CN111254813A - 一种钢和混凝土组合盖梁及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种钢和混凝土组合盖梁及其制作方法，安装在桥墩的顶端，包括上下连接的第一模块和第二模块，所述的第一模块包括至少一根钢梁，所述的第二模块为混凝土块，所述的第一模块底部设有锚栓，第一模块通过锚栓与第二模块连接为一个整体，第二模块的底部连接桥墩。与现有技术相比，本发明自重得到了较大减轻，同时钢材的抗拉性能远强于混凝土，增强了盖梁在弯矩作用下的整体强度，明显改善了盖梁负弯矩区的受力性能，使其既能满足盖梁强度、刚度和稳定性等方面的要求，又方便运输，吊装以及施工。

Description

一种钢和混凝土组合盖梁及其制作方法

技术领域

本发明涉及桥梁技术领域，尤其是涉及一种钢和混凝土组合盖梁及其制作方法。

背景技术

盖梁在桥梁结构的受力体系中有着非常重要的承上启下的作用，它的设计与施工对于桥梁的可靠性与安全性有重要意义。目前工程中常见的盖梁类型有普通混凝土盖梁、预应力混凝土盖梁、现浇梁下盖梁和预制梁下盖梁等形式。

对于现浇混凝土盖梁，其主要缺点在于繁琐复杂的施工工序，难以控制的施工质量，以及较长的施工工期；对于预制的整体式混凝土盖梁而言，虽然它在一定程度上克服了现浇盖梁施工复杂，工期长的缺点，但由于其自重很大，又带来了运输不便和吊装困难的新问题；而随后出现的预制拼装的盖梁，也带来了预应力钢筋难以张拉的施工难题，同时还存在预应力损失等问题；此外，普通混凝土的抗拉性能差、易开裂等问题也严重影响桥梁的可靠性与安全性。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种钢和混凝土组合盖梁及其制作方法，既能满足盖梁强度、刚度和稳定性等方面的要求，又要能够有效地降低自重，以方便运输，吊装以及施工。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种钢和混凝土组合盖梁，安装在桥墩的顶端，包括上下连接的第一模块和第二模块，所述的第一模块包括至少一根钢梁，所述的第二模块为混凝土块，所述的第一模块底部设有锚栓，第一模块通过锚栓与第二模块连接为一个整体，第二模块的底部连接桥墩。

进一步地，所述的第一模块包括至少两根钢梁，每根钢梁的长侧边互相平行靠拢，并焊接为一个整体。

进一步地，所述的钢梁内部设有沿横桥方向的多个加劲肋，该多个加劲肋离散分布。

进一步地，所述加劲肋上设有通孔。

进一步地，所述的第一模块上方的两端均设有一上部结构限位器。

进一步地，所述的上部结构限位器包括两块互相垂直连接的钢板，钢板之间设有平行的多个三角形平板。

进一步地，所述的上部结构限位器和第一模块之间通过焊接方式连接，或者通过螺栓连接。

进一步地，所述的第二模块内设有预应力钢筋。

进一步地，所述的钢梁为工字型钢梁或箱型钢梁。

一种钢和混凝土组合盖梁的制作方法，包括如下步骤：

s1.根据工程需要，确定组成第一模块的钢梁数量及尺寸，若钢梁数量大于等于两根，则将钢梁沿长侧边焊接成一个整体形成第一模块，若钢梁的数量为一根，则该单根钢梁直接形成第一模块；

s2.根据第一模块的面积及结构受力需要确定锚栓的数量和布局，将锚栓通过焊接或螺栓连接方式固定到第一模块的上表面；

s3.将第一模块作为底模，在设有锚栓的一面浇筑混凝土，形成第二模块；

s4.根据第一模块的尺寸制作上部结构限位器；

s5.利用吊装设备对组合盖梁的放置姿态进行调整，使第一模块位于上方；

s6.在第一模块上方的两端固定上部结构限位器。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明中将传统的钢筋混凝土盖梁拆分成上下连接的两个模块，第一模块采用了钢梁作为受力构件，所以相较于传统的预应力混凝土盖梁，其自重得到了较大减轻，同时钢材的抗拉性能远强于混凝土，增强了盖梁在弯矩作用下的整体强度，明显改善了盖梁负弯矩区的受力性能；

