CN111549643A - 一种钢混组合桥梁及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种钢混组合桥梁及其施工方法，涉及桥梁施工技术领域，所述钢混组合桥梁由多节钢混节段拼接形成，每节钢混节段包含桥面板和钢箱梁；所述钢箱梁的顶板沿纵桥向开设长条开口；所述桥面板包含面板本体和若干设置于所述面板本体下方的空心肋，所述面板本体固定设置于所述顶板上表面，且所述空心肋容纳于所述长条开口内。本申请还公开了一种上述钢混组合桥梁的施工方法。本申请解决了现有技术中钢混组合桥梁容易疲劳开裂以及桥面板易破损的技术问题。

Description

一种钢混组合桥梁及其施工方法

技术领域

本申请涉及桥梁施工技术领域，特别涉及一种钢混组合桥梁及其施工方法。

背景技术

目前,在桥梁施工中,钢混组合梁由于自身整体受力的优越性而得到广泛应用。钢混组合梁能够有效发挥混凝土和钢梁两种材料各自的优势，且易于拼装。

相关技术中，钢混组合梁的钢结构包含钢顶板、U肋和横隔板，钢顶板、U肋和横隔板两两之间均采用焊接连接，存在多处焊缝；钢混组合梁的混凝土层可采用普通混凝土或UHPC(Ultra-HighPerformance Concrete，超高性能混凝土)，混凝土层铺设于钢顶板上。

但是，由于交通需求日益增长，桥面荷载更大且运动更加频繁，现有的钢混组合桥梁产生了桥面板开裂以及钢混组合梁的钢结构疲劳开裂(包含焊缝失效、钢板开裂以及其他部位的开裂)的问题。究其原因,桥面板自重较大，采用薄层桥面板时，桥面板强度又不足，容易破损；钢顶板、U肋和横隔板两两之间的焊缝过多，相互影响，焊接工作量大，焊接难度高，桥面荷载过重且运动过频繁，导致钢混组合梁的钢结构容易疲劳开裂。

发明内容

本申请实施例提供一种钢混组合桥梁及其施工方法，解决了现有技术中钢混组合桥梁容易疲劳开裂以及桥面板易破损的技术问题。

第一方面，提供了一种钢混组合桥梁，其特征在于：所述钢混组合桥梁由多节钢混节段拼接形成，每节钢混节段包含桥面板和钢箱梁；

所述钢箱梁的顶板沿纵桥向开设长条开口；所述桥面板包含面板本体和若干设置于所述面板本体下方的空心肋，所述面板本体固定设置于所述顶板上表面，且所述空心肋容纳于所述长条开口内。

一些实施例中，所述顶板上表面设置若干组第一剪力钉，所述面板本体开设若干个用于浇筑混凝土的剪力槽，每个所述剪力槽对应一组第一剪力钉。

一些实施例中，所述空心肋内部包含沿其长度方向设置的钢筋骨架；两相邻钢混节段的节段连接处的空心肋端部为连接端，所述钢筋骨架从所述连接端伸出；

所述钢箱梁包含固定设置于其内部的横隔托板，所述横隔托板呈水平且位于所述连接端下方；所述横隔托板上表面设置若干个第二剪力钉；

任一节段连接处两侧的横隔托板一一对齐，且两相邻钢混节段通过对齐的钢筋骨架和第二剪力钉浇筑混凝土固定。

一些实施例中，所述钢箱梁还包含横隔板，所述横隔板支撑固定所述横隔托板。

一些实施例中，所述面板本体、空心肋和钢筋骨架一体浇筑成型。

一些实施例中，节段连接处两侧的所述面板本体均设置若干用于扩大浇筑面积的企口槽，所述企口槽由所述面板本体的端面向内形成，且节段连接处两侧的企口槽一一对齐。

一些实施例中，每个所述企口槽均经过凿毛处理。

第二方面，本申请提供了一种上述钢混组合桥梁的施工方法，包含以下步骤：

S1：分别对钢箱梁和桥面板进行预制；

S2：将空心肋与所述长条开口对齐,桥面板安装至钢箱梁的顶板上表面形成钢混节段，并完成多节钢混节段的组装工作；

S3：组装各节钢混节段形成钢混组合桥梁。

一些实施例中，在步骤S1中，在顶板上表面固定设置若干组第一剪力钉，在面板本体开设若干个用于浇筑混凝土的剪力槽，且每个剪力槽的位置对应一组第一剪力钉；

在步骤S2中，将桥面板的若干个剪力槽一一对齐顶板上的若干组第一剪力钉，并对剪力槽浇筑混凝土固定。

一些实施例中，在步骤S1中，在空心肋内部沿其长度方向设置钢筋骨架；钢筋骨架从空心肋向外伸出；在钢箱梁内部设置呈水平的横隔托板，横隔托板位于伸出的钢筋骨架下方；横隔托板上表面安装若干第二剪力钉；

