CN113026521A - 装配式悬臂组合结构桥梁及其建造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了装配式悬臂组合结构桥梁及其建造方法，所述桥梁包括刚性横向联结系、桥面板和并列的四个或四个以上钢纵梁，钢纵梁、刚性横向联结系和根据桥梁受力分布预制具有变厚度组合截面的装配式组合结构桥面板，悬臂桥面板的纵向底部预设有与钢纵梁固结的纵向固结部件；变厚度组合截面有利于减轻桥面板整体自重，结构轻巧，方便施工，并降低造价；通过榫口槽提高了咬合力，且大尺寸榫口槽使施工更简洁，效率更高，节省总体造价；通过五种纵向固结部件，将悬臂桥面板与钢纵梁固结为一体，提高了桥梁的整体稳定性和安全性；通过强纵弱横，形成横向榫口湿接缝和纵向榫口湿接缝，咬合力强，整体稳定、安全、轻型、高强。

Description

装配式悬臂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，特别涉及一种装配式悬臂组合结构桥梁及其建造方法。

背景技术

随着桥梁技术的发展，钢-混凝土组合结构越来越成熟，其施工过程为：钢梁现场拼装，节段间高强螺栓连接，预制板吊装与安放，悬臂板施工支架安装，后浇层施工。

但这种钢-混凝土组合结构仍然存在不足，例如其横向联结系的高度全部低于工字钢纵梁的高度，只纵梁起支撑作用，横梁没有起到支撑作用，且导致桥面板缺失横向湿接缝，整体性较差；先预制后整体浇筑，工序麻烦，工期长，属于半装配式，且预制板厚15cm，后浇层厚15cm，总厚度达30cm，自重大；悬臂板支架和模板多，工序复杂；而且每个预制板尺寸较小，受力集中，安全系数小等技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种装配式悬臂组合结构桥梁，旨在解决现有技术中钢-混凝土组合结构桥梁缺失横向湿接缝；施工工序繁琐，桥面板整体厚度和自重大，工期长，悬臂板支架和模板多；小块预制板受力集中，安全系数小等技术问题。

本发明实施例是这样实现的，一种装配式悬臂组合结构桥梁，所述桥梁包括刚性横向联结系2、桥面板和并列的四个或四个以上钢纵梁1，桥面板为根据桥梁受力分布预制具有变厚度组合截面的装配式组合结构桥面板；

优选地，所述变厚度组合截面包括厚截面、薄截面和渐变截面，其中与钢纵梁1或横向联结系2有接触的接触面为厚截面，其他非接触面由渐变截面渐变为薄截面，同时受力集中的区域为厚截面，受力弱的区域为薄截面，厚截面与薄截面之间为渐变截面；

优选地，装配式组合结构桥面板包括两个或两个以上悬臂桥面板31、33和一个或一个以上的中间桥面板32；

悬臂桥面板31、33的纵向底部预设有与钢纵梁1固结的纵向固结部件；

横向联结系2横向支撑桥面板；外侧相邻的两个钢纵梁分别支撑悬臂桥面板31、33纵向中间区域底面和内侧纵向边底面，悬臂桥面板31、33的外侧纵向边为飘出的自由边；中间桥面板32的两个纵向边底面搭在中间两个钢纵梁1剪力钉区域两侧的支撑面上；

优选地，悬臂桥面板31、33横向两个侧面和内侧纵向面上预留有搭接钢筋，这三个面分别预制有咬合传力的榫口槽，所述榫口槽的垂直深度小于等于其所处悬臂桥面板31、33的厚度；

中间桥面板32的四个侧面预留有搭接钢筋，这四个侧面分别预制有咬合传力的榫口槽，所述榫口槽的垂直深度小于等于其所处中间桥面板32的厚度；

优选地，所述纵向固结部件为在悬臂桥面板31、33的纵向顶部开设预留钢筋的对接孔，钢纵梁1的上翼缘板顶面预设剪力钉区域，其中外侧钢纵梁的剪力钉区域与悬臂桥面板31、33的对接孔相对应，剪力钉区域能够穿过对接孔，预留钢筋、剪力钉经钢筋网片绑扎或焊接，对接孔经现浇混凝土将悬臂桥面板31、33与钢纵梁1固结为一体；

优选地，所述纵向固结部件为在悬臂桥面板31、33底面纵向中间区域预制设有剪力钉4的第一钢板34，第一钢板34横向宽度大于钢纵梁1横向宽度，且第一钢板34中心线与钢纵梁1中心线重叠后，第一钢板34的底面与钢纵梁上翼缘板侧面分别形成两个焊接夹角35，经角焊将悬臂桥面板31、33与钢纵梁1固结为一体；

优选地，所述纵向固结部件为在悬臂桥面板31、33底面纵向中间区域预制设有剪力钉4的第二钢板36、第三钢板37，第二钢板36、第三钢板37的中心线分别与钢纵梁上翼缘板顶部的两个顶角线重叠；

第二钢板36、第三钢板37分别由钢纵梁上翼缘板顶面延伸出搭接长度，所述搭接长度与钢纵梁上翼缘板的两个侧面分别形成焊接夹角35，经角焊将悬臂桥面板31、33与钢纵梁1固结为一体；

