CN110629655A - 一种采用悬挂模板体系的局部可更换板钢混凝土组合梁 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种采用悬挂模板体系局部可更换板的钢混凝土组合梁，包括若干根钢梁，各所述钢梁平行设置于桥墩上端的桥墩盖梁并且各相邻的钢梁间设置有若干根固定钢横梁形成钢梁支架结构；所述钢梁支架结构上端面的负弯矩区设置有可更换的预制混凝土板并且预制混凝土板与钢梁通过螺栓连接件固定连接；所述钢梁支架结构上端面的非负弯矩区设置现浇式混凝土板并且现浇式混凝土板与钢梁固定连接；所述预制混凝土板与现浇式混凝土板间通过设置现浇段预制端进行可拆卸固定连接，从而通过设置预制混凝土板与现浇式混凝土板组合拼接结构形成负弯矩区可更换混凝土板的钢混凝土组合梁结构。通过本发明能够有效提高施工及维护效率，降低运营成本。

Description

一种采用悬挂模板体系的局部可更换板钢混凝土组合梁
技术领域
本发明属于桥梁工程领域，尤其涉及一种采用悬挂模板体系局部可更换板的钢混凝土组合梁。
背景技术
钢-混凝土组合梁以其自重轻、承载力高、刚度大等优点在桥梁结构中得到广泛应用。在负弯矩作用区段，组合梁处于混凝土板受拉、钢梁受压的不利工况，使得混凝土板上易出现受拉裂缝，造成钢筋锈蚀，降低桥梁耐久性和抗腐蚀性能，从而钢-混凝土组合梁在使用过程中负弯矩区出现病害的概率远高于其他区域。随着城市化进程的加快和可持续发展理念的提出，装配式钢-混凝土组合梁桥在桥梁结构中有着广阔的应用前景。装配式组合梁结构具有施工效率高、质量可靠、维护更换快等优点，但同时面临着与现浇式混凝土板组合梁相同的病害问题。
发明内容
本发明的目的为提供一种采用悬挂模板体系局部可更换板的钢混凝土组合梁，能够有效提高施工及维护效率，降低运营成本。
为实现目的，本发明提供了一种采用悬挂模板体系局部可更换板的钢混凝土组合梁，包括若干根钢梁，各所述钢梁平行设置于桥墩上端的桥墩盖梁并且各相邻的钢梁间设置有若干根固定钢横梁形成钢梁支架结构，所述钢梁支架结构上端面的负弯矩区设置有可更换的预制混凝土板并且预制混凝土板与钢梁固定连接，所述钢梁支架结构上端面的非负弯矩区设置现浇式混凝土板并且现浇式混凝土板与钢梁固定连接，所述预制混凝土板与现浇式混凝土板间通过设置现浇段预制端进行可拆卸固定连接，所述现浇式混凝土板的模板悬挂于现浇段预制端底部或钢梁上，从而通过设置预制混凝土板与现浇式混凝土板组合拼接结构形成负弯矩区可更换混凝土板的钢-混凝土组合梁结构。
优选地，所述预制混凝土板和现浇式混凝土板通过现浇段预制端进行可拆卸固定连接的位置设置于钢梁支架结构上弯矩为零处。
优选地，所述预制混凝土板与钢梁通过螺栓抗剪连接件进行可拆卸连接，所述预制混凝土板与钢梁上分别设置上下相对的螺栓预留孔。
优选地，所述螺栓抗剪连接件与钢梁的上翼缘连接并且钢梁的上翼缘表面进行喷砂处理。
优选地，所述现浇段预制端与预制混凝土板间通过钢板螺栓群进行可拆卸固定连接，所述钢板螺栓群的螺栓分别穿过现浇段预制端和预制混凝土板与钢梁连接，所述现浇段预制端与钢梁上分别设置上下相对的钢板螺栓预留孔，所述预制混凝土板与钢梁上分别设置上下相对的钢板螺栓预留孔。
