CN112144383B - 装配式钢混组合梁及其安装施工方法 - Google Patents

Abstract

装配式钢混组合梁及其安装施工方法，涉及桥梁工程技术领域，前述装配式钢混组合梁包括钢梁和预制桥面板，预制桥面板上预留有浇注孔，浇注孔中水平设置的钢筋穿过；钢梁包括钢梁本体及钢筋限位组件，钢梁本体包括竖直设置的腹板以及水平设置的底板和承托板，承托板上设有能够插入浇注孔中的榫头，榫头上设有斜向缺口，钢筋限位组件包括限位部件，在相邻两个限位部件之间形成竖向缺口；预制桥面板放置在钢梁本体上且榫头插入浇注孔，钢筋落入斜向缺口中，籍由竖向缺口限制钢筋的径向自由度，以阻止钢筋往斜向缺口的顶端移动，浇注孔内注入混凝土，将预制桥面板与钢梁连接成一体。上述装配式钢混组合梁具有施工方便、承受偏载能力强的优点。

Description

装配式钢混组合梁及其安装施工方法

技术领域

本发明涉及桥梁工程技术领域，特别涉及一种装配式钢混组合梁及其安装施工方法。

背景技术

近些年来，装配式桥梁由于对环境影响较小、有利于缩短工期，应用逐渐增多。在现有的装配式钢混组合梁中，主梁大多为钢梁，预制桥面板采用钢筋混凝土板，钢梁与预制桥面板通常采用剪力钉连接。目前，将剪力钉连接件通过装配化连接时，最常见的连接方式有以下两种：1、剪力钉预埋在预制桥面板内，钢梁预留螺栓孔，剪力钉从螺栓孔中穿过后通过螺母固定。2、在钢梁翼缘焊接剪力钉，预制桥面板上预留浇注孔，剪力钉穿入浇注孔中后，往浇注孔内浇注混凝土，混凝土凝固后实现预制桥面板与钢梁的连接。其中，与第2种连接方式相比，第1种连接方式施工不太方便，已逐渐减少应用。应当指出的是，在上述两种连接方式中，钢梁对预制桥面板的约束完全依靠剪力钉来实现，载荷集中在剪力钉上，当载荷量较大时，容易出现剪力钉断裂失效的情况，采用上述连接结构的装配式组合梁整体承载能力尚有待提高。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种承载能力强的装配式钢混组合梁。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种装配式钢混组合梁，包括钢梁以及用于安装在钢梁上方的预制桥面板，所述预制桥面板上预留有多个浇注孔，所述浇注孔中有多根水平设置的钢筋穿过；

所述钢梁包括钢梁本体及钢筋限位组件，所述钢梁本体包括竖直设置的腹板以及水平设置的底板和承托板，所述腹板设置在底板和承托板之间且其底端连接底板、顶端连接承托板，所述承托板上设有能够插入浇注孔中的榫头，所述榫头上间隔设置有多个斜向缺口，所述斜向缺口自榫头的顶端往斜下方延伸，所述钢筋限位组件连接承托板，所述钢筋限位组件包括多个能够穿设至浇注孔中的限位部件，所述限位部件彼此间隔设置且在相邻两个限位部件之间形成竖直往下延伸的竖向缺口；

所述预制桥面板放置在钢梁本体上且榫头插入浇注孔后，所述承托板托住预制桥面板，所述钢筋落入斜向缺口中，籍由所述钢筋限位组件所形成的竖向缺口限制钢筋的径向自由度，进而阻止所述钢筋往斜向缺口的顶端移动，所述浇注孔内注入混凝土，从而将所述预制桥面板与钢梁连接成一体。

在本发明的一个实施例中，所述限位部件为可拆卸连接在承托板上的限位杆，所述限位杆的底端设有外螺纹，所述承托板上间隔设置有多个螺孔；

所述预制桥面板放置在钢梁本体上且榫头插入浇注孔后，经所述浇注孔中将限位杆一一固定连接在承托板对应的螺孔中，所述限位杆位于钢筋的径向两侧以限制钢筋的径向自由度，相邻两根限位杆之间的空隙即为所述竖向缺口。

在本发明的另一个实施例中，所述钢筋限位组件包括竖直设置的升降限位板，所述承托板上开设有条形通孔，所述升降限位板的顶端往上穿入条形通孔中，所述升降限位板的底端连接水平设置并用于阻止其往上从条形通孔中脱出的防脱板，所述承托板上还开设有螺孔，所述防脱板的上方竖直设置有吊杆，所述吊杆从螺孔中穿过并与螺孔螺纹连接，所述防脱板连接在吊杆的底端且吊杆可以自身轴心为中心360度转动，所述限位部件为设置在升降限位板顶端并往上凸起的多个限位块，相邻两个限位块之间的空隙即为所述竖向缺口；