优选地，所述纵向固结部件为在悬臂桥面板31、33底面纵向中间区域预制设有剪力钉4的第一角钢38、第二角钢39，第一角钢38、第二角钢39的90度角向内相对设置或向外背对设置，第一角钢38、第二角钢39的水平面底部中心线与钢纵梁上翼缘板顶部的两个顶角线重叠，第一角钢38、第二角钢39的竖直面上预制能穿过悬臂桥面板31、33横向钢筋的钢筋孔；

第一角钢38、第二角钢39的水平面底部中心线与钢纵梁上翼缘板顶部的两个顶角线重叠，并延伸出搭接长度，所述搭接长度与钢纵梁上翼缘板两个侧面分别形成焊接夹角35，经角焊将悬臂桥面板31、33与钢纵梁1固结为一体；

优选地，横向联结系2包括两条或两条以上垂直于钢纵梁1且与钢纵梁1处于同一平面的钢结构横梁21；横梁顶面的中心线两侧依次为预设的剪力钉区域、支撑悬臂桥面板31、33或中间桥面板32的支撑面；横梁的上翼缘板顶面与钢纵梁的上翼缘板顶面处于同一水平面，两者剪力钉区域形成横向湿接缝；

横向联结系2还包括四条或四条以上与钢纵梁1垂直且与横梁平行的空腹结构横联22，所述横联的顶面低于钢纵梁1上翼缘板顶面高度；

横梁腹板和横联腹板的第一个等分点左侧和第二个等分点右侧分别预制一个圆形孔。

本发明另一个目的在于提供一种装配式悬臂组合结构桥梁的建造方法，所述方法包括步骤：

根据桥梁受力分布预制具有变厚度组合截面的装配式组合结构桥面板，所述装配式组合结构桥面板包括两个或两个以上悬臂桥面板和一个或一个以上的中间桥面板，悬臂桥面板的纵向底部预设与钢纵梁固结的纵向固结部件；预制钢纵梁和横向联结系；

打造基坑，放置桩基，固定桥墩，架设T梁或盖梁；

将钢纵梁架设在T梁或盖梁上，并架设垂直钢纵梁的刚性横向联结系；

吊装装配式组合结构桥面板，横向联结系横向支撑桥面板，外侧相邻的两个钢纵梁分别支撑悬臂桥面板纵向中间区域底面和内侧纵向边底面，悬臂桥面板的外侧纵向边为飘出的自由边；中间桥面板的两个纵向边底面搭在中间两个钢纵梁剪力钉区域两侧的支撑面上；经纵向固结部件将悬臂桥面板与钢纵梁固结为一体；

预留钢筋、剪力钉经钢筋网片绑扎或焊接并现浇混凝土。

本发明的有益效果：

本实施例装配式悬臂组合结构桥梁包括钢纵梁、刚性横向联结系和根据桥梁受力分布预制具有变厚度组合截面的装配式组合结构桥面板，装配式组合结构桥面板包括悬臂桥面板和中间桥面板，悬臂桥面板的纵向底部预设有与钢纵梁固结的纵向固结部件；变厚度组合截面有利于减轻桥面板整体自重，结构轻巧，方便施工，并降低造价；通过在桥面板侧面预制咬合传力的榫口槽，提高了咬合力，受力更好，且大尺寸榫口槽使施工更简洁，效率更高，节省总体造价；通过预留搭接钢筋，提高了桥面板的截面抗剪强度和抗压强度，提高了构件延性和抗扭能力，限制了混凝土裂缝的产生和传播；通过五种纵向固结部件，将悬臂桥面板与钢纵梁固结为一体，提高了桥梁的整体稳定性和安全性；通过纵向分布筋和横向受力筋以及端头勾状钢筋，提高钢筋抗裂效果的同时，提高预制效率；横梁顶面与纵梁顶面处于同一水平面，对桥梁起到横向支撑作用，同时也形成横向湿接缝，可以有效的防止主梁侧倾失稳，有效的进行荷载分配，使得各主梁受力均匀，防止梁间相对变形过大导致桥面板受力不利；通过强纵弱横，能弥补纵向或横向节段接合面的细小缺陷，灵活性高，密封性好，能有效防止水汽入侵；通过横联腹板的圆形孔，提高了整体通透性和抗风性能；对剪力钉区域现浇混凝土，横向榫口湿接缝和纵向榫口湿接缝连接各节段，形成咬合力强，整体稳定、安全、轻型、高强、装配式的组合结构桥梁；本发明组合结构桥梁整体可工厂化预制，加工简单，造价低，自重轻，装配简单，节省工期，悬臂桥面板使得桥下净空更为开阔，景观效果更佳。

