CN110230268B - 先连续后简支的钢桁组合梁桥施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种先连续后简支的钢桁组合梁桥施工方法，步骤如下：①预制钢桁梁单元②将两孔钢桁梁单元临时拼接成整体，吊装后在拼接处施加竖向荷载，再将两端顶升至第一设计位置③对每个钢桁梁单元浇筑一期顶板混凝土形成桥面板，同时浇筑底板混凝土④待混凝土达到设计强度后，使梁体两端回落至第二设计位置，撤去竖向荷载，拆开两孔钢桁梁单元⑤重复第二步~第四步，完成剩余孔跨桥梁的施工⑥通过翼缘拼接板连接相邻两孔钢桁梁单元的顶板，浇筑二期顶板混凝土，形成桥面连续的桥梁，完成施工。本发明可以成倍地提升施工效率，同时由于采用了钢桁代替传统工字钢/钢箱梁作为钢骨架，不仅节约钢材，而且能提升混凝土内预加力施加效率。

Description

先连续后简支的钢桁组合梁桥施工方法

技术领域

本发明涉及桥梁施工技术领域，尤其是涉及一种先连续后简支的钢桁组合梁桥施工方法。

背景技术

钢混凝土组合结构兼具钢结构和混凝土结构的优点，具有建筑高度低，承载力高，施工便捷等优点，为解决超高、大跨、重载、复杂结构的特殊桥梁提供了新的选择。但目前组合梁在中小跨径桥梁中的应用并不广泛，原因如下：首先，目前的钢混组合梁多采用工字钢/钢箱梁作为骨架，钢材用量大，造价高于混凝土梁，且施工复杂；其次，钢混连续组合梁由于负弯矩区桥面板不可避免地处于受拉状态，极易引起混凝土开裂，继而影响钢混连续梁组合梁的工作性能和使用寿命；再次，虽然采用对钢梁预弯、支座升降和压重等方式所释放出来的预弯弯矩对混凝土施加预应力，用以降低梁高、提高组合梁的承载能力，然而，由于工字钢/钢箱梁轴向刚度大，其对预弯力的吸收较多，实际施加在顶板和底板混凝土上的预加力不多，实施效果并不理想；最后，对于目前实际工程中采用先简支后连续方法施工的钢混组合梁，其与支架施工方法相比，虽然在一定程度上能降低中支座负弯矩的大小，但由于该种桥梁仍然是连续梁结构，在二期恒载和车辆活载作用下，中支座仍然会承受较大的负弯矩，桥面板开裂风险仍然较大。

发明内容

为了解决中小跨径钢混组合结构的桥梁工程造价高、施工复杂、负弯矩区桥面板容易开裂的问题，本发明提供一种先连续后简支的钢桁组合梁桥施工方法，可采取如下技术方案：

本发明所述的先连续后简支的钢桁组合梁桥施工方法，包括下述步骤：

第一步，在工厂内预制钢桁梁单元，然后运输至施工现场；

第二步，采用临时节点板将两孔钢桁梁单元拼接成整体，并吊装至桥墩支座上，在临时节点板位置施加竖向荷载，使钢桁梁与支座紧密贴合，然后将两端的支座向上顶升至第一设计位置；

第三步，在每个钢桁梁单元的顶板和底板上绑扎横向钢筋、纵向钢筋形成钢筋网，并安装模板，浇筑一期顶板混凝土形成桥面板，同时浇筑底板混凝土；其中，顶板纵向钢筋的头部延伸至桥面板以外；

第四步，待步骤三中浇筑的混凝土达到设计强度后，使两端的支座回落至第二设计位置，再撤去竖向荷载，然后拆除临时节点板；

第五步，重复第二步~第四步，按照两孔连做的方法，完成剩余孔跨桥梁的施工；

第六步，通过翼缘拼接板将相邻两孔钢桁梁单元的顶板边缘栓接在一起，然后将相邻顶板纵向钢筋的头部焊接在一起，浇筑二期顶板混凝土，形成桥面连续的桥梁，完成施工。

所述钢桁梁单元包括表面设置有栓钉的顶板和底板，所述顶板和底板之间焊接有位于两端的实腹式钢腹板和位于中间的顺次排列构成连续V形的斜腹杆，每个所述斜腹杆的两端分别与顶板和底板相连。

