CN112301864A - 双层桥面钢桁pc组合结构桥梁及其建造方法 - Google Patents

双层桥面钢桁pc组合结构桥梁及其建造方法 Download PDF

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CN112301864A
CN112301864A CN202011239133.6A CN202011239133A CN112301864A CN 112301864 A CN112301864 A CN 112301864A CN 202011239133 A CN202011239133 A CN 202011239133A CN 112301864 A CN112301864 A CN 112301864A
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longitudinal
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CN202011239133.6A
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李勇
黄瑞婵
刘念琴
李敏
马立平
文剑波
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Shenzhen Qiaobo Design & Research Institute Co ltd
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Abstract

本发明公开了双层桥面钢桁PC组合结构桥梁及其建造方法，所述桥梁包括上层桥面板、下层桥面板、桁腹杆、上节点和下节点，桁腹杆的顶端经上节点与上层桥面板固结，桁腹杆底端经下节点与下层桥面板固结，形成双层桥面，其中上层桥面板的纵向两边开设有贯穿的支撑孔，支撑孔处预留有搭接钢筋，下层桥面板的纵向两边的顶部开设有支撑槽，支撑槽处预留有搭接钢筋，其中，上节点、下节点的加劲肋贯穿开设有钢筋孔，经钢筋孔对搭接钢筋进行搭接，然后对支撑孔和支撑槽现浇混凝土，从而固结上节点和下节点，实现了抗风性能高、自重低、造价低的双层桥面，所述桥梁提高了空间和资源利用率，结构简单、造价低、性能稳定、安全性高、节能、环保。

Description

双层桥面钢桁PC组合结构桥梁及其建造方法
技术领域
本发明涉及桥梁及建筑结构领域，特别涉及双层桥面钢桁PC组合结构桥梁及其建造方法。
背景技术
随着交通业的快速发展，桥梁工程也经历了许多变革。由于地球上土地、山川、河流、海洋资源的宝贵和匮乏，在进行土木工程建设时，为了节省通道资源，共用桥位，提高资源利用率，响应环保、节能和可持续发展政策，双层桥梁越来越多，不仅能充分合理的利用自然空间，而且在基础建设的材料和施工费用方面都可以大大节省，具有良好的环保性、经济性、可持续发展性，但目前双层桥梁多为公铁两用桥，结构复杂，使用资源多，造价高，不适用于城市道路。
发明内容
本发明目的在于提供一种双层桥面钢桁PC组合结构桥梁，旨在解决现有技术双层桥梁多为公铁两用桥，结构复杂，使用资源多，造价高，不适用于城市道路的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供一种双层桥面钢桁PC组合结构桥梁，所述桥梁包括混凝土结构的上层桥面板1、钢筋混凝土PC组合结构的下层桥面板2、钢管结构的桁腹杆3、上节点4和下节点5，桁腹杆3的顶端经上节点4与上层桥面板1固结，桁腹杆3底端经下节点5与下层桥面板2固结，形成双层桥面，上层桥面板1的纵向两边开设有贯穿的支撑孔11，支撑孔11处预留有钢筋；
下层桥面板2纵向两边顶部开设有底的支撑槽21，支撑槽21处预留有钢筋；
上节点4包括与桁腹杆3顶端固结的钢顶板41以及与钢顶板41垂直并固结的加劲肋，所述加劲肋贯穿开设钢筋孔；
下节点5包括与桁腹杆3底端固结的钢底板51以及与钢底板51垂直并固结的加劲肋，所述加劲肋贯穿开设钢筋孔；
优选地，上层桥面板1的底部沿支撑孔11的四周设有第一凹槽12，第一凹槽12的整体尺寸大于等于钢顶板41的尺寸，第一凹槽12的深度大于等于钢顶板41的厚度；
下层桥面板2的顶部沿支撑槽21四周开设有第二凹槽22，第二凹槽22的整体尺寸大于等于钢底板51的尺寸，第二凹槽22深度大于等于钢底板51的厚度；
优选地，钢顶板41与支撑孔11重合的区域设有向上的栓钉46；
支撑槽21区域设有的栓钉；
优选地，上节点和下节点的加劲肋包括至少一个横向加劲肋或至少一个纵向加劲肋；
当预留的钢筋为纵向搭接钢筋时，可设横向加劲肋；
