CN108589507A - 全拼装预制混凝土梁桥上部结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

一种全拼装预制混凝土梁桥上部结构，包括预制混凝土箱梁单体，预制混凝土护栏和桥面铺装层，预制混凝土箱梁单体包括预制混凝土箱梁本体，在预制混凝土箱梁本体顶板两侧设有翼缘板，翼缘板内预埋有横向拼接刚性预制件，预制混凝土箱梁单体还包括横隔板，横隔板内预埋有横隔板拼接刚性预制件，预制混凝土箱梁本体的两端部预埋有纵向拼接刚性预制件；相邻的预制混凝土箱梁单体横向、纵向拼接；预制混凝土护栏连接预制混凝土箱梁单体，护栏连接螺栓上配装护栏锁紧螺母。本发明还提供一种全拼装预制混凝土梁桥上部结构的施工方法，该结构能够消除预制混凝土梁桥上部结构在连接施工过程中的现浇混凝土和负弯矩预应力筋，实现上部结构各构件的全拼装。

Description

全拼装预制混凝土梁桥上部结构及其施工方法

技术领域

本发明属于土木工程桥梁技术领域，特别是涉及一种全拼装预制混凝土梁桥上部结构及其施工方法。

背景技术

在桥梁建设中，预制小箱梁和T梁由于其结构简单，工艺成熟，架设便利，经济成本低等优点，被广泛应用在中小跨径的简支变连续梁桥上部结构中。目前，预制小箱梁和T梁架设完成后，需要：1)通过钢筋搭接、现浇混凝土湿接缝实现横向连接；2)通过钢筋搭接、墩顶现浇混凝土和张拉负弯矩预应力筋实现纵向连接；3)通过预埋钢筋和现浇混凝土实现桥梁护栏制作；4)简支到连续的体系转变，一般要：①在中墩安装临时支座；②吊装预制小箱梁或T梁；③安装永久支座；④墩顶现浇混凝土施工、张拉负弯矩预应力筋；⑤去掉临时支座，实现简支变连续的体系转变。现浇混凝土时需要的工序很多，包括钢筋绑扎、模板安装、混凝土振捣与养护，拆模等步骤；同时，也必须耗费大量养护时间才能使用混凝土达到设计强度。负弯矩预应力筋张拉则经过预埋管道、专业设备张拉、锚固和注浆等过程，必须要专业人员操作，同时所需要费用昂贵。

由此可知，常规预制混凝土梁桥上部结构在成桥过程中存在工期长、劳动强度大、工作效率低、污染严重、专业性强、费用较多等局限性。本发明的目的就是要消除预制混凝土梁桥上部结构在连接施工过程中的现浇混凝土和负弯矩预应力筋，实现上部结构各构件的全拼装。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种全拼装预制混凝土梁桥上部结构，及其施工方法。该结构能够消除预制混凝土梁桥上部结构在连接施工过程中的现浇混凝土和负弯矩预应力筋，实现上部结构各构件的全拼装。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

一种全拼装预制混凝土梁桥上部结构，包括数个预制混凝土箱梁单体，桥梁上部结构两侧边缘设置的预制混凝土护栏和桥面铺装层，其特征在于：所述预制混凝土箱梁单体包括预制混凝土箱梁本体，在预制混凝土箱梁本体顶板两侧设有翼缘板，所述翼缘板内预埋有横向拼接刚性预制件，所述横向拼接刚性预制件包括横向拼接预埋连接件和横向拼接连接座，横向拼接预埋连接件和横向拼接连接座固定在一起，所述横向拼接预埋连接件与翼缘板一体浇筑成型；所述横向拼接连接座位于翼缘板外侧面，所述横向拼接连接座上垂直设有横向连接孔；

所述预制混凝土箱梁单体还包括横隔板，所述横隔板内预埋有横隔板拼接刚性预制件，所述横隔板拼接刚性预制件包括横隔板拼接预埋连接件和横隔板拼接连接座，横隔板拼接预埋连接件和横隔板拼接连接座固定在一起，所述横隔板拼接预埋连接件与横隔板一体浇筑成型；所述横隔板拼接连接座位于横隔板外侧面，所述横隔板拼接连接座上水平设有横向连接孔；

所述预制混凝土箱梁本体的两端部预埋有纵向拼接刚性预制件，所述纵向拼接刚性预制件包括纵向拼接预埋连接件和纵向拼接连接座，纵向拼接预埋连接件和纵向拼接连接座固定在一起；所述纵向拼接预埋连接件与预制混凝土箱梁本体一体浇筑成型；所述纵向拼接连接座上沿水平方向设有纵向连接孔；

