CN112281633A - 一种脊骨梁桥后装挑臂及其纵向接缝构造 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种脊骨梁桥后装挑臂及其纵向接缝构造，适用于节段预制的复合截面脊骨梁桥，所述后装挑臂为节段拼装的预制混凝土构件，遵循核心纵梁完工后再逐步架设的施工时序；所述后装挑臂，每个预制节段包含两道挑臂肋板以及相应范围内的挑臂顶板；所述后装挑臂肋板在根部下缘设置有预制承托，与核心纵梁的承托配套构成一组竖向支撑；所述后装挑臂顶板，在纵桥向相邻的预制顶板间，设置后装挑臂顶板纵向接缝；所述纵向湿接缝在两侧的预制顶板底缘分别布置预制底模。本发明克服现有技术中大尺寸节段梁运输、施工的技术瓶颈，使复合截面脊骨梁的后装挑臂节段与核心纵梁连接可靠、施工便捷，提升了节段预制拼装混凝土桥梁的设计和施工关键技术。

Description

一种脊骨梁桥后装挑臂及其纵向接缝构造

技术领域

本发明属于桥梁构件及其施工技术领域，特别是一种脊骨梁桥后装挑臂及其纵向接缝构造。

背景技术

节段预制拼装的混凝土桥梁符合国家产业发展方向，同时具有绿色环保、环境和交通影响小、运输方便、施工快速、美观、耐久和全寿命费用低等诸多优点，近年来在国内铁路、公路、轨道交通以及市政工程中得到了广泛的推广和应用，取得了良好的使用效果。

目前，对于桥面较宽的预制节段大箱梁，受运输尺寸和吊装重量制约，常规方法是采用分体式多箱断面，该类方案机具设备投入多，墩顶横梁施工难度大，工期较长、造价贵，景观效果也难以令人满意。为解决宽桥幅节段梁的运输、施工难题，必须提出复合截面脊骨梁的概念，即将断面分解为核心纵梁和后装挑臂两部分。因为遵循了后装挑臂在核心纵梁成型后再逐步架设的施工时序，挑臂安装不影响主受力结构的施工进度，复合截面脊骨梁同时是一种高效的施工方法。

针对复合截面脊骨梁的构造特点和施工方法，必须给出一种脊骨梁桥后装挑臂及其纵向接缝构造，确保挑臂节段的预制便捷、施工快速，同时能够与核心纵梁组成可靠的结构体系，使之拥有不逊于传统现浇梁的结构性能。目前常规的预制节段拼装，一般可采用干接或湿接等两类接缝连接构造。对于复合截面脊骨梁桥，横向拼接可视情况采用湿接缝或匹配的干接缝，但纵向接缝采用湿接方案的优势更加明显。该方案使后装挑臂节段不用与核心纵梁匹配预制，确保了挑臂节段可以在工厂方便的快速批量预制，且能较好适应超高渐变及曲线段等复杂情况。考虑到单肋板挑臂在施工阶段存在侧向倾覆风险，提出一种带预制承托的双肋板挑臂构造，可为后装挑臂在施工阶段提供稳定的竖向支撑，节约了现场大量的搭设支撑、拆除支撑工序，较大的节段模数还能缩减吊装次数，大幅加快施工进度。此外，考虑到沿纵桥向离散存在数量众多的湿接缝，如施工现场存在逐一搭设模板——浇注湿接缝——待养护完成后再拆除模板的工序，将严重制约施工效率和施工质量、大幅增加高空作业风险，因此给出了一种带预制底模的湿接缝解决方案。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的大尺寸节段梁运输、施工的技术瓶颈问题，提供一种可快速施工的脊骨梁桥后装挑臂及其纵向接缝构造，达到复合截面脊骨梁的后装挑臂节段与核心纵梁连接可靠、施工便捷，提升节段预制拼装混凝土桥梁的设计和施工关键技术，推动节段梁预制拼装技术的发展的目的。

为了实现上述发明目的，本发明提供的脊骨梁桥后装挑臂及其纵向接缝构造的技术方案为：

一种脊骨梁桥后装挑臂及其纵向接缝构造，适用于节段预制的复合截面脊骨梁桥，其特征在于：包括核心纵梁、后装挑臂、预制承托、后装挑臂顶板纵向接缝、预制底模、后装挑臂顶板、后装挑臂肋板；所述后装挑臂为节段拼装的预制混凝土构件，遵循核心纵梁完工后再逐步架设的施工时序；所述后装挑臂，每个预制节段包含两道挑臂肋板以及相应范围内的挑臂顶板；所述后装挑臂肋板，在根部下缘设置有预制承托，与核心纵梁的承托配套构成一组竖向支撑；所述后装挑臂顶板，在纵桥向相邻的预制顶板间，设置有现浇的钢筋混凝土接缝，即后装挑臂顶板纵向接缝；所述纵向湿接缝，在两侧的预制顶板底缘，分别布置一体化的预制混凝土免拆式模板，即预制底模。