所述预制桥面板放置在钢梁本体上且榫头插入浇注孔后，旋拧所述吊杆使其以自身轴心为中心转动，使得所述吊杆从螺孔中逐渐往上伸出，所述吊杆往上移动时带动防脱板往上移动，进而带动所述升降限位板从条形通孔中往上伸出并进入浇注孔内，所述竖向缺口往上叉住钢筋以限制钢筋的径向自由度。

其中，所述承托板的宽度大于浇注孔的底端宽度，所述预制桥面板放置在钢梁本体上后，所述承托板托住预制桥面板并封堵住浇注孔的底端。

其中，所述限位部件与榫头之间及其与浇注孔的侧壁之间均留有空隙，从所述浇注孔中注入的混凝土填满上述空隙。

其中，所述限位杆的高度等于或大于榫头的高度。

其中，所述限位块的高度小于榫头的高度。

进一步地，所述竖向缺口的深度等于钢筋的直径。

在本发明的一个实施例中，其所对应的装配式钢混组合梁的安装施工方法包括：

一、先将钢梁本体吊装到梁座上固定，然后将预制桥面板吊装至钢梁本体上，使得钢梁本体顶端的榫头插入浇注孔中，并保证从浇注孔中水平穿过的钢筋落入斜向缺口中，此时承托板托住预制桥面板并封堵住浇注孔的底端；

二、经浇注孔往下将限位杆一一固定安装在承托板的螺孔中；

三、往浇注孔中注入混凝土，待混凝土凝固后即可将预制桥面板和钢梁连接成一体。

在本发明的另一个实施例中，其所对应的装配式钢混组合梁的安装施工方法包括：

一、先将钢梁本体吊装到梁座上固定，然后将预制桥面板吊装至钢梁本体上，使得钢梁本体顶端的榫头插入浇注孔中，并保证从浇注孔中水平穿过的钢筋落入斜向缺口中，此时承托板托住预制桥面板并封堵住浇注孔的底端；

二、经浇注孔用扳手拧动吊杆，通过吊杆带动升降限位板从条形通孔中往上伸出并进入浇注孔内，使得升降限位板顶端的竖向缺口往上叉住钢筋以限制钢筋的径向自由度；

三、往浇注孔中注入混凝土，待混凝土凝固后即可将预制桥面板和钢梁连接成一体。

在本发明所涉及的装配式钢混组合梁中，通过设置在榫头顶端的斜向缺口与钢筋限位组件所形成的竖向缺口相配合，将预制桥面板中从浇注孔穿过的钢筋与钢梁连接到一起，上述竖向缺口和斜向缺口一同起到了连接件的作用，由于榫头以及限位部件穿设至浇注孔中，往浇注孔内注入混凝土后，混凝土将包裹住榫头和限位部件，并将钢梁与预制桥面板连接成一个整体，这样的连接结构更适合应用在弯桥上，例如高速公路的匝道桥，当车辆行驶在弯曲的匝道桥上时，桥面板受偏载产生的弯矩作用，会产生相对于钢梁倾翻的趋势，采用上述连接结构后，桥面板与钢梁的连接强度更高，从而能够更好地避免桥面板与钢梁连接部位被拉裂的情况。与现有装配式钢混组合梁的连接方式相比，本发明在将钢梁与预制桥面板连接时所采用的连接结构抗剪能力更强，连接强度更高，钢混组合梁具有更高的偏载承受能力。