所述预制混凝土护栏包括护栏本体、护栏本体的下部预埋有护栏连接预制件，所述护栏连接预制件包括护栏预埋连接件和护栏连接座，所述护栏预埋连接件与护栏本体一体浇筑成型，所述护栏连接座位于护栏本体的下方，护栏连接座的下方设有护栏连接孔；

相邻的预制混凝土箱梁本体横向拼接处还设有上拼接板、下拼接板，上拼接钢板和下拼接板上设有与横向拼接连接座上横向连接孔对应的安装孔，安装孔内穿装有横向连接螺栓，所述横向连接螺栓贯穿上、下拼接板，并且在横向连接螺栓上配装有横向锁紧螺母；

相邻的预制混凝土箱梁横隔板上还设有前拼接板、后拼接板，前拼接板和后拼接板上设有与横隔板拼接连接座上横向连接孔对应的安装孔，安装孔内穿装有横隔板连接螺栓，所述横隔板连接螺栓贯穿前、后拼接板，并且在横向连接螺栓上配装有横向锁紧螺母；

相邻的预制混凝土箱梁本体端部的纵向拼接连接座之间穿装有水平纵向连接螺栓，所述纵向连接螺栓上配装纵向锁紧螺母；

将边缘预制混凝土箱梁本体的横向拼接连接座通过护栏连接螺栓与预制混凝土护栏连接座连接，所述护栏连接螺栓上配装护栏锁紧螺母。

本发明还可以采用如下技术措施：

所述纵向拼接连接座为矩形钢箱结构，在矩形钢箱内相邻的纵向连接孔之间设有加强筋板。

所述护栏连接座为矩形钢箱结构。

本发明还提供一种基于上述全拼装预制混凝土梁桥上部结构的施工方法，包括如下步骤：

1)在工厂内预制混凝土箱梁单体、上拼接板、下拼接板、前拼接板、后拼接板以及预制混凝土护栏；

2)将预制混凝土箱梁单体、上拼接板、下拼接板、前拼接板、后拼接板以及预制混凝土护栏运至现场；

3)利用起吊设备将预制混凝土箱梁单体吊装至桥墩支座上，稳固后按照横向方向逐个拼接预制混凝土箱梁单体；在拼接过程中，横桥向相邻的预制混凝土箱梁单体的横隔板拼接连接座的前表面和后表面放置前拼接板和后拼接板，然后利用横隔板连接螺栓上的横向锁紧螺母将前拼接板、后拼接板以及相邻的横隔板拼接连接座紧固连接；

4)完成横隔板的横向拼接后，相邻的预制混凝土箱梁单体的横向拼接连接座的上表面和下表面放置上拼接板和下拼接板，然后利用横向连接螺栓上的横向锁紧螺母将上拼接板、下拼接板以及相邻的横向拼接连接座紧固连接；

5)完成第一跨的横向拼接后，沿纵向方向进行相邻跨的预制混凝土箱梁单体的横隔板拼装和横向拼装，相邻的预制混凝土箱梁单体的纵向拼接连接座通过纵向连接螺栓紧固连接；在拼接过程中相邻的预制混凝土箱梁单体横向连接按照步骤3)和步骤4)的方向进行横向拼接；直至完成整个上部结构的箱梁拼装；

6)在边缘的预制混凝土箱梁本体上的横向拼接连接座的上表面通过护栏连接螺栓连接预制混凝土护栏的护栏连接座，完成预制混凝土护栏的安装；

7)待拼装全部完成后，在预制混凝土箱梁上进行铺设桥面铺装层。

本发明具有的优点和积极效果是：本发明采用上述技术方案，以各构件之间的螺栓拼装代替现浇混凝土、张拉负弯矩预应力筋和体系转变等复杂过程，避免了现浇混凝土在施工过程中的钢筋绑扎、模板安装、混凝土振捣与养护，拆模等工序，避免了负弯矩预应力筋在施工过程中的孔道预埋、专业设备张拉、锚固及注浆等工序，避免了简支变连续过程中的受力体系转变。本发明突破了目前预制小箱梁或T梁在成桥过程中的工期长、劳动强度大、工作效率低、污染严重、专业性强、费用较多等局限性。