优选地，所述现浇段预制端通过预留钢筋接头与现浇式混凝土板中的纵向钢筋搭接或焊接或通过灌浆套筒进行连接从而形成一体结构。
优选地，所述钢板螺栓群由钢板和螺栓抗剪连接件组成，所述钢板分别设置于现浇段预制端与预制混凝土板上端和钢梁上翼缘底部，所述螺栓抗剪连接件的螺栓杆由上至下依次穿过钢板、现浇段预制端或预制混凝土板、钢梁和钢板再通过垫圈和螺母进行可拆卸连接形成钢板夹紧固定结构。
优选地，所述现浇式混凝土板与钢梁通过栓钉抗剪连接件固定连接。
优选地，所述预制混凝土板和现浇式混凝土板上端面铺设有桥面铺装，所述桥面铺装上端面离预制混凝土板和现浇式混凝土板上端面连接件最高端的距离不小于20mm。
本发明与现有技术相比，其有益效果在于：
在本发明中通过预制混凝土板与现浇式混凝土板组合拼接结构形成负弯矩区可更换混凝土板的钢混凝土组合梁结构，能够有效提高施工及维护效率，降低运营成本。在本发明中，现浇式混凝土板采用悬挂模板体系，模板可悬挂于现浇段预制端底部预埋的槽钢架或钢梁上，避免了临时支墩的搭设，实现无支架施工，从而能够有效提高施工效率。在本发明与全预制装配式钢-混凝土组合梁相比，在非负弯矩区采用现浇式混凝土板可以提高非负弯矩区的整体性，避免采用全预制装配式混凝土板对组合梁整体刚度和受力性能的不利影响。在本发明中预制混凝土板能够快速高效地拆卸和替换，构件循环利用，延长结构的使用寿命，降低结构在全寿命的维修成本。通过本发明可以减少现场钢结构的焊接工作量，非负弯矩区由于出现病害可能性小而采用了现浇式混凝土板，降低了组合梁在组合成型阶段发生失稳破坏的风险；负弯矩区由于受拉易出现开裂等病害，采用可更换的预制混凝土板，有效提高了维养效率；采用现浇段预制端进行连接可真正实现组合梁体系预制混凝土板的拆卸与更换。
附图说明
图1为本发明的整体结构立体图；
图2为本发明的俯视结构示意图；
图3为本发明的正视结构示意图
图4为图3的A-A截面的剖面图；
图5为本发明采用钢筋灌浆套筒连接时的结构示意图；
图6为钢板螺栓群连接的结构示意图；
图7为钢板螺栓群的局部剖面图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下。
如图1-7所示，本发明提供了一种采用悬挂模板体系局部可更换板的钢混凝土组合梁，包括若干根钢梁1，各钢梁1平行设置于桥墩6上端的桥墩盖梁5上并且各相邻的钢梁1间设置有若干根固定钢横梁形成钢梁支架结构，钢梁支架结构上端面的负弯矩区设置有可更换的预制混凝土板2并且预制混凝土板2与钢梁1固定连接，钢梁支架结构上端面的非负弯矩区设置现浇式混凝土板3并且现浇式混凝土板3与钢梁1固定连接，预制混凝土板2与现浇式混凝土板3间通过设置现浇段预制端7进行可拆卸固定连接，现浇式混凝土板3的模板悬挂于现浇段预制端7底部或钢梁1上，从而通过设置预制混凝土板2与现浇式混凝土板3组合拼接结构形成负弯矩区可更换混凝土板的钢混凝土组合梁结构。预制混凝土板2和现浇式混凝土板3上端面铺设有桥面铺装10，桥面铺装10上端面离预制混凝土板2和现浇式混凝土板3上端面连接件最高端的距离不小于20mm。预制混凝土板2和现浇式混凝土板3通过现浇段预制端7进行可拆卸固定连接的位置设置于钢梁支架结构上弯矩为零处。
