钢底板上均匀设置有栓钉，所述RPC层和RPC桥面板中设有用于加劲的钢筋网。
上述的RPC钢桁组合桥面，优选的，所述底模板倾斜于水平方向设置，使所述RPC加劲部靠近桁箱型梁一端较厚，且RPC加劲部的厚度随与桁箱型梁的距离增加而逐渐减小。
上述的RPC钢桁组合桥面，优选的，相邻所述小横梁的间距为1.4～1.8m，所述RPC桥面板厚度为30～50mm，所述RPC桥面板上浇筑有沥青砂磨耗层，所述沥青砂磨耗层厚度为15～25mm。
一种RPC钢桁组合双层桥面，包括下层桥面、上层桥面和用于承重和连接固定所述下层桥面与上层桥面的钢纵桁梁，所述下层桥面为如上述的RPC钢桁组合桥面，所述上层桥面包括上弦桁箱型梁，所述上弦桁箱型梁包括上弦箱底板、设于顶部的上翼板和设于两端的两块上弦箱腹板，所述上弦箱腹板上部两侧分别固接有上层RPC加劲部，所述上层RPC加劲部包括上层底模板和上层RPC层，所述上层底模板一端固接于上弦箱腹板上部，另一端固接有上层桥面钢底板，所述上层RPC层填充于上层底模板、上弦箱腹板和上翼板两侧围合成的区域内，所述上层桥面钢底板下方垂直固接有小纵梁，所述上层桥面钢底板上浇筑有上层RPC桥面板，所述钢纵桁梁设于下层桥面的桁箱型梁与所述上层桥面的上弦桁箱型梁之间。
上述的RPC钢桁组合双层桥面，优选的，所述上层底模板、上弦箱腹板、上翼板和上层桥面钢底板上均匀设置有栓钉，所述上层RPC层和上层RPC桥面板中设有用于加劲的钢筋网。
上述的RPC钢桁组合双层桥面，优选的，所述上层底模板倾斜于水平方向设置，使所述上层RPC加劲部靠近上弦桁箱型梁一端较厚，且上层RPC加劲部的厚度随与上弦桁箱型梁的距离增加而逐渐减小，所述上层桥面钢底板为波形结构，所述小纵梁固接于上层桥面钢底板向下凸起处。
上述的RPC钢桁组合双层桥面，优选的，相邻所述小纵梁的间距为1.4～1.8m，上层RPC桥面板厚度为50～150mm，所述上层RPC桥面板上浇筑有沥青砂磨耗层，所述沥青砂磨耗层厚度为30～50mm。
一种RPC钢桁组合双层连续梁桥，包括桩基础、桥墩、帽梁、支座和桥面，所述桩基础埋入地底，所述桥墩设于所述桩基础之上，所述桥墩之间垂直设有横系梁，所述帽梁设于桥墩顶部，所述桥面通过所述支座与帽梁连接，所述桥面为上述的RPC钢桁组合双层桥面，所述桩基础为钻埋钢管空心桩。
上述的RPC钢桁组合双层连续梁桥，优选的，所述上层桥面上铺设有快速机动车道，所述下层桥面上铺设有公交车专用车道和小型机动车道，所述下层桥面的两侧设有悬臂挑梁，所述悬臂挑梁上铺设有非机动车道、电动自行车道和人行道。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的RPC钢桁组合桥面取消原桁架顶底的平面斜撑系，采用高弹性模量的RPC、桁箱型梁的下翼板和底模板组合共同受力，形成RPC钢桁组合新结构，下翼板能增加桁箱型梁的拉压面积，进而大幅提升受压的允许承载力，RPC在强度等方面的优势，能有效加劲下翼板，提高桥面承重抗压能力，该RPC钢桁组合桥面相对于一般钢-砼结构质量可以减轻30~50%，实现桥面的轻型化，同时还能有效降低桁高、减少两岸引桥的长度。本发明的RPC钢桁组合双层桥面设置上下两层能有效针对混合交通进行功能分区，大幅提高通行的效率和安全性，其中上层桥面用小纵梁代替U肋，采用RPC桥面板、桥面钢底板、小纵梁和底模板共同受力的结构，提升桥面的承重抗压能力，减小桥面系重量，小纵梁加高加宽能有效减少焊缝数量，提高抗疲劳耐久的性能。本发明的RPC钢桁组合连续梁桥强度高、重量轻、承重抗压能力强，双层设计在混合交通中具有优势，保证通行的安全和通畅。
附图说明
图1是本发明RPC钢桁组合连续梁桥的横断面结构示意图。
图2是本发明RPC钢桁组合连续梁桥的纵断面结构示意图。
图3是本发明RPC钢桁组合双层桥面的横断面结构示意图。
图4是本发明RPC钢桁组合双层桥面的纵断面结构示意图。
图5是本发明RPC钢桁组合双层桥面中上层桥面的横断面结构示意图。
