CN111549642A - 一种墩-梁一体的预制刚构桥 - Google Patents

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王华刚
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Abstract

本发明公开了一种墩‑梁一体的预制刚构桥,包括:预制部分和现浇部分,桥墩支座,所述桥墩支座包括:插接柱、顶板、底板、转动支撑、销轴和弹簧组,所述底板固定连接在桥墩承台上,所述转动支撑的下半部分焊接固定在所述底板上,支撑弹簧组延垂直桥向方向设置,所述支撑弹簧组包括钢柱和套设在钢柱外侧的螺旋弹簧,钢柱两端分别固定在顶板、底板上,螺旋弹簧套设在钢柱上,插接柱固定设置在顶板的顶面,所述预制部分通过所述桥墩上的预留孔与所述桥墩支座的插接柱连接;本发明可大幅缩减传统桥梁的施工的时间,减少对被交道路的干扰,同时可提高施工质量,增强桥梁的耐久性。

Description

一种墩-梁一体的预制刚构桥
技术领域
本发明涉及一种桥梁结构型式,特别是一种墩-梁一体的预制刚构桥。
背景技术
随着我国基础设施建设规模的不断扩大,路网密度逐渐增大,道路相交的频率也越来越高。当高等级道路之间,或高等级道路与低等级道路之间相交时,需要采用立体交叉,即需要建造跨线桥。
施工跨线桥时,往往会对被交道路带来较为严重的影响。首先,跨线桥施工需要侵占被交道路,甚至需要中断被交道路,形成了因节点施工而导致被交道路通行能力急剧下降的问题;其次,跨线桥施工存在高空坠物的风险,当被交道路车辆缓速通过时,易造成车辆及人身伤害事故;再次,跨线桥通常采用混凝土现浇施工,而混凝土从浇筑到强度形成需要较长的时间,客观上增大了对被交道路通行能力及事故发生风险的影响;最后,跨线桥施工周期的增长直接影响工程成本的增加,此处既包含投资成本的增加又包含因绕行而增加的社会成本增加。
装配式施工能显著加快施工进度,但现有的装配式施工通常是将主梁、墩、柱、盖梁等分别预制,然后运输到施工现场拼装施工,最终成桥。这种方式虽然能缩短施工进度,但由于各个节段部分需要连接到一起,连接过程仍需较多耗时,因此,现实意义有限。
发明内容
鉴于现有技术桥梁施工周期长,尤其是现有装配式施工不能满足城市跨线桥对被交道路通行影响的现状,本申请提出了一种可快速建造的跨线桥,旨在缩短跨线桥的施工工期,满足城市桥梁建设的需要。
本申请为解决前述技术问题提出的技术方案为:
一种墩-梁一体的预制刚构桥,包括:
预制部分,包括主梁和桥墩,其中,所述主梁与桥墩一体预制而成;
现浇部分,包括桥墩承台、桥墩桩基、桥台台身、桥台承台和桥台桩基,其中,所述桥墩承台与桥墩桩基采用固结方式连接,桥台台身与桥台承台采用固结方式连接,桥台承台与桥台桩基采用固结方式连接;
桥墩支座,所述桥墩支座包括:插接柱、顶板、底板、转动支撑、销轴和弹簧组,所述底板固定连接在桥墩承台上,所述转动支撑的下半部分焊接固定在所述底板上,所述转动支撑的上半部分焊接固定在所述顶板上,所述下半部分和所述上半部分之间通过销轴连接,使得所述转动支撑可绕销轴在垂直于桥向方向转动,支撑弹簧组延垂直桥向方向设置,所述支撑弹簧组包括钢柱和套设在钢柱外侧的螺旋弹簧,钢柱两端分别固定在顶板、底板上,螺旋弹簧套设在钢柱上,插接柱固定设置在顶板的顶面,所述预制部分通过所述桥墩上的预留孔与所述桥墩支座的插接柱连接;