进一步地，由于采用了湿接缝构造，后装挑臂节段不用与核心纵梁匹配预制，确保了后装挑臂节段可以在工厂方便的快速批量预制；现场待脊骨梁的核心纵梁部分完工后，即可安装预制后装挑臂节段(含预制底模)，所述预制承托可方便的为挑臂节段提供竖向支撑，确保后装挑臂与核心纵梁的相对稳定；待后装挑臂与核心纵梁间的横向接缝(含后装挑臂肋板与核心纵梁腹板/肋板间接缝、后装挑臂顶板与核心梁顶板间接缝)施工完成后，无需额外搭设底模，可快速浇注相邻两块后装挑臂顶板间的纵向湿接缝混凝土。

进一步地，所述单个后装挑臂节段由一整片挑臂顶板和其下起支撑作用的两片挑臂肋板组成，较大的节段模数可节约吊装次数和工期；所述挑臂肋板下缘自带预制承托；所述挑臂顶板下缘自带预制底模；所述后装挑臂横向宽度不应超过桥梁总宽度的2/5，优选的，可取桥梁总宽度的1/4-1/3；所述挑臂肋板间距不大于挑臂横向尺寸，优选的，取2-4m；所述挑臂顶板纵向尺寸(含预制底模)取挑臂肋板间距的两倍。

进一步地，当桥梁位于直线段时，其中的单个挑臂节段的顶板为矩形；当桥梁位于圆曲线段时，单个挑臂节段的顶板为扇形。

进一步地，所述预制承托由一对钢筋混凝土构件组合而成，包括上承托和下承托两部分；所述上承托位于后装挑臂节段、下承托位于核心纵梁，上承托与下承托的构造外形匹配；所述上承托与下承托间的接触面涂抹环氧树脂粘结剂。

进一步地，所述后装挑臂的横向接缝，可采用1)现浇钢筋混凝土的湿接缝、2)无现浇混凝土的干接缝、或3)上述两种方式的混合式连接。

进一步地，所述相邻挑臂节段的预制底模严密结合，从桥面浇筑混凝土完成湿接缝，可省去大量的模板搭设、拆除工序；所述预制挑臂顶板，均预留有预埋钢筋，分别伸入湿接缝区域；所述湿接缝浇注普通混凝土，所述预埋钢筋为环状；优选的，所述湿接缝浇注高性能混凝土，所述预埋钢筋采用直线状的短钢筋。

进一步地，所述预制底模为工厂预制的钢筋混凝土构件，布置于挑臂顶板底缘；优选的，在预制底模的侧边缘设置止水橡胶条，确保后装挑臂节段间密贴，避免混凝土浇注环节漏浆；优选的，为避免预制模板厚度对顶板湿接缝的削弱，确保挑臂纵向湿接缝传力可靠，取后装挑臂顶板纵向接缝与挑臂顶板标准段等厚度，同时在预制底模与挑臂顶板结合处，设计并布置了厚度渐变段，边缘形成斜向坡面。

本发明提供的一种脊骨梁桥后装挑臂及其纵向接缝构造的有益效果如下：

1、本发明通过一种合理的后装挑臂及其纵向接缝构造，使后装挑臂节段不用与核心纵梁匹配预制，确保了挑臂节段可以在工厂方便的快速批量预制。同时确保后装挑臂节段连接可靠、施工便捷，可以形成一种可靠的复合截面脊骨梁体系，使之拥有不逊于传统现浇梁的结构性能，整体受力较目前广泛采用的分离式多箱断面有明显优势。

2、本发明提供一种带预制承托的双肋板挑臂构造，可为后装挑臂在施工阶段提供稳定的竖向支撑，节约了现场大量的搭设支撑、拆除支撑工序，同时避免了单肋板挑臂节段的侧向倾覆风险，较大的节段模数还能大量节省吊装次数，缩减现场工期、提升施工质量、减小高空作业风险。

3、本发明提供一种湿接缝与预制底模组成的纵向接缝构造，施工快速、便捷，结合定制的预制挑臂顶板，可灵活匹配各类工程的具体需求，适用于各类复杂断面、超高渐变及曲线段桥梁，具有广泛的运用前景。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的立面图。