2、本发明通过锚栓将钢梁组成的第一模块连接混凝土制成的第二模块，结构简单可靠，能够灵活地根据工程的实际情况设计调配。

3、在第一模块上设有沿横桥方向的加劲肋，增强了盖梁整体的强度，提高其稳定性。

4、在第一模块的两端设有上部结构限位器，该上部结构限位器由钢板组成，装配灵活，可靠性高，根据第一模块的尺寸调节和拼接，并且，该上部结构限位器限制盖梁上部结构的横桥向位移，提高其抗震能力。

5、本发明可在预制厂提前进行拼装，其较轻的自重便于对盖梁进行运输与一次性吊装，可提高施工现场的施工效率；

6.现有预制拼装混凝土盖梁的施工方法是将其沿横桥向进行切割，分别运至现场后再进行拼装与吊装，而且切割的位置常常选择在靠近桥墩连接处的负弯矩区域，由于切缝的存在，负弯矩区的受力情况较为复杂，存在一定的安全隐患，本发明由于没有切割后再拼装的步骤，所以并无此类问题。

附图说明

图1为实施例一的横桥向剖面图；

图2为实施例一的顺桥向剖面图；

图3为实施例一的顺桥向支座处剖面图；

图4为实施例一设置有锚栓的第一模块结构示意图；

图5为上部结构限位器的结构示意图；

图6为实施例二的顺桥向支座处剖面图；

附图说明：1、第一模块，2、第二模块，3、上部结构限位器，4、加劲肋，5、锚栓，6、翼缘焊缝，7、主梁，8、桥墩，9、预应力钢筋，10、支座。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例一：

如图1～图4所示，本实施例提供了一种钢和混凝土组合盖梁，安装在单桥墩8的顶端，包括上下连接的第一模块1和第二模块2。位于上部的第一模块1包括两根根工字型钢梁，两根工字型钢梁沿翼缘边缘焊接，形成翼缘焊缝6，将两根钢梁组合为整体。在其他实施例中，可只设置一根工字型钢梁，无需焊接。位于下部的第二模块2为混凝土块，第一模块1底部设有锚栓5，第一模块1通过锚栓5与第二模块2连接为一个整体，锚栓5应选择低合金高强度钢。锚栓5的等级，以及锚栓5在第一模块1上的排列方式由工程实际情况决定。

第一模块1的钢梁内部设有沿横桥方向的加劲肋4，增强其腹板的稳定性，特别是在主梁7支座10附近，加劲肋4的密度必须足够保证腹板的竖向稳定性。此外，在第一模块1上方的两端，分别焊接有一个上部结构限位器3，以限制上部结构(如支座10，主梁7等)的横桥向位移，提高其抗震能力。

如图5所示，上部结构限位器3是由于两块互相垂直的钢板焊接为一个整体。同时，在他们之间还焊接有若干竖直平行的三角形平板，以保证该限位器的整体强度。在其他实施例中，上部结构限位器3与上第一模块1之间也可通过高强度螺栓进行连接。

在第二模块2中，混凝土块是否施加预应力应由工程实际情况所决定。若采用双墩设计，且墩与墩之间的间距较大时，那么为了改善正弯矩区混凝土的受拉问题，可在混凝土结构的下部受拉区设置预应力钢筋9。若采用单墩设计，或虽然采用双墩设计，但墩与墩之间的间距不大时，可以不施加预应力。因此，本实施例中的混凝土块中没有设置预应力钢筋9。

本实施例在工厂中可按以下工序进行制作：

1.将两根工字型钢梁并排放置，沿着其翼缘边缘进行焊接，使其连接成为一个整体；

2.根据工程需要，确定需要焊接的锚栓数量、间距和布局，在工字型钢梁上翼缘表面焊接锚栓5；

3.直接利用设置有锚栓5的工字型钢梁翼缘板作为底模，在设置有锚栓5的这一侧浇筑混凝土。在浇筑完成后，便开始对混凝土进行养护作业；

4.按图5所示上部结构限位器3的构造焊接钢板，制作上部结构限位器3；

5.待混凝土养护作业结束后，利用吊装设备对组合盖梁的放置姿态进行调整，使钢结构朝上放置。

6.在组合盖梁的上部钢结构两端，分别焊接一个上部结构限位器3，完成盖梁的制作。

最后将制作完成的盖梁整体运输至施工现场进行整体装配。

实施例二：

本实施例提供了一种钢和混凝土组合盖梁，盖梁安装在双桥墩8的顶端，包括上下连接的第一模块1和第二模块2。位于上部的第一模块1包括三根箱型钢梁，三根箱型钢梁沿长侧边边缘焊接为整体。位于下部的第二模块2为混凝土块，第一模块1底部设有锚栓5，第一模块1通过锚栓5与第二模块2连接为一个整体，锚栓5应选择低合金高强度钢。锚栓5的等级，以及锚栓5在第一模块1上的排列方式由工程实际情况决定。

