CN110539398A - 预制桥面板钢混组合梁的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种预制桥面板钢混组合梁的施工方法，涉及桥梁技术领域，预制桥面板钢混组合梁的施工方法包括以下步骤：预制桥面板：利用混凝土浇筑成具有多个顶面不贯通的剪力槽的桥面板节段；设置剪力连接件：在钢梁的顶面上焊接多组剪力连接件；架设桥面板：将桥面板节段架设于钢梁的顶面上，并使单组剪力连接件穿入单个剪力槽内；灌浆连接：向剪力槽中灌注水泥浆；拼接桥面板：在相邻的两节桥面板节段间浇筑湿接缝。该预制桥面板钢混组合梁的施工方法缓解了现有技术中存在的由于混凝土填充不充分，导致预制桥面板钢混组合梁的桥面板与钢梁之间连接损坏失效的问题。

Description

预制桥面板钢混组合梁的施工方法

技术领域

本发明涉及桥梁技术领域，具体涉及一种预制桥面板钢混组合梁的施工方法。

背景技术

随着社会的发展，科学技术的进步，桥梁建造技术也不断地优化。钢混组合梁由混凝土桥面板和钢梁以剪力连接件连接而组成，其充分利用了混凝土和钢材两种材料的特性，具有很好的力学性能和经济性，在工程中得到了广泛使用。目前工程上关于钢混组合梁桥面板的施工方法主要有现浇施工法和预制施工法，其中预制施工法应用越来越广泛。

预制施工方法中，通常采用预制桥面板节段与钢梁组合，预制桥面板节段具有剪力槽，剪力槽沿纵向贯通该桥面板节段，因此剪力槽延伸较长，内部的容积较大，当向剪力槽内浇筑混凝土时，由于混凝土的粘度较大，流动性不佳，在剪力槽中流动时，易出现漏灌、缺口等缺陷，使得无法充分填充剪力槽，导致起到连接作用的混凝土力学性能不足，在传递桥面板与钢梁之间作用力时，容易出现损坏失效。

发明内容

本发明的目的在于提供一种预制桥面板钢混组合梁的施工方法，以缓解现有技术中存在的由于剪力槽内混凝土填充不充分，导致混凝土凝固后力学性能不良的问题。

本发明提供一种预制桥面板钢混组合梁的施工方法，包括以下步骤：

预制桥面板：利用混凝土浇筑成底面具有多个顶面不贯通的剪力槽的桥面板节段；

设置剪力连接件：在钢梁的顶面上焊接多组剪力连接件；

架设桥面板：将桥面板节段架设于钢梁的顶面上，并使单组剪力连接件穿入单个剪力槽内；

灌浆连接：向剪力槽中灌注水泥浆；

拼接桥面板：在相邻的两节桥面板节段间浇筑湿接缝。

进一步地，在预制桥面板步骤中，浇筑桥面板节段之前，在剪力槽中设置纵向钢筋、横向钢筋以及箍筋；将箍筋与纵向钢筋以及横向钢筋连接形成骨架。

进一步地，在灌浆连接过程中，水泥浆能够充分填充于剪力槽与骨架的间隙中，待水泥浆凝固后，能够将骨架、剪力连接件、钢梁以及桥面板节段连接在一起。

进一步地，在预制桥面板步骤中，向模板中浇灌混凝土，待桥面板节段成型后拆除模板，并对剪力槽内的混凝土表面进行凿毛处理。

进一步地，在预制桥面板步骤中，将浇筑后的桥面板节段存放一段时间后，根据需要对桥面板节段张拉纵向预应力和横向预应力。

进一步地，桥面板节段上预埋灌浆管和出浆管，灌浆管与出浆管均连通剪力槽与外部空间，向灌浆管中灌入水泥浆，直至水泥浆溢出出浆管，以使剪力槽内注满水泥浆。

进一步地，将多个出浆管间隔预埋于桥面板节段，且每个出浆管处对应设置阀门；向灌浆管中灌入水泥浆，当水泥浆从出浆管溢出时，关闭出浆管对应的阀门，直至所有出浆管的阀门均关闭后，停止灌浆，待水泥浆达到设计强度后，切除灌浆管与出浆管伸出桥面板顶面的部分。