当预留的钢筋为横向搭接钢筋时，可设纵向加劲肋；
当预留的钢筋包括横向搭接钢筋和纵向搭接钢筋时，则可同时设纵加劲肋和横向加劲肋，两者搭接钢筋后相互垂直固结；
其中纵向加劲肋贯穿开设有横向钢筋孔，横向加劲肋贯穿开设有纵向钢筋孔，横向搭接钢筋经纵向加劲肋的横向钢筋孔进行搭接，纵向搭接钢筋经横向加劲肋的纵向钢筋孔进行搭接；
优选地，将栓钉和预留的钢筋经钢筋网片绑扎固结后，再将加劲肋与钢钉板或钢底板固结；
优选地，支撑槽21的上方、钢底板51的顶部，开设有压浆孔56和排气孔57，用于桁腹杆3与下层桥面板2固结后，经压浆孔56对支撑槽21进行现浇混凝土，同时经排气孔57排出支撑槽21内残余气体；
优选地，支撑槽21朝向桥梁外侧的边为缺口边，相邻的两条边为第一榫卯边，且钢底板51横向两条边为第二榫卯边，所述第一榫卯边与第二榫卯边咬合连接，同时，经所述缺口边现浇混凝土；
优选地，支撑孔11为贯穿的40-50cm矩形孔、梯形孔、圆形孔或多种形状结合的孔；
第一凹槽12指沿支撑孔11四周预留5-20cm的槽，第一凹槽12的深度大于等于钢顶板41的厚度；
支撑槽21为预留有底的40-50cm矩形槽、梯形槽、圆形槽或多种形状结合的槽；
第二凹槽22指沿支撑槽21四周开设的5-20cm槽，第二凹槽22深度大于等于钢底板51的厚度；
本发明还提供一种双层桥面钢桁PC组合结构桥梁的建造方法，所述方法包括步骤：
S101，预制混凝土结构的上层桥面板、钢筋混凝土PC组合结构的下层桥面板、钢管结构的桁腹杆、上节点和下节点，其中上层桥面板的纵向两边开设有贯穿的支撑孔，支撑孔处预留有搭接钢筋；下层桥面板纵向两边顶部开设有底的支撑槽，支撑槽处预留有搭接钢筋；上节点包括与桁腹杆顶端固结的钢顶板以及与钢顶板垂直并固结的加劲肋，所述加劲肋贯穿开设有钢筋孔；下节点包括与桁腹杆底端固结的钢底板以及与钢底板垂直并固结的加劲肋，所述加劲肋贯穿开设钢筋孔；
S102，打造基坑，放置桩基，固定桥墩；
S103，铺设下层桥面板，下节点的加劲肋在支撑槽处经钢筋孔搭接下层桥面板预留的搭接钢筋，将下结点加劲肋固结在下节点的钢底板，钢底板与下层桥面板固结，对所述支撑槽现浇混凝土；
S104，架设桁腹杆，将所述桁腹杆的底端与下节点的钢底板顶面固结；
S105，铺设上层桥面板，上节点的加劲肋穿入支撑孔，上节点加劲肋经钢筋孔搭接上层桥面板预留的搭接钢筋，将上节点加劲肋固结在钢顶板，钢顶板与桁腹杆的顶端固结，同时上层桥面板的底面与钢顶板固结；
S106，对支撑孔现浇混凝土；
优选地，步骤S101还包括：支撑槽朝向桥梁外侧的边为缺口边，相邻的两条边为第一榫卯边，且钢底板横向两条边为第二榫卯边；
步骤S103细化为：铺设下层桥面板，下节点加劲肋在支撑槽处经钢筋孔搭接下层桥面板预留的搭接钢筋，将下结点加劲肋固结在钢底板，钢底板的第二榫卯边与支撑槽的第一榫卯边咬合固结，经所述缺口边现浇混凝土。
本发明的有益效果：
本发明双层桥面钢桁PC组合结构桥梁包括混凝土结构的上层桥面板、钢筋混凝土PC组合结构的下层桥面板、钢管结构的桁腹杆、上节点和下节点，桁腹杆的顶端经上节点与上层桥面板固结，桁腹杆底端经下节点与下层桥面板固结，形成双层桥面，上层桥面板的纵向两边开设有贯穿的支撑孔，支撑孔处预留有搭接钢筋，下层桥面板的纵向两边的顶部开设有支撑槽，支撑槽处预留有搭接钢筋，其中，上节点(或下节点)包括与桁腹杆固结的钢顶板(或钢底板)以及与钢顶板(或钢底板)垂直并固结的纵向加劲肋，所述纵向加劲肋贯穿开设有横向钢筋孔，经横向钢筋孔对搭接钢筋进行搭接，然后对支撑孔和支撑槽现浇混凝土，从而固结上节点和下节点，实现了抗风性能高、自重低、造价低的双层桥面，其中上层桥面板和下层桥面板可以同时通行，提高了空间和资源利用率，结构简单、造价低、性能稳定、安全性高、节能、环保，适用于公路、铁路和城市道路；通过第一凹槽和第二凹槽，方便钢顶板和钢底板完美支撑桁腹杆，确保节点处平整、美观；栓钉现浇混凝土后，进一步提高桥梁稳定性和安全性；通过多个横向加劲肋和纵向加劲肋，同时经双向钢筋孔搭接双向钢筋，进一步提高节点的稳固性能；下节点通过开设压浆孔和排气孔对支撑槽灌实混凝土，简化施工，提高了施工效率；支撑槽和钢底板通过榫卯咬合连接，进一步提升整体结构性能，提高桥梁的稳定性和施工效率，同时通过支撑槽的缺口边现浇混凝土，施工更加方便快捷；圆形钢管结构的桁腹杆各向同性、截面封闭，且管薄、回转半径大，有利于受压受扭，增大了屈曲强度，有效地减少腹杆重量，减轻结构的自重，提高了桥梁结构的跨越能力，并降低工程造价；同时，通透性的桁腹杆，有效地减小风力作用，提高了整体结构抗风性能，方便体外预应力钢束的张拉、检测、维护和更换，在中、大跨径桥梁或双层桥梁建设中本发明桥梁整体结构有较强的竞争力；桁腹杆工厂化制造、节段预制拼装，施工方便，减少了现场作业工作量，缩短了施工工期，避免了混凝土腹板开裂问题。