所述主梁与桥台台身采用桥台支座连接,桥台支座具有沿桥向的自由度,容许预制部分与现浇部分之间产生垂直桥向的相对位移。
按上述技术方案,所述桥墩底面预制有钢质插槽,所述插槽的尺寸与插接柱的尺寸相适配。
按上述技术方案,顶板上还固定设置有竖直钢筋,所述桥墩底面预制有灌浆螺管,竖直钢筋可容置于灌浆螺管内,并且可通过预设管道向灌浆螺管内注入混凝土。
按上述技术方案,预制部分的主梁与桥墩通过一次性浇筑成形的方式在预制厂内制作完成。
按上述技术方案,桥墩桩基设置在被交道路的中央隔离带处,桥台桩基设置在被交道路的建筑限界外侧。
按上述技术方案,桥墩支座有多个,采用单列布置的形式沿垂直桥向方向布置;桥台支座在横桥向采用多列布置。
按上述技术方案,顶板和插接柱绕销轴在纵桥向方向转动,弹簧组在竖直方向上提供拉力和支持力,受力后可往复摆动,最终恢复至原位。
另一方面,本申请还提供一种根据前述之一所述的一种预制刚构桥所述的施工方法,按照以下顺序施工:其建造工序依次为现浇桥墩桩基及桥墩承台,现浇桥台桩基、桥台承台及桥台台身,安装桥墩支座及桥台支座,吊装或驮运主梁与桥墩。
按上述技术方案,还包括:主梁与桥墩构成的预制部分吊装到位后,将所述桥墩底面的钢质插槽与插接柱精准对接并缓慢插入。
按上述技术方案,顶板上的竖直钢筋插入灌浆螺管后,向灌浆螺管内注入早强混凝土。
本发明可大幅缩减传统桥梁现浇施工的时间,并且相对于现有全装配式桥梁的施工时间也有大幅缩减,课限制减少对城市交通的干扰,同时可提高施工质量,增强跨线桥的耐久性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,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一种墩-梁一体的预制刚构桥的立面图。
图2为本发明实施例提供的一种墩-梁一体的预制刚构桥的桥墩支座示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中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。
本申请发明人在研究中发现,城市桥梁工期长的原因在于现场施工耗时的占比很高,而现浇是现场施工中耗时最长的环节。因此,从降低现浇率的角度出发,提出工厂预制、现场吊装的方案对城市桥梁进行优化。常规的梁式跨线桥通常由上部结构、传力系统、下部结构、基础及附属构件组成。其中上部结构为混凝土主梁,传力系统即为支座系统,下部结构包括桥墩与桥台,基础包括桥墩基础与桥台基础,附属构件包括桥面铺装、伸缩缝、护栏、排水设施等。对于基础而言,预制装配的程度很低,因此建议现场施工;对于附属构件而言,其施工对被交道路的影响很小,因此也采用现场施工。综上,需在上部结构、传力系统、下部结构中寻找优化空间。对于跨线桥而言,对被交道路影响最大的是在其建筑限界之内的构件施工,包括主梁与桥墩。因此,将主梁与桥墩采用预制结构较为合理。考虑到工程机械的迅猛发展,大型吊装机械和驮运设备的负载能力大幅提升,可将主梁和桥墩采用固结处理,一并在工厂预制。综上,将对被交道路建筑限界影响较小的构件采用现浇施工,而将影响较大的构件采用预制施工。
