CN110656566A - 一种装配式组合箱梁及其施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及桥梁工程技术领域，具体涉及一种装配式组合箱梁及其施工方法，包括U型梁、横隔板以及顶板；本发明提供的装配式组合箱梁，在结构受拉区采用PUHPC材料，能显著减小结构的裂缝宽度，提高结构的安全性、耐久性，改善结构的使用性能；通过U型梁和横隔板的设置，大大减小了自重，自重小于传统的预应力混凝土梁，吊装重量低，方便施工；且本技术方案的组合箱梁的高度小于传统的预应力混凝土梁，可提高较多的桥下净空；大部分结构可在工厂预制，有利于标准化生产，质量可靠，运输至现场拼装吊装，施工速度快、安全度高。

Description

一种装配式组合箱梁及其施工方法
技术领域
本发明涉及桥梁工程技术领域，具体涉及一种装配式组合箱梁及其施工方法。
背景技术
超高性能混凝土(UHPC)是一种超高强、高韧性、高耐久性和体积稳定性良好的水泥基复合材料。箱梁腹板和底板采用预应力UHPC(PUHPC)材料且顶板采用普通钢筋混凝土(RC)材料的RC-PUHPC组合箱梁，与传统的RC箱梁相比，能显著减少及减小箱梁受拉区结构的裂缝和裂缝宽度；减薄腹、底板厚度，减轻结构自重，使箱梁轻型化，方便吊装；梁高较小，能腾出较多的桥下净空；便于工业化预制生产，质量可靠；运输至现场拼装吊装，施工快捷；可根据桥梁长度和宽度的需要，调整箱梁的大小，适应能力强。
但传统的RC-PUHPC组合箱梁，装配式施工时，RC顶板和PUHPC腹板接合部位的施工较为复杂。
如公开号为CN 103821079 B的发明专利公开了一种组合箱梁跨海大桥及其施工方法，跨海大桥包括桥墩和由桥墩支承的组合箱梁，组合箱梁由高强混凝土顶板、超高性能混凝土底板和一对超高性能混凝土腹板围成，组合箱梁内沿桥梁纵向布置有体内及体外预应力钢束，其结构简单、耐久性良好。施工方法包括以下步骤：S1：进行桩基、承台和桥墩的施工，预制槽型梁；S2：浇筑高强混凝土顶板形成一跨组合箱梁，张拉组合箱梁内的体内及体外预应力钢束；S3：将组合箱梁整体吊装至临时支座上；S4：安装永久支座，现浇相邻跨湿接缝；S5：拆除临时支座，完成体系转化；S6：在相邻跨湿接缝处张拉体内预应力钢束，形成多跨连续梁结构；S7：完成桥面铺装及附属设施施工。该发明即存在如上缺点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种能减少箱梁开裂的、减轻自重、减小梁高的轻型装配式组合箱梁及其施工方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种装配式组合箱梁，包括U型梁、横隔板以及顶板；
所述U型梁由底部的底板和两个腹板组成，两个所述腹板的自由端和底板内均设置有沿U型梁长度方向的第一预应力钢筋，两个腹板的顶面均设有预埋钢筋簇和预埋螺栓；
所述横隔板有多个并沿U型梁长度方向均匀设置于两个腹板之间，所述横隔板与U型梁的接触面上设有第一固定层；
所述顶板有多个，所述顶板上设有螺栓预留孔和钢筋簇预留孔，所述螺栓预留孔与腹板上的预埋螺栓一一对应，所述预埋螺栓穿过螺栓预留孔通过钢垫板和螺母进行固定，所述钢筋簇预留孔与预埋钢筋簇一一对应，所述预埋钢筋簇穿过钢筋簇预留孔并通过混凝土进行固定，所述顶板的两端设有预应力孔道，多个所述顶板的预应力孔道相互对齐连通，所述预应力孔道内设有连接多个顶板的第二预应力钢筋。