附图说明
图1为双层桥面钢桁PC组合结构桥梁的立体结构示意图；
图2为双层桥面钢桁PC组合结构桥梁在节点处的截面图；
图3为第一种上节点的结构示意图；
图4为第二种上节点的结构示意图；
图5为第三种上节点的结构示意图；
图6为第四种上节点的结构示意图；
图7为下结点的结构示意图；
图8为榫卯结构支撑槽的结构示意图；
图9为本发明第一种设计建造方法流程图；
图10为本发明第二种设计建造方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。应当理解，此处所描写的具体实施例，仅仅用于解释本发明，并不用以限制本发明。
实施例一
图1所示为本发明双层桥面钢桁PC组合结构桥梁的立体结构示意图，如图2所示为双层桥面钢桁PC组合结构桥梁在节点处的截面图，为清晰说明主要结构，图1和图2仅示出了重要的部件，所述桥梁包括混凝土结构的上层桥面板1、钢筋混凝土PC组合结构的下层桥面板2、钢管结构的桁腹杆3、上节点4和下节点5，桁腹杆3的顶端经上节点4与上层桥面板1固结，桁腹杆3底端经下节点5与下层桥面板2固结，形成双层桥面；
上层桥面板1的纵向两边开设有贯穿的支撑孔11，支撑孔11处预留有纵向钢筋13；
下层桥面板2纵向两边顶部开设有底的支撑槽21，支撑槽21处预留有纵向钢筋23；
纵向钢筋13、23为预留的纵向连续钢筋；
支撑孔11处还预留有横向钢筋14，支撑槽21处还预留有横向钢筋24；
横向钢筋14、24为预留的横向搭接钢筋；
上节点4包括与桁腹杆3顶端固结的钢顶板以及与钢顶板垂直并固结的纵向加劲肋44，纵向加劲肋44贯穿开设M1个横向钢筋孔45；
M1的数量等于支撑孔11处预留的横向钢筋的数量；
钢顶板的尺寸大于支撑孔11的尺寸，用于支撑和烘托上层桥面板；
为便于说明支撑孔11的结构，图2所示上层桥面板右边的支撑孔处省略了上节点；进一步的，上层桥面板1的底面沿支撑孔11的四周设有第一凹槽12，第一凹槽12的整体尺寸大于等于钢顶板的尺寸，第一凹槽12的深度大于等于钢顶板的厚度；确保钢顶板与上层桥面板1平整吻合，从而保证上层桥面板底部的平整和美观；
钢顶板与支撑孔11重合的区域设有M2个向上的栓钉(栓钉上方配有高强螺母)，当钢顶板与上层桥面板1固结后，栓钉、横向钢筋、纵向钢筋之间铺设钢筋网片并绑扎固结，然后对支撑孔11现浇混凝土，从而固结上节点4，栓钉可以提高桥梁稳定性和安全性；
即，钢顶板除与第一凹槽贴合区域之外的其他位置设有M2个向上的栓钉；
对支撑孔现浇混凝土指对支撑孔贯穿区域现浇混凝土；
M2等于支撑孔贯穿区域面积除以单位面积的栓钉数量；
预制上层桥面板1时预留横向搭接钢筋，所述横向搭接钢筋经上节点纵向加劲肋44的横向钢筋孔45进行搭接，预留横向搭接钢筋进一步提高稳定性和安全性；
进一步，如图3所示为第一种上节点的结构示意图，结合图2，上节点4包括钢顶板41、贯穿开设横向钢筋孔45的纵向加劲肋44；横向搭接钢筋穿过横向钢筋孔45后进行搭接绑扎固结；
如图4所示为第二种上节点的结构示意图，上节点4在图3的基础上增加了纵向加劲肋44的数量；上节点4包括M3个纵向加劲肋44；
进一步，预留的纵向钢筋13为预留的纵向搭接钢筋，那么，如图5所示为第三种上节点的结构示意图，上节点4在图4的基础上增加了M4个与纵向加劲肋44垂直的并贯穿开设横向钢筋孔43的横向加劲肋42；所述纵向搭接钢筋经横向钢筋孔43搭接绑扎固结；
M3、M4分别大于等于1；
也就是说，图5所示上节点4包括相互垂直的横向加劲肋42和纵向加劲肋44，横向加劲肋42贯穿开设有纵向钢筋孔43，纵向加劲肋44贯穿开设有横向钢筋孔45，横向加劲肋42和纵向加劲肋44现场搭接钢筋后再相互垂直固结，并垂直固结在钢顶板41的顶面上，预留双向搭接钢筋并增加双向加劲肋，搭接和固结方式更为灵活，效率高，性能稳定，结构安全；
一般根据预留搭接钢筋的方向预制横向加劲肋或纵向加劲肋或两者结合；预留的纵向钢筋经纵向钢筋孔进行搭接，预留的横向钢筋经横向钢筋孔进行搭接，下节点中加劲肋类似，不再赘述；
如图6所示为第四种上节点的结构示意图，横向加劲肋42与纵向加劲肋44搭接钢筋后相互垂直固结，并与钢顶板41顶面垂直固结，横向加劲肋42与纵向加劲肋44之间的相对位置不限；
当上层桥面板1预留的纵向钢筋13为纵向连续钢筋时，不设横向加劲肋；
当上层桥面板1预留的纵向钢筋13为纵向搭接钢筋时，可设横向加劲肋；
当上层桥面板1预留的横向钢筋14为横向连续钢筋时，不设纵向加劲肋；
当上层桥面板1预留的横向钢筋14为横向搭接钢筋时，可设纵向加劲肋；