每片所述实腹式钢腹板的长度为钢桁梁单元长度的1/8-/1/6，且实腹式钢腹板的内侧均为圆弧结构。

所述斜腹杆的倾角为55-65 º。

所述临时节点板通过与相邻实腹式钢腹板栓接相连将相邻钢桁梁单元拼接成整体。

每孔所述钢桁梁单元两端均设置有支座。

本发明提供的先连续后简支的钢桁组合梁桥施工方法，可以成倍地提升施工效率，同时由于采用了钢桁代替传统工字钢/钢箱梁作为钢骨架，不仅节约钢材，而且能提升混凝土内预加力施加效率。

与现有技术相比，本发明的优点具体体现在以下几个方面：

1、采用钢桁代替传统工字钢/钢箱梁作为钢骨架，节约钢材，降低了工程造价；

2、与采用工字钢/钢箱梁作为钢骨架相比，本发明所采用的钢桁梁对预弯力吸收较少，相应地，底板混凝土和顶板混凝土吸收的预弯力较多，因而预加力施加效率得到显著提高；

3、同时浇筑底板混凝土和顶板混凝土，不仅缩短了施工时间，而且在只对底板混凝土直接施加预压力的情况下，达到了对顶板混凝土连带施加预拉力的双重效果，与传统的预弯组合梁需要对底板混凝土和顶板混凝土进行分批次浇筑相比，大大简化了施工工序；

4、本发明能同时对相邻两孔钢梁同时施加弯矩，实现相邻两孔组合梁的两孔连做，与逐孔架设的连续组合梁相比，施工效率大幅度提高；

5、与连续组合梁相比，本发明的桥梁实际为仅桥面连续的简支组合梁桥，支座位置的桥面板弯矩接近于零，因此中支座位置桥面板开裂风险大大降低。

综上，本发明采用逆向思维提出的先连续后简支施工的钢桁组合梁桥方法，能解决解决传统钢混组合连续梁施工效率低、造价高和负弯矩区桥面板开裂的问题，具有较好的推广应用价值。

附图说明

图1-6是本发明的施工步骤图。

图7是本发明中钢桁梁单元的结构示意图。

图8是图7的左视放大图。

图9是图1中临时节点板与钢桁梁单元的连接结构示意图。

图10是图3中的钢梁断面图。

图11是图6中的A部放大图。

图12是支架施工法、简支变连续施工法和本发明施工法的桥梁主梁弯矩对比图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的施工方法做进一步的详细描述，但本发明不局限于以下实施例。

实施例1：

如图1-6所示，用先连续后简支的方法施工一座4孔30m跨径的钢桁组合梁桥，包括下述步骤：

第一步，在工厂内预制钢桁梁单元，然后运输至施工现场。

如图7、8所示，上述钢桁梁单元为四段，每段长度为30m，梁高1.0m，均由Q345C钢材制成的顶板1、底板2、实腹式钢腹板3和斜腹杆4组成。其中，实腹式钢腹板3通过与顶板1和底板2焊接相连的方式设置在钢桁梁单元两端，每块实腹式钢腹板3均为长3.5m的钢板，且内侧采用圆弧过渡，以消除应力集中；位于实腹式钢腹板3之间23米长的钢桁梁单元中间段上焊接有多条顺次排列构成连续V形的斜腹杆4，每条斜腹杆4均采用20cm宽、16mm厚的钢板条，其两端分别与顶板1和底板2焊接相连，且与顶板1和底板2的倾角α为60º；此外，顶板1和底板2上焊接有作为抗剪连接件的栓钉5。

第二步，采用临时节点板7将两孔钢桁梁单元M1、M2拼接成整体，并吊装至桥墩支座N1、N2、N3、N4上，在临时节点板7位置施加竖向荷载Q，使钢桁梁与支座紧密贴合，然后将两端的支座N1、N4向上顶升至第一设计位置，即使支座N1带动钢桁梁单元M1左端、支座N4带动钢桁梁单元M2右端向上顶升0.4m。

拼接时，如图9所示，先将钢桁梁单元M1、M2的实腹式钢腹板3.1、3.2相互对齐，再将一块临时节点板7搭接贴附在钢腹板3.1、3.2一侧，然后通过螺栓S1连接临时节点板7和钢腹板3.1、3.2，从而使钢桁梁单元M1、M2成为整体。

第三步，如图10所示，在钢桁梁单元M1、M2的顶板和底板上绑扎横向钢筋、纵向钢筋8形成钢筋网，并安装模板，浇筑一期顶板混凝土9形成桥面板，同时浇筑底板混凝土10；其中，顶板纵向钢筋的头部延伸至桥面板以外，通常情况下，会延伸至钢桁梁单元以外50-100mm，使相邻的顶板纵向钢筋相互搭接，方便将两者焊接在一起，以备顶板的第二次浇注。