其中，所述组合箱梁的底板厚度为0.12m-0.25m，所述组合箱梁的腹板的厚度为0.08m-0.15m，所述底板和腹板的材料均为超高性能混凝土。
其中，所述U型梁上的预埋螺栓为高强承压型螺栓。
其中，多个所述横隔板沿U型梁长度方向每隔10m-15m的距离均匀设置。
其中，所述第一固定层为砂浆。
其中，所述钢筋簇预留孔上沿U型梁宽度方向设有多个受力钢筋。
本发明的有益效果在于：本发明提供的装配式组合箱梁，在结构受拉区采用PUHPC材料，能显著减小结构的裂缝宽度，提高结构的安全性、耐久性，改善结构的使用性能；通过U型梁和横隔板的设置，大大减小了自重，自重小于传统的预应力混凝土梁，吊装重量低，方便施工；且本技术方案的组合箱梁的高度小于传统的预应力混凝土梁，可提高较多的桥下净空；大部分结构可在工厂预制，有利于标准化生产，质量可靠，运输至现场拼装吊装，施工速度快、安全度高。
附图说明
图1为本发明具体实施方式的装配式组合箱梁的结构示意图；
图2为本发明具体实施方式的装配式组合箱梁的U型梁的结构示意图；
图3为本发明具体实施方式的装配式组合箱梁的侧视图；
图4为本发明具体实施方式的装配式组合箱梁的顶板的结构示意图；
标号说明：
1、U型梁；11、底板；12、腹板；13、第一预应力钢筋；14、预埋钢筋簇；15、预埋螺栓；
2、横隔板；21、第一固定层；
3、顶板；31、螺栓预留孔；311、钢垫板；312、螺母；32、钢筋簇预留孔；321、受力钢筋；33、第二预应力钢筋。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
请参照图1、图2、图3以及图4，本发明的装配式组合箱梁，包括U型梁1、横隔板2以及顶板3；
所述U型梁1由底部的底板11和两个腹板12组成，两个所述腹板12的自由端和底板11内均设置有沿U型梁1长度方向的第一预应力钢筋13，两个腹板12的顶面均设有预埋钢筋簇14和预埋螺栓15；
所述横隔板2有多个并沿U型梁1长度方向均匀设置于两个腹板12之间，所述横隔板2与U型梁1的接触面上设有第一固定层21；
所述顶板3有多个，所述顶板3上设有螺栓预留孔31和钢筋簇预留孔32，所述螺栓预留孔31与腹板12上的预埋螺栓15一一对应，所述预埋螺栓15穿过螺栓预留孔31通过钢垫板311和螺母312进行固定，所述钢筋簇预留孔32与预埋钢筋簇14一一对应，所述预埋钢筋簇14穿过钢筋簇预留孔32并通过混凝土进行固定，所述顶板3的两端设有预应力孔道，多个所述顶板3的预应力孔道相互对齐连通，所述预应力孔道内设有连接多个顶板3的第二预应力钢筋33。
由上述描述可知，本发明的有益效果在于：本发明提供的装配式组合箱梁，在结构受拉区采用PUHPC材料，能显著减小结构的裂缝宽度，提高结构的安全性、耐久性，改善结构的使用性能；通过U型梁和横隔板的设置，大大减小了自重，自重小于传统的预应力混凝土梁，吊装重量低，方便施工；且本技术方案的组合箱梁的高度小于传统的预应力混凝土梁，可提高较多的桥下净空；大部分结构可在工厂预制，有利于标准化生产，质量可靠，运输至现场拼装吊装，施工速度快、安全度高。
进一步的，所述组合箱梁的底板11厚度为0.12m-0.25m，所述组合箱梁的腹板12的厚度为0.08m-0.15m，所述底板11和腹板12的材料均为超高性能混凝土。
进一步的，所述U型梁1上的预埋螺栓15为高强承压型螺栓。