附图说明

图1是本发明的横向拼装结构示意图；

图2是图1的后视图；

图3是本发明的纵向拼装结构示意图；

图4是预制混凝土箱梁单体结构示意图；

图5是预制混凝土护栏结构示意图。

图中：1、预制混凝土箱梁单体；1-1、预制混凝土箱梁本体；1-2、翼缘板；1-3、横向拼接刚性预制件；1-30、横向拼接预埋连接件；1-31、横向拼接连接座；1-32、横向连接孔；1-4、纵向拼接刚性预制件；1-40、纵向拼接预埋连接件；1-41、纵向拼接连接座；1-42、纵向连接孔；2、预制混凝土护栏；2-1、护栏本体；2-2、护栏连接预制件；2-20、护栏预埋连接件；2-21、护栏连接座；2-22、护栏连接孔；3、桥面铺装；4、上拼接板；4-1、安装孔；5、下拼接板；5-1、安装孔；6、横向连接螺栓；6-1、横向锁紧螺母；7、纵向连接螺栓；7-1、纵向锁紧螺母；8、护栏连接螺栓；8-1、护栏锁紧螺母；9-0、横隔板；9-1、横隔板拼接刚性预制件；9-11、横隔板拼接预埋连接件；9-12、横隔板拼接连接座；9-13、横向连接孔；10、前拼接板；10-1、安装孔；11、后拼接板；11-1、安装孔。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅图1至图5，一种全拼装预制混凝土梁桥上部结构，由数个预制混凝土箱梁单体1拼接而成，在桥面两侧边缘设置预制混凝土护栏2，桥面铺装层3，所述预制混凝土箱梁单体1包括预制混凝土箱梁本体1-1，在预制混凝土箱梁本体顶板两侧设有翼缘板1-2，所述翼缘板内预埋有横向拼接刚性预制件1-3，所述横向拼接刚性预制件1-3包括横向拼接预埋连接件1-30和横向拼接连接座1-31，横向拼接预埋连接件1-30和横向拼接连接座1-31固定在一起，横向拼接预埋连接件1-30和横向拼接连接座1-31既可以焊接在一起，也可以横向拼接预埋连接件1-30穿过横向拼接连接座1-31的侧壁通过锁紧螺母连接；所述横向拼接预埋连接件1-30与翼缘板1-2一体浇筑成型；所述横向拼接连接座1-31位于翼缘板外侧面，所述横向拼接连接座上垂直设有横向连接孔1-32；

所述预制混凝土箱梁单体1还包括横隔板9-0，所述横隔板内预埋有横隔板拼接刚性预制件9-1，所述横隔板拼接刚性预制件9-1包括横隔板拼接预埋连接件9-11和横隔板拼接连接座9-12，横隔板拼接预埋连接件9-11和横隔板拼接连接座9-12固定在一起，横隔板拼接预埋连接件9-11和横隔板拼接连接座9-12即可以焊接在一起，也可以将横隔板拼接预埋连接件9-11穿过横隔板拼接连接座9-12的侧壁通过锁紧螺母锁紧；所述横隔板拼接预埋连接件9-11与横隔板9-0一体浇筑成型；所述横隔板拼接连接座9-12位于横隔板外侧面，所述横隔板拼接连接座上水平设有横向连接孔9-13；

所述预制混凝土箱梁本体的两端部预埋有纵向拼接刚性预制件1-4，所述纵向拼接刚性预制件1-4包括纵向拼接预埋连接件1-40和纵向拼接连接座1-41，纵向拼接预埋连接件1-40和纵向拼接连接座1-41固定在一起，纵向拼接预埋连接件1-40和纵向拼接连接座1-41即可以焊接在一起，也可以将纵向拼接预埋连接件1-40穿过和纵向拼接连接座1-41然后用锁紧螺母紧固连接在一起；所述纵向拼接预埋连接件1-40与预制混凝土箱梁本体1-1一体浇筑成型；所述纵向拼接连接座1-41上沿水平方向设有纵向连接孔1-42；

所述预制混凝土护栏2包括护栏本体2-1、护栏本体的下部预埋有护栏连接预制件2-2，所述护栏连接预制件2-2包括护栏预埋连接件2-20和护栏连接座2-21，护栏预埋连接件2-20和护栏连接座2-21固定在一起，护栏预埋连接件2-20和护栏连接座2-21，既可以采用焊接，也可以将护栏预埋连接件2-20穿过护栏连接座2-21然后通过锁紧螺母锁紧，所述护栏预埋连接件2-20与护栏本体2-1一体浇筑成型，所述护栏连接件2-20位于护栏本体2-1的下方，护栏连接座的下方设有护栏连接孔2-22；

相邻的预制混凝土箱梁本体1-1横向拼接处还设有上拼接板4、下拼接板5，上拼接板和下拼接板上设有与横向拼接连接座上横向连接孔对应的安装孔4-1、5-1，安装孔内穿装有横向连接螺栓6，所述横向连接螺栓贯穿上、下拼接板，并且在横向连接螺栓上配装有横向锁紧螺母6-1；