进一步地，剪力连接件为剪力钉。

进一步地，在桥面板节段与钢梁之间铺设密封垫，密封垫环绕剪力槽的开口。

进一步地，在相邻两个桥面板节段间的湿接缝范围内设置剪力钉，剪力钉焊接于钢梁的顶面。

与现有技术相比，本发明提供的预制桥面板钢混组合梁的施工方法所具有的技术优势为：

本发明提供一种预制桥面板钢混组合梁的施工方法，包括以下步骤预制桥面板：利用混凝土浇筑成底面具有多个顶面不贯通的剪力槽的桥面板节段；设置剪力连接件：在钢梁的顶面上焊接多组剪力连接件；架设桥面板：将桥面板节段架设于钢梁的顶面上，并使单组剪力连接件穿入单个剪力槽内；灌浆连接：向剪力槽中灌注水泥浆；拼接桥面板：在相邻的两节桥面板节段间浇筑湿接缝。上述过程中，多组剪力连接件均匀间隔排布于钢梁顶面上，便于将桥面板节段架设于钢梁上时，将多组剪力连接件分别穿入多组剪力槽中，使得桥面板节段与钢梁之间的作用力通过多组剪力连接件分散传递，避免了受力集中导致的连接结构损坏，连接失效问题；在相邻的桥面板节段间浇筑湿接缝，能够保证相邻桥面板节段之间能够稳定连接，并使接缝处平顺过度；与现有技术中向纵向延伸较长的剪力槽中灌注混凝土相比，本发明采用分别向多组沿纵向排布的剪力槽中灌注水泥浆，单组剪力槽的纵向延伸大幅减小，使得水泥浆流动范围减小，在灌注压力的作用下，凭借灌注的初始速度能够快速灌注满该剪力槽，减少了水泥浆粘度对填充的影响，能够对剪力槽实现充分填充，从而缓解现有技术中存在的由于剪力槽内混凝土填充不充分，导致混凝土凝固后力学性能不良的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的桥面板节段与钢筋的骨架的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的图1中的沿A－A方向的桥面板节段示意图；

图3为本发明实施例提供的钢梁与剪力钉的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的图3中的沿B－B方向的钢梁与剪力钉的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的桥面板节段架设于钢梁上的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的图5中的F局部结构示意图；

图7为本发明实施例提供的图5中的沿C－C方向的桥面板节段架设于钢梁上的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的桥面板节段架设于钢梁上，并浇筑水泥浆后的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的图8中的沿D－D方向的结构示意图；

图10为本发明实施例提供的桥面板节段之间湿接缝之后的结构示意图；

图11为本发明实施例提供的图10中的桥面板节段之间湿接缝之后的沿E－E方向的结构示意图。

图标：100－桥面板节段；110－剪力槽；120－灌浆管；130－出浆管；200－骨架；210－纵向钢筋；220－横向钢筋；230－箍筋；300－钢梁；400－剪力钉；500－密封垫；600－水泥浆。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

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。此外，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。