图3为本发明的横断面图。

图4为本发明的俯视图(直线段桥梁)。

图5为本发明的俯视图(圆曲线段桥梁)。

图6为本发明的纵向接缝剖面图。

图7为本发明的挑臂后装的复合截面脊骨梁桥分解示意图。

图8为本发明的一种采用普通混凝土与环形钢筋结合的顶板湿接缝的应用实例。

图9为本发明的一种采用高性能混凝土与直短钢筋结合的顶板湿接缝的应用实例。

图中：

核心纵梁1、后装挑臂2、预制承托3、后装挑臂顶板纵向接缝4、预制底模5、止水橡胶条6、厚度渐变段7、挑臂顶板8、挑臂肋板9、核心纵梁挑臂肋板10、预埋钢筋11、普通混凝土12、高性能混凝土13。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。

本实施例采用的脊骨梁桥后装挑臂2及其纵向接缝4构造，如附图所示。本实施例区别于现有技术在于：本实施例适用于节段预制的复合截面脊骨梁桥，所述挑臂2为节段拼装的预制混凝土构件，遵循核心纵梁1完工后再逐步架设的施工时序；所述后装挑臂2，每个预制节段包含两道挑臂肋板9以及相应范围内的挑臂顶板8；所述后装挑臂肋板9，在根部下缘设置有预制承托3，与核心纵梁的承托配套构成一组竖向支撑；所述后装挑臂顶板8，在纵桥向相邻的预制顶板间，设置有现浇的钢筋混凝土接缝4，即纵向湿接缝；所述纵向湿接缝4，在两侧的预制顶板8底缘，分别布置有一体化的预制混凝土免拆式模板，即预制底模5。

在具体实施时，所述后装挑臂2利用桥面吊机起吊，在核心纵梁1形成连续结构后逐对起吊，利用预制承托3构造与核心纵梁1形成稳定的竖向支撑，方便进一步安装。挑臂顶板湿接缝4宽550cm，预制底模5为两侧预制挑臂顶板8底部均设置一定厚度的模板，相互之间匹配对齐，形成湿接缝免拆模板构造。

所述后装挑臂2及其纵向接缝4的施工方法：由于采用了湿接缝构造，相邻后装挑臂2节段不用匹配预制，确保了挑臂节段可以在工厂方便的快速批量预制；现场待脊骨梁的核心纵梁1部分完工后，即可安装预制挑臂节段2(含预制底模5)，所述预制承托3可方便的为挑臂节段提供竖向支撑，确保后装挑臂2与核心纵梁1的相对稳定；待后装挑臂2与核心纵梁1间的横向接缝(含后装挑臂肋板与核心纵梁腹板/肋板间接缝、后装挑臂顶板与核心梁顶板间接缝)施工完成后，无需额外搭设底模，可快速浇注相邻两块后装挑臂顶板间的纵向湿接缝混凝土。

在具体实施时，所述预制挑臂2节段利用桥面吊机进行安装，将预制挑臂2吊至与核心纵梁1齐平，使预制挑臂2的预制承托3搭在核心纵梁承托上，两者之间匹配对接，形成稳定的竖向支撑，方便进行纵横向湿接缝混凝土浇筑。挑臂纵向湿接缝4浇筑时，现场不设置外挂模板，利用预制底模5直接进行浇筑。

所述后装挑臂2构造：单个挑臂节段由一整片挑臂顶板8和其下起支撑作用的两片挑臂肋板9组成，较大的节段模数可节约吊装次数和工期；所述肋板下缘自带预制承托3；所述顶板下缘自带预制底模5；所述挑臂横向宽度不应超过桥梁总宽度的2/5，优选的，可取桥梁总宽度的1/4-1/3；所述肋板间距不大于挑臂横向尺寸，优选的，取2-4m；所述顶板纵向尺寸(含预制底模5)取肋板间距的两倍。

在具体实施时，单个挑臂节段横桥向宽7.7m，约占桥梁总宽度的0.3倍；单个挑臂节段含两片肋板，挑臂节段顺桥向长6m，肋板间距采用3m。单个挑臂节段约33t重，重量较轻，方便桥面吊机起吊。所述挑臂节段的预制承托3横向尺寸为350mm，纵向尺寸采用与肋板等厚，为300mm。预制承托3随挑臂肋板按3米一道间隔布置，搭在核心纵梁的承托上。