在步骤S3中，将各节钢混节段运往施工现场，相邻两钢混节段的横隔托板一一对齐，对横隔托板上的钢筋骨架和第二剪力钉浇筑混凝土固定。

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：

本申请实施例提供了一种钢混组合桥梁及其施工方法，由于钢混组合桥梁的钢混节段用带有空心肋的桥面板和顶板具有长条开口的钢箱梁组装形成，替代了传统钢顶板、U肋、横隔板和桥面板，减少了钢顶板、U肋、横隔板和桥面板之间的焊缝，避免多处焊缝相互影响，减少了零件的数量，简化了钢混节段的内部连接细节，减少了连接工作量，降低了连接难度，使得钢混节段内部连接更加精细化，降低了钢混节段疲劳开裂的风险；同时空心肋在桥面板厚度一定的情况下，增强了桥面板的强度，减小了桥面板自重，减小了桥面板破损的可能性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为本申请实施例提供的钢混节段结构示意图；

图2为本申请实施例提供的桥面板结构示意图；

图3为本申请实施例提供的钢箱梁结构示意图；

图4为本申请实施例提供的两相邻钢混节段在节段连接处的局部示意图；

附图标记:1-桥面板，11-空心肋、12-面板本体、13-剪力槽，14-企口槽，15-钢筋骨架，2-钢箱梁，21-横隔托板、22-横隔板，23-顶板、24-第一剪力钉，25-第二剪力钉、100-钢混节段。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供了一种钢混组合桥梁，其能解决现有技术中钢混组合桥梁容易疲劳开裂，以及桥面板易破损的技术问题。

如图1所示，一种钢混组合桥梁，钢混组合桥梁由多节钢混节段100拼接形成，每节钢混节段100包含桥面板1和钢箱梁2。

钢箱梁2的顶板23沿纵桥向开设长条开口；桥面板1包含面板本体12和若干设置于面板本体12下方的空心肋11，面板本体12固定设置于顶板23上表面，面板本体12紧贴于顶板23，空心肋11容纳于长条开口内。空心肋11增强了桥面板1的强度，减小了桥面板1破损的可能性；同时，具备长条开口的顶板23与带空心肋11的桥面板1相配合，避免了因为桥面板1和顶板23因弹性模量不一致造成易破损问题。

具体地，顶板23上表面设置若干组第一剪力钉24，面板本体12开设若干个用于浇筑混凝土的剪力槽13，每个剪力槽13对应一组第一剪力钉24。安装时，将剪力槽13一一对齐于第一剪力钉24，并浇筑混凝土固定。

如图2所示，空心肋11内部包含沿其长度方向设置的钢筋骨架15；在两相邻钢混节段100的节段连接处，空心肋11的端部为连接端，钢筋骨架15从连接端伸出。

钢箱梁2包含横隔托板21，横隔托板21固定设置于钢箱梁2内部，横隔托板21呈水平且位于连接端下方；横隔托板21上表面设置若干个第二剪力钉42。任一节段连接处两侧的横隔托板21一一对齐，且两相邻钢混节段100通过对齐的钢筋骨架15和第二剪力钉42浇筑混凝土固定。横隔托板21用于承托浇筑的混凝土，混凝土将两相邻钢混节段100的钢筋骨架15和第二剪力钉42固定。

具体地，钢混节段100分为两类，第一类是位于桥梁两端的两个钢混节段，第二类是位于桥梁中间的钢混节段。第二类钢混节段的空心肋11的两端均为连接端，钢筋骨架15从两个连接端伸出；第一类钢混节段的空心肋11仅有一端为连接端，钢筋骨架15从一个连接端伸出。

如图3所示，钢箱梁2还包含横隔板22，横隔板22横桥向设置，横隔板22用于支撑固定横隔托板21。

进一步地，钢箱梁2还包含底板、两个位于底板两侧的边腹板以及垂直于底板设置的中腹板，底板和两个边腹板围合形成开口朝上的空腔，中腹板将该空腔分成对称的两半。横隔板22垂直于底板、边腹板和中腹板。