附图说明

图1为本发明第一种装配式悬臂组合结构桥梁的立体结构示意图；

图2为预制了对接孔的悬臂桥面板A-A截面结构示意图；

图3为预制了第一钢板的悬臂桥面板A-A截面结构示意图；

图4为预制了第二钢板和第三钢板的悬臂桥面板A-A截面结构示意图；

图5为预制了第一角钢和第二角钢的悬臂桥面板A-A截面结构示意图；

图6为在图2基础上增加斜撑的结构示意图；

图7为本发明装配式悬臂组合结构桥梁的建造方法流程图。

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。

本发明实施例中所谓横向为桥梁的宽度方向，所谓纵向为桥梁的长度方向，所谓内侧、外侧、顶部、底部、顶端、底端等都以示意图中结构位置进行的描述。

实施例一

图1所示为本发明装配式悬臂组合结构桥梁的立体结构示意图，所述桥梁包括刚性横向联结系2、桥面板和并列的四个或四个以上钢纵梁1；

所述桥面板为根据桥梁受力分布预制具有变厚度组合截面的装配式组合结构桥面板；

装配式组合结构桥面板包括两个或两个以上悬臂桥面板31、33和一个或一个以上的中间桥面板32；

悬臂桥面板31、33的纵向底部预设有与钢纵梁固结的纵向固结部件；

横向联结系2横向支撑装配式组合结构桥面板；外侧相邻(横向并列的)的两个钢纵梁1分别支撑悬臂桥面板31、33纵向中间区域底面和内侧纵向边底面，悬臂桥面板31、33的外侧纵向边为飘出的自由边；中间桥面板32的两个纵向边底面搭在中间两个钢纵梁1剪力钉区域两侧的支撑面上；

钢纵梁1可以为工字钢梁，并置于T梁或盖梁上；

钢纵梁1也可以为开口钢箱梁；

钢纵梁横向宽为35-80cm，优选70cm，其中中心线两侧依次为30cm剪力钉区域、5cm支撑桥面板的支撑面；

所述变厚度组合截面指根据所述装配式组合结构桥面板受力分布，将所述装配式组合结构桥面板横向截面或纵向截面预制为多个厚度组合的截面；

变厚度组合截面有利于减轻桥面板整体自重，结构轻巧，方便施工，并降低造价；

悬臂桥面板31、33横向两个侧面和内侧纵向面上预留有搭接钢筋，这三个面分别预制有咬合传力的榫口槽，所述榫口槽的垂直深度小于等于其所处悬臂桥面板31、33的厚度；

中间桥面板32的四个侧面预留有搭接钢筋，这四个侧面分别预制有咬合传力的榫口槽，所述榫口槽的垂直深度小于等于其所处中间桥面板32的厚度；

当榫口槽的垂直深度为其所处桥面板(悬臂桥面板31、33或中间桥面板32)的厚度时，咬合力更强、最大，受力更好；

榫口槽的垂直深度优选为其所处桥面板(悬臂桥面板31、33或中间桥面板32)厚度的1/2至3/4，无需将榫口槽的垂直深度开至通透的孔，经过后浇层，可以形成较强的咬合力，而且还可预防后浇时漏浆现象的出现；

榫口槽的水平深度优选小于钢纵梁与其所处桥面板(悬臂桥面板31、33或中间桥面板32)的支撑面的宽度，有效防止漏浆；

榫口槽的长度为15-25cm，优选20cm，后浇混凝土后可使纵向咬合力发挥到最佳；

所述搭接钢筋为延伸出的横向钢筋或纵向钢筋，还可以为预制的U型钢筋和勾型钢筋；

搭接钢筋提高了桥面板的截面抗剪强度和抗压强度，提高了构件延性和抗扭能力，限制了混凝土裂缝的产生和传播；榫口槽提高了咬合力，受力更好，且大尺寸榫口槽使施工更简洁，效率更高，节省总体造价；

双向搭接钢筋单面焊接长度大于10倍搭接钢筋直径，双面焊接长度大于5倍搭接钢筋直径，提高焊接安全性；

所述纵向固结部件为在悬臂桥面板31、33的纵向顶部开设一个或一个以上预留钢筋的对接孔，钢纵梁1的上翼缘板顶面预设剪力钉区域，其中外侧钢纵梁1的剪力钉区域与悬臂桥面板31、33的对接孔相对应，并能穿过悬臂桥面板31、33的对接孔，预留钢筋、剪力钉经钢筋网片绑扎或焊接，然后对所述对接孔现浇混凝土，将悬臂桥面板31、33与钢纵梁1固结为一体；

所述对接孔纵向25-40cm，优选30cm，悬臂桥面板31、33顶部分段预制多个对接孔，同理，外侧钢纵梁1也对应的分段预制与对接孔相匹配的剪力钉区域，两者一一对应；所述对接孔横向20-30cm，优选30cm；对接孔横向两侧各预留5cm左右用于支撑悬臂桥面板31、33底面的支撑面；

悬臂桥面板31、33的对接孔与外侧钢纵梁的上翼缘板顶面的剪力钉区域吻合，两者一一对应并对接；中间钢纵梁支撑中间桥面板32的纵向两侧底面，相邻的两个桥面板之间形成具有剪力钉的横向榫口缝和纵向榫口缝，将桥面板之间搭接钢筋进行搭接并绑扎或焊接，剪力钉、搭接钢筋和钢筋网片固结后现浇混凝土，形成横向榫口湿接缝和纵向榫口湿接缝，从而实现轻型高强全装配式悬臂组合结构桥梁；

