CN107938494B - 便于现场安装的跨内钢横隔板构件及其安装方法和组合梁 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便于现场安装的跨内钢横隔板构件，包括钢横隔板、钢横隔板翼缘板和钢横隔板翼缘板连接件，钢横隔板的总体轮廓为四边形，钢横隔板翼缘板焊接于钢横隔板的上下两个边上，钢横隔板翼缘板连接件焊接于钢横隔板翼缘板上；钢横隔板的四个角部至少设有两个凹口，凹口包括一个四边形凹角和在凹角向内设置的圆弧形倒角。本发明应用于单箱多室波形钢腹板预应力混凝土组合梁时，能避免在现场安装时与波形钢腹板构件发生碰撞，同时为钢横隔板与钢横隔板翼缘板的焊接操作预留实施空间，避免在支架上方多次吊装波形钢腹板构件，减少桥面吊机在吊重期间的平移工作量，减小吊装作业难度，降低主梁在节段施工期间的风险，保证现场安装的顺利实施。

Description

便于现场安装的跨内钢横隔板构件及其安装方法和组合梁

技术领域

本发明涉及桥梁建设技术领域，尤其涉及一种应用于单箱多室波形钢腹板预应力混凝土组合梁的便于现场安装的跨内钢横隔板构件及其安装方法。

背景技术

对于较宽的桥梁，当主梁采用波形钢腹板预应力混凝土组合梁(以下简称波形钢腹板PC组合梁)时，通常将主梁断面设计为单箱多室的形式。当波形钢腹板PC组合梁的跨径较大(L≥30m)时，还需在跨内(支点横梁之间)设置横隔板，防止梁体发生过大的畸变。

上述单箱多室波形钢腹板PC组合梁的跨内横隔板，一般情况下设计中通常采用混凝土结构，但当桥梁跨径大至一定程度后，例如L≥100m，跨内混凝土横隔板的自重将会明显增加主梁受力，此时有必要采用自重相对较轻的钢结构横隔板。

上述设置跨内钢横隔板的单箱多室波形钢腹板PC组合梁，不论是连续梁桥、连续刚构桥还是斜拉桥，建设中通常采用平衡悬臂浇筑法施工。当桥梁跨越具有通航能力的河道或其它水域时，施工中会将主梁节段内的波形钢腹板与跨内钢横隔板构件焊接为整体，再使用挂蓝或桥面吊机起吊安装。但是，当桥粱所处场地无钢结构整体运输条件时，例如山区或某些桥梁0号节段，只能将波形钢腹板和跨内钢横隔板构件分别进行单件运输，再使用挂蓝或桥面吊机在现场散拼，然后焊接为整体。

对于设置跨内钢横隔板的单箱多室波形钢腹板PC组合梁遇到需要将波形钢腹板和跨内钢横隔板进行现场散拼的情况，设计时必须慎重考虑钢横隔板的构造及波形钢腹板PC组合梁的节段施工方法。不合理的钢横隔板构造将影响桥梁的现场施工。现有技术中，将波形钢腹板和跨内钢横隔板进行现场拼装一般采用如下方法：先安装钢横隔板，然后现场吊装波形钢腹板，其间需要多次调整波形钢腹板的平面位置以达到设计位置。桥面吊机在吊重期间的平移工作量大，吊装作业难度高。

本技术领域的技术人员致力于解决上述技术问题。

发明内容

有鉴于需要解决上述技术问题，本发明的技术目的在于提供一种便于现场安装的跨内钢横隔板构件，使其避免钢构件之间的干涉，从而能方便、快捷地进行现场施工安装。

为实现上述技术目的，本发明提供了一种便于现场安装的跨内钢横隔板构件，包括钢横隔板、钢横隔板翼缘板和钢横隔板翼缘板连接件，所述钢横隔板的总体轮廓为四边形，所述钢横隔板翼缘板焊接于所述钢横隔板的上下两个边上，所述钢横隔板翼缘板连接件焊接于所述钢横隔板翼缘板上；所述钢横隔板的四个角上至少设置两个凹口，两个所述凹口分别布置于所述钢横隔板的上边两个角上，所述凹口包括一个四边形凹角和在所述凹角向内设置的圆弧形倒角。