在本实施例中，每个第二类钢混节段100具有两个节段连接处，每个节段连接处对应设置两块横隔托板21。每个第一类钢混节段100具有一个节段连接处，节段连接处设置两块横隔托板21。横隔托板21均用于承托浇筑的混凝土。

在本实施例中，面板本体12、空心肋11和钢筋骨架15一体浇筑成型，浇筑成桥面板1。

如图4所示，节段连接处两侧的面板本体12均设置若干用于扩大浇筑面积的企口槽14，企口槽14由面板本体12的端面向内形成，且节段连接处两侧的企口槽14一一对齐。优选地，每个企口槽14均经过凿毛处理。企口槽14增加了浇筑混凝土的接触面积，增强了连接强度，凿毛处理进一步增强了浇筑混凝土的连接性能。

优选地，企口槽14的深度为面板本体12厚度的1/2～2/3，该尺寸的企口槽14能够在保证不损坏面板本体12的前提下，尽可能增大浇筑混凝土的接触面积。优选地，企口槽14呈等腰梯形，且等腰梯形的底边朝面板本体12内，等腰梯形的企口槽14便于混凝土的浇筑工作。

优选地，面板本体12和空心肋11均采用UHPC，UHPC制作的面板本体12和空心肋11降低了桥面板1的自重，并增加了桥面板的强度，进一步避免桥面板破损。

本发明的钢混组合桥梁，由于钢混组合桥梁的钢混节段100用带有空心肋11的桥面板1和顶板23具有长条开口的钢箱梁2组装形成，简化了传统钢混节段100的结构，替代了传统钢混节段100的钢顶板、U肋、横隔板和桥面板，减少了钢顶板、U肋、横隔板和桥面板之间的焊缝，避免多处焊缝相互影响，同时钢混节段100简化了自身内部的连接细节(传统钢混节段100的钢顶板、U肋、横隔板和桥面板之间具有大量的焊接位置，焊接任务量大，且焊接难度较高)，本申请减少了连接工作量，降低了连接难度，使得钢混节段内部连接更加精细化，降低了钢混节段疲劳开裂的风险；同时带有空心肋的桥面板相比于传统的桥面板，在设计强度相同的情况下，减小了材料总量，节约了施工成本，降低了桥面板自重，空心肋增强了桥面板1的强度，降低了桥面板破损的可能性。

本发明采用UHPC浇筑成型面板本体12和空心肋11，相比于传统桥面板更薄，进一步增强了桥面板的强度，降低了桥面板自重。

本发明的钢箱梁2经过简化，结构简单，主要由底板、两个边腹板、中腹板和横隔板22组合形成，降低了钢箱梁2的自重。

本发明还公开了一种上述钢混组合桥梁的施工方法，包含以下步骤：S1：分别安装设计结构对钢箱梁2和桥面板1进行预制，预制的桥面板1刚好与钢箱梁2的顶板相互匹配；

S2：将空心肋11与长条开口对齐,桥面板1安装至钢箱梁2的顶板23上表面形成钢混节段100，并完成多节钢混节段100的组装工作；

S3：组装各节钢混节段100形成钢混组合桥梁。

具体地，在步骤S1中，在顶板23上表面固定设置若干组第一剪力钉24，在面板本体12开设若干个用于浇筑混凝土的剪力槽13，且剪力槽13的位置第一剪力钉24一一对应，第一剪力钉24用于钢混节段100内部桥面板1与钢箱梁2的固定。

在步骤S2中，将桥面板1的若干个剪力槽13一一对齐顶板23上的若干组第一剪力钉24，并对剪力槽13浇筑混凝土固定，待混凝土凝固即完成了钢混节段100的制作。

进一步地，在步骤S1中，在空心肋11内部沿其长度方向设置钢筋骨架15；钢筋骨架15从空心肋11向外伸出；在钢箱梁2内部设置呈水平的横隔托板21，横隔托板21位于伸出的钢筋骨架15下方，用于承托浇筑的混凝土。横隔托板21上表面安装若干个第二剪力钉42，第二剪力钉42用于两相邻钢混节段100之间的固定。

在步骤S3中，将各节钢混节段100运往施工现场，相邻两钢混节段100的横隔托板21一一对齐，对横隔托板21上的钢筋骨架15和第二剪力钉42浇筑混凝土固定，逐节浇筑拼装，直至完成所有钢混节段100的安装工作。