如图2-图6所示为图1悬臂桥面板A-A截面结构示意图，其中图2为预制了对接孔的悬臂桥面板A-A截面结构示意图，图3为预制了第一钢板的悬臂桥面板A-A截面结构示意图，图4为预制了第二钢板和第三钢板的悬臂桥面板A-A截面结构示意图，图5为预制了第一角钢和第二角钢的悬臂桥面板A-A截面结构示意图；图6为在图2基础上增加斜撑的结构示意图；

所述变厚度组合截面包括厚截面、薄截面和渐变截面，其中与钢纵梁1或横向联结系2有接触的接触面为厚截面，其他非接触面由渐变截面渐变为薄截面，同时受力集中的区域为厚截面，厚截面厚度为25-45cm，优选30cm，受力弱的区域为薄截面，薄截面厚度为18-25cm，优选20cm，厚截面与薄截面之间为渐变截面，渐变截面厚度为18-45cm，优选20-30cm；多种厚度组合截面使得整个桥面板更轻巧，降低整体重量；

悬臂桥面板31、33和中间桥面板32与钢纵梁1或横向联结系2的接触面为厚截面，非接触面由渐变截面渐变为薄截面且两者符合剪滞效应；

现有技术中，申请号为202010614733.X的专利中，公开了变截面的桥面板，但是该专利的纵向截面为统一的厚度，横向截面才是变截面，与本发明存在实质性差异；

由图1结合图2至图5可以看出，本发明中无论是悬臂桥面板31、33，还是中间桥面板32，只要与钢纵梁或者横向联结系有接触面，那么所接触到的接触面都为厚截面，非接触到的面渐变截面渐变为薄截面且两者符合剪滞效应；

如图2-图5所示，钢纵梁1的正上方为受力集中区域，所支撑的桥面板为厚截面，且厚截面向钢纵梁外侧继续延续出3-8cm(优选5cm)，延续的厚截面可以有效应对安装过程中的误差，进一步确保受理集中区域为厚截面；

本发明中，桥面板预制时，纵向钢筋预制为分布筋，横向钢筋预制为受力筋，其中悬臂桥面板飘出的外侧面处，上层横向钢筋向下弯折形成勾状，下层横向钢筋向上弯折形成勾状，提高钢筋抗裂效果的同时，提高预制效率；

如图3所示为预制了第一钢板的悬臂桥面板A-A截面结构示意图，所述纵向固结部件为在悬臂桥面板31、33底面纵向中间区域预制设有剪力钉4的第一钢板34，所述第一钢板34横向宽度大于钢纵梁1横向宽度，且第一钢板34中心线与钢纵梁中心线重叠后，第一钢板的底面与钢纵梁上翼缘板侧面分别形成两个焊接夹角，经角焊将悬臂桥面板31、33与钢纵梁1固结为一体；

第一钢板34横向宽度减钢纵梁横向宽度等于a；

a为6-12cm，a优选10cm，即第一钢板34向钢纵梁横向两侧各延伸出a/2的搭接长度，这个搭接长度与钢纵梁上翼缘板的两个侧面形成焊接夹角35，经角焊将悬臂桥面板31、33与钢纵梁1固结为一体；

此方案有效确保悬臂桥面板与钢纵梁之间全固结连接，提高桥梁整体稳定性；

图4为预制了第二钢板和第三钢板的悬臂桥面板A-A截面结构示意图；

所述纵向固结部件为在悬臂桥面板31、33底面纵向中间区域预制设有剪力钉4的第二钢板36、第三钢板37，所述第二钢板36、第三钢板37的中心线分别与钢纵梁上翼缘板顶部的两个顶角线重叠；

第二钢板36、第三钢板37的宽度为b，b为6-12cm，优选10cm，第二钢板36、第三钢板37的中心线分别与钢纵梁上翼缘板顶部的两个顶角线重叠，即第二钢板36、第三钢板37分别由钢纵梁上翼缘板顶面延伸出b/2的搭接长度，所述搭接长度与钢纵梁上翼缘板的两个侧面分别形成焊接夹角35，经角焊将悬臂桥面板31、33与钢纵梁1固结为一体；

图4的方案在图3的基础上，更加节省钢材，造价低；

图5为预制了第一角钢和第二角钢的悬臂桥面板A-A截面结构示意图；

所述纵向固结部件为在悬臂桥面板31、33底面纵向中间区域预制设有剪力钉4的第一角钢38、第二角钢39，两块角钢的90度角向内相对设置或向外背对设置，第一角钢38和第二角钢39的水平面底部中心线与钢纵梁上翼缘板顶部的两个顶角线重叠，第一角钢38、第二角钢39的竖直面上预制能穿过悬臂桥面板31、33横向钢筋的钢筋孔；

