CN109722977A - 一种具有新型桥面板结构的钢-混凝土组合桥梁及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有新型桥面板结构的钢‑混凝土组合桥梁及其施工方法，该桥梁包括预制钢梁和桥面板，桥面板包括钢板、第一翼缘钢板、第二翼缘钢板、第一I型加强肋、第二I型加强肋、顶层横向钢筋、底层横向钢筋、纵向钢筋、竖向支撑杆件和混凝土。钢板焊接在预制钢梁顶部的中间敞口位置，第一翼缘钢板、第二翼缘钢板分别焊接在预制钢梁顶部的两侧。顶层横向钢筋焊接于第一翼缘钢板与第二翼缘钢板之间。第一翼缘钢板、第二翼缘钢板与顶层横向钢筋焊接成整体结构，作为浇筑桥面板混凝土时的底模板以及桥面板的一部分。施工时无需装拆支架、模板，不会影响地面交通，也可免除桥面板悬臂翼缘底层的横向及纵向钢筋，缩短施工工期、节省了工程造价。
Description
技术领域
本发明属于桥梁设计施工技术领域，尤其涉及一种具有新型桥面板结构的钢-混凝土组合桥梁的设计及其施工方法。
背景技术
钢-混凝土组合桥梁中的现浇混凝土桥面板是桥梁上部结构的重要组成部分，它直接承受桥面恒载、车轮荷载，并通过剪力键与钢梁形成整体，共同承受全部设计荷载。
钢-混凝土组合桥梁的桥面板浇筑是桥梁上部结构施工非常重要的工序。在实际工程中，钢-混凝土组合桥梁的桥面板浇筑方法为先搭设支架再在支架上安装底模，最后再浇筑桥面板混凝土。但常规的施工方法存在较大不足，如支架可能会影响地面交通，且支架、模板装拆工作量大，施工工期长；此外，桥面悬臂板底部外观质量得不到保证，影响桥面板的外观质量以及景观效果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种具有新型桥面板结构的钢-混凝土组合桥梁及其施工方法，旨在解决现有技术中的钢-混凝土组合桥梁现浇桥面板结构所存在的影响地面交通、支架及模板装拆工作量大以及桥面板的外观难以保证等问题。
本发明为解决上述技术问题，提供了一种具有新型桥面板结构的钢-混凝土组合桥梁，包括预制钢梁以及新型的桥面板，所述桥面板固定于预制钢梁的顶部；所述桥面板包括钢板、第一翼缘钢板、第二翼缘钢板、第一I型加强肋、第二I型加强肋、若干顶层横向钢筋、若干底层横向钢筋、若干纵向钢筋、若干竖向支撑杆件以及混凝土；所述钢板焊接在所述预制钢梁顶部的中间敞口位置，所述第一翼缘钢板、第二翼缘钢板均具有倾斜部和竖向部，所述第一翼缘钢板、第二翼缘钢板的倾斜部远离竖向部的一端分别焊接在所述预制钢梁顶部的两侧边；所述若干顶层横向钢筋横向设置，其两端分别与所述第一翼缘钢板、第二翼缘钢板的竖向部焊接；所述第一I型加强肋焊接在所述第一翼缘钢板的顶面上，所述第二I型加强肋焊接在所述第二翼缘钢板的顶面上；所述若干竖向支撑杆件的顶端与顶层横向钢筋焊接，其底端与预制钢梁的顶部焊接；所述底层横向钢筋布置于所述钢板顶面，其两端分别通过所述第一翼缘钢板、第二翼缘钢板承托，所述混凝土填充于所述钢板、第一翼缘钢板、第二翼缘钢板共同围成的空腔内，并且覆盖所述顶层横向钢筋。
进一步的，所述第一翼缘钢板、第二翼缘钢板均呈L型。
进一步的，所述底层横向钢筋的两端均具有向下弯折的放置部，所述放置部与所述第一翼缘钢板、第二翼缘钢板不焊接。
进一步的，所述钢板、第一翼缘钢板、第二翼缘钢板的顶面设置有花纹结构，其底面为光滑面。
进一步的，所述竖向支撑杆件为剪力钉。
本发明为解决上述技术问题，还提供了上述具有新型桥面板结构的钢-混凝土组合桥梁的施工方法，包括以下步骤：
S10、提供/制备所述预制钢梁、钢板、第一翼缘钢板、第二翼缘钢板、第一I型加强肋、第二I型加强肋、若干顶层横向钢筋、若干底层横向钢筋、若干纵向钢筋以及若干竖向支撑杆件；