附图说明

图1为实施例1中钢梁本体的立体结构示意图。

图2为实施例1中限位杆的立体结构示意图。

图3为实施例1中预制桥面板吊装到钢梁本体上之后的整体结构示意图。

图4为实施例1中安装限位杆之后，预制桥面板与钢梁之间的连接结构的示意图。

图5为实施例2中钢梁本体的立体结构示意图。

图6为实施例2中升降限位板的立体结构示意图。

图7为实施例2中用作吊杆的螺栓的立体结构示意图。

图8为实施例2中连接在吊杆底端的螺母的立体结构示意图。

图9为实施例2中预制桥面板的立体结构示意图。

图10为实施例2中钢梁的整体结构示意图。

图11为实施例2中钢梁与预制桥面板中钢筋的连接方式示意图。

图12为实施例2中预制桥面板吊装到钢梁上之后的整体结构示意图。

图13为实施例2中升降限位板往上伸入到浇注孔中，实现钢梁与预制桥面板中钢筋连接的结构示意图。

图中：

1——钢梁           2——预制桥面板     1a——钢梁本体

1b——竖向缺口      1c——限位杆        1d——升降限位板

1e——防脱板        1f——吊杆          1g——限位块

2a——浇注孔        2b——钢筋          1a1——腹板

1a2——底板         1a3——承托板       1a4——榫头

1f1——螺母         1a3a——螺孔        1a3b——条形通孔

1a4a——斜向缺口。

具体实施方式

需要提前说明的是，在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定” 等术语应做广义理解，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发明中的具体含义。

术语 “上”、“下”、、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、 “外”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发明和简化描述，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发明的限制。

见图3、4及图12、13所示，以下实施例中所涉及的装配式钢混组合梁均包括钢梁1以及配置于钢梁1上方的预制桥面板2，其中，预制桥面板2上预留有多个浇注孔2a，浇注孔2a中有多根水平设置的钢筋2b穿过。

其中，钢梁1均包括钢梁本体1a及钢筋限位组件，其中，钢筋限位组件的结构在不同的实施例中会有所不同。在所有实施例中，钢梁本体1a均包括竖直设置的腹板1a1以及水平设置的底板1a2和承托板1a3，腹板1a1设置在底板1a2和承托板1a3之间且其底端连接底板1a2、顶端连接承托板1a3，承托板1a3上设有能够插入浇注孔2a中的榫头1a4，榫头1a4上间隔设置有多个斜向缺口1a4a，斜向缺口1a4a自榫头1a4的顶端往斜下方延伸，钢筋限位组件连接承托板1a3，钢筋限位组件包括多个能够穿设至浇注孔2a中的限位部件，应当说明的是，在不同实施例中，限位部件的结构会有所不同，但是在所有实施例中，限位部件都是彼此间隔设置且在相邻两个限位部件之间形成了竖直往下延伸的竖向缺口1b。

另外，在所有实施例中，预制桥面板2放置在钢梁本体1a上且榫头1a4插入浇注孔2a后，由承托板1a3托住预制桥面板2，并且钢筋2b落入斜向缺口1a4a中，再籍由钢筋限位组件所形成的竖向缺口1b限制钢筋2b的径向自由度，由此阻止钢筋2b往斜向缺口1a4a的顶端移动，此外，浇注孔2a内注入混凝土（这部分混凝土在附图中未示出），从而将预制桥面板2与钢梁1连接成一体。

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合2个实施例与附图对本发明中作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。

实施例1

如图1-4所示，在本实施例中，限位部件为可拆卸连接在承托板1a3上的限位杆1c，限位杆1c的整体形状见图2，至少在限位杆1c的底端设有外螺纹，同时在承托板1a3上间隔设置有多个螺孔1a3a。

将预制桥面板2放置在钢梁本体1a上且榫头1a4插入浇注孔2a后，可以经浇注孔2a中将限位杆1c一一固定连接在承托板1a3上对应的螺孔1a3a中，见图4所示，限位杆1c安装完成后，其位于钢筋2b的径向两侧，从而限制了钢筋2b的径向自由度，由于限位杆1c间隔设置，在相邻两根限位杆1c之间留有空隙，该空隙即为竖向缺口1b。

另外，承托板1a3的宽度最好大于浇注孔2a的底端宽度，当预制桥面板2放置在钢梁本体1a上后，承托板1a3在托住预制桥面板2的同时还可封堵住浇注孔2a的底端，这样的话，无需再用模板或者其他部件封堵浇注孔2a的底端，直接往浇注孔2a中注入混凝土即可，不用担心混凝土从浇注孔2a的底端漏出，施工更加方便。

最后，如图所示，限位杆1c的高度最好等于或大于榫头1a4的高度，并且最好在限位部件与榫头1a4之间及其与浇注孔2a的侧壁之间均预留空隙，并让从浇注孔2a中注入的混凝土填满上述空隙，以此可以进一步提高钢梁1与预制桥面板2之间的连接强度。