参见图1和2,本申请的一种墩-梁一体的预制刚构桥,包括:预制部分,包括主梁1和桥墩3,其中,所述主梁1与桥墩3一体预制而成;现浇部分,包括桥墩承台5、桥墩桩基6、桥台台身7、桥台承台8和桥台桩基9,其中,所述桥墩承台5与桥墩桩基6采用固结方式连接,桥台台身7与桥台承台8采用固结方式连接,桥台承台8与桥台桩基9采用固结方式连接;桥墩支座2,所述桥墩支座2包括:插接柱21、顶板22、底板23、转动支撑24、销轴25和弹簧组26,所述底板23固定连接在桥墩承台5上,所述转动支撑24的下半部分焊接固定在所述底板23上,所述转动支撑24的上半部分焊接固定在所述顶板22上,所述下半部分和所述上半部分之间通过销轴25连接,使得所述转动支撑24可绕销轴25在垂直于桥向方向转动,支撑弹簧组26延垂直桥向方向设置,所述支撑弹簧组26包括钢柱和套设在钢柱外侧的螺旋弹簧,钢柱两端分别固定在顶板22、底板23上,螺旋弹簧套设在钢柱上,插接柱21固定设置在顶板22的顶面,所述预制部分通过所述桥墩3上的预留孔与所述桥墩支座2的插接柱21连接;所述主梁1与桥台台身7采用桥台支座4连接,桥台支座4具有沿桥向的自由度,容许预制部分与现浇部分之间产生垂直桥向的相对位移。桥墩支座2是本申请的重要创新,不同于传统的桥梁支座,桥梁支座设置在桥墩上,通常具有若干方向的自由度,适用于支撑桥梁主梁,而本申请的桥墩支座2设置在桥墩承台5上,其不但支撑主梁1,还支撑起桥墩3,并且其在自由度方面也有别于传统支座,详见本申请后续记叙。
在本申请的实施例中,所述桥墩3底面预制有钢质插槽,所述插槽的尺寸与插接柱21的尺寸相适配,通过插槽与插接柱21连接到位后,施工人员通过焊接就可以将现浇部分与预制部分连接固定,由于现浇部分均属于基础部分,不占用上部净空,因此,对于交通的影响非常小,本申请将对交通影响较大的主梁1与桥墩3通过预制的方式一次性吊装到位,用很短的时间施工完毕,具有非常大的经济和社会效益。
通常插槽与插接柱21连接后就可以满足使用需要,优选地,在本申请的顶板22上还固定设置有竖直钢筋,所述桥墩3底面预制有灌浆螺管,竖直钢筋可容置于灌浆螺管内,并且可通过预设管道向灌浆螺管内注入混凝土,通过这种额外的加强连接,使得本申请的预制与现浇部分的连接更加稳固。
在本申请的实施例中,预制部分的主梁1与桥墩3通过一次性浇筑成形的方式在预制厂内制作完成。
在本申请的实施例中,例如城市被交道路施工,优选地可以将桥墩桩基6设置在被交道路10的中央隔离带处,桥台桩基9设置在被交道路10的建筑限界外侧,这样的设计可以进一步降低对原有交通的影响。
在本申请的实施例中,桥墩支座2有多个,采用单列布置的形式沿垂直桥向方向布置;桥台支座4在横桥向采用多列布置。
在本申请的实施例中,顶板22和插接柱21绕销轴25在纵桥向方向转动,弹簧组26在竖直方向上提供拉力和支持力,受力后可往复摆动,最终恢复至原位。在该实施例中,由于本申请特殊的桥墩支座2结构,能够使得桥梁在车辆、地震等荷载作用下发生一定程度的容许变形,在荷载卸去后,又可恢复到原位,极大地提升了整桥的安全性。
本申请所述的一种预制刚构桥所述的施工方法,按照以下顺序施工:其建造工序依次为现浇桥墩桩基6及桥墩承台5,现浇桥台桩基9、桥台承台8及桥台台身7,安装桥墩支座2及桥台支座4,吊装或驮运主梁1与桥墩3。
进一步地,还包括:主梁1与桥墩3构成的预制部分吊装到位后,将所述桥墩3底面的钢质插槽与插接柱21精准对接并缓慢插入。
进一步地,顶板22上的竖直钢筋插入灌浆螺管后,向灌浆螺管内注入早强混凝土。
最后应说明的是:以上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精神和范围。