S20、将所述竖向支撑杆件的底端与所述预制钢梁的顶部焊接；
S30、于所述第一翼缘钢板的顶面上焊接上第一I型加强肋，于所述第二翼缘钢板的顶面上焊接上第二I型加劲肋；
S40、在所述预制钢梁的顶部焊接所述钢板；
S50、在所述预制钢梁顶部的两侧分别焊接所述第一翼缘钢板、第二翼缘钢板；
S60、绑扎所述纵向钢筋、顶层横向钢筋以及底层横向钢筋；
S70、将所述顶层横向钢筋的两端分别与所述第一翼缘钢板以及第二翼缘钢板焊接；
S80、将所述竖向支撑杆件的顶端与所述顶层横向钢筋焊接；
S90、于所述钢板、第一翼缘钢板、第二翼缘钢板共同围成的空腔内浇筑混凝土，并保证所述混凝土覆盖所述顶层横向钢筋，即完成所述具有新型桥面板结构的钢-混凝土组合桥梁的施工。
进一步的，所述步骤S40、S50中，所述钢板、第一翼缘钢板以及第二翼缘钢板的一面具有花纹结构，另一面为光滑面，在焊接钢板、第一翼缘钢板以及第二翼缘钢板时，将钢板、第一翼缘钢板以及第二翼缘钢板的光滑面朝下。
本发明与现有技术相比，有益效果在于：
本发明于钢梁顶部的两侧分别焊接有第一翼缘钢板以及第二翼缘钢板，形成了悬臂结构，该悬臂结构与顶层横向钢筋焊接形成一整体结构，此整体结构不仅能作为桥面板浇筑混凝土时的底模板，还能作为桥面板永久结构的一部分参与桥面板受力。该整体结构的施工无需于现场装拆浇筑用的支架、模板，不会影响地面交通，同时省去了常规桥面板翼缘悬臂的底层横向和纵向钢筋，缩短了施工工期、节省了工程造价，并且保证了桥面板的外观质量及景观效果。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种具有桥面板结构的钢-混凝土组合桥梁的纵向剖视示意图；
图2是图1所示钢-混凝土组合桥梁沿A-A方向的剖视示意图；
图3是图1所示钢-混凝土组合桥梁沿B-B方向的剖视示意图；
图4是本发明实施例列举的一个具有桥面板结构的钢-混凝土组合桥梁工程实例的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体的连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参见图1至图3，为本发明的一较佳实施例，提供了一种具有新型桥面板结构的钢-混凝土组合桥梁，其包括预制钢梁100以及新型的桥面板200，桥面板200固定于预制钢梁100的顶部。
其中，桥面板200包括钢板1、第一翼缘钢板21、第二翼缘钢板22、若干顶层横向钢筋3、若干竖向支撑杆件4、若干纵向钢筋5、若干底层横向钢筋6、第一I型加强肋71、第二I型加强肋72以及混凝土8。
上述钢板1焊接在预制钢梁100顶部的敞口位置。第一翼缘钢板21、第二翼缘钢板22均具有倾斜部以及竖向部，第一翼缘钢板21、第二翼缘钢板22的倾斜部远离竖向部的一端分别焊接在预制钢梁100顶部的两侧边。第一I型加强肋71焊接在第一翼缘钢板21的顶面上，第二I型加强肋72焊接在第二翼缘钢板22的顶面上。
顶层横向钢筋3横向设置，其两端分别与第一翼缘钢板21、第二翼缘钢板22的竖向部焊接。底层横向钢筋6布置于钢板1顶面，其两端分别通过第一翼缘钢板21、第二翼缘钢板22承托，底层横向钢筋6均具有向下弯折的放置部，但放置部与第一翼缘钢板21、第二翼缘钢板22不焊接。若干竖向支撑杆件4的顶端与顶层横向钢筋3焊接，其底端与预制钢梁100的顶部焊接。
混凝土8填充于钢板1、第一翼缘钢板21、第二翼缘钢板22共同围成的空腔内，并且覆盖顶层横向钢筋3。
优选的，本实施例中的第一翼缘钢板21、第二翼缘钢板22均呈L型；竖向支撑杆件4为剪力钉；钢板1、第一翼缘钢板21、第二翼缘钢板22的顶面设置有花纹结构，其底面为光滑面。容易理解的是，上述部件中限定的具体形状以及结构均是举例的较优方案，除了列举的形状或结构外，还可以是其他的形状或结构。