第一角钢38、第二角钢39的直角边长为c，c为6-12cm，优选10cm，第一角钢38、第二角钢39的水平面底部中心线与钢纵梁上翼缘板顶部的两个顶角线重叠，即第一角钢38、第二角钢39的底面分别由钢纵梁上翼缘板顶面延伸出c/2的搭接长度，这个搭接长度与钢纵梁上翼缘板两个侧面分别形成焊接夹角35，经角焊将悬臂桥面板31、33与钢纵梁1固结为一体；

图5的方案通过增加第一角钢、第二角钢既抗拉，起到钢筋和焊接作用，角焊抗剪性能高，既节省钢材，又提高稳固性；

本发明实施例通过纵向固结部件避免了二次全面浇筑混凝土，实现桥梁全装配，整体性高，施工更简洁，施工效率高，造价低，结构稳定；

进一步，在图3至图5中，削减钢纵梁上翼缘板顶部两个顶角形成两个削减面，所述削减面与第一钢板34、第二钢板36、第三钢板37、第一角钢38或第二角钢39的底面形成锐角坡口，从而预留出足够的角焊空间，焊接机器人经角焊空间进行角焊，从而将悬臂桥面板31、33与钢纵梁1固结为一体，提高角焊效率；

进一步，钢纵梁与桥面板之间经环氧树脂黏贴，结构更简洁，施工效率高；

钢纵梁1包括第一纵梁、第二纵梁、第三纵梁和第四纵梁，第一纵梁和第四纵梁为外侧纵梁(第二纵梁为第一纵梁的外侧相邻纵梁，同理，第三纵梁为第四纵梁的外侧相邻纵梁)，其翼缘板顶面分段预设有穿过悬臂桥面板31、33对接孔的剪力钉区域和支撑悬臂桥面板31、33纵向中间底面的支撑面，所述剪力钉区域尺寸与悬臂桥面板31、33的对接孔尺寸一一对应并吻合；第二纵梁和第三纵梁为中间纵梁，其翼缘板顶面的纵向中心线两侧依次为连续预设的剪力钉区域、支撑悬臂桥面板31、33或中间桥面板32纵向边底面的支撑面；

横向联结系2包括两条或两条以上垂直于钢纵梁1处且与钢纵梁1处于同一平面的钢结构横梁21；横梁21顶面的横向中心线两侧依次为预设的剪力钉区域、支撑悬臂桥面板31、33或中间桥面板32横向边底面的支撑面；横梁21的上翼缘板顶面与钢纵梁的上翼缘板顶面处于同一水平面，两者剪力钉区域形成横向湿接缝；

横向联结系对桥梁起到横向支撑作用，可以有效的防止主梁侧倾失稳，有效的进行荷载分配，使得各主梁受力均匀，防止梁间相对变形过大导致桥面板受力不利；

本发明实施例的钢结构横梁克服了现有技术中横向系梁偏小、位置偏低，对抗扭刚度及整体性不利，无法形成横向湿接缝，纵向受力不佳的技术问题；

横梁纵向尺寸(即宽)为35-60cm，优选50cm，其中横梁中心线两侧依次为20cm剪力钉区域、5cm支撑桥面板的支撑面；

根据受力分布采用强纵弱横，形成60cm的纵向湿接缝和40cm的横向湿接缝，能弥补纵向或横向节段接合面的细小缺陷，灵活性高，密封性好，能有效防止水汽入侵；

横向联结系2还包括四条或四条以上与钢纵梁垂直且与横梁平行的空腹结构横联22，横联22的顶面低于钢纵梁上翼缘板顶面高度；

将横梁21腹板或横联22腹板分为三等份，在腹板第一个等分点的左侧和第二个等分点的右侧分别预制一个圆形孔；在两个等分点之间不设圆形孔，以免影响腹板的支撑强度；整个方案提高了整体通透性和抗风性能；

横梁、横联通过焊接、铆接、栓接等方式及其结合将各结构连接为整体，起到荷载横向分布，防止桥梁侧向失稳，有效抵抗水平荷载；横联、横梁与钢纵梁共同抵抗桥梁的扭矩，将扭矩和水平力传递到支座；其中空腹结构横联22结构通透、抗风能力强；

横梁或钢纵梁、以及第一钢板、第二钢板、第三钢板、第一角钢和第二角钢的剪力钉上方都配有高强螺母，方便预制时或后浇时的结构完整性；

当悬臂桥面板悬出纵梁超过2.5m时，则在悬臂桥面板的自由边至外侧纵梁底面的翼缘板处增设托架，用于支撑悬臂桥面板，提高结构安全性和稳定性；

本实施例中的剪力钉可以为带有圆形螺栓帽的剪力钉，也可以为带有多角形螺栓帽的剪力钉，还可以为立体多角体直接排列在剪力钉区域，经现浇混凝土后，效果相同，而且预制剪力钉效率高；

图6所示为在图2基础上增加斜撑的结构示意图，当悬臂桥面板31、33悬出纵梁超过2.5m时，则在预制悬臂桥面板31、33时，在悬臂桥面板自由边下底面处预制第一加劲板51，在外侧纵梁底部的翼缘板处或腹板下部增设第二加劲板52，第一加劲板和第二加劲板之间经焊接或栓接固结斜撑53，用于支撑悬臂桥面板，提高结构安全性和稳定性；