纵向搭接钢筋经上节点横向加劲肋42的纵向钢筋孔43进行搭接，同时横向搭接钢筋经上节点纵向加劲肋44的横向钢筋孔45进行搭接，然后固结加劲肋和钢顶板，并将栓钉、横向钢筋、纵向钢筋经钢筋网片绑扎固结，并对支撑孔11现浇混凝土，进一步提高稳定性和安全性；
上节点横向加劲肋42和纵向加劲肋44的高度不高于上层桥面板1的上顶部，确保现浇混凝土后上层桥面板的平整和美观；
支撑孔11指在上层桥面板1纵向两边预留贯穿40-50cm的矩形孔、梯形孔、圆形孔或多种形状结合的孔等；
支撑孔11四周预留5-20cm的第一凹槽12，第一凹槽12的深度大于等于钢顶板41的厚度，用于与上节点4的钢顶板41吻合，并支撑和烘托上层桥面板1；尺寸优选5-10cm，可以在不影响其功能的前提下，尽量缩减加工时间和降低成本；
上节点钢顶板41的尺寸为45-80cm，钢顶板41的尺寸与第一凹槽12吻合，确保上层桥面板1下底板的平整；
如图2所示，下层桥面板2顶部纵向两边开设预留有底的支撑槽21，支撑槽21处预留有纵向钢筋23和横向搭接钢筋24，支撑槽21深度为下层桥面板2厚度的2/4至3/4；图2所示下层桥面板右边的支撑槽未示出下结点，便于解释支撑槽的结构；
支撑槽21的尺寸为40-50cm，为矩形槽、梯形槽、圆形槽或多种形状结合的槽等；
如图7所示为下节点结构示意图，下节点5包括与桁腹杆底端固结的钢底板51以及与钢底板51垂直并固结的纵向加劲肋52，纵向加劲肋52贯穿开设横向钢筋孔53；
钢底板51的尺寸大于支撑槽21的尺寸，用于固结和支撑桁腹杆；
下层桥面板2的顶面沿支撑槽21四周开设5-20cm的第二凹槽22，第二凹槽22的整体尺寸大于等于钢底板51的尺寸；
钢底板51的尺寸为45-80cm，与第二凹槽22尺寸吻合；
第二凹槽22深度大于等于钢底板51的厚度；确保钢底板与下层桥面板平整吻合，从而保证下层桥面板顶部的平整和美观；
支撑槽21的区域设有栓钉；
所述栓钉可以设置在钢底板51与支撑槽21重合的区域，且向下设置，即钢底板51除与第二凹槽贴合区域之外的位置设有向下的栓钉，栓钉顶端配有高强螺母，栓钉可以提高桥梁稳定性和安全性；
所述栓钉还可以设置在支撑槽21的内底面，且向上设置，此方案可更方便、快捷的将栓钉、预留的钢筋经钢筋网片绑扎固结，然后再将钢底板与下层桥面板固结，施工方便，高效；
所谓吻合指两者在尺寸上相配，可以是紧密贴合或通过加工处理后两者紧密贴合，例如，两者通过焊接、铰接、栓接、胶接、填充混凝土等方式使得支撑槽(或第二凹槽)与钢底板、支撑孔(或第一凹槽)与钢顶板紧密贴合；
下层桥面板2预留的纵向钢筋23为纵向连续钢筋；
横向搭接钢筋24经下节点纵向加劲肋52的横向钢筋孔53进行搭接，搭接完成后，将栓钉、纵向钢筋、横向钢筋经钢筋网片绑扎固结，然后将纵向加劲肋52与钢底板51固结，最后对支撑槽21现浇混凝土，提高稳定性和安全性；
进一步，纵向钢筋为纵向搭接钢筋，下节点包括M5个横向加劲肋或/和M6个纵向加劲肋，横向加劲肋与纵向加劲肋相互垂直；横向加劲肋贯穿开设有纵向钢筋孔，纵向加劲肋贯穿开设有横向钢筋孔；
M5、M6大于等于1；
下层桥面板1预留的纵向搭接钢筋经下节点横向加劲肋的纵向钢筋孔进行搭接，同时横向搭接钢筋经下节点纵向加劲肋的横向钢筋孔进行搭接，并将栓钉、纵向钢筋、横向钢筋经钢筋网片绑扎固结，再将横向加劲肋与纵向加劲肋相互在平面内垂直固结，然后将两者与钢顶板垂直固结，搭接钢筋方式方便、灵活，工作效率高，最后对支撑槽现浇混凝土，进一步提高稳定性和安全性；
下节点横向加劲肋和纵向加劲肋的高度不高于下层桥面板的上顶部，确保现浇混凝土后下层桥面板的平整和美观；
进一步，支撑槽21的上方、钢底板51的顶部，开设有压浆孔56和排气孔57，用于桁腹杆3与下层桥面板2固结后，可经压浆孔56对支撑槽21进行现浇混凝土，同时经排气孔57排出支撑槽21内残余气体，确保灌实支撑槽；
进一步，如图8所示为榫卯结构支撑槽的结构示意图，支撑槽21朝向桥梁外侧的边为缺口边，与所述缺口边相邻的两条边为第一榫卯边，且钢底板51横向两条边为第二榫卯边，所述第一榫卯边与第二榫卯边咬合连接；本方案中横向钢筋为下层桥面板2延伸出的横向连续钢筋，所述横向连续钢筋穿过纵向加劲肋的横向钢筋孔后，再将纵向加劲肋于钢钉板51固结，然后第一榫卯边与第二榫卯边咬合连接，同时，经所述缺口边现浇混凝土，形成固结节点，进一步提升了整体结构性能，提高了桥梁的稳定性，且施工简单，提高了施工效率；
所述榫卯边指凹、凸相间齿状结构的边，第一榫卯边与第二榫卯边的齿状结构相吻合，确保了两者平滑、坚固对接；
下结点的加劲肋与预留的纵向钢筋或横向钢筋之间的关系同上节点，结构简单，易施工，性能稳定，此处不再赘述；
下层桥面板的纵向钢筋或/和横向钢筋在支撑槽处延伸出搭接长度，当两根桁腹杆与预设了栓钉的下节点钢底板固结时，先搭接纵向钢筋或/和横向钢筋，再经钢底板处的压浆孔或缺口边现浇混凝土，形成固结节点，结构简单，易施工，性能稳定，提高了整体刚度；