进一步地，所述钢横隔板的双侧表面均焊接有若干条加劲肋。

进一步地，所述钢横隔板中央区域设置有人孔，所述人孔的形状为圆形或者带端部圆弧倒角的矩形。

进一步地，所述横隔板翼缘板的两端设置扩大段。

进一步地，所述横隔板翼缘板扩大段的长度为300-500mm，所述横隔板翼缘板扩大段的两侧边为1:3-1:5的斜边，所述横隔板翼缘板扩大段顺桥向总宽度大于横隔板翼缘板标准段顺桥向总宽度200mm。

进一步地，每个所述凹口在横桥向的总长度为波形钢腹板翼缘板横桥向总宽度的一半与所述圆弧形倒角半径R之和；每个所述凹口在竖向的高度等于所述圆弧形倒角的半径R，其中50mm≥R≥30mm。

进一步地，所述钢横隔板与所述钢横隔板翼缘板之间的焊缝为角焊缝围焊，所述钢横隔板翼缘板连接件与所述钢横隔板翼缘板之间的焊缝为全熔透或者角焊缝围焊，所述钢横隔板与所述加劲肋之间的焊缝为角焊缝围焊。

本发明还提供了一种设置跨内钢横隔板构件的单箱多室波形钢腹板PC组合梁，所述单箱多室波形钢腹板PC组合梁中设置有上述便于现场安装的跨内钢横隔板构件。

本发明还公开了一种便于现场安装的跨内钢横隔板构件的安装方法，包括以下步骤：

A.按照桥梁常规安装方法安装主梁节段的底模板和节段内所有的波形钢腹板构件；

B.按照节段内先外侧后内侧的顺序依次吊装跨内钢横隔板构件至设计位置正上方；

C.将吊装至设计位置正上方的跨内钢横隔板构件在水平面内相对预定的水平面投影位置旋转一定角度，使所述跨内钢横隔板构件的钢横隔板翼缘板在水平面的投影错开波形钢腹板翼缘板在水平面的投影并保持距离至少5cm；

D.缓慢下放所述跨内钢横隔板构件，至所述钢横隔板翼缘板的顶缘距离所述波形钢腹板翼缘板的顶缘25-45mm，并确认所述波形钢腹板翼缘板顶缘的高度位于所述跨内钢横隔板构件的凹口的高度范围内时，停止下放；

E.将所述跨内钢横隔板构件旋转至预定的水平面投影位置，旋转过程中所述波形钢腹板翼缘板的顶缘从所述跨内钢横隔板构件上边的凹口中穿过；

F.再次下放所述跨内钢横隔板构件，至所述钢横隔板翼缘板的顶缘与所述波形钢腹板翼缘板的顶缘齐平时，停止下放并锁定所述跨内钢横隔板构件；

G.现场焊接所述波形钢腹板构件与所述跨内钢横隔板构件之间的所有焊缝。

进一步地，所述步骤B中，所述设计位置需确保所述跨内钢横隔板构件的钢横隔板与所述波形钢腹板构件的波形钢腹板相交接部位位于所述波形钢腹板的平直段；所述步骤C中，所述跨内钢横隔板构件在水平面内相对预定的水平面投影位置旋转角度为1°-45°；所述步骤G中，波形钢腹板与钢横隔板之间的焊缝为带坡口的角焊缝围焊，所述波形钢腹板翼缘板与所述钢横隔板翼缘板之间的焊缝为全熔透。

本发明的有益效果：

1)钢横隔板在钢板的角部设置的凹口，可为跨内钢横隔板构件预留在水平面内旋转的通道，避免在安装时与波形钢腹板构件发生碰撞，保证现场安装的顺利实施。

2)钢横隔板四边形凹角向内设置的圆弧形倒角，可缓解凹口部位的应力集中、为钢横隔板与钢横隔板翼缘板的焊接操作预留实施空间。

3)钢横隔板翼缘板在两端一定范围内设置的扩大段，可缓解波形钢腹板翼缘板与钢横隔板翼缘板在连接部位的应力集中。

4)跨内钢横隔板构件采用的旋转安装法，避免在支架上方多次吊装同一块波形钢腹板构件，减少桥面吊机在吊重期间的平移工作量，减小吊装作业难度，降低主梁在节段施工期间的风险。