进一步的，多个所述横隔板2沿U型梁1长度方向每隔10m-15m的距离均匀设置。
进一步的，所述第一固定层21为砂浆。
进一步的，所述钢筋簇预留孔32上沿U型梁1宽度方向设有多个受力钢筋321。
由上述描述可知，通过受力钢筋的设置，可保证顶板的横向受力不受影响。
采用上述记载的装配式组合箱梁的施工方法，包括：
步骤一：对U型梁1上的第一预应力钢筋13进行张拉灌浆，然后将横隔板设置在主要支点和跨中位置，当桥梁跨度较大时，横隔板沿U型梁长度方向每隔10m～15m均匀设置一道，横隔板与U型梁之间采用砂浆填实固定；
步骤二：将多块顶板3吊运到U型梁1上方，使得U型梁1上的预埋钢筋簇14和预埋螺栓15分别穿过顶板3的钢筋簇预留孔32和螺栓预留孔31，然后在多个顶板3连通的预应力孔道内穿过第二预应力钢筋33并进行张拉灌浆，最后通过钢垫板311和螺母312与预埋螺栓15的连接进行多个顶板3和U型梁1的固定；
步骤三：通过兜托(钢丝绳兜在梁底)，用吊车或架桥机将拼装成型的装配式组合箱梁吊装至桥位，多个装配式组合箱梁之间的拼接接缝采用环氧树脂胶粘结密实；
步骤四：施工至最后阶段，将穿过钢筋簇预留孔32的预埋钢筋簇14与桥面铺装层钢筋连接形成整体，浇筑铺装层混凝土并填满钢筋簇预留孔32，使桥面结构浇筑成整体。
实施例一：
一种装配式组合箱梁，包括U型梁1、横隔板2以及顶板3；
所述U型梁1由底部的底板11和两个腹板12组成，两个所述腹板12的自由端和底板11内均设置有沿U型梁1长度方向的第一预应力钢筋13，两个腹板12的顶面均设有预埋钢筋簇14和预埋螺栓15；
所述横隔板2有多个并沿U型梁1长度方向均匀设置于两个腹板12之间，所述横隔板2与U型梁1的接触面上设有第一固定层21；
所述顶板3有多个，所述顶板3上设有螺栓预留孔31和钢筋簇预留孔32，所述螺栓预留孔31与腹板12上的预埋螺栓15一一对应，所述预埋螺栓15穿过螺栓预留孔31通过钢垫板311和螺母312进行固定，所述钢筋簇预留孔32与预埋钢筋簇14一一对应，所述预埋钢筋簇14穿过钢筋簇预留孔32并通过混凝土进行固定，所述顶板3的两端设有预应力孔道，多个所述顶板3的预应力孔道相互对齐连通，所述预应力孔道内设有连接多个顶板3的第二预应力钢筋33；
所述组合箱梁的底板11厚度为0.2m，所述组合箱梁的腹板12的厚度为0.10m，所述底板11和腹板12的材料均为超高性能混凝土；
所述U型梁1上的预埋螺栓15为高强承压型螺栓；
多个所述横隔板2沿U型梁1长度方向每隔13m的距离均匀设置；
所述第一固定层21为砂浆；
所述钢筋簇预留孔32上沿U型梁1宽度方向设有多个受力钢筋321。
采用以上装配式组合箱梁的施工方法，包括：
步骤一：对U型梁1上的第一预应力钢筋13进行张拉灌浆，然后将横隔板设置在主要支点和跨中位置，当桥梁跨度较大时，横隔板沿U型梁长度方向每隔13m均匀设置一道，横隔板与U型梁之间采用砂浆填实固定；
步骤二：将多块顶板3吊运到U型梁1上方，使得U型梁1上的预埋钢筋簇14和预埋螺栓15分别穿过顶板3的钢筋簇预留孔32和螺栓预留孔31，然后在多个顶板3连通的预应力孔道内穿过第二预应力钢筋33并进行张拉灌浆，最后通过钢垫板311和螺母312与预埋螺栓15的连接进行多个顶板3和U型梁1的固定；
步骤三：通过兜托(钢丝绳兜在梁底)，用吊车或架桥机将拼装成型的装配式组合箱梁吊装至桥位，多个装配式组合箱梁之间的拼接接缝采用环氧树脂胶粘结密实；