预制混凝土板2与钢梁1通过螺栓抗剪连接件9进行可拆卸连接，预制混凝土板2与钢梁1上分别设置上下相对的螺栓预留孔。螺栓抗剪连接件9与钢梁1的上翼缘连接并且钢梁1的上翼缘表面进行喷砂处理。
在本实施例中，钢梁1为工型钢梁。现浇段预制端7底部预埋槽钢架从而能够对现浇式混凝土板3的模板进行固定支撑。现浇式混凝土板采用悬挂模板体系通过现浇段预制端7或钢梁1进行支撑，实现无支架施工，从而能够有效提高施工效率。螺栓抗剪连接件9包括螺栓杆、垫圈和螺母，可采用普通螺栓连接件，也可采用高强螺栓连接件。安装时螺栓杆由上而下依次穿过预制混凝土板2与钢梁1的螺栓预留孔，在钢梁1上翼缘底部通过垫圈和螺母进行连接固定。螺栓抗剪连接件9可以根据具体施工设计要求进行布置，螺栓杆的长度根据具体设计的混凝土板的厚度进行具体确定。
现浇段预制端7与预制混凝土板2间通过钢板螺栓群4进行可拆卸固定连接，钢板螺栓群4的螺栓分别穿过现浇段预制端7和预制混凝土板2与钢梁1连接，现浇段预制端7与钢梁1上分别设置上下相对的钢板螺栓预留孔，预制混凝土板2与钢梁1上分别设置上下相对的钢板螺栓预留孔。钢板螺栓群4由钢板11和螺栓抗剪连接件9组成，钢板11分别设置于现浇段预制端7与预制混凝土板2上端和钢梁1上翼缘底部，螺栓抗剪连接件9的螺栓杆由上至下依次穿过钢板11、现浇段预制端7或预制混凝土板2、钢梁1和钢板11再通过垫圈和螺母进行可拆卸连接形成钢板夹紧固定结构，从而实现预制混凝土板2与现浇式混凝土板3的协同受力。现浇段预制端7与预制混凝土板2上端的钢板11嵌入到现浇段预制端7与预制混凝土板2内，并且三者上端面在同一平面。
现浇段预制端7通过预留钢筋接头与现浇式混凝土板3中的纵向钢筋12搭接或焊接或通过灌浆套筒13进行连接从而形成一体结构。现浇式混凝土板3与钢梁1通过栓钉抗剪连接件8固定连接。现浇式混凝土板3内通过纵向钢筋12和与纵向钢筋12垂直固定连接的横向钢筋14构成钢筋骨架。
在本实施例中，在施工过程中具体实施方法为：对负弯矩区钢梁1上翼缘表面进行喷砂处理；将预制混凝土板2放置在钢梁1上，将预制混凝土板2与钢梁2上翼缘的螺栓预留孔对齐并保证贯通；将螺栓抗剪连接件9的螺栓杆穿过上下相对螺栓预留孔，并在钢梁1上翼缘底部通过垫圈和螺母进行连接固定。将现浇段预制端7放置在非负弯矩区钢梁1上并且通过钢板螺栓群将预制混凝土板2和现浇段预制端7与钢梁1进行可拆卸固定。通过现浇段预制端7底部的槽钢架或钢梁1悬挂现浇式混凝土板3的模板，浇段预制端7预留的钢筋接头与现浇式混凝土板3中的纵向钢筋12通过灌浆套筒13等方式进行连接，待横向钢筋14铺设固定完毕后，对现浇式混凝土板3实施浇筑，形成非负弯矩区桥面板混凝土；预制混凝土板2和现浇式混凝土板3拼接安装完成后在预制混凝土板2和现浇式混凝土板3上端面铺设桥面铺装10。
在本实施例中，在负弯矩区预制混凝土板2出现问题需要更换时，先除去桥面铺装10，然后将受损的预制混凝土板2的螺栓抗剪连接件9和钢板螺栓群4拆除，取出受损的预制混凝土板2，按照施工安装的步骤安装上新的预制混凝土板2即可。从而有效提高了维养效率。