桁腹杆与钢顶板或钢底板之间的连接方式包括焊接、栓接和铆接等。
桁腹杆3为圆形钢管结构，直径34-36cm，优选35cm，壁厚14-17cm，优选16cm，经实验表明，当圆形钢管直径为35cm，壁厚16cm时，灌注混凝土后，增大了桁腹杆的屈曲强度，有效地减少桁腹杆重量，减轻结构的自重，提高了桥梁结构的跨越能力，并降低工程造价；
桁腹杆3水平倾角为30-80度，优选58度和68度，确保在不降低性能的前提下，最大限度减少钢材和自重，降低造价成本；
圆形钢管结构的桁腹杆各向同性、截面封闭，且管薄、回转半径大，有利于受压受扭，增大了屈曲强度；且更轻，性能更优；桁腹杆顶端和底端固结封闭后，内部不易腐蚀，表面也不易积灰尘和水，具有较好的防腐蚀性能；与开口截面杆件或箱形梁相比，桁腹杆外形美观、轻巧，特别适用于对透视要求较高的桥梁中；
本发明中栓钉区域覆盖钢筋网片，预留的搭接钢筋、钢筋网片、栓钉进行绑扎之后现浇混凝土，提高栓钉区域的刚度，防止开裂；
本实施例所述纵向、横向、内侧、外侧、顶、底等，是就本发明示意图中桥梁结构及其位置所做的描述和区分，纵向指桥梁长度方向，横向指桥梁宽度方向。
本实施例双层桥面钢桁PC组合结构桥梁包括混凝土结构的上层桥面板、钢筋混凝土PC组合结构的下层桥面板、钢管结构的桁腹杆、上节点和下节点，桁腹杆的顶端经上节点与上层桥面板固结，桁腹杆底端经下节点与下层桥面板固结，形成双层桥面，上层桥面板的纵向两边开设有贯穿的支撑孔，支撑孔处预留有搭接钢筋，下层桥面板的纵向两边的顶部开设有支撑槽，支撑槽处预留有搭接钢筋，其中，上节点(或下节点)包括与桁腹杆固结的钢顶板(或钢底板)以及与钢顶板(或钢底板)垂直并固结的纵向加劲肋，所述纵向加劲肋贯穿开设有横向钢筋孔，经横向钢筋孔对搭接钢筋进行搭接，然后对支撑孔和支撑槽现浇混凝土，从而固结上节点和下节点，实现了抗风性能高、自重低、造价低的双层桥面，其中上层桥面板和下层桥面板可以同时通行，结构简单、造价低、性能稳定、安全性高、节能、环保，适用于公路、铁路和城市道路；通过第一凹槽和第二凹槽，方便钢顶板和钢底板完美支撑桁腹杆，确保节点处平整、美观；栓钉现浇混凝土后，进一步提高桥梁稳定性和安全性；通过多个横向加劲肋和纵向加劲肋，同时经双向钢筋孔搭接双向钢筋，进一步提高节点的稳固性能；下节点通过开设压浆孔和排气孔对支撑槽灌实混凝土，简化施工，提高了施工效率；支撑槽和钢底板通过榫卯咬合连接，进一步提升整体结构性能，提高桥梁的稳定性和施工效率，同时通过支撑槽的缺口边现浇混凝土，施工更加方便快捷；圆形钢管结构的桁腹杆各向同性、截面封闭，且管薄、回转半径大，有利于受压受扭，增大了屈曲强度，有效地减少腹杆重量，减轻结构的自重，提高了桥梁结构的跨越能力，并降低工程造价；同时，通透性的桁腹杆，有效地减小风力作用，提高了整体结构抗风性能，方便体外预应力钢束的张拉、检测、维护和更换，在中、大跨径桥梁或双层桥梁建设中本发明桥梁整体结构有较强的竞争力；桁腹杆工厂化制造、节段预制拼装，施工方便，减少了现场作业工作量，缩短了施工工期，避免了混凝土腹板开裂问题。
实施例二
图9所示为双层桥面钢桁PC组合结构桥梁的建造方法流程图，所述方法包括步骤：
S101，预制混凝土结构的上层桥面板、钢筋混凝土PC组合结构的下层桥面板、钢管结构的桁腹杆、上节点和下节点，其中上层桥面板的纵向两边开设有贯穿的支撑孔，支撑孔处预留有搭接钢筋；下层桥面板纵向两边顶部开设有底的支撑槽，支撑槽处预留有搭接钢筋；上节点包括与桁腹杆顶端固结的钢顶板以及与钢顶板垂直并固结的加劲肋，所述加劲肋贯穿开设有钢筋孔；下节点包括与桁腹杆底端固结的钢底板以及与钢底板垂直并固结的加劲肋，所述加劲肋贯穿开设钢筋孔；
上层桥面板、下层桥面板、钢管结构的桁腹杆、上节点和下节点都是工厂化制造、节段预制拼装，施工方便，减少了现场作业工作量，缩短了施工工期；
S102，打造基坑，放置桩基，固定桥墩；
S103，铺设下层桥面板，下节点的加劲肋在支撑槽处经钢筋孔搭接下层桥面板预留的搭接钢筋，将下结点加劲肋固结在下节点的钢底板，下节点的钢底板与下层桥面板固结，对所述支撑槽现浇混凝土；
S104，架设桁腹杆，将所述桁腹杆的底端与下节点的钢底板顶面固结；
同时对桁腹杆现浇混凝土；
S105，铺设上层桥面板，上节点的加劲肋穿入支撑孔，上节点加劲肋经钢筋孔搭接上层桥面板预留的搭接钢筋，将上节点加劲肋固结在钢顶板，钢顶板与桁腹杆的顶端固结，同时上层桥面板的底面与钢顶板固结；
S106，对支撑孔现浇混凝土；
从而实现上层桥面板和下层桥面板固结的结构体系，建造成双层桥面钢桁PC组合结构桥梁。