所述后装挑臂顶板8：当桥梁位于直线段时，单个挑臂节段的顶板为矩形；当桥梁位于圆曲线段时，单个挑臂节段的顶板为扇形。

在具体实施时，挑臂节段顶板纵向接缝4处的顶板断面采取垂直于桥梁中线布置，方便圆曲线桥梁段的纵向接缝拼接。

所述承托，由一对钢筋混凝土构件组合而成，包括上承托和下承托两部分；所述上承托位于后装挑臂2节段、下承托位于核心纵梁1，上、下承托的构造外形匹配；所述上、下承托间的接触面涂抹环氧树脂粘结剂。

在具体实施时，所述挑臂肋板预制承托3和核心纵梁承托匹配预制，通过环氧树脂粘结剂进行拼接。所述环氧树脂粘结剂的胶结强度应不低于C60混凝土的相应指标，初步固化时间应大于2小时，并在24小时内完全固化达到胶结强度，确保涂胶、加压等工序在固化前完成。胶层要均匀，厚度控制在2-3mm。涂刷过程以及胶体固化过程中采取措施，防止雨水侵入和阳光照射。涂环氧树脂的接合面应清理干净，任何情况下不得有油脂，并清除表面浮浆。

所述后装挑臂2的横向接缝，可采用1)现浇钢筋混凝土的湿接缝、2)无现浇混凝土的干接缝或3)上述两种方式的混合式连接。

在具体实施时，所述挑臂肋板预制承托3与核心纵梁的承托均为350mm宽，两者通过环氧树脂粘结剂进行干接，同时在承托以上设置一道宽550mm，厚300mm的湿接缝，通过预埋钢筋11与核心纵梁1形成整体。

所述后装挑臂的纵向接缝4，其特征在于：相邻挑臂节段的预制底模5严密结合，从桥面浇筑混凝土完成湿接缝，可省去大量的模板搭设、拆除工序；所述预制挑臂顶板8，均预留有预埋钢筋11，分别伸入湿接缝区域；所述湿接缝浇注普通混凝土12，所述预埋钢筋11为环状；优选的，所述湿接缝浇注高性能混凝土13，所述预埋钢筋11采用直线状的短钢筋。

在具体实施时，所述两侧预制挑臂顶板8均设置直径10mm的HRB400环状预埋钢筋11，环状钢筋横向间距150mm。吊装预制挑臂2节段(含预制底模5)使上下承托搭接，局部调节相邻预制挑臂2，使两侧预埋环状钢筋11前后紧贴布置，并保证有足够的焊接或搭接长度。在环内部穿6根直径12mm的HRB400通长横向钢筋后，湿接缝内浇注C55普通混凝土。

所述预制底模5为工厂预制的钢筋混凝土构件，布置于顶板底缘；优选的，在预制底模5的侧边缘设置止水橡胶条6，确保挑臂节段间密贴，避免混凝土浇注环节漏浆；优选的，为避免预制底模5厚度对顶板湿接缝4的削弱，确保挑臂纵向湿接缝传力可靠，取湿接缝与顶板标准段等厚度，同时在预制底模5与顶板结合处，设计并布置了厚度渐变段7，边缘形成斜向坡面。

在具体实施时，预制挑臂顶板8底部设置预制底模5，两侧预制底模5相互对齐密贴，形成一个矩形湿接缝区域。预制底模5边缘设置2cm止水橡胶条6，安装止水橡胶条6时界面应保持干燥，施工前须清除界面上的浮渣、尘土及杂物，利用胶粘剂或高强度锚钉将止水条6固定在安装的部位。预制底模5采用矩形断面，宽度为275mm，厚度为40mm，混凝土标号采用C55。在预制底模5与挑臂顶板8结合处，挑臂顶板厚进行局部加强，由标准的230mm以1∶4的比率加厚至270mm。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明具体实施只局限于上述这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种脊骨梁桥后装挑臂及其纵向接缝构造，适用于节段预制的复合截面脊骨梁桥，其特征在于：包括核心纵梁(1)、后装挑臂(2)、预制承托(3)、后装挑臂顶板纵向接缝(4)、预制底模(5)、后装挑臂顶板(8)、后装挑臂肋板(9)；所述后装挑臂(2)为节段拼装的预制混凝土构件，遵循核心纵梁(1)完工后再逐步架设的施工时序；所述后装挑臂(2)，每个预制节段包含两道挑臂肋板(9)以及相应范围内的挑臂顶板(8)；所述后装挑臂肋板(9)，在根部下缘设置有预制承托(3)，与核心纵梁(1)的承托配套构成一组竖向支撑；所述后装挑臂顶板(8)，在纵桥向相邻的预制顶板间，设置有现浇的钢筋混凝土接缝，即后装挑臂顶板纵向接缝(4)；所述纵向湿接缝(4)，在两侧的预制顶板底缘，分别布置一体化的预制混凝土免拆式模板，即预制底模(5)。