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种采用悬挂模板体系局部可更换板的钢混凝土组合梁，包括若干根钢梁(1)，其特征在于，各所述钢梁(1)平行设置于桥墩(6)上端的桥墩盖梁(5)上并且各相邻的钢梁(1)间设置有若干根固定钢横梁形成钢梁支架结构，所述钢梁支架结构上端面的负弯矩区设置有可更换的预制混凝土板(2)并且预制混凝土板(2)与钢梁(1)固定连接，所述钢梁支架结构上端面的非负弯矩区设置现浇式混凝土板(3)并且现浇式混凝土板(3)与钢梁(1)固定连接，所述预制混凝土板(2)与现浇式混凝土板(3)间通过设置现浇段预制端(7)进行可拆卸固定连接，所述现浇式混凝土板(3)的模板悬挂于现浇段预制端(7)底部或钢梁(1)上，从而通过设置预制混凝土板(2)与现浇式混凝土板(3)组合拼接结构形成负弯矩区可更换混凝土板的钢混凝土组合梁结构。
2.根据权利要求1所述的一种采用悬挂模板体系局部可更换板的钢混凝土组合梁，其特征在于，所述预制混凝土板(2)和现浇式混凝土板(3)通过现浇段预制端(7)进行可拆卸固定连接的位置设置于钢梁支架结构上弯矩为零处。
3.根据权利要求1所述的一种采用悬挂模板体系局部可更换板的钢混凝土组合梁，其特征在于，所述预制混凝土板(2)与钢梁(1)通过螺栓抗剪连接件(9)进行可拆卸连接，所述预制混凝土板(2)与钢梁(1)上分别设置上下相对的螺栓预留孔。
4.根据权利要求3所述的一种采用悬挂模板体系局部可更换板的钢混凝土组合梁，其特征在于，所述螺栓抗剪连接件(9)与钢梁(1)的上翼缘连接并且钢梁(1)的上翼缘表面进行喷砂处理。
5.根据权利要求1所述的一种采用悬挂模板体系局部可更换板的钢混凝土组合梁，其特征在于，所述现浇段预制端(7)与预制混凝土板(2)间通过钢板螺栓群(4)进行可拆卸固定连接，所述钢板螺栓群(4)的螺栓分别穿过现浇段预制端(7)和预制混凝土板(2)与钢梁(1)连接，所述现浇段预制端(7)与钢梁(1)上分别设置上下相对的钢板螺栓预留孔，所述预制混凝土板(2)与钢梁(1)上分别设置上下相对的钢板螺栓预留孔。
6.根据权利要求1或5所述的一种采用悬挂模板体系局部可更换板的钢混凝土组合梁，其特征在于，所述现浇段预制端(7)通过预留钢筋接头与现浇式混凝土板(3)中的纵向钢筋(12)搭接或焊接或通过灌浆套筒(13)进行连接从而形成一体结构。
7.根据权利要求5所述的一种采用悬挂模板体系局部可更换板的钢混凝土组合梁，其特征在于，所述钢板螺栓群(4)由钢板(11)和螺栓抗剪连接件(9)组成，所述钢板(11)分别设置于现浇段预制端(7)与预制混凝土板(2)上端和钢梁(1)上翼缘底部，所述螺栓抗剪连接件(9)的螺栓杆由上至下依次穿过钢板(11)、现浇段预制端(7)或预制混凝土板(2)、钢梁(1)和钢板(11)再通过垫圈和螺母进行可拆卸连接形成钢板夹紧固定结构。
8.根据权利要求1所述的一种采用悬挂模板体系局部可更换板的钢混凝土组合梁，其特征在于，所述现浇式混凝土板(3)与钢梁(1)通过栓钉抗剪连接件(8)固定连接。
9.根据权利要求1所述的一种采用悬挂模板体系局部可更换板的钢混凝土组合梁，其特征在于，所述预制混凝土板(2)和现浇式混凝土板(3)上端面铺设有桥面铺装(10)，所述桥面铺装(10)上端面离预制混凝土板(2)和现浇式混凝土板(3)上端面连接件最高端的距离不小于20mm。
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