5)该安装方法同时降低了对运输设备、吊装设备的要求，为波形钢腹板PC组合梁在交通不便地区的施工提供了较佳的解决方案，利于组合粱结构的推广应用。

附图说明

图1为本发明实施例1的侧视结构示意图。

图2为图1中A部的局部放大图。

图3为本发明实施例1的俯视结构示意图。

图4为本发明实施例2的安装步骤B中跨内钢横隔板构件与波形钢腹板构件之间的位置关系横桥向侧视图。

图5为本发明实施例2的安装步骤C中跨内钢横隔板构件与波形钢腹板构件之间的位置关系横桥向俯视图。

图6为本发明实施例2的安装步骤E中跨内钢横隔板构件与波形钢腹板构件之间的位置关系横桥向侧视图。

图7为图6中B部的局部放大图。

图8为本发明实施例2的安装步骤F中跨内钢横隔板构件与波形钢腹板构件之间的位置关系横桥向俯视图。

图9为实施例3中设置跨内钢横隔板的单箱多室波形钢腹板PC组合梁安装完成后的顺桥向截面图。

图10为实施例3中设置跨内钢横隔板的单箱多室波形钢腹板PC组合梁安装完成后的顺桥向俯视透视图。

图11为实施例3中设置跨内钢横隔板的单箱多室波形钢腹板PC组合梁安装完成后的横桥向截面图。

图中，1跨内钢横隔板构件；10钢横隔板；11钢横隔板翼缘板；111钢横隔板翼缘板扩大段；12钢横隔板翼缘板连接件；13人孔；14加劲肋；15凹口；151四边形凹角；152圆弧形倒角；2波形钢腹板构件；20波形钢腹板；201平直段；202倾斜段；21波形钢腹板翼缘板；22波形钢腹板翼缘板连接件；3预定的跨内钢横隔板构件水平面投影；4混凝土底板构件；5混凝土顶板构件；6混凝土支点横梁构件；7桥梁结构中心对称线。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

实施例1

如图1-图3所示，一种便于现场安装的跨内钢横隔板构件1，包括钢横隔板10、钢横隔板翼缘板11和钢横隔板翼缘板连接件12，钢横隔板10的总体轮廓为四边形，钢横隔板翼缘板11焊接于钢横隔板10的上下两个边上，钢横隔板翼缘板连接件12焊接于钢横隔板翼缘板11上，钢横隔板翼缘板连接件12可采用焊钉、双开孔板、单开孔板+双排焊钉、L型钢等常规连接件形式；钢横隔板10的四个角部均设有凹口15，凹口15包括一个四边形凹角151和在凹角向内设置的圆弧形倒角152。

仅在钢横隔板10的上边两个角上或者下边两个角上设置凹口15就能够实现本发明的技术目的，在现场安装时，避免波形钢腹板构件的翼缘板与本发明产生干涉而碰撞。并且，钢横隔板10是上下对称的结构，无论凹口设置在上下哪一边，均可以设置凹口15的一边为上边。但在本实施例中，为了便于工厂加工和现场安装，在钢横隔板10的四个角上均设置了凹口15。

钢横隔板10的双侧表面均焊接有若干条加劲肋14；钢横隔板10的中央区域设置有人孔13，人孔13的形状为圆形或者带端部圆弧倒角的矩形，本发明选用的是带端部圆弧倒角的矩形。

横隔板翼缘板11的两端设置扩大段111，横隔板翼缘板扩大段111的长度为300-500mm，横隔板翼缘板扩大段111的两侧边为1:3-1:5的斜边，横隔板翼缘板扩大段111顺桥向总宽度大于横隔板翼缘板标准段顺桥向总宽度200mm。

每个凹口15在横桥向的总长度为波形钢腹板翼缘板横桥向总宽度的一半与圆弧形倒角半径R之和；每个凹口在竖向的高度等于圆弧形倒角的半径R，其中50mm≥R≥30mm。

钢横隔板10与钢横隔板翼缘板11之间的焊缝为角焊缝围焊，钢横隔板翼缘板连接件12与钢横隔板翼缘板11之间的焊缝为全熔透或者角焊缝围焊，钢横隔板10与加劲肋14之间的焊缝为角焊缝围焊。

实施例2

本实施例为实施例1中产品的现场安装方法，包括以下步骤：

步骤A：按照桥梁常规安装方法安装主梁节段的底模板和节段内所有的波形钢腹板构件。

如图4所示，波形钢腹板构件2包括波形钢腹板20、波形钢腹板翼缘板21和波形钢腹板翼缘板连接件22，波形钢腹板翼缘板21垂直焊接于波形钢腹板20的上下两边上，波形钢腹板翼缘板连接件22焊接于波形钢腹板翼缘板21上；如图5所示，波形钢腹板20上设有平直段201和倾斜段202。波形钢腹板翼缘板连接件22可采用焊钉、双开孔板、单开孔板+双排焊钉、L型钢等常规连接件形式。