本实施例首先预制混凝土结构的上层桥面板、钢筋混凝土PC组合结构的下层桥面板、钢管结构的桁腹杆、上节点和下节点，其次打造基坑，放置桩基，固定桥墩；下一步铺设下层桥面板，下节点在支撑槽处经加劲肋的钢筋孔搭接预留的搭接钢筋，下节点的钢底板与下层桥面板固结，对所述支撑槽现浇混凝土；下一步架设桁腹杆，将所述桁腹杆的底端与下节点的钢底板顶面固结；下一步铺设上层桥面板，上节点的加劲肋穿入支撑孔，经钢筋孔搭接上层桥面板预留的搭接钢筋，上节点的钢顶板与桁腹杆的顶端固结，同时上层桥面板的底面与钢顶板固结；最后对支撑孔现浇混凝土，从而实现上层桥面板和下层桥面板固结的结构体系，建造完成双层桥面钢桁PC组合结构桥梁；实现了抗风性能高、自重低、造价低的双层桥面，其中上层桥面板和下层桥面板可以同时通行，结构简单、造价低、性能稳定、安全性高、节能、环保，适用于公路、铁路和城市道路；圆形钢管结构的桁腹杆各向同性、截面封闭，且管薄、回转半径大，有利于受压受扭，增大了屈曲强度，有效地减少腹杆重量，减轻结构的自重，提高了桥梁结构的跨越能力，并降低工程造价；同时，通透性的桁腹杆，有效地减小风力作用，提高了整体结构抗风性能，方便体外预应力钢束的张拉、检测、维护和更换，在中、大跨径桥梁或双层桥梁建设中本发明的桥梁整体结构有较强的竞争力；桁腹杆工厂化制造、节段预制拼装，施工方便，减少了现场作业工作量，缩短了施工工期，避免了混凝土腹板开裂问题。
实施例三
图10所示为本发明第二种设计建造方法流程图，所述建造方法包括步骤：
S201，预制混凝土结构的上层桥面板、钢筋混凝土PC组合结构的下层桥面板、钢管结构的桁腹杆、上节点和下节点，其中上层桥面板的纵向两边开设有贯穿的支撑孔，支撑孔四周预留有与上节点钢顶板吻合的第一凹槽和搭接钢筋；下层桥面板纵向两边的顶部开设有支撑槽，支撑槽四周预留有与下节点钢底板吻合的第二凹槽和搭接钢筋；上节点包括与桁腹杆顶端固结的钢顶板以及与钢顶板垂直并固结的加劲肋，所述加劲肋贯穿开设有钢筋孔；下节点包括与桁腹杆底端固结的钢底板以及与钢底板垂直并固结的加劲肋，所述加劲肋贯穿开设钢筋孔；
支撑孔指上层桥面板纵向两边预留贯穿40-50cm的矩形孔、梯形孔、圆形孔或多种形状结合的孔等；
钢顶板除与第一凹槽吻合区域之外的其他位置都设有M2个栓钉；
M2等于支撑孔贯穿区域面积除以单位面积的栓钉数量；
上节点的加劲肋包括至少一个横向加劲肋和至少一个纵向加劲肋，横向加劲肋与纵向加劲肋相互垂直；横向加劲肋贯穿开设有纵向钢筋孔，纵向加劲肋贯穿开设有横向钢筋孔；
第一凹槽的尺寸大于等于钢顶板的尺寸，第一凹槽的深度大于等于钢顶板的厚度；
支撑孔四周预留5-20cm的第一凹槽，用于与上节点钢顶板吻合，并支撑和烘托上层桥面板；尺寸优选5-10cm，可以在不影响其功能的前提下，尽量缩减加工时间和降低成本；
上节点钢顶板的尺寸为45-80cm，钢顶板的尺寸与第一凹槽吻合，确保上层桥面板下底板的平整；
下层桥面板顶部纵向两边开设预留有底的支撑槽，支撑槽处预留有搭接钢筋，支撑槽深度为下层桥面板2厚度的2/4至3/4；
支撑槽的尺寸为40-50cm，为矩形槽、梯形槽、圆形槽或多种形状结合的槽等；
预留的搭接钢筋为预留的纵向钢筋或预留的横向钢筋；其中横向钢筋可预留，也可固结节点时新增，结构简单、灵活；
纵向钢筋经纵向钢筋孔进行搭接；
横向钢筋经横向钢筋孔进行搭接；
桁腹杆的下节点包括与桁腹杆底端固结的钢底板以及与钢底板垂直并固结的加劲肋，加劲肋贯穿开设钢筋孔；
钢底板的尺寸大于等于支撑槽的尺寸，用于固结和支撑桁腹杆；
下层桥面板的顶部沿支撑槽四周开设5-20cm的第二凹槽，第二凹槽的尺寸大于等于钢底板的尺寸；
下节点的钢底板的尺寸为45-80cm，与第二凹槽尺寸吻合；
第二凹槽深度大于等于钢底板的厚度；确保钢底板与下层桥面板平整吻合，从而保证下层桥面板顶部的平整和美观；
钢底板除与第二凹槽吻合区域之外的位置设有向下的栓钉，当钢底板与下层桥面板固结后，对支撑槽现浇混凝土后，栓钉可以提高桥梁稳定性和安全性；
下层桥面板预留的搭接钢筋经下节点加劲肋的钢筋孔进行搭接，搭接完成后，对支撑槽现浇混凝土，进一步提高稳定性和安全性；
下节点的加劲肋包括至少一个横向加劲肋和至少一个纵向加劲肋，横向加劲肋与纵向加劲肋相互垂直；横向加劲肋贯穿开设有纵向钢筋孔，纵向加劲肋贯穿开设有横向钢筋孔；
下层桥面板预留的搭接钢筋经下节点横向加劲肋的纵向钢筋孔进行搭接，同时下节点纵向加劲肋的横向钢筋孔内贯穿横向钢筋，然后对支撑槽现浇混凝土，进一步提高稳定性和安全性；所述横向钢筋可以是预留的搭接钢筋，也可以是新增的横向钢筋；
下节点横向加劲肋和纵向加劲肋的高度不高于下层桥面板的上顶部，确保现浇混凝土后下层桥面板的平整和美观；
进一步，支撑槽的上方、钢底板的顶部，开设压浆孔，用于桁腹杆与下层桥面板固结后，经压浆孔对支撑槽进行现浇混凝土；