本实施例轻型高强装配式悬臂组合桥梁包括钢纵梁、刚性横向联结系和根据桥梁受力分布预制具有变厚度组合截面的装配式组合结构桥面板，装配式组合结构桥面板包括悬臂桥面板和中间桥面板，悬臂桥面板的纵向底部预设有与钢纵梁固结的纵向固结部件；变厚度组合截面有利于减轻桥面板整体自重，结构轻巧，方便施工，并降低造价；通过在桥面板侧面预制咬合传力的榫口槽，提高了咬合力，受力更好，且大尺寸榫口槽使施工更简洁，效率更高，节省总体造价；通过预留搭接钢筋，提高了桥面板的截面抗剪强度和抗压强度，提高了构件延性和抗扭能力，限制了混凝土裂缝的产生和传播；通过五种纵向固结部件，将悬臂桥面板与钢纵梁固结为一体，提高了桥梁的整体稳定性和安全性；通过纵向分布筋和横向受力筋以及端头勾状钢筋，提高钢筋抗裂效果的同时，提高预制效率；横梁顶面与纵梁顶面处于同一水平面，对桥梁起到横向支撑作用，同时也形成横向湿接缝，可以有效的防止主梁侧倾失稳，有效的进行荷载分配，使得各主梁受力均匀，防止梁间相对变形过大导致桥面板受力不利；通过强纵弱横，能弥补纵向或横向节段接合面的细小缺陷，灵活性高，密封性好，能有效防止水汽入侵；通过横联腹板的圆形孔，提高了整体通透性和抗风性能；对剪力钉区域现浇混凝土，横向榫口湿接缝和纵向榫口湿接缝连接各节段，形成咬合力强，整体稳定、安全、轻型、高强、装配式的组合结构桥梁；本发明组合结构桥梁整体可工厂化预制，加工简单，造价低，自重轻，装配简单，节省工期，悬臂桥面板使得桥下净空更为开阔，景观效果更佳。

实施例二

图7所示为本发明装配式悬臂组合结构桥梁的建造方法流程图，所述方法包括步骤：

S101，根据桥梁受力分布预制具有变厚度组合截面的装配式组合结构桥面板，所述装配式组合结构桥面板包括两个或两个以上悬臂桥面板和一个或一个以上的中间桥面板，悬臂桥面板的纵向底部预设与钢纵梁固结的纵向固结部件；预制钢纵梁和横向联结系；

具体为：

将装配式组合结构桥面板与钢纵梁或横向联结系有接触的接触面预制为厚截面，其他非接触面从渐变截面渐变为薄截面，同时根据桥梁受力分布，受力集中的区域预制为厚截面，受力弱的区域为薄截面，厚截面与薄截面之间为渐变截面；

悬臂桥面板横向两个侧面和内侧纵向面上预留搭接钢筋，这三个面分别预制有咬合传力的榫口槽，所述榫口槽的垂直深度小于等于其所处悬臂桥面板的厚度；

中间桥面板的四个侧面预留搭接钢筋，这四个侧面分别预制有咬合传力的榫口槽，所述榫口槽的垂直深度小于等于其所处中间桥面板的厚度；

所述纵向固结部件为在悬臂桥面板的纵向顶部开设预留钢筋的对接孔，钢纵梁的上翼缘板顶面预设剪力钉区域，其中外侧钢纵梁的剪力钉区域与悬臂桥面板的对接孔相对应，并能穿过悬臂桥面板的对接孔；

或，所述纵向固结部件为在悬臂桥面板底面纵向中间区域预制设有剪力钉的第一钢板，第一钢板横向宽度大于钢纵梁横向宽度；

或，所述纵向固结部件为在悬臂桥面板底面纵向中间区域预制设有剪力钉的第二钢板、第三钢板，第二钢板、第三钢板的中心线分别与钢纵梁上翼缘板顶面的两个纵向棱长边重叠；第二钢板、第三钢板的宽度为b；

或，所述纵向固结部件为在悬臂桥面板底面纵向中间区域预制设有剪力钉的第一角钢、第二角钢，第一角钢、第二角钢的90度角分别向内相对设置或向外背对设置；第一角钢、第二角钢的竖直面上预制能穿过悬臂桥面板横向钢筋的钢筋孔；

第一角钢、第二角钢的直角边长为c，第一角钢、第二角钢的直角边底面中心线与钢纵梁上翼缘板顶面的两个纵向棱长边重叠，并延伸出c/2的搭接长度，所述搭接长度与钢纵梁上翼缘板两个侧面分别形成焊接夹角，经角焊将悬臂桥面板与钢纵梁固结为一体；

或，削减钢纵梁上翼缘板顶部两个顶角形成削减面，所述削减面与第一钢板、第二钢板、第三钢板、第一角钢或第二角钢的底面形成锐角坡口，预留出足够的角焊空间，焊接机器人经角焊空间进行角焊，从而将悬臂桥面板与钢纵梁固结为一体，提高角焊效率；