图6是本发明RPC钢桁组合双层桥面中下层桥面的横断面结构示意图。
图7是图6中A的局部放大图。
图8是本发明RPC钢桁组合双层桥面中下层桥面的纵断面结构示意图。
图例说明：
1、桥面；a、下层桥面；a1、桁箱型梁；a11、顶板；a12、下翼板；a13、腹板；a2、RPC加劲部；a21、底模板；a22、RPC层；a3、小横梁；a4、桥面钢底板；a5、RPC桥面板；a6、栓钉；a7、钢筋网；a8、沥青砂磨耗层；a9、悬臂挑梁；b、上层桥面；b1、上弦桁箱型梁；b11、上弦箱底板；b12、上翼板；b13、上弦箱腹板；b2、上层RPC加劲部；b21、上层底模板；b22、上层RPC层；b3、小纵梁；b4、上层桥面钢底板；b5、上层RPC桥面板；c、钢纵桁梁；2、桩基础；21、钻埋钢管空心桩；3、桥墩；4、帽梁；5、支座；6、横系梁。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。
如图1和图2所示，本实施例的RPC钢桁组合双层连续梁桥，包括桩基础2、桥墩3、帽梁4、支座5和桥面1，桩基础2埋入地底，桥墩3设于桩基础2之上，桥墩3之间垂直设有横系梁6，帽梁4设于桥墩3顶部，桥面1通过支座5与帽梁4连接，桩基础2为钻埋钢管空心桩21，该RPC钢桁组合双层连续梁桥强度高、重量轻、承重抗压能力强，双层设计在混合交通中具有优势，保证通行的安全和通畅，桩基础2采用无承台、变截面、大直径的钻埋钢管空心桩21可减轻桩基础2一半自重，较少建设成本，有效缩短工期。
本实施例中，上层桥面b上铺设有快速机动车道，下层桥面a上铺设有公交车专用车道和小型机动车道，下层桥面a的两侧设有悬臂挑梁a9，悬臂挑梁a9上铺设有非机动车道、电动自行车道和人行道，通过对上层桥面b和下层桥面a的车道布置完成了交通功能的分区，上层桥面b供快速机动车通行，保证其过江的效率，下层桥面a设有公交车道、小型机动车道以及农用机动车等慢速车车道，将其与快速机动车隔离开来，不会相互影响，满足混合交通的需求；非机动车道、电动自行车道和人行道对桥面的承重抗压能力要求较低，设置在悬臂挑梁a9上可以节省空间、降低建造成本，同时将非机动车、电动自行车和行人与机动车隔离开来，为其提供了一个安全高效的过桥通道。
本实施例的RPC钢桁组合双层连续梁桥中的桥面1为如图3至图5所示的RPC钢桁组合双层桥面，包括下层桥面a、上层桥面b和用于承重和连接固定下层桥面a与上层桥面b的钢纵桁梁c，上层桥面b包括上弦桁箱型梁b1，上弦桁箱型梁b1包括上弦箱底板b11、设于顶部的上翼板b12和设于两端的两块上弦箱腹板b13，上弦箱腹板b13上部两侧分别固接有上层RPC加劲部b2，上层RPC加劲部b2包括上层底模板b21和上层RPC层b22，上层底模板b21一端固接于上弦箱腹板b13上部，另一端固接有上层桥面钢底板b4，上层RPC层b22填充于上层底模板b21、上弦箱腹板b13和上翼板b12两侧围合成的区域内，上层桥面钢底板b4下方垂直固接有小纵梁b3，上层桥面钢底板b4上浇筑有上层RPC桥面板b5，钢纵桁梁c设于下层桥面a的桁箱型梁a1与上层桥面b的上弦桁箱型梁b1之间，本发明的RPC钢桁组合双层桥面设置上下两层能有效针对混合交通进行功能分区，大幅提高通行的效率和安全性，其中上层桥面b用小纵梁b3代替U肋，采用上层RPC桥面板b5、上层桥面钢底板b4、小纵梁b3、上层底模板b21和上层RPC层b22共同受力的结构，提升桥面的承重抗压能力，减小桥面系重量，小纵梁b3加高加宽能有效减少焊缝数量，提高抗疲劳耐久的性能。
本实施例中，上层底模板b21、上弦箱腹板b13、上翼板b12和上层桥面钢底板b4上均匀设置有栓钉a6，上层RPC层b22和上层RPC桥面板b5中设有用于加劲的钢筋网a7，栓钉a6和钢筋网a7能与上层RPC层b22共同作用，加强结构的稳固性，进一步提升桥面的承重抗压能力。