进一步，支撑槽朝向桥梁外侧的边为缺口边，相邻的两条边为第一榫卯边，且钢底板横向两条边为第二榫卯边，所述第一榫卯边与第二榫卯边咬合连接，同时，经所述缺口边现浇混凝土，形成固结节点，进一步提升了整体结构性能，提高了桥梁的稳定性，且施工简单，提高了施工效率；
S202，打造基坑，放置桩基，固定桥墩；
S203，铺设下层桥面板，下节点加劲肋在支撑槽处经钢筋孔搭接下层桥面板预留的搭接钢筋，将下结点加劲肋固结在钢底板，钢底板与第二凹槽吻合固结，对所述支撑槽现浇混凝土；
所谓吻合固结指两者紧密贴合固结为一体或通过加工后两者紧密贴合固结为一体，例如，两者通过焊接、铰接、栓接、胶接、填充混凝土等方式使得支撑槽(或第二凹槽)与钢底板、支撑孔(或第一凹槽)与钢顶板紧密贴合固结为一体；
进一步，步骤S203还可以为：铺设下层桥面板，下节点加劲肋在支撑槽处经钢筋孔搭接下层桥面板预留的搭接钢筋，将支撑槽的第一榫卯边与钢底板的第二榫卯边咬合连接，将下结点加劲肋固结在钢底板，下节点的钢底板与第二凹槽吻合固结，经缺口边对所述支撑槽现浇混凝土；
S204，架设桁腹杆，将所述桁腹杆的底端与下节点的钢底板顶面固结；
S205，铺设上层桥面板，上节点的加劲肋穿入支撑孔，经上节点横向加劲肋的纵向钢筋孔搭接上层桥面板预留的纵向钢筋，经上节点纵向加劲肋的横向钢筋孔内贯穿横向钢筋，上节点的钢顶板与桁腹杆的顶端固结，同时上层桥面板的第一凹槽与上节点的钢顶板吻合固结；
S206，对支撑孔现浇混凝土；
本实施例首先在上层桥面板支撑孔的四周预留有与上节点钢顶板吻合的第一凹槽和搭接钢筋，在下层桥面板支撑槽处预留有与下节点钢底板吻合的第二凹槽和搭接刚接，然后下节点的钢底板与下层桥面板的第二凹槽吻合固结，上层桥面板的第一凹槽与上节点的钢顶板吻合固结，既保证钢顶板和钢底板有力支撑桁腹杆，又确保桥面板的平整、美观；同时钢顶板和钢底板处预制栓钉，现浇混凝土后，进一步提高桥梁稳定性和安全性；在铺设下层桥面板时，下节点在支撑槽处经加劲肋的钢筋孔搭接下层桥面板预留的搭接钢筋，将下节点钢底板的第一榫卯边与下层桥面板支撑槽处的第二榫卯边咬合连接，下节点的钢底板与第二凹槽吻合固结，对所述支撑槽现浇混凝土，进一步提升了整体结构性能，提高了桥梁的稳定性和施工效率；细化了支撑槽现浇混凝土的步骤，可以通过预制的压浆孔或支撑槽的缺口边现浇混凝土，简化施工，提高了施工效率；本实施例详细描述了抗风性能高、自重低、造价低的双层桥面的建造过程，其中上层桥面板和下层桥面板可以同时通行，结构简单、造价低、性能稳定、安全性高、节能、环保，适用于公路、铁路和城市道路；本实施例桥梁整体结构自重轻，跨越能力强，工程造价低，能够有效地减小风力作用，提高了整体结构抗风性能，方便体外预应力钢束的张拉、检测、维护和更换，在中、大跨径桥梁或双层桥梁建设中本实施例桥梁整体结构有较强的竞争力；桁腹杆工厂化制造、节段预制拼装，施工方便，减少了现场作业工作量，缩短了施工工期，避免了混凝土腹板开裂问题，通过充填混凝土增大屈曲强度。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双层桥面钢桁PC组合结构桥梁，包括混凝土结构的上层桥面板(1)、钢筋混凝土PC组合结构的下层桥面板(2)、钢管结构的桁腹杆(3)、上节点(4)和下节点(5)，桁腹杆(3)的顶端经上节点(4)与上层桥面板(1)固结，桁腹杆(3)底端经下节点(5)与下层桥面板(2)固结，形成双层桥面，其特征在于，上层桥面板(1)的纵向两边开设有贯穿的支撑孔(11)，支撑孔(11)处预留有钢筋；
下层桥面板(2)纵向两边顶部开设有底的支撑槽(21)，支撑槽(21)处预留有钢筋；
上节点(4)包括与桁腹杆(3)顶端固结的钢顶板(41)以及与钢顶板(41)垂直并固结的加劲肋，所述加劲肋贯穿开设钢筋孔；
下节点(5)包括与桁腹杆(3)底端固结的钢底板(51)以及与钢底板(51)垂直并固结的加劲肋，所述加劲肋贯穿开设钢筋孔。
2.根据权利要求1所述双层桥面钢桁PC组合结构桥梁，其特征在于，上层桥面板(1)的底部沿支撑孔(11)的四周设有第一凹槽(12)，第一凹槽(12)的整体尺寸大于等于钢顶板(41)的尺寸，第一凹槽(12)的深度大于等于钢顶板(41)的厚度；
下层桥面板(2)的顶部沿支撑槽(21)四周开设有第二凹槽(22)，第二凹槽(22)的整体尺寸大于等于钢底板(51)的尺寸，第二凹槽(22)深度大于等于钢底板(51)的厚度。
3.根据权利要求1或2所述双层桥面钢桁PC组合结构桥梁，其特征在于，钢顶板(41)与支撑孔(11)重合的区域设有向上的栓钉(46)；
支撑槽(21)区域设有栓钉。
4.根据权利要求1所述双层桥面钢桁PC组合结构桥梁，其特征在于，上节点和下节点的加劲肋包括至少一个横向加劲肋或至少一个纵向加劲肋；