相邻的横隔板9-0上还设有前拼接板10、后拼接板11，前拼接板和后拼接板上设有与横隔板拼接连接座上横向连接孔对应的安装孔10-1、11-1，安装孔内穿装有横隔板连接螺栓12，所述横隔板连接螺栓贯穿前、后拼接板，并且在横向连接螺栓上配装有横向锁紧螺母12-1；

相邻的预制混凝土箱梁本体端部的纵向拼接连接座1-41之间穿装有纵向连接螺栓7，所述纵向连接螺栓上配装纵向锁紧螺母7-1；

在边缘的预制混凝土箱梁本体上的横向拼接连接座1-31的上表面通过护栏连接螺栓8连接预制混凝土护栏的护栏连接座2-21，所述护栏连接螺栓8上配装护栏锁紧螺母8-1。

本发明还可以采用如下技术措施：

所述纵向拼接连接座1-41为矩形钢箱结构，在矩形钢箱内相邻的纵向连接孔之间设有加强筋板1-43。

所述护栏连接座2-21为矩形钢箱结构。

本发明还提供一种基于上述全拼装预制混凝土梁桥上部结构的施工方法，包括如下步骤：

1)在工厂内预制混凝土箱梁单体、上拼接板、下拼接板、前拼接板、后拼接板以及预制混凝土护栏；

2)将预制混凝土箱梁单体、上拼接板、下拼接板、前拼接板、后拼接板以及预制混凝土护栏运至现场；

3)利用起吊设备将预制混凝土箱梁单体吊装至桥墩支座上，稳固后按照横向方向逐个拼接预制混凝土箱梁单体；在拼接过程中，横桥向相邻的预制混凝土箱梁单体的横隔板拼接连接座的前表面和后表面放置前拼接板和后拼接板，然后利用横隔板连接螺栓上的横向锁紧螺母将前拼接板、后拼接板以及相邻的横隔板拼接连接座紧固连接；

4)完成横隔板的横向拼接后，相邻的预制混凝土箱梁单体的横向拼接连接座的上表面和下表面放置上拼接板和下拼接板，然后利用横向连接螺栓上的横向锁紧螺母将上拼接板、下拼接板以及相邻的横向拼接连接座紧固连接；

5)完成第一跨的横向拼接后，沿纵向方向进行相邻跨的预制混凝土箱梁单体的横隔板拼装和横向拼装，相邻的预制混凝土箱梁单体的纵向拼接连接座通过纵向连接螺栓紧固连接；在拼接过程中相邻的预制混凝土箱梁单体横向连接按照步骤3)和步骤4)的方向进行横向拼接；直至完成整个上部结构的箱梁拼装；

6)在边缘的预制混凝土箱梁本体上的横向拼接连接座的上表面通过护栏连接螺栓连接预制混凝土护栏的护栏连接座，完成预制混凝土护栏的安装；

7)待拼装全部完成后，在预制混凝土箱梁上铺设桥面铺装层。

本发明采用上述技术方案，以各构件之间的螺栓拼装代替现浇混凝土、张拉负弯矩预应力筋和体系转变等复杂过程，避免了现浇混凝土在施工过程中的钢筋绑扎、模板安装、混凝土振捣与养护，拆模等工序，避免了负弯矩预应力筋在施工过程中的孔道预埋、专业设备张拉、锚固及注浆等工序，避免了简支变连续过程中的受力体系转变。本发明突破了目前预制小箱梁在成桥过程中的工期长、劳动强度大、工作效率低、污染严重、专业性强、费用较多等局限性。本发明还可以应用于T梁、工字梁等带有翼缘板的梁体在成桥过程中的拼接施工。

以上所述仅是对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，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种全拼装预制混凝土梁桥上部结构，包括数个预制混凝土箱梁单体，桥梁上部结构两侧边缘设置的预制混凝土护栏和桥面铺装层，其特征在于：所述预制混凝土箱梁单体包括预制混凝土箱梁本体，在预制混凝土箱梁本体顶板两侧设有翼缘板，所述翼缘板内预埋有横向拼接刚性预制件，所述横向拼接刚性预制件包括横向拼接预埋连接件和横向拼接连接座，横向拼接预埋连接件和横向拼接连接座固定在一起，所述横向拼接预埋连接件与翼缘板一体浇筑成型；所述横向拼接连接座位于翼缘板外侧面，所述横向拼接连接座上垂直设有横向连接孔；