下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

具体结构如图1－图11所示，需要说明的是，以图1中朝向纸面向内外方向为纵向方向，以图1中左右方向为横向方向。

本实施例提供的一种预制桥面板钢混组合梁的施工方法，如图1－图11所示，包括以下步骤：

预制桥面板：利用混凝土浇筑成底面具有多个顶面不贯通的剪力槽110的桥面板节段100，多个剪力槽110沿纵向均匀间隔排布；

设置剪力连接件：在钢梁300的顶面上焊接多组剪力连接件；

架设桥面板：将桥面板节段100架设于钢梁300的顶面上，并使单组剪力连接件穿入单个剪力槽110内；

灌浆连接：向剪力槽110中灌注水泥浆600；

拼接桥面板：在相邻的两节桥面板节段100间浇筑湿接缝。

上述过程中，多组剪力连接件均匀间隔排布于钢梁300顶面上，便于将桥面板节段100架设于钢梁300上时，将多组剪力连接件分别穿入多组剪力槽110中，使得桥面板节段100与钢梁300之间的作用力通过多组剪力连接件分散传递，避免了受力集中导致的连接结构损坏，连接失效问题；在相邻的桥面板节段100间浇筑湿接缝，能够保证相邻桥面板节段100之间能够稳定连接，并使接缝处平顺过度；与现有技术中向纵向延伸较长的剪力槽110中灌注混凝土相比，本实施例采用分别向多组沿纵向排布的剪力槽110中灌注水泥浆600，单组剪力槽110的纵向延伸大幅减小，使得水泥浆600流动范围减小，在灌注压力的作用下，凭借灌注的初始速度能够快速灌注满该剪力槽110，减少了水泥浆600粘度对填充的影响，能够对剪力槽110实现充分填充，从而保证了预制桥面板钢混组合梁的桥面板与钢梁300之间连接的稳定可靠。此外，由于分组式的剪力槽110的总容积要小于贯通式的剪力槽110，且能够实现多组剪力槽110进行同时灌注，因此在同时灌注水泥浆600时，将分组式的剪力槽110灌满用时更少，灌注效率更高。

本实施例的可选技术方案中，主要参考图1、图5以及图6，在预制桥面板步骤中，浇筑桥面板节段之前，在在剪力槽110中设置纵向钢筋210、横向钢筋220以及箍筋230；将箍筋230与纵向钢筋210以及横向钢筋220连接形成骨架200。

本实施例的可选技术方案中，主要参考图8－图10，在灌浆连接过程中，水泥浆600能够充分填充于剪力槽110与骨架200的间隙中，待水泥浆600凝固后，能够将骨架200、剪力连接件、钢梁300以及桥面板节段100连接在一起。

上述过程中，纵向钢筋210与横向钢筋220均与箍筋230连接形成骨架200，并将骨架200设置于剪力槽110中，桥面板节段100架设于钢梁300上后，将水泥浆600灌注于剪力槽110与骨架200间的间隙，待水泥浆600凝固后使得该连接结构生效，凝固后的水泥浆600和其内部的钢筋的骨架200结构包括纵向钢筋210、横向钢筋220以及箍筋230能够承受纵向和横向的拉压应力以及剪应力，因此该连接结构具有良好的力学性能，从而保证了连接结构的稳定性。

优选地，在预制桥面板步骤中，在模板中浇筑混凝土从而形成桥面板节段100，桥面板节段100大部分为标准节段，因此上述模板可重复利用，提高经济效益。在模板中预先埋设有贯穿模板内部的纵向钢筋210、横向钢筋220以及与纵向钢筋210和横向钢筋220扎紧连接的箍筋230，优选地，上述纵向钢筋210、横向钢筋220以及箍筋230不仅设置于剪力槽110内，还埋设于整个桥面板节段100中，保证整个桥面板节段100的受力性能。同时，在剪力槽110内预留出部分埋设于桥面板节段100中的纵向钢筋210、横向钢筋220以及箍筋230形成的骨架200。预制的桥面板节段100长度一般为4m左右，优选地，沿纵向方向设两个剪力槽110，实际实施时可根据桥梁结构、起重设备吊装能力等进行划分，桥面板节段100也可根据需要预制为变宽节段以适应变宽桥的施工。钢筋的骨架200绑扎这一过程中，优选地，纵向钢筋210沿纵向设置，横向钢筋220沿横向设置，且纵向钢筋210与横向钢筋220交叉搭接，围绕搭接点扎绑箍筋230，将扎绑形成骨架200的钢筋进行焊接加固，应保证骨架200的焊接质量，钢筋的骨架200是保证预制的桥面板节段100与水泥浆600之间连接性能的关键。