当预留的钢筋为纵向搭接钢筋时，可设横向加劲肋；
当预留的钢筋为横向搭接钢筋时，可设纵向加劲肋；
当预留的钢筋包括横向搭接钢筋和纵向搭接钢筋时，则可同时设纵加劲肋和横向加劲肋，两者搭接钢筋后相互垂直固结；
其中纵向加劲肋贯穿开设有横向钢筋孔，横向加劲肋贯穿开设有纵向钢筋孔；横向搭接钢筋经纵向加劲肋的横向钢筋孔进行搭接，纵向搭接钢筋经横向加劲肋的纵向钢筋孔进行搭接。
5.根据权利要求3所述双层桥面钢桁PC组合结构桥梁，其特征在于，将栓钉和预留的钢筋经钢筋网片绑扎固结后，再将加劲肋与钢钉板或钢底板固结。
6.根据权利要求5所述双层桥面钢桁PC组合结构桥梁，其特征在于，支撑槽(21)的上方、钢底板(51)的顶部，开设有压浆孔(56)和排气孔(57)，用于桁腹杆(3)与下层桥面板(2)固结后，经压浆孔(56)对支撑槽(21)进行现浇混凝土，同时经排气孔57排出支撑槽21内残余气体。
7.根据权利要求1所述双层桥面钢桁PC组合结构桥梁，其特征在于，支撑槽(21)朝向桥梁外侧的边为缺口边，相邻的两条边为第一榫卯边，且钢底板(51)横向两条边为第二榫卯边，所述第一榫卯边与第二榫卯边咬合连接，同时，经所述缺口边现浇混凝土。
8.根据权利要求1所述双层桥面钢桁PC组合结构桥梁，其特征在于，支撑孔(11)为贯穿的40-50cm矩形孔、梯形孔、圆形孔或多种形状结合的孔；
第一凹槽(12)指沿支撑孔(11)四周预留5-20cm的槽，第一凹槽(12)的深度大于等于钢顶板(41)的厚度；
支撑槽(21)为预留有底的40-50cm矩形槽、梯形槽、圆形槽或多种形状结合的槽；
第二凹槽(22)指沿支撑槽(21)四周开设的5-20cm槽，第二凹槽(22)深度大于等于钢底板(51)的厚度。
9.一种双层桥面钢桁PC组合结构桥梁的建造方法，其特征在于，所述方法包括步骤：
S101，预制混凝土结构的上层桥面板、钢筋混凝土PC组合结构的下层桥面板、钢管结构的桁腹杆、上节点和下节点，其中上层桥面板的纵向两边开设有贯穿的支撑孔，支撑孔处预留有搭接钢筋；下层桥面板纵向两边顶部开设有底的支撑槽，支撑槽处预留有搭接钢筋；上节点包括与桁腹杆顶端固结的钢顶板以及与钢顶板垂直并固结的加劲肋，所述加劲肋贯穿开设有钢筋孔；下节点包括与桁腹杆底端固结的钢底板以及与钢底板垂直并固结的加劲肋，所述加劲肋贯穿开设钢筋孔；
S102，打造基坑，放置桩基，固定桥墩；
S103，铺设下层桥面板，下节点的加劲肋在支撑槽处经钢筋孔搭接下层桥面板预留的搭接钢筋，将下结点加劲肋固结在下节点的钢底板，钢底板与下层桥面板固结，对所述支撑槽现浇混凝土；
S104，架设桁腹杆，将所述桁腹杆的底端与下节点的钢底板顶面固结；
S105，铺设上层桥面板，上节点的加劲肋穿入支撑孔，上节点加劲肋经钢筋孔搭接上层桥面板预留的搭接钢筋，将上节点加劲肋固结在钢顶板，钢顶板与桁腹杆的顶端固结，同时上层桥面板的底面与钢顶板固结；
S106，对支撑孔现浇混凝土。
10.根据权利要求9所述双层桥面钢桁PC组合结构桥梁的建造方法，其特征在于，步骤S101还包括：支撑槽朝向桥梁外侧的边为缺口边，相邻的两条边为第一榫卯边，且钢底板横向两条边为第二榫卯边；
步骤S103细化为：铺设下层桥面板，下节点加劲肋在支撑槽处经钢筋孔搭接下层桥面板预留的搭接钢筋，将下结点加劲肋固结在钢底板，钢底板的第二榫卯边与支撑槽的第一榫卯边咬合固结，经所述缺口边现浇混凝土。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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CB03 Change of inventor or designer information
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Inventor after: Li Yong

Inventor after: Liu Nianqin

Inventor after: Li Min

Inventor after: Ma Liping

Inventor after: Wen Jianbo

Inventor before: Li Yong

Inventor before: Huang Ruichan

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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
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