所述预制混凝土箱梁单体还包括横隔板，所述横隔板内预埋有横隔板拼接刚性预制件，所述横隔板拼接刚性预制件包括横隔板拼接预埋连接件和横隔板拼接连接座，横隔板拼接预埋连接件和横隔板拼接连接座固定在一起，所述横隔板拼接预埋连接件与横隔板一体浇筑成型；所述横隔板拼接连接座位于横隔板外侧面，所述横隔板拼接连接座上水平设有横向连接孔；

所述预制混凝土箱梁本体的两端部预埋有纵向拼接刚性预制件，所述纵向拼接刚性预制件包括纵向拼接预埋连接件和纵向拼接连接座，纵向拼接预埋连接件和纵向拼接连接座固定在一起；所述纵向拼接预埋连接件与预制混凝土箱梁本体一体浇筑成型；所述纵向拼接连接座上沿水平方向设有纵向连接孔；

所述预制混凝土护栏包括护栏本体、护栏本体的下部预埋有护栏连接预制件，所述护栏连接预制件包括护栏预埋连接件和护栏连接座，所述护栏预埋连接件与护栏本体一体浇筑成型，所述护栏连接座位于护栏本体的下方，护栏连接座的下方设有护栏连接孔；

相邻的预制混凝土箱梁本体横向拼接处还设有上拼接板、下拼接板，上拼接板和下拼接板上设有与横向拼接连接座上横向连接孔对应的安装孔，安装孔内穿装有横向连接螺栓，所述横向连接螺栓贯穿上、下拼接板，并且在横向连接螺栓上配装有横向锁紧螺母；

相邻的预制混凝土箱梁横隔板上还设有前拼接板、后拼接板，前拼接板和后拼接板上设有与横隔板拼接连接座上横向连接孔对应的安装孔，安装孔内穿装有横隔板连接螺栓，所述横隔板连接螺栓贯穿前、后拼接板，并且在横向连接螺栓上配装有横向锁紧螺母；

相邻的预制混凝土箱梁本体端部的纵向拼接连接座之间穿装有水平纵向连接螺栓，所述纵向连接螺栓上配装纵向锁紧螺母；

将边缘预制混凝土箱梁本体的横向拼接连接座通过护栏连接螺栓与预制混凝土护栏连接座连接，所述护栏连接螺栓上配装护栏锁紧螺母。

2.根据权利要求1所述的全拼装预制混凝土梁桥上部结构，其特征在于：所述纵向拼接连接座为矩形钢箱结构，在矩形钢箱内相邻的纵向连接孔之间设有加强筋板。

3.根据权利要求1所述的全拼装预制混凝土梁桥上部结构，其特征在于：所述护栏连接座为矩形钢箱结构。

4.基于上述权利要求1至3任一所述的全拼装预制混凝土梁桥上部结构的施工方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)在工厂内预制混凝土箱梁单体、上拼接板、下拼接板、前拼接板、后拼接板以及预制混凝土护栏；

2)将预制混凝土箱梁单体、上拼接板、下拼接板、前拼接板、后拼接板以及预制混凝土护栏运至现场；

3)利用起吊设备将预制混凝土箱梁单体吊装至桥墩支座上，然后按照横向方向逐个拼接预制混凝土箱梁单体；在拼接过程中，横桥向相邻的预制混凝土箱梁横隔板的横隔板拼接连接座的前表面和后表面放置前拼接板和后拼接板，然后利用横隔板连接螺栓上的横向锁紧螺母将前拼接板、后拼接板以及相邻的横隔板拼接连接座紧固连接；

4)完成横隔板的横向拼接后，横桥向相邻的预制混凝土箱梁单体的横向拼接连接座的上表面和下表面放置上拼接板和下拼接板，然后利用横向连接螺栓上的横向锁紧螺母将上拼接板、下拼接板以及相邻的横向拼接连接座紧固连接；

5)完成第一跨的横向拼接后，沿纵向方向进行相邻跨预制混凝土箱梁单体的横隔板拼装和横向拼装，相邻的预制混凝土箱梁单体的纵向拼接连接座通过纵向连接螺栓紧固连接；在拼接过程中相邻的预制混凝土箱梁单体横向连接按照步骤3)和步骤4)的方向进行横向拼接；直至完成整个上部结构的箱梁拼装；

6)将边缘的预制混凝土箱梁本体的横向拼接连接座通过护栏连接螺栓连接预制混凝土护栏的护栏连接座，完成预制混凝土护栏的安装；

7)待拼装全部完成后，在预制混凝土箱梁上铺设桥面铺装层。