本实施例的可选技术方案中，在预制桥面板步骤中，向模板中浇灌混凝土，待桥面板节段100成型后拆除模板，并对剪力槽110内的混凝土表面进行凿毛处理。

具体地，桥面板节段100拆模后，混凝土强度还比较低时，对剪力槽110内混凝土表面进行凿毛，用凿子或风镐等将混凝土表面结硬的乳皮凿去，使混凝土内的砂石等骨料露出，为后续向剪力槽110内灌注水泥浆600做准备，以增加剪力槽110内壁与水泥浆600的接触面粘结性能，保证桥面板与钢梁300之间连接紧密稳定。

本实施例的可选技术方案中，在预制桥面板步骤中，将浇筑后的桥面板节段100存放一段时间后，根据需要对桥面板节段100张拉纵向预应力和横向预应力。

具体地，将浇筑好的桥面板节段100进行拆模养护，使得桥面板节段100达到设计强度要求；随后进行存放，使得混凝土自由进行收缩徐变过程，存放6个月后，此时的桥面板节段100的混凝土收缩徐变已完成约50％，此时可通过预埋于桥面板节段100中的波纹管设置钢绞线，对桥面板节段100进行张拉预应力操作，优选地，桥面板节段100中预埋有横向的和纵向的波纹管，便于根据实际工程需求对桥面板节段100进行张拉横向预应力和纵向预应力。张拉预应力是为了限制混凝土桥面板出现裂缝，利用钢绞线给混凝土的预压力，当桥面板节段100受到外载荷的拉力时，首先抵消预加的压力，然后随荷载增加，才使混凝土受拉，这就限制了混凝土的拉应力，延缓或不使裂缝出现。此外，为了减少混凝土自身收缩徐变对预应力损失的影响，将桥面板节段100存放约6个月，使得混凝土的收缩徐变完成约50％，此时张拉预应力可减少因混凝土收缩徐变带来的预应力损失，提升预应力的作用效率。

本实施例的可选技术方案中，主要参考图1、图2、图5、图8和图9，桥面板节段100上预埋灌浆管120和出浆管130，灌浆管120与出浆管130均连通剪力槽110与外部空间，向灌浆管120中灌入水泥浆600，直至水泥浆600溢出出浆管130，以使剪力槽110内注满水泥浆600。

本实施例的可选技术方案中，主要参考图1、图2、图5、图8和图9，将多个出浆管130间隔预埋于桥面板节段100，且每个出浆管130处对应设置阀门；向灌浆管120中灌入水泥浆600，当水泥浆600从出浆管130溢出时，关闭出浆管130对应的阀门，直至所有出浆管130的阀门均关闭后，停止灌浆，待水泥浆600达到设计强度后，切除灌浆管120与出浆管130伸出桥面板顶面的部分。

具体地，在预置桥面板步骤中，将灌浆管120与多个出浆管130设置于模板中，浇筑混凝土后，每个剪力槽110对应的桥面板节段100的位置处，均埋设有灌浆管120与多个出浆管130，灌浆管120与多个出浆管130均连通外部空间以及剪力槽110，且该出浆管130上均设置有阀门，将桥面板节段100架设于钢梁300上后，钢梁300的顶面宽度大于剪力槽110沿横向的宽度，使得桥面板节段100的剪力槽110扣设于钢梁300的顶面，并形成用于容纳水泥浆600的相对密封的腔体；向灌浆管120中管入水泥浆600，当水泥浆600从出浆管130溢出时，关闭出浆管130的阀门，直至所有出浆管130的阀门均关闭后，停止灌浆，待水泥浆600达到设计强度后，切除灌浆管120与出浆管130伸出桥面板顶面的部分。优选地，出浆管130用于观察剪力槽110内是否灌满水泥浆600，灌浆管120的进口和出浆管130的出口比桥面板节段100的顶面高出10cm，以保证剪力槽110内灌浆充分、无空隙。优选地，可根据每个剪力槽110的尺寸进行对出浆管130之间的间距以及排布方式进行选择，并结合桥面坡度的不同，将灌浆管120设在较低的一侧，出浆管130设置在较高的一侧，保证水泥浆600从灌浆管120灌入后从较低一侧逐步累积，直至灌满整个剪力槽110，上述结构有利于水泥将在剪力槽110中的累积以及填充，保证水泥浆600能够充分填充满整个剪力槽110与钢梁300顶面围成的腔体。