如图4-图11所示，波形钢腹板构件2与跨内钢横隔板构件1之间的位置关系如下：波形钢腹板构件2所在平面为铅垂；钢横隔板构件1所在平面为铅垂、且该平面垂直于主梁结构中心线7；波形钢腹板构件2所在平面与钢横隔板构件1所在平面垂直。

如图8所示，钢横隔板10与波形钢腹板20的交接部位，位于波形钢腹板的平直段201。

如图4所示，步骤B：按照节段内先外侧后内侧的顺序依次吊装跨内钢横隔板构件1至设计位置正上方；

如图5所示，步骤C：将吊装至设计位置正上方的跨内钢横隔板构件1在水平面内相对预定的水平面投影位置3旋转一定角度，该角度可为1-45°，使跨内钢横隔板构件1的钢横隔板翼缘板11在水平面的投影错开波形钢腹板翼缘板21在水平面的投影并保持距离至少5cm。

步骤D：缓慢下放跨内钢横隔板构件1，至钢横隔板翼缘板11的顶缘距离波形钢腹板翼缘板21的顶缘25-45mm，并确认波形钢腹板翼缘板11顶缘的高度位于跨内钢横隔板构件1的凹口15的高度范围内时，停止下放；

如图6-图7所示，步骤E：将跨内钢横隔板构件1旋转至预定的水平面投影3位置，旋转过程中波形钢腹板翼缘板21的顶缘从跨内钢横隔板构件1上边的凹口15中穿过，相应地，波形钢腹板翼缘板21的底缘从跨内钢横隔板构件下边的凹口15下穿过，因此，波形钢腹板翼缘板21的顶缘和底缘均不会与钢横隔板翼缘板11的顶缘和底缘相干涉产生碰撞，可以保证跨内钢横隔板构件1顺畅地旋转至预定的水平面投影位置3。

如图8所示，步骤F：再次下放跨内钢横隔板构件1，至钢横隔板翼缘板11的顶缘与波形钢腹板翼缘板21的顶缘齐平时，停止下放并锁定跨内钢横隔板构件；此时，钢横隔板翼缘板11的底缘与波形钢腹板翼缘板21的底缘也齐平，并且钢横隔板10与波形钢腹板20的平直段对齐交接。

步骤G：现场焊接波形钢腹板构件2与跨内钢横隔板构件1之间的所有焊缝。波形钢腹板20与钢横隔板10之间的焊缝形式为带坡口的角焊缝围焊；波形钢腹板翼缘板21与钢横隔板翼缘板11之间的焊缝形式为全熔透。

实施例3

如图9-图11所示，本实施例为设置跨内钢横隔板构件的单箱多室波形钢腹板PC组合梁，该单箱多室波形钢腹板PC组合梁设置的跨内钢横隔板构件包括实施例1中的产品。

其中，混凝土顶板构件5、混凝土支点横梁构件6、混凝土底板构件4中的混凝土实体连通、普通钢筋通过绑扎或焊接连为一体、预应力系统相互避让，此类构造与常规混凝土梁相似，在此不作详述。

本实施例的该单箱多室波形钢腹板PC组合梁中设置的跨内钢横隔板构件1在施工条件许可的情况下，在大部分节段的施工中可以采取波形钢腹板构件2和跨内钢横隔板构件1在工厂内完成组装，再运输至桥梁施工现场组装的方法，只有少数节段，比如O号节段，需要采取现场施工安装跨内钢横隔板构件1，该部分节段可采用实施例2中的方法现场安装。当然，在完全不具备钢结构整体运输条件的施工环境，比如山区，也可以全部采用实施例2中的方法现场安装。

跨内钢横隔板构件1通过跨内钢横隔板翼缘板连接件12与混凝土顶板构件5、混凝土底板构件4进行连接。此类连接的构造及方法与常规钢-混凝土组合梁相似，在此不作详述。

波形钢腹板构件2通过波形钢腹板翼缘板连接件22与混凝土顶板构件5、混凝土底板构件4、混凝土支点横梁构件6进行连接。此类连接的构造及方法与常规波形钢腹板PC组合梁相似；在顺桥向布置的相邻两个波形钢腹板构件2，采用焊接或高强螺栓连接，此类连接的构造及方法与常规波形钢腹板PC组合梁相似；上述结构及安装方法本专利不作详述。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种便于现场安装的跨内钢横隔板构件，其特征在于，包括钢横隔板、钢横隔板翼缘板和钢横隔板翼缘板连接件，所述钢横隔板的总体轮廓为四边形，所述钢横隔板翼缘板焊接于所述钢横隔板的上下两个边上，所述钢横隔板翼缘板连接件焊接于所述钢横隔板翼缘板上；所述钢横隔板的四个角上至少设有两个凹口，两个所述凹口分别布置于所述钢横隔板的上边两个角上，所述凹口包括一个四边形凹角和在所述凹角向内设置的圆弧形倒角。