如图6所示，第一模块1的钢梁内部设有沿横桥方向的加劲肋4，增强其整体的稳定性，特别是在主梁7支座10附近，加劲肋4的密度必须足够保证箱型钢梁竖向稳定性。加劲肋4上还设有通孔，因为箱型钢梁的外部为全封闭，加劲肋4上的通孔用于施工人员和施工设备的进出。此外，在第一模块1上方的两端，分别焊接有一个上部结构限位器3，以限制上部结构的横桥向位移，提高其抗震能力。上部结构限位器3的结构和实施例一相同。

在第二模块2中，因采用双墩设计，且墩与墩之间的间距较大时，为了改善正弯矩区混凝土的受拉问题，在混凝土结构的下部受拉区设置预应力钢筋9。

本实施例在工厂中可按以下工序进行制作：

1.将三根箱型钢梁并排放置，沿着其长侧边边缘两两进行焊接，使其连接成为一个整体；

2.根据工程需要，确定需要焊接的锚栓数数量、间距和布局，在箱型钢梁上表面焊接锚栓5；

3.直接利用设置有锚栓5的箱型钢梁上表面作为底模，在设置有锚栓5的这一侧浇筑混凝土。在浇筑完成后，便开始对混凝土进行养护作业；

4.焊接钢板，制作上部结构限位器3；

5.待混凝土养护作业结束后，利用吊装设备对组合盖梁的放置姿态进行调整，使钢结构朝上放置。

6.在组合盖梁的上部钢结构两端，分别焊接一个上部结构限位器3，完成盖梁的制作。

最后将制作完成的盖梁整体运输至施工现场进行整体装配。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种钢和混凝土组合盖梁，安装在桥墩(8)的顶端，其特征在于，包括上下连接的第一模块(1)和第二模块(2)，所述的第一模块(1)包括至少一根钢梁，所述的第二模块(2)为混凝土块，所述的第一模块(1)底部设有锚栓(5)，第一模块(1)通过锚栓(5)与第二模块(2)连接为一个整体，第二模块(2)的底部连接桥墩(8)。

2.根据权利要求1所述的一种钢和混凝土组合盖梁，其特征在于，所述的第一模块(1)包括至少两根钢梁，每根钢梁的长侧边互相平行靠拢，并焊接为一个整体。

3.根据权利要求1所述的一种钢和混凝土组合盖梁，其特征在于，所述的钢梁内部设有沿横桥方向的多个加劲肋(4)，该多个加劲肋(4)离散分布。

4.根据权利要求3所述的一种钢和混凝土组合盖梁，其特征在于，所述加劲肋(4)上设有通孔。

5.根据权利要求1所述的一种钢和混凝土组合盖梁，其特征在于，所述的第一模块(1)上方的两端均设有一上部结构限位器(3)。

6.根据权利要求5所述的一种钢和混凝土组合盖梁，其特征在于，所述的上部结构限位器(3)包括两块互相垂直连接的钢板，钢板之间设有平行的多个三角形平板。

7.根据权利要求5所述的一种钢和混凝土组合盖梁，其特征在于，所述的上部结构限位器(3)和第一模块(1)之间通过焊接方式连接，或者通过螺栓连接。

8.根据权利要求1所述的一种钢和混凝土组合盖梁，其特征在于，所述的第二模块(2)内设有预应力钢筋(9)。

9.根据权利要求1～8一所述的一种钢和混凝土组合盖梁，其特征在于，所述的钢梁为工字型钢梁或箱型钢梁。

10.一种钢和混凝土组合盖梁的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

s1.根据工程需要，确定组成第一模块(1)的钢梁数量及尺寸，若钢梁数量大于等于两根，则将钢梁沿长侧边焊接成一个整体形成第一模块(1)，若钢梁的数量为一根，则该单根钢梁直接形成第一模块(1)；

s2.根据第一模块(1)的面积及结构受力需要确定锚栓(5)的数量和布局，将锚栓(5)通过焊接或螺栓连接方式固定到第一模块(1)的上表面；

s3.将第一模块(1)作为底模，在设有锚栓(5)的一面浇筑混凝土，形成第二模块(2)；

s4.根据第一模块(1)的尺寸制作上部结构限位器(3)；

s5.利用吊装设备对组合盖梁的放置姿态进行调整，使第一模块(1)位于上方；

s6.在第一模块(1)上方的两端固定上部结构限位器(3)。

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