优选地，上述水泥浆600均采用高强无收缩水泥浆，高强无收缩水泥浆是以高强度材料为骨料，以水泥作为结合剂，辅以高流态、微膨胀、防离析等物质配制而成。该高强无收缩水泥浆自流性高，有利于对剪力槽110的完全填充，保证连接结构的力学性能；且高强无收缩水泥浆在灌浆后无收缩，粘结强度高，使得桥面板节段100与钢梁300之间连接紧固稳定。高强无收缩水泥浆强度上升快，一般3天便可达到设计强度的90％以上，此时可切割掉灌浆管120和出浆管130伸出桥面板部分。

本实施例的可选技术方案中，主要参考图3－图10，剪力连接件为剪力钉400。

具体地，单组剪力连接件包括多根剪力钉400。优选地，单组剪力钉400焊接于钢梁300上翼缘板的顶面与剪力槽110对应的位置处，当桥面板节段100架设于该钢梁300上时，每组剪力钉400分别穿设于单个剪力槽110中。上述结构中剪力钉400成组连续排布能够增加桥面板与钢梁300的连接性能，使得桥面板节段100受力后，能够通过钢梁300上的剪力钉400有效地传递剪力，连续分布的剪力钉400能够分散载荷带来的应力，减少剪力钉400的应力集中和桥面板节段100与钢梁300之间滑移，保证连接结构的稳定性，具有更好的力学性能。

本实施例的可选技术方案中，主要参考图6－图10，在桥面板节段100与钢梁300之间铺设密封垫500，密封垫500环绕剪力槽110的开口。

具体地，该密封垫500铺设于桥面板节段100与钢梁300之间，并环绕剪力槽110的开口，当桥面板节段100架设于钢梁300上后，该密封垫500在桥面板节段100的重力下被压缩，使得密封垫500与桥面板节段100的底面以及钢梁300的顶面抵紧并密封，使得剪力槽110与钢梁300顶面之间形成密封的腔体，在向剪力槽110中灌注水泥浆600时，能够防止水泥浆600从桥面板节段100与钢梁300的缝隙之间漏出，进一步保证水泥浆600能够完全填充满上述的密封腔体，保证连接结构的性能。且该密封垫500还能够防止外界水气盐分等腐蚀性物质进入剪力槽110内，避免了灌注的水泥浆600以及钢筋骨架200受到腐蚀损坏。优选地，该密封垫500可选用橡胶密封垫500，将橡胶密封垫500粘接于钢梁300的上翼缘板的顶面的与剪力槽110的开口周边对应的位置，使得桥面板节段100架设于钢梁300上后，剪力槽110的开口周边的平面能够挤压于该橡胶密封垫500上，该橡胶密封垫500受到挤压变形，并与桥面板节段100底面剪力槽110的开口周边的平面以及钢梁300上翼缘板的顶面紧密抵接密封。

本实施例的可选技术方案中，主要参考图7、图9和图10，在相邻两个桥面板节段100间的湿接缝范围内设置剪力钉400，剪力钉400焊接于钢梁300的顶面。

具体地，湿接缝是指，在相邻的两块桥面板节段100之间的接缝处利用混凝土进行现场浇筑，使得相邻的两块桥面板节段100之间形成稳定的连接。在相邻两个桥面板节段100间的湿接缝范围内的钢梁300顶面焊接有剪力钉400，在浇筑湿接缝时，将混凝土浇筑于相邻两块桥面板节段100之间的湿接缝范围内，待混凝土达到设计强度后，混凝土与剪力钉400连接稳定，使前后钢混组合梁节段形成整体。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种预制桥面板钢混组合梁的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