本实施的钢-混凝土组合桥梁的施工步骤如下：
S10、按要求，提供/制备预制钢梁100、钢板1、第一翼缘钢板21、第二翼缘钢板22、第一I型加强肋71、第二I型加强肋72、若干顶层横向钢筋3、若干底层横向钢筋6、若干纵向钢筋5以及若干竖向支撑杆件4；钢板1的厚度可采用常规板厚(4mm)，第一翼缘钢板21与第二翼缘钢板22的厚度根据悬臂长度、桥面施工荷载和成桥后，桥面板自重、汽车活荷载计算分析来确定。
S20、在预制钢梁100的顶部焊接竖向支撑杆件4；
S30、在第一翼缘钢板21的顶面上焊接上第一I型加强肋71，在第二翼缘钢板22的顶面上焊接上第二I型加强肋72；
S40、在预制钢梁100的顶部焊接钢板1，在焊接钢板1时，将钢板1的光滑面朝下；
S50、在预制钢梁100的顶部的两侧分别焊接第一翼缘钢板21以及第二翼缘钢板22，在焊接第一翼缘钢板21以及第二翼缘钢板22时，将第一翼缘钢板21以及第二翼缘钢板22的光滑面朝下；
S60、绑扎所述纵向钢筋5、顶层横向钢筋3以及底层横向钢筋6；
S70、依据悬臂长度、桥面施工荷载和顶层横向钢筋3直径通过计算来确定相邻的顶层横向钢筋3的焊接间距，然后，将若干顶层横向钢筋3的两端分别与第一翼缘钢板21以及第二翼缘钢板22焊接。
S80、将竖向支撑杆件4的顶端与顶层横向钢筋3焊接；
S90、于钢板1、第一翼缘钢板21、第二翼缘钢板22共同围成的空腔内浇筑混凝土8，并保证混凝土8覆盖顶层横向钢筋3，即完成具有新型桥面板结构的钢-混凝土组合桥梁的施工。
可见，本实施例于预制钢梁100顶部的两侧分别焊接有第一翼缘钢板21以及第二翼缘钢板22，形成了悬臂结构，该悬臂结构与顶层横向钢筋3焊接形成一整体结构，此整体结构不仅能作为桥面板200浇筑混凝土8时的底模板，还能作为桥面板200永久结构的一部分，参与桥面板200受力。该整体结构的施工无需于现场装拆浇筑用的支架、模板，不会影响地面交通，同时省去了常规桥面板翼缘悬臂的底层横向和纵向钢筋，缩短了施工工期、节省了工程造价，并且保证了桥面板的外观质量及景观效果。
此外，焊接钢板1、第一翼缘钢板21、第二翼缘钢板22时，将具有花纹结构的表面朝上，能加强钢板1、第一翼缘钢板21、第二翼缘钢板22与混凝土之间的粘结力，其光滑面朝下，可进一步优化桥面板200的景观效果。
在预制钢梁100翼缘板顶部与桥面板200的顶层横向钢筋3之间焊接的竖向支撑杆件4克服了第一翼缘钢板21、第二翼缘钢板22以及顶层横向钢筋3在施工荷载作用下整体失稳问题，非常有效地提高了整体承载能力和稳定性，从而确保了桥面板200浇筑时预制钢梁100的整体稳定性和桥面板200的浇筑质量。
为了更好的表达本发明的技术方案在实际应用中的技术效果，本实施例结合图4所示的一工程实例进行说明：
工程概况：某匝道桥跨径30m，桥宽8m，上部结构采用单箱单室钢混组合梁(箱室宽4.5m、两侧翼缘悬臂长均为1.75m)，
本工程设计运用本发明的技术方案，将10mm厚的第一翼缘钢板21、第二翼缘钢板22分别焊接在敞口预制钢梁100的翼缘板两侧，同时10mm厚的第一翼缘钢板21、第二翼缘钢板22与顶层横向钢筋3(Φ16mm@100mm)焊接成整体，共同承担桥面板施工荷载，为增加第一翼缘钢板21、第二翼缘钢板22在施工荷载作用下的强度及稳定性将50mm×8mm(高×厚)的第一I型加劲肋71、第二I型加劲肋72以500mm的间距分别焊接在第一翼缘钢板21、第二翼缘钢板22的顶面上。其中设置于翼缘板两侧的第一翼缘钢板21、第二翼缘钢板22不仅作为桥面悬臂板浇筑的底模板，还是桥面板200永久结构的一部分，参与桥面板200受力，同时也省去了常规桥面板翼缘悬臂部分的底层横向和纵向钢筋。