2.如权利要求1所述的一种脊骨梁桥后装挑臂及其纵向接缝构造，其特征在于：其中的后装挑臂及其纵向接缝的施工包括：后装挑臂2节段在工厂批量预制；待现场脊骨梁的核心纵梁1部分完工后，可安装预制后装挑臂2节段，含预制底模5；其中的预制承托3为后装挑臂2节段提供竖向支撑，使后装挑臂2与核心纵梁1相对稳定；待后装挑臂2与核心纵梁1间的横向接缝，含后装挑臂肋板与核心纵梁腹板/肋板间接缝、及后装挑臂顶板与核心梁顶板间接缝，施工完成后，无需额外搭设底模，可快速浇注相邻两块后装挑臂顶板间的纵向湿接缝混凝土。

3.如权利要求1所述的一种脊骨梁桥后装挑臂及其纵向接缝构造，其特征在于：其中的单个后装挑臂(2)节段由一整片挑臂顶板(8)和其下起支撑作用的两片挑臂肋板(9)组成；所述挑臂肋板(9)下缘自带预制承托(3)；所述挑臂顶板(8)下缘自带预制底模(5)。

4.如权利要求3所述的一种脊骨梁桥后装挑臂及其纵向接缝构造，其特征在于其中的后装挑臂(2)横向宽度不应超过桥梁总宽度的2/5；其中的挑臂肋板(9)间距不大于后装挑臂(2)的横向尺寸；其中的挑臂顶板(8)纵向尺寸，含预制底模(5)，为挑臂肋板(9)间距的两倍。

5.如权利要求4所述的一种脊骨梁桥后装挑臂及其纵向接缝构造，其特征在于其中的后装挑臂(2)横向宽度为桥梁总宽度的1/4-1/3；其中的挑臂肋板(9)间距为2-4m。

6.如权利要求1所述的一种脊骨梁桥后装挑臂及其纵向接缝构造，其特征在于：当桥梁位于直线段时，其中的单个后装挑臂节段的顶板(8)为矩形；当桥梁位于圆曲线段时，单个后装挑臂节段的顶板(8)为扇形。

7.如权利要求1所述的一种脊骨梁桥后装挑臂及其纵向接缝构造，其特征在于其中的预制承托(3)由一对钢筋混凝土构件组合而成，包括上承托和下承托两部分；所述上承托位于后装挑臂(2)节段，下承托位于核心纵梁(1)，上承托与下承托的构造外形匹配；所述上承托与下承托间的接触面涂抹环氧树脂粘结剂。

8.如权利要求2所述的一种脊骨梁桥后装挑臂及其纵向接缝构造，其特征在于其中的后装挑臂的横向接缝，可采用现浇钢筋混凝土的湿接缝、或无现浇混凝土的干接缝或上述两种方式的混合式连接。

9.如权利要求1所述的一种脊骨梁桥后装挑臂及其纵向接缝构造，其特征在于：相邻挑臂节段的预制底模(5)严密结合，从桥面浇筑混凝土完成湿接缝；预制挑臂顶板8，预留有预埋钢筋(11)，分别伸入湿接缝区域。

10.如权利要求9所述的一种脊骨梁桥后装挑臂及其纵向接缝构造，其特征在于其中的湿接缝浇注普通混凝土，其中的预埋钢筋为环状。

11.如权利要求9所述的一种脊骨梁桥后装挑臂及其纵向接缝构造，其特征在于其中的湿接缝浇注高性能混凝土，其中的预埋钢筋为直线状的短钢筋。

12.如权利要求1所述的一种脊骨梁桥后装挑臂及其纵向接缝构造，其特征在于其中的预制底模(5)为预制的钢筋混凝土构件，布置于挑臂顶板(8)底缘。

13.如权利要求12所述的一种脊骨梁桥后装挑臂及其纵向接缝构造，其特征在于其中的预制底模(5)的侧边缘设置止水橡胶条(6)，使后装挑臂(2)节段间密贴。

14.如权利要求12所述的一种脊骨梁桥后装挑臂及其纵向接缝构造，其特征在于后装挑臂顶板纵向接缝(4)与挑臂顶板(8)标准段等厚度，同时在预制底模(5)与挑臂顶板(8)结合处，设置厚度渐变段(7)，边缘形成斜向坡面。

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