预制桥面板：利用混凝土浇筑成具有多个顶面不贯通的剪力槽(110)的桥面板节段(100)；

设置剪力连接件：在钢梁(300)的顶面上焊接多组剪力连接件；

架设桥面板：将所述桥面板节段(100)架设于所述钢梁(300)的顶面上，并使单组所述剪力连接件穿入单个所述剪力槽(110)内；

灌浆连接：向所述剪力槽(110)中灌注水泥浆(600)；

拼接桥面板：在相邻的两节所述桥面板节段(100)间浇筑湿接缝。

2.根据权利要求1所述的预制桥面板钢混组合梁的施工方法，其特征在于，在预制桥面板步骤中，浇筑所述桥面板节段(100)之前，在所述剪力槽(110)中设置纵向钢筋(210)、横向钢筋(220)以及箍筋(230)；将所述箍筋(230)与所述纵向钢筋(210)以及所述横向钢筋(220)连接形成骨架(200)。

3.根据权利要求2所述的预制桥面板钢混组合梁的施工方法，其特征在于，在灌浆连接过程中，所述水泥浆(600)能够充分填充于所述剪力槽(110)与所述骨架(200)的间隙中，待所述水泥浆(600)凝固后，能够将所述骨架(200)、所述剪力连接件、所述钢梁(300)以及所述桥面板节段(100)连接在一起。

4.根据权利要求1所述的预制桥面板钢混组合梁的施工方法，其特征在于，在预制桥面板步骤中，向模板中浇灌混凝土，待所述桥面板节段(100)成型后拆除所述模板，并对所述剪力槽(110)内的混凝土表面进行凿毛处理。

5.根据权利要求1所述的预制桥面板钢混组合梁的施工方法，其特征在于，在预制桥面板步骤中，将浇筑后的所述桥面板节段(100)存放一段时间后，根据需要对所述桥面板节段(100)张拉纵向预应力和横向预应力。

6.根据权利要求1所述的预制桥面板钢混组合梁的施工方法，其特征在于，所述桥面板节段(100)上预埋灌浆管(120)和出浆管(130)，所述灌浆管(120)与所述出浆管(130)均连通所述剪力槽(110)与外部空间，向所述灌浆管(120)中灌入所述水泥浆(600)，直至所述水泥浆(600)溢出所述出浆管(130)，以使所述剪力槽内注满水泥浆。

7.根据权利要求6所述的预制桥面板钢混组合梁的施工方法，其特征在于，将多个所述出浆管(130)间隔预埋于所述桥面板节段(100)，且每个所述出浆管处对应设置阀门；向所述灌浆管(120)中灌入所述水泥浆(600)，当所述水泥浆(600)从所述出浆管(130)溢出时，关闭所述出浆管(130)对应的阀门，直至所有所述出浆管(130)的阀门均关闭后，停止灌浆，待水泥浆(600)达到设计强度后，切除所述灌浆管(120)与所述出浆管(130)伸出桥面板顶面的部分。

8.根据权利要求1所述的预制桥面板钢混组合梁的施工方法，其特征在于，所述剪力连接件为剪力钉(400)。

9.根据权利要求1所述的预制桥面板钢混组合梁的施工方法，其特征在于，在所述桥面板节段(100)与所述钢梁(300)之间铺设密封垫(500)，所述密封垫(500)环绕所述剪力槽(110)的开口。

10.根据权利要求1所述的预制桥面板钢混组合梁的施工方法，其特征在于，在相邻两个所述桥面板节段(100)间的湿接缝范围内设置剪力钉(400)，所述剪力钉焊接于钢梁(300)的顶面。