Claims (10)

1.一种墩-梁一体的预制刚构桥,其特征在于,包括:
预制部分,包括主梁(1)和桥墩(3),其中,所述主梁(1)与桥墩(3)一体预制而成;
现浇部分,包括桥墩承台(5)、桥墩桩基(6)、桥台台身(7)、桥台承台(8)和桥台桩基(9),其中,所述桥墩承台(5)与桥墩桩基(6)采用固结方式连接,桥台台身(7)与桥台承台(8)采用固结方式连接,桥台承台(8)与桥台桩基(9)采用固结方式连接;
桥墩支座(2),所述桥墩支座(2)包括:插接柱(21)、顶板(22)、底板(23)、转动支撑(24)、销轴(25)和弹簧组(26),所述底板(23)固定连接在桥墩承台(5)上,所述转动支撑(24)的下半部分焊接固定在所述底板(23)上,所述转动支撑(24)的上半部分焊接固定在所述顶板(22)上,所述下半部分和所述上半部分之间通过销轴(25)连接,使得所述转动支撑(24)可绕销轴(25)在垂直于桥向方向转动,支撑弹簧组(26)延垂直桥向方向设置,所述支撑弹簧组(26)包括钢柱和套设在钢柱外侧的螺旋弹簧,钢柱两端分别固定在顶板(22)、底板(23)上,螺旋弹簧套设在钢柱上,插接柱(21)固定设置在顶板(22)的顶面,所述预制部分通过所述桥墩(3)上的预留孔与所述桥墩支座(2)的插接柱(21)连接;
所述主梁(1)与桥台台身(7)采用桥台支座(4)连接,桥台支座(4)具有沿桥向的自由度,容许预制部分与现浇部分之间产生垂直桥向的相对位移。
2.根据权利要求1所述的一种预制刚构桥,其特征在于,所述桥墩(3)底面预制有钢质插槽,所述插槽的尺寸与插接柱(21)的尺寸相适配。
3.根据权利要求1或2所述的一种预制刚构桥,其特征在于,顶板(22)上还固定设置有竖直钢筋,所述桥墩(3)底面预制有灌浆螺管,竖直钢筋可容置于灌浆螺管内,并且可通过预设管道向灌浆螺管内注入混凝土。
4.根据权利要求1或2所述的一种预制刚构桥,其特征在于,预制部分的主梁(1)与桥墩(3)通过一次性浇筑成形的方式在预制厂内制作完成。
5.根据权利要求1或2所述的一种预制刚构桥,其特征在于,桥墩桩基(6)设置在被交道路(10)的中央隔离带处,桥台桩基(9)设置在被交道路(10)的建筑限界外侧。
6.根据权利要求1或2所述的一种预制刚构桥,其特征在于,桥墩支座(2)有多个,采用单列布置的形式沿垂直桥向方向布置;桥台支座(4)在横桥向采用多列布置。
7.根据权利要求1~6之一所述的一种预制刚构桥,其特征在于,顶板(22)和插接柱(21)绕销轴(25)在纵桥向方向转动,弹簧组(26)在竖直方向上提供拉力和支持力,受力后可往复摆动,最终恢复至原位。
8.根据权利要求1~7之一所述的一种预制刚构桥所述的施工方法,其特征在于,按照以下顺序施工:其建造工序依次为现浇桥墩桩基(6)及桥墩承台(5),现浇桥台桩基(9)、桥台承台(8)及桥台台身(7),安装桥墩支座(2)及桥台支座(4),吊装或驮运主梁(1)与桥墩(3)。
9.根据权利要求8所述的一种预制刚构桥所述的施工方法,其特征在于,还包括:主梁(1)与桥墩(3)构成的预制部分吊装到位后,将所述桥墩(3)底面的钢质插槽与插接柱(21)精准对接并缓慢插入。
10.根据权利要求8或9所述的一种预制刚构桥所述的施工方法,其特征在于,顶板(22)上的竖直钢筋插入灌浆螺管后,向灌浆螺管内注入早强混凝土。
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