2.根据权利要求1所述的便于现场安装的跨内钢横隔板构件，其特征在于，所述钢横隔板的双侧表面均焊接有若干条加劲肋。

3.根据权利要求1所述的便于现场安装的跨内钢横隔板构件，其特征在于，所述钢横隔板中央区域设置有人孔，所述人孔的形状为圆形或者带端部圆弧倒角的矩形。

4.根据权利要求1所述的便于现场安装的跨内钢横隔板构件，其特征在于，所述横隔板翼缘板的两端设置扩大段。

5.根据权利要求4所述的便于现场安装的跨内钢横隔板构件，其特征在于，所述横隔板翼缘板扩大段的长度为300-500mm，所述横隔板翼缘板扩大段的两侧边为1:3-1:5的斜边，所述横隔板翼缘板扩大段顺桥向总宽度大于横隔板翼缘板标准段顺桥向总宽度200mm。

6.根据权利要求1所述的便于现场安装的跨内钢横隔板构件，其特征在于，每个所述凹口在横桥向的总长度为波形钢腹板翼缘板横桥向总宽度的一半与所述圆弧形倒角半径R之和；每个所述凹口在竖向的高度等于所述圆弧形倒角的半径R，其中50mm≥R≥30mm。

7.根据权利要求2-6任一所述的便于现场安装的跨内钢横隔板构件，其特征在于，所述钢横隔板与所述钢横隔板翼缘板之间的焊缝为角焊缝围焊，所述钢横隔板翼缘板连接件与所述钢横隔板翼缘板之间的焊缝为全熔透或者角焊缝围焊，所述钢横隔板与加劲肋之间的焊缝为角焊缝围焊。

8.一种设置跨内钢横隔板构件的单箱多室波形钢腹板PC组合梁，其特征在于，所述单箱多室波形钢腹板PC组合梁中设置有如权利要求1至7任一所述的便于现场安装的跨内钢横隔板构件。

9.一种便于现场安装的跨内钢横隔板构件的安装方法，其特征在于，包括以下步骤：

A.按照桥梁常规安装方法安装主梁节段的底模板和节段内所有的波形钢腹板构件；

B.按照节段内先外侧后内侧的顺序依次吊装跨内钢横隔板构件至设计位置正上方；

C.将吊装至设计位置正上方的跨内钢横隔板构件在水平面内相对预定的水平面投影位置旋转一定角度，使所述跨内钢横隔板构件的钢横隔板翼缘板在水平面的投影错开波形钢腹板翼缘板在水平面的投影并保持距离至少5cm；

D.缓慢下放所述跨内钢横隔板构件，至所述钢横隔板翼缘板的顶缘距离所述波形钢腹板翼缘板的顶缘25-45mm，并确认所述波形钢腹板翼缘板顶缘的高度位于所述跨内钢横隔板构件的凹口的高度范围内时，停止下放；

E.将所述跨内钢横隔板构件旋转至预定的水平面投影位置，旋转过程中所述波形钢腹板翼缘板的顶缘从所述跨内钢横隔板构件上边的凹口中穿过；

F.再次下放所述跨内钢横隔板构件，至所述钢横隔板翼缘板的顶缘与所述波形钢腹板翼缘板的顶缘齐平时，停止下放并锁定所述跨内钢横隔板构件；

G.现场焊接所述波形钢腹板构件与所述跨内钢横隔板构件之间的所有焊缝。

10.根据权利要求9所述的便于现场安装的跨内钢横隔板构件的安装方法，其特征在于，所述步骤B中，所述设计位置需确保所述跨内钢横隔板构件的钢横隔板与所述波形钢腹板构件的波形钢腹板相交接部位位于所述波形钢腹板的平直段；所述步骤C中，所述跨内钢横隔板构件在水平面内相对预定的水平面投影位置旋转角度为1°-45°；所述步骤G中，波形钢腹板与钢横隔板之间的焊缝为带坡口的角焊缝围焊，所述波形钢腹板翼缘板与所述钢横隔板翼缘板之间的焊缝为全熔透。