横向联结系包括两条或两条以上垂直于钢纵梁且与钢纵梁1处于处于同一平面的钢结构横梁；横梁顶面的中心线两侧依次预设剪力钉区域、支撑悬臂桥面板或中间桥面板横向边底面的支撑面；横向联结系还包括四条或四条以上与钢纵梁垂直且与横梁平行的空腹结构横联，所述横联的顶面低于钢纵梁上翼缘板顶面高度；

将横梁腹板或横联腹板分为三等份，在腹板第一个等分点的左侧和第二个等分点的右侧分别预制一个圆形孔；

S102，打造基坑，放置桩基，固定桥墩，架设T梁或盖梁；

S103，将钢纵梁架设在T梁或盖梁上，并架设垂直钢纵梁的刚性横向联结系；

横梁的上翼缘板顶面与钢纵梁的上翼缘板顶面处于同一水平面；

所述横联的顶面低于钢纵梁上翼缘板顶面高度；

S104，吊装装配式组合结构桥面板，横向联结系横向支撑桥面板，外侧相邻的两个钢纵梁分别支撑悬臂桥面板纵向中间区域底面和内侧纵向边底面，悬臂桥面板的外侧纵向边为飘出的自由边；中间桥面板的两个纵向边底面搭在中间两个钢纵梁剪力钉区域两侧的支撑面上；经纵向固结部件将悬臂桥面板与钢纵梁固结为一体；

经纵向固结部件将悬臂桥面板与钢纵梁固结为一体的过程为：

外侧的钢纵梁的剪力钉区域与悬臂桥面板的对接孔相对应，并能穿过悬臂桥面板的对接孔，对接孔现浇混凝土；

或，第一钢板与钢纵梁的中心线重叠后，第一钢板的底面与钢纵梁上翼缘板侧面分别形成两个焊接夹角，经角焊将悬臂桥面板与钢纵梁固结为一体；

或，第二钢板、第三钢板的中心线分别与钢纵梁上翼缘板顶面的两个纵向棱长边重叠；第二钢板、第三钢板分别由钢纵梁上翼缘板顶面延伸出b/2的搭接长度，所述搭接长度与钢纵梁上翼缘板的两个侧面分别形成焊接夹角，经角焊将悬臂桥面板与钢纵梁固结为一体；

或，第一角钢、第二角钢的水平面底部中心线与钢纵梁上翼缘板顶面的两个纵向棱长边重叠，并延伸出c/2的搭接长度，所述搭接长度与钢纵梁上翼缘板两个侧面分别形成焊接夹角，经角焊将悬臂桥面板与钢纵梁固结为一体；

或，焊接机器人经角焊空间进行角焊，将悬臂桥面板与钢纵梁固结为一体；

或，经环氧树脂黏贴将悬臂桥面板与钢纵梁固结为一体；

S105，预留钢筋、剪力钉经钢筋网片绑扎或焊接并现浇混凝土；

实施例二仅描述了主要的施工过程，其中所涉及到的结构与实施例一相同，不再赘述。

本实施例包括根据桥梁受力分布预制具有变厚度组合截面的装配式组合结构桥面板，所述装配式组合结构桥面板包括两个或两个以上悬臂桥面板和一个或一个以上的中间桥面板，悬臂桥面板的纵向底部预设与钢纵梁固结的纵向固结部件；预制钢纵梁和横向联结系；将钢纵梁架设在T梁或盖梁上，并架设垂直钢纵梁的刚性横向联结系；吊装装配式组合结构桥面板，横向联结系横向支撑桥面板，外侧的钢纵梁支撑悬臂桥面板纵向中间区域底面和内侧纵向边底面，悬臂桥面板的外侧纵向边为飘出的自由边；中间桥面板的两个纵向边底面搭在中间两个钢纵梁剪力钉区域两侧的支撑面上；经纵向固结部件将悬臂桥面板与钢纵梁固结为一体；预留钢筋、剪力钉经钢筋网片绑扎或焊接并现浇混凝土；变厚度组合截面有利于减轻桥面板整体自重，结构轻巧，方便施工，并降低造价；通过榫口槽，提高了咬合力，受力更好，且大尺寸榫口槽使施工更简洁，效率更高，节省总体造价；通过预留搭接钢筋，提高了桥面板的截面抗剪强度和抗压强度，提高了构件延性和抗扭能力，限制了混凝土裂缝的产生和传播；通过五种纵向固结部件，将悬臂桥面板与钢纵梁固结为一体，提高了桥梁的整体稳定性和安全性；通过纵向分布筋和横向受力筋以及端头勾状钢筋，提高钢筋抗裂效果的同时，提高预制效率；横梁顶面与纵梁顶面处于同一水平面，对桥梁起到横向支撑作用，同时也形成横向湿接缝，可以有效的防止主梁侧倾失稳，有效的进行荷载分配，使得各主梁受力均匀，防止梁间相对变形过大导致桥面板受力不利；通过强纵弱横，能弥补纵向或横向节段接合面的细小缺陷，灵活性高，密封性好，能有效防止水汽入侵；通过横联腹板的圆形孔，提高了整体通透性和抗风性能；对剪力钉区域现浇混凝土，横向榫口湿接缝和纵向榫口湿接缝连接各节段，形成咬合力强，整体稳定、安全、轻型、高强、装配式的组合结构桥梁；本发明组合结构桥梁整体可工厂化预制，加工简单，造价低，自重轻，装配简单，节省工期，悬臂桥面板使得桥下净空更为开阔，景观效果更佳。