本实施例中，上层底模板b21倾斜于水平方向设置，使上层RPC加劲部b2靠近上弦桁箱型梁b1一端较厚，且上层RPC加劲部b2的厚度随与上弦桁箱型梁b1的距离增加而逐渐减小，上层桥面钢底板b4为波形结构，小纵梁b3固接于上层桥面钢底板b4向下凸起处，倾斜设置和波形结构与桥面的受力方式相吻合，在保证使用较少材料的条件下提高桥面板的承重能力，有效降低桥面重量，小纵梁b3焊接于上层桥面钢底板b4向下凸起处，解决了长期以来小纵梁b3与砼板粘结强度不够的诟病。
本实施例中，相邻小纵梁b3的间距为1.4～1.8m，上层RPC桥面板b5厚度为50～150mm，上层RPC桥面板b5上浇筑有沥青砂磨耗层a8，沥青砂磨耗层a8厚度为30～50mm，设置沥青砂磨耗层a8能保护上层RPC桥面板b5不直接与车轮接触而造成磨损，减少修补养护费用。
本实施例中的RPC钢桁组合双层桥面的下层桥面a为如图6至图8所示的RPC钢桁组合桥面，包括桁箱型梁a1，桁箱型梁a1包括顶板a11、设于底部的下翼板a12和设于两侧的两块腹板a13，两块腹板a13下部两侧分别固接有RPC加劲部a2，RPC加劲部a2包括底模板a21和RPC层a22，底模板a21一端固接于腹板a13下部，另一端沿桁箱型梁a1两侧的方向向外延伸，RPC层a22填充于底模板a21、腹板a13和下翼板a12两侧围合成的区域内，腹板a13上垂直固接有小横梁a3，小横梁a3上固接有桥面钢底板a4，桥面钢底板a4上浇筑有RPC桥面板a5，用RPC层a22、桁箱型梁a1的下翼板a12和底模板a21组合共同受力，下翼板a12能增加桁箱型梁a1的拉压面积，进而大幅提升受压的允许承载力，RPC层a22能有效加劲下翼板a12，RPC桥面板a5能提高桥面承重抗压能力，该RPC钢桁组合桥面相对于一般钢-砼结构质量可以减轻30~50%，实现桥面的轻型化，同时还能有效降低桁高、减少两岸引桥的长度。
本实施例中，底模板a21、腹板a13、下翼板a12和桥面钢底板a4上均匀设置有栓钉a6，RPC层a22和RPC桥面板a5中设有用于加劲的钢筋网a7，栓钉a6和钢筋网a7能与RPC层a22共同作用，加强结构的稳固性，进一步提升桥面的承重抗压能力。
本实施例中，底模板a21倾斜于水平方向设置，使RPC加劲部a2靠近桁箱型梁a1一端较厚，且RPC加劲部a2的厚度随与桁箱型梁a1的距离增加而逐渐减小，这一构造与桁箱型梁a1的受力方式相吻合，受力大处用厚RPC加劲部a2加劲，受力小处用稍薄的RPC加劲部a2加劲，在保证加劲和承压效果的条件下，减少了RPC的使用量，减少了桥面重量，同时降低了成本。
本实施例中，相邻小横梁a3的间距为1.4～1.8m，RPC桥面板a5厚度为30～50mm，RPC桥面板a5上浇筑有沥青砂磨耗层a8，沥青砂磨耗层a8厚度为15～25mm，设置沥青砂磨耗层a8能保护RPC桥面板a5不直接与车轮接触而造成磨损，减少修补养护费用。
在对本实施例中的RPC钢桁组合双层连续梁桥进行施工建造时，考虑到RPC的工艺条件要求较为苛刻，可以借助中国专利文献CN205501838U用于制作双层RPC钢桁梁的控温控湿系统及中国专利文献CN205502652U用于制作顶推双层RPC钢桁梁的波形钢厂棚等技术来进行施工，在桁架顶推过程中，取消水中临时墩，使用智能吊鱼法进行悬臂施工，进而完成整个RPC钢桁组合双层连续梁桥的建造。
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。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。
Claims (5)