安装施工时，先将钢梁本体1a吊装到梁座上固定，然后将预制桥面板2吊装至钢梁本体1a上，使得钢梁本体1a顶端的榫头1a4插入浇注孔2a中，并保证从浇注孔2a中水平穿过的钢筋2b落入斜向缺口1a4a中，此时承托板1a3托住预制桥面板2并封堵住浇注孔2a的底端，然后经浇注孔2a往下将限位杆1c一一固定安装在承托板1a3的螺孔1a3a中，最后往浇注孔2a中注入混凝土，待混凝土凝固后即可将预制桥面板2和钢梁1连接成一体。

实施例2

见图5-13所示，本实施例与实施例1不同之处主要在于钢筋限位组件的结构有所不同，在本实施例中，前述钢筋限位组件包括竖直设置的升降限位板1d，承托板1a3上开设有条形通孔1a3b，升降限位板1d的顶端往上穿入条形通孔1a3b中，升降限位板1d的底端连接水平设置并用于阻止其往上从条形通孔1a3b中脱出的防脱板1e，承托板1a3上还开设有螺孔1a3a，防脱板1e的上方竖直设置有吊杆1f，吊杆1f从螺孔1a3a中穿过并与螺孔1a3a螺纹连接，防脱板1e连接在吊杆1f的底端且吊杆1f可以自身轴心为中心360度转动（作为一种可选择的实现防脱板1e与吊杆1f连接的结构，吊杆1f可以直接采用螺栓制作而成，将螺栓的底端往下穿过防脱板1e，并在螺栓的底端安装一个螺母1f1，螺母1f1与螺栓焊接固定，由此将防脱板1e与吊杆1f连接），限位部件为设置在升降限位板1d顶端并往上凸起的多个限位块1g，相邻两个限位块1g之间的空隙即为竖向缺口1b。

将预制桥面板2放置在钢梁本体1a上且榫头1a4插入浇注孔2a后，旋拧吊杆1f使其以自身轴心为中心转动，使得吊杆1f从螺孔1a3a中逐渐往上伸出，吊杆1f往上移动时带动防脱板1e往上移动，进而带动升降限位板1d从条形通孔1a3b中往上伸出并进入浇注孔2a内，竖向缺口1b往上叉住钢筋2b以限制钢筋2b的径向自由度。

优选地，为便于安装，上述限位块1g的高度最好小于榫头1a4的高度，其中，竖向缺口1b的深度等于钢筋2b的直径即可。

安装施工时，先将钢梁本体1a吊装到梁座上固定，然后将预制桥面板2吊装至钢梁本体1a上，使得钢梁本体1a顶端的榫头1a4插入浇注孔2a中，并保证从浇注孔2a中水平穿过的钢筋2b落入斜向缺口1a4a中，此时承托板1a3托住预制桥面板2并封堵住浇注孔2a的底端，然后经浇注孔2a用扳手拧动吊杆1f，通过吊杆1f带动升降限位板1d从条形通孔1a3b中往上伸出并进入浇注孔2a内，使得升降限位板1d顶端的竖向缺口1b往上叉住钢筋2b以限制钢筋2b的径向自由度，最后往浇注孔2a中注入混凝土，待混凝土凝固后即可将预制桥面板2和钢梁1连接成一体。

在上述实施例所涉及的装配式钢混组合梁中，设置在榫头1a4顶端的斜向缺口1a4a与钢筋限位组件所形成的竖向缺口1b相配合，将预制桥面板2中从浇注孔2a穿过的钢筋2b与钢梁1连接到一起，竖向缺口1b和斜向缺口1a4a一同起到连接件的作用。由于榫头1a4以及限位部件穿设至浇注孔2a中，往浇注孔2a内注入混凝土后，混凝土将包裹住榫头1a4和限位部件，并将钢梁1与预制桥面板2连接成一个整体，与现有采用剪力钉作为连接件的装配式钢混组合梁相比，实施例中所采用的连接结构抗剪能力更强，连接强度更好，钢混组合梁具有更强的承载能力。

上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

为了让本领域普通技术人员更方便地理解本发明相对于现有技术的改进之处，本发明的一些附图和描述已经被简化，并且为了清楚起见，本申请文件还省略了一些其它元素，本领域普通技术人员应该意识到这些省略的元素也可构成本发明的内容。

Claims (6)

1.装配式钢混组合梁，包括钢梁（1）以及用于安装在钢梁（1）上方的预制桥面板（2），所述预制桥面板（2）上预留有多个浇注孔（2a），所述浇注孔（2a）中有多根水平设置的钢筋（2b）穿过，其特征在于：