本发明的钢混组合桥梁的施工方法，用多节钢混节段100组装钢混组合桥梁的过程更加便捷；组装任意两相邻钢混节段100时，只需要对节段连接处进行浇筑混凝土，通过混凝土覆盖钢筋骨架15和第二剪力钉42进行固定，相对于传统钢混组合桥梁的焊接加上机械连接的方式，本发明的钢混组合桥梁减少了钢混节段100对接的工作量，组装方便快捷，缩短了施工周期，提高了施工效率。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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申请和简化描述，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申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种钢混组合桥梁，其特征在于：所述钢混组合桥梁由多节钢混节段(100)拼接形成，每节钢混节段(100)包含桥面板(1)和钢箱梁(2)；

所述钢箱梁(2)的顶板(23)沿纵桥向开设长条开口；所述桥面板(1)包含面板本体(12)和若干设置于所述面板本体(12)下方的空心肋(11)，所述面板本体(12)固定设置于所述顶板(23)上表面，且所述空心肋(11)容纳于所述长条开口内。

2.如权利要求1所述的一种钢混组合桥梁，其特征在于：所述顶板(23)上表面设置若干组第一剪力钉(24)，所述面板本体(12)开设若干个用于浇筑混凝土的剪力槽(13)，每个所述剪力槽(13)对应一组第一剪力钉(24)。

3.如权利要求2所述的一种钢混组合桥梁，其特征在于：所述空心肋(11)内部包含沿其长度方向设置的钢筋骨架(15)；两相邻钢混节段(100)的节段连接处的空心肋(11)端部为连接端，所述钢筋骨架(15)从所述连接端伸出；

所述钢箱梁(2)包含固定设置于其内部的横隔托板(21)，所述横隔托板(21)呈水平且位于所述连接端下方；所述横隔托板(21)上表面设置若干个第二剪力钉(42)；

任一节段连接处两侧的横隔托板(21)一一对齐，且两相邻钢混节段(100)通过对齐的钢筋骨架(15)和第二剪力钉(42)浇筑混凝土固定。

4.如权利要求3所述的一种钢混组合桥梁，其特征在于：所述钢箱梁(2)还包含横隔板(22)，所述横隔板(22)支撑固定所述横隔托板(21)。

5.如权利要求3所述的一种钢混组合桥梁，其特征在于：所述面板本体(12)、空心肋(11)和钢筋骨架(15)一体浇筑成型。

6.如权利要求3所述的一种钢混组合桥梁，其特征在于：节段连接处两侧的所述面板本体(12)均设置若干用于扩大浇筑面积的企口槽(14)，所述企口槽(14)由所述面板本体(12)的端面向内形成，且节段连接处两侧的企口槽(14)一一对齐。

7.如权利要求6所述的一种钢混组合桥梁，其特征在于：每个所述企口槽(14)均经过凿毛处理。

8.一种如权利要求1所述钢混组合桥梁的施工方法，其特征在于，包含以下步骤：

S1：分别对钢箱梁(2)和桥面板(1)进行预制；

S2：将空心肋(11)与所述长条开口对齐,桥面板(1)安装至钢箱梁(2)的顶板(23)上表面形成钢混节段(100)，并完成多节钢混节段(100)的组装工作；

S3：组装各节钢混节段(100)形成钢混组合桥梁。

9.如权利要求8所述钢混组合桥梁的施工方法，其特征在于：

在步骤S1中，在顶板(23)上表面固定设置若干组第一剪力钉(24)，在面板本体(12)开设若干个用于浇筑混凝土的剪力槽(13)，且每个剪力槽(13)的位置对应一组第一剪力钉(24)；

在步骤S2中，将桥面板(1)的若干个剪力槽(13)一一对齐顶板(23)上的若干组第一剪力钉(24)，并对剪力槽(13)浇筑混凝土固定。

10.如权利要求9所述钢混组合桥梁的施工方法，其特征在于：

在步骤S1中，在空心肋(11)内部沿其长度方向设置钢筋骨架(15)；钢筋骨架(15)从空心肋(11)向外伸出；在钢箱梁(2)内部设置呈水平的横隔托板(21)，横隔托板(21)位于伸出的钢筋骨架(15)下方；横隔托板(21)上表面安装若干第二剪力钉(42)；

在步骤S3中，将各节钢混节段(100)运往施工现场，相邻两钢混节段(100)的横隔托板(21)一一对齐，对横隔托板(21)上的钢筋骨架(15)和第二剪力钉(42)浇筑混凝土固定。

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