1.一种RPC钢桁组合双层桥面，包括下层桥面（a）、上层桥面（b）和用于承重和连接固定所述下层桥面（a）与上层桥面（b）的钢纵桁梁（c），其特征在于：所述下层桥面（a）包括桁箱型梁（a1），所述桁箱型梁（a1）包括顶板（a11）、设于底部的下翼板（a12）和设于两侧的两块腹板（a13），所述两块腹板（a13）下部两侧分别固接有RPC加劲部（a2），所述RPC加劲部（a2）包括底模板（a21）和RPC层（a22），所述底模板（a21）一端固接于腹板（a13）下部，另一端沿桁箱型梁（a1）两侧的方向向外延伸，所述RPC层（a22）填充于底模板（a21）、腹板（a13）和下翼板（a12）两侧围合成的区域内，所述腹板（a13）上垂直固接有小横梁（a3），所述小横梁（a3）上固接有桥面钢底板（a4），所述桥面钢底板（a4）上浇筑有RPC桥面板（a5）；
所述底模板（a21）倾斜于水平方向设置，使所述RPC加劲部（a2）靠近桁箱型梁（a1）一端较厚，且RPC加劲部（a2）的厚度随与桁箱型梁（a1）的距离增加而逐渐减小；
所述上层桥面（b）包括上弦桁箱型梁（b1），所述上弦桁箱型梁（b1）包括上弦箱底板（b11）、设于顶部的上翼板（b12）和设于两端的两块上弦箱腹板（b13），所述上弦箱腹板（b13）上部两侧分别固接有上层RPC加劲部（b2），所述上层RPC加劲部（b2）包括上层底模板（b21）和上层RPC层（b22），所述上层底模板（b21）一端固接于上弦箱腹板（b13）上部，另一端固接有上层桥面钢底板（b4），所述上层RPC层（b22）填充于上层底模板（b21）、上弦箱腹板（b13）和上翼板（b12）两侧围合成的区域内，所述上层桥面钢底板（b4）下方垂直固接有小纵梁（b3），所述上层桥面钢底板（b4）上浇筑有上层RPC桥面板（b5），所述钢纵桁梁（c）设于下层桥面（a）的桁箱型梁（a1）与所述上层桥面（b）的上弦桁箱型梁（b1）之间；
所述上层底模板（b21）倾斜于水平方向设置，使所述上层RPC加劲部（b2）靠近上弦桁箱型梁（b1）一端较厚，且上层RPC加劲部（b2）的厚度随与上弦桁箱型梁（b1）的距离增加而逐渐减小，所述上层桥面钢底板（b4）为波形结构，所述小纵梁（b3）固接于上层桥面钢底板（b4）向下凸起处。
2.根据权利要求1所述的RPC钢桁组合双层桥面，其特征在于：所述上层底模板（b21）、上弦箱腹板（b13）、上翼板（b12）和上层桥面钢底板（b4）上均匀设置有栓钉（a6），所述上层RPC层（b22）和上层RPC桥面板（b5）中设有用于加劲的钢筋网（a7）；
所述底模板（a21）、腹板（a13）、下翼板（a12）和桥面钢底板（a4）上均匀设置有栓钉（a6），所述RPC层（a22）和RPC桥面板（a5）中设有用于加劲的钢筋网（a7）。
3.根据权利要求1或2所述的RPC钢桁组合双层桥面，其特征在于：相邻所述小纵梁（b3）的间距为1.4~1.8m，上层RPC桥面板（b5）厚度为50~150mm，所述上层RPC桥面板（b5）上浇筑有沥青砂磨耗层（a8），所述沥青砂磨耗层（a8）厚度为30~50mm；
相邻所述小横梁（a3）的间距为1.4~1.8m，所述RPC桥面板（a5）厚度为30~50mm，所述RPC桥面板（a5）上浇筑有沥青砂磨耗层（a8），所述沥青砂磨耗层（a8）厚度为15~25mm。
4.一种RPC钢桁组合双层连续梁桥，包括桩基础（2）、桥墩（3）、帽梁（4）、支座（5）和桥面（1），所述桩基础（2）埋入地底，所述桥墩（3）设于所述桩基础（2）之上，所述桥墩（3）之间垂直设有横系梁（6），所述帽梁（4）设于桥墩（3）顶部，所述桥面（1）通过所述支座（5）与帽梁（4）连接，其特征在于：所述桥面（1）为如权利要求1所述的RPC钢桁组合双层桥面，所述桩基础（2）为钻埋钢管空心桩（21）。
5.根据权利要求4所述的RPC钢桁组合双层连续梁桥，其特征在于：所述上层桥面（b）上铺设有快速机动车道，所述下层桥面（a）上铺设有公交车专用车道和小型机动车道，所述下层桥面（a）的两侧设有悬臂挑梁（a9），所述悬臂挑梁（a9）上铺设有非机动车道、电动自行车道和人行道。
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