将设置的钢板1、第一翼缘钢板21、第二翼缘钢板22的花纹结构面朝上，光滑面朝下，这样不仅增加了钢板1、第一翼缘钢板21、第二翼缘钢板22与桥面板200混凝土8之间的粘结力，而且保证了桥面板200的外观质量。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种具有新型桥面板结构的钢-混凝土组合桥梁，包括预制钢梁，其特征在于，所述组合桥梁还包括新型的桥面板，所述桥面板固定于预制钢梁的顶部；所述桥面板包括钢板、第一翼缘钢板、第二翼缘钢板、第一I型加强肋、第二I型加强肋、若干顶层横向钢筋、若干底层横向钢筋、若干纵向钢筋、若干竖向支撑杆件以及混凝土；所述钢板焊接在所述预制钢梁顶部的中间敞口位置，所述第一翼缘钢板、第二翼缘钢板均具有倾斜部和竖向部，所述第一翼缘钢板、第二翼缘钢板的倾斜部远离竖向部的一端分别焊接在所述预制钢梁顶部的两侧边；所述若干顶层横向钢筋横向设置，其两端分别与所述第一翼缘钢板、第二翼缘钢板的竖向部焊接；所述第一I型加强肋焊接在所述第一翼缘钢板的顶面上，所述第二I型加强肋焊接在所述第二翼缘钢板的顶面上；所述若干竖向支撑杆件的顶端与顶层横向钢筋焊接，其底端与预制钢梁的顶部焊接；所述底层横向钢筋布置于所述钢板顶面，其两端分别通过所述第一翼缘钢板、第二翼缘钢板承托，所述混凝土填充于所述钢板、第一翼缘钢板、第二翼缘钢板共同围成的空腔内，并且覆盖所述顶层横向钢筋。
2.如权利要求1所述的具有新型桥面板结构的钢-混凝土组合桥梁，其特征在于，所述第一翼缘钢板、第二翼缘钢板均呈L型。
3.如权利要求1所述的具有新型桥面板结构的钢-混凝土组合桥梁，其特征在于，所述底层横向钢筋的两端均具有向下弯折的放置部，所述放置部与所述第一翼缘钢板、第二翼缘钢板不焊接。
4.如权利要求1至3中任意一项所述的具有新型桥面板结构的钢-混凝土组合桥梁，其特征在于，所述钢板、第一翼缘钢板、第二翼缘钢板的顶面设置有花纹结构，其底面为光滑面。
5.如权利要求1至3中任意一项所述的具有新型桥面板结构的钢-混凝土组合桥梁，其特征在于，所述竖向支撑杆件为剪力钉。
6.一种如权利要求1所述的具有新型桥面板结构的钢-混凝土组合桥梁的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S10、提供/制备所述预制钢梁、钢板、第一翼缘钢板、第二翼缘钢板、第一I型加强肋、第二I型加强肋、若干顶层横向钢筋、若干底层横向钢筋、若干纵向钢筋以及若干竖向支撑杆件；
S20、将所述竖向支撑杆件的底端与所述预制钢梁的顶部焊接；
S30、于所述第一翼缘钢板的顶面上焊接上第一I型加强肋，于所述第二翼缘钢板的顶面上焊接上第二I型加劲肋；
S40、在所述预制钢梁的顶部焊接所述钢板；
S50、在所述预制钢梁的顶部的两侧分别焊接所述第一翼缘钢板、第二翼缘钢板；
S60、绑扎所述纵向钢筋、顶层横向钢筋以及底层横向钢筋；
S70、将所述顶层横向钢筋的两端分别与所述第一翼缘钢板以及第二翼缘钢板焊接；
S80、将所述竖向支撑杆件的顶端与所述顶层横向钢筋焊接；
S90、于所述钢板、第一翼缘钢板、第二翼缘钢板共同围成的空腔内浇筑混凝土，并保证所述混凝土覆盖所述顶层横向钢筋，即完成所述具有新型桥面板结构的钢-混凝土组合桥梁的施工。
7.如权利要求6所述的钢-混凝土组合桥梁的施工方法，其特征在于，所述步骤S40、S50中，所述钢板、第一翼缘钢板以及第二翼缘钢板的一面具有花纹结构，另一面为光滑面，在焊接钢板、第一翼缘钢板以及第二翼缘钢板时，将钢板、第一翼缘钢板以及第二翼缘钢板的光滑面朝下。
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