所述钢梁（1）包括钢梁本体（1a）及钢筋限位组件，所述钢梁本体（1a）包括竖直设置的腹板（1a1）以及水平设置的底板（1a2）和承托板（1a3），所述腹板（1a1）设置在底板（1a2）和承托板（1a3）之间且其底端连接底板（1a2）、顶端连接承托板（1a3），所述承托板（1a3）上设有能够插入浇注孔（2a）中的榫头（1a4），所述榫头（1a4）上间隔设置有多个斜向缺口（1a4a），所述斜向缺口（1a4a）自榫头（1a4）的顶端往斜下方延伸，所述钢筋限位组件连接承托板（1a3），所述钢筋限位组件包括多个能够穿设至浇注孔（2a）中的限位部件，所述限位部件彼此间隔设置且在相邻两个限位部件之间形成竖直往下延伸的竖向缺口（1b）；

所述钢筋限位组件包括竖直设置的升降限位板（1d），所述承托板（1a3）上开设有条形通孔（1a3b），所述升降限位板（1d）的顶端往上穿入条形通孔（1a3b）中，所述升降限位板（1d）的底端连接水平设置并用于阻止其往上从条形通孔（1a3b）中脱出的防脱板（1e），所述承托板（1a3）上还开设有螺孔（1a3a），所述防脱板（1e）的上方竖直设置有吊杆（1f），所述吊杆（1f）从螺孔（1a3a）中穿过并与螺孔（1a3a）螺纹连接，所述防脱板（1e）连接在吊杆（1f）的底端且吊杆（1f）可以自身轴心为中心360度转动，所述限位部件为设置在升降限位板（1d）顶端并往上凸起的多个限位块（1g），相邻两个限位块（1g）之间的空隙即为所述竖向缺口（1b）；

所述预制桥面板（2）放置在钢梁本体（1a）上且榫头（1a4）插入浇注孔（2a）后，所述承托板（1a3）托住预制桥面板（2），所述预制桥面板（2）中从浇注孔（2a）穿过的钢筋（2b）落入斜向缺口（1a4a）中，旋拧所述吊杆（1f）使其以自身轴心为中心转动，使得所述吊杆（1f）从螺孔（1a3a）中逐渐往上伸出，所述吊杆（1f）往上移动时带动防脱板（1e）往上移动，进而带动所述升降限位板（1d）从条形通孔（1a3b）中往上伸出并进入浇注孔（2a）内，所述竖向缺口（1b）往上叉住钢筋（2b）以限制钢筋（2b）的径向自由度，进而阻止所述钢筋（2b）往斜向缺口（1a4a）的顶端移动，所述浇注孔（2a）内注入混凝土，从而将所述预制桥面板（2）与钢梁（1）连接成一体。

2.根据权利要求1所述的装配式钢混组合梁，其特征在于：所述承托板（1a3）的宽度大于浇注孔（2a）的底端宽度，所述预制桥面板（2）放置在钢梁本体（1a）上后，所述承托板（1a3）托住预制桥面板（2）并封堵住浇注孔（2a）的底端。

3.根据权利要求1所述的装配式钢混组合梁，其特征在于：所述限位部件与榫头（1a4）之间及其与浇注孔（2a）的侧壁之间均留有空隙，从所述浇注孔（2a）中注入的混凝土填满上述空隙。

4.根据权利要求1所述的装配式钢混组合梁，其特征在于：所述限位块（1g）的高度小于榫头（1a4）的高度。

5.根据权利要求4所述的装配式钢混组合梁，其特征在于：所述竖向缺口（1b）的深度等于钢筋（2b）的直径。

6.装配式钢混组合梁的安装施工方法，其特征在于，所述装配式钢混组合梁的结构如权利要求1所述，安装施工时：

一、先将钢梁本体（1a）吊装到梁座上固定，然后将预制桥面板（2）吊装至钢梁本体（1a）上，使得钢梁本体（1a）顶端的榫头（1a4）插入浇注孔（2a）中，并保证从浇注孔（2a）中水平穿过的钢筋（2b）落入斜向缺口（1a4a）中，此时承托板（1a3）托住预制桥面板（2）并封堵住浇注孔（2a）的底端；

二、经浇注孔（2a）用扳手拧动吊杆（1f），通过吊杆（1f）带动升降限位板（1d）从条形通孔（1a3b）中往上伸出并进入浇注孔（2a）内，使得升降限位板（1d）顶端的竖向缺口（1b）往上叉住钢筋（2b）以限制钢筋（2b）的径向自由度；

三、往浇注孔（2a）中注入混凝土，待混凝土凝固后即可将预制桥面板（2）和钢梁（1）连接成一体。

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