第四步，待步骤三中浇筑的混凝土达到设计强度后，使两端的支座N1、N4回落至第二设计位置，即从第一设计位置下落0.25m，再撤去竖向荷载Q，然后拆除临时节点板7。

第五步，重复第二步~第四步，按照上述两孔连做的方法，即先将其余两跨钢桁梁单元M3、M4先进行临时拼接，接着进行端部顶升，然后浇注顶、底板混凝土，再拆除临时拼接板、撤去中间竖向荷载，最后使梁体两端回落，完成第三、四孔跨桥梁的施工。

第六步，如图11所示，参照临时节点板对实腹式钢腹板的连接方式，在钢桁梁单元M1、M2相接处，水平放置一块与两者顶板边缘同时相接的翼缘拼接板11，并通过螺栓S2将翼缘拼接板11和钢桁梁单元M1、M2的顶板连接在一起，然后将钢桁梁单元M1、M2的顶板纵向钢筋8的头部焊接在一起，接着浇筑二期顶板混凝土12。参照以上步骤，完成钢桁梁单元M2、M3、M4两两相邻处二期顶板混凝土的浇筑，使桥面连续后，完成施工。

上述二期顶板混凝土采用无收缩钢纤维混凝土。

实施例2：

如图12所示，在一期恒载q1和二期恒载q2作用下，将支架施工、简支变连续施工和本发明连续变简支施工三种情况下主梁中支座和跨中弯矩图进行对比，可知，采用连续变简支施工方法，中支座位置承受的负弯矩接近于零，桥面板开裂风险大大降低。

综上所述，本发明中的钢桁组合梁具有建筑高度低、刚度大的优点，其与传统工字钢/钢箱梁组合梁相比，不仅能节省钢材，而且提高了顶板混凝土和底板混凝土的预加力效率。本发明的钢桁组合梁与连续组合梁相比，中支座位置桥面板承受的弯矩较小，开裂风险较低；与逐孔架设施工相比，本发明在施工时能同时对相邻两孔钢梁同时施加预弯力，施工效率大大提高。

Claims (6)

1.一种先连续后简支的钢桁组合梁桥施工方法，其特征在于：包括下述步骤：

第一步，在工厂内预制钢桁梁单元，然后运输至施工现场；

第二步，采用临时节点板将两孔钢桁梁单元拼接成整体，并吊装至桥墩支座上，在临时节点板位置施加竖向荷载，使钢桁梁与支座紧密贴合，然后将两端的支座向上顶升至第一设计位置；

第三步，在每个钢桁梁单元的顶板和底板上绑扎横向钢筋、纵向钢筋形成钢筋网，并安装模板，浇筑一期顶板混凝土形成桥面板，同时浇筑底板混凝土；其中，顶板纵向钢筋的头部延伸至桥面板以外；

第四步，待步骤三中浇筑的混凝土达到设计强度后，使两端的支座回落至第二设计位置，再撤去竖向荷载，然后拆除临时节点板；

第五步，重复第二步~第四步，按照两孔连做的方法，完成剩余孔跨桥梁的施工；

第六步，通过翼缘拼接板将相邻两孔钢桁梁单元的顶板边缘栓接在一起，然后将相邻顶板纵向钢筋的头部焊接在一起，浇筑二期顶板混凝土，形成桥面连续的桥梁，完成施工。

2.根据权利要求1所述的先连续后简支的钢桁组合梁桥施工方法，其特征在于：所述钢桁梁单元包括表面设置有栓钉的顶板和底板，所述顶板和底板之间焊接有位于两端的实腹式钢腹板和位于中间的顺次排列构成连续V形的斜腹杆，每个所述斜腹杆的两端分别与顶板和底板相连。

3.根据权利要求2所述的先连续后简支的钢桁组合梁桥施工方法，其特征在于：每片所述实腹式钢腹板的长度为钢桁梁单元长度的1/8-/1/6，且实腹式钢腹板的内侧均为圆弧结构。

4.根据权利要求2所述的先连续后简支的钢桁组合梁桥施工方法，其特征在于：所述斜腹杆的倾角为55-65 º。

5.根据权利要求2所述的先连续后简支的钢桁组合梁桥施工方法，其特征在于：所述临时节点板通过与相邻实腹式钢腹板栓接相连将相邻钢桁梁单元拼接成整体。

6.根据权利要求1所述的先连续后简支的钢桁组合梁桥施工方法，其特征在于：每孔所述钢桁梁单元两端均设置有支座。

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