步骤四：施工至最后阶段，将穿过钢筋簇预留孔32的预埋钢筋簇14与桥面铺装层钢筋连接形成整体，浇筑铺装层混凝土并填满钢筋簇预留孔32，使桥面结构浇筑成整体。
综上所述，本发明提供的装配式组合箱梁，在结构受拉区采用PUHPC材料，能显著减小结构的裂缝宽度，提高结构的安全性、耐久性，改善结构的使用性能；通过U型梁和横隔板的设置，大大减小了自重，自重小于传统的预应力混凝土梁，吊装重量低，方便施工；且本技术方案的组合箱梁的高度小于传统的预应力混凝土梁，可提高较多的桥下净空；大部分结构可在工厂预制，有利于标准化生产，质量可靠，运输至现场拼装吊装，施工速度快、安全度高；
通过受力钢筋的设置，可保证顶板的横向受力不受影响。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种装配式组合箱梁，其特征在于，包括U型梁、横隔板以及顶板；
所述U型梁由底部的底板和两个腹板组成，两个所述腹板的自由端和底板内均设置有沿U型梁长度方向的第一预应力钢筋，两个腹板的顶面均设有预埋钢筋簇和预埋螺栓；
所述横隔板有多个并沿U型梁长度方向均匀设置于两个腹板之间，所述横隔板与U型梁的接触面上设有第一固定层；
所述顶板有多个，所述顶板上设有螺栓预留孔和钢筋簇预留孔，所述螺栓预留孔与腹板上的预埋螺栓一一对应，所述预埋螺栓穿过螺栓预留孔通过钢垫板和螺母进行固定，所述钢筋簇预留孔与预埋钢筋簇一一对应，所述预埋钢筋簇穿过钢筋簇预留孔并通过混凝土进行固定，所述顶板的两端设有预应力孔道，多个所述顶板的预应力孔道相互对齐连通，所述预应力孔道内设有连接多个顶板的第二预应力钢筋。
2.根据权利要求1所述装配式组合箱梁，其特征在于，所述组合箱梁的底板厚度为0.12m-0.25m，所述组合箱梁的腹板的厚度为0.08m-0.15m，所述底板和腹板的材料均为超高性能混凝土。
3.根据权利要求1所述装配式组合箱梁，其特征在于，所述U型梁上的预埋螺栓为高强承压型螺栓。
4.根据权利要求1所述装配式组合箱梁，其特征在于，多个所述横隔板沿U型梁长度方向每隔10m-15m的距离均匀设置。
5.根据权利要求1所述装配式组合箱梁，其特征在于，所述第一固定层为砂浆。
6.根据权利要求1所述装配式组合箱梁，其特征在于，所述钢筋簇预留孔上沿U型梁宽度方向设有多个受力钢筋。
7.采用权利要求1-6任意一项装配式组合箱梁的施工方法，包括：
步骤一：对U型梁上的第一预应力钢筋进行张拉灌浆，然后将横隔板设置在主要支点和跨中位置，当桥梁跨度较大时，横隔板沿U型梁长度方向每隔10m～15m均匀设置一道，横隔板与U型梁之间采用砂浆填实固定；
步骤二：将多块顶板吊运到U型梁上方，使得U型梁上的预埋钢筋簇和预埋螺栓分别穿过顶板的钢筋簇预留孔和螺栓预留孔，然后在多个顶板连通的预应力孔道内穿过第二预应力钢筋并进行张拉灌浆，最后通过钢垫板和螺母与预埋螺栓的连接进行多个顶板和U型梁的固定；
步骤三：通过兜托(钢丝绳兜在梁底)，用吊车或架桥机将拼装成型的装配式组合箱梁吊装至桥位，多个装配式组合箱梁之间的拼接接缝采用环氧树脂胶粘结密实；
步骤四：施工至最后阶段，将穿过钢筋簇预留孔的预埋钢筋簇与桥面铺装层钢筋连接形成整体，浇筑铺装层混凝土并填满钢筋簇预留孔，使桥面结构浇筑成整体。
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