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)

1.一种装配式悬臂组合结构桥梁，包括刚性横向联结系(2)、桥面板和并列的四个或四个以上钢纵梁(1)，其特征在于，桥面板为根据桥梁受力分布预制具有变厚度组合截面的装配式组合结构桥面板。

2.根据权利要求1所述装配式悬臂组合结构桥梁，其特征在于，所述变厚度组合截面包括厚截面、薄截面和渐变截面，其中与钢纵梁(1)或横向联结系(2)有接触的接触面为厚截面，其他非接触面由渐变截面渐变为薄截面，同时受力集中的区域为厚截面，受力弱的区域为薄截面，厚截面与薄截面之间为渐变截面。

3.根据权利要求2所述装配式悬臂组合结构桥梁，其特征在于，装配式组合结构桥面板包括两个或两个以上悬臂桥面板(31)、(33)和一个或一个以上的中间桥面板(32)；

悬臂桥面板(31)、(33)的纵向底部预设有与钢纵梁(1)固结的纵向固结部件；

横向联结系(2)横向支撑桥面板；外侧相邻的两个钢纵梁分别支撑悬臂桥面板(31)、(33)纵向中间区域底面和内侧纵向边底面，悬臂桥面板(31)、(33)的外侧纵向边为飘出的自由边；中间桥面板(32)的两个纵向边底面搭在中间两个钢纵梁(1)剪力钉区域两侧的支撑面上。

4.根据权利要求3所述装配式悬臂组合结构桥梁，其特征在于，悬臂桥面板(31)、(33)横向两个侧面和内侧纵向面上预留有搭接钢筋，这三个面分别预制有咬合传力的榫口槽，所述榫口槽的垂直深度小于等于其所处悬臂桥面板(31)、(33)的厚度；

中间桥面板(32)的四个侧面预留有搭接钢筋，这四个侧面分别预制有咬合传力的榫口槽，所述榫口槽的垂直深度小于等于其所处中间桥面板(32)的厚度。

5.根据权利要求4所述装配式悬臂组合结构桥梁，其特征在于，所述纵向固结部件为在悬臂桥面板(31)、(33)的纵向顶部开设预留钢筋的对接孔，钢纵梁(1)的上翼缘板顶面预设剪力钉区域，其中外侧钢纵梁的剪力钉区域与悬臂桥面板(31)、(33)的对接孔相对应，剪力钉区域能够穿过对接孔，预留钢筋、剪力钉经钢筋网片绑扎或焊接，对接孔经现浇混凝土将悬臂桥面板(31)、(33)与钢纵梁(1)固结为一体。

6.根据权利要求4所述装配式悬臂组合结构桥梁，其特征在于，所述纵向固结部件为在悬臂桥面板(31)、(33)底面纵向中间区域预制设有剪力钉(4)的第一钢板(34)，第一钢板(34)横向宽度大于钢纵梁(1)横向宽度，且第一钢板(34)中心线与钢纵梁(1)中心线重叠后，第一钢板(34)的底面与钢纵梁上翼缘板侧面分别形成两个焊接夹角(35)，经角焊将悬臂桥面板(31)、(33)与钢纵梁(1)固结为一体。

7.根据权利要求4所述装配式悬臂组合结构桥梁，其特征在于，所述纵向固结部件为在悬臂桥面板(31)、(33)底面纵向中间区域预制设有剪力钉(4)的第二钢板(36)、第三钢板(37)，第二钢板(36)、第三钢板(37)的中心线分别与钢纵梁上翼缘板顶部的两个顶角线重叠；

第二钢板(36)、第三钢板(37)分别由钢纵梁上翼缘板顶面延伸出搭接长度，所述搭接长度与钢纵梁上翼缘板的两个侧面分别形成焊接夹角(35)，经角焊将悬臂桥面板(31)、(33)与钢纵梁(1)固结为一体。

8.根据权利要求4所述装配式悬臂组合结构桥梁，其特征在于，所述纵向固结部件为在悬臂桥面板(31)、(33)底面纵向中间区域预制设有剪力钉(4)的第一角钢(38)、第二角钢(39)，第一角钢(38)、第二角钢(39)的90度角向内相对设置或向外背对设置，第一角钢(38)、第二角钢(39)的水平面底部中心线与钢纵梁上翼缘板顶部的两个顶角线重叠，第一角钢(38)、第二角钢(39)的竖直面上预制能穿过悬臂桥面板(31)、(33)横向钢筋的钢筋孔；

第一角钢(38)、第二角钢(39)的水平面底部中心线与钢纵梁上翼缘板顶部的两个顶角线重叠，并延伸出搭接长度，所述搭接长度与钢纵梁上翼缘板两个侧面分别形成焊接夹角(35)，经角焊将悬臂桥面板(31)、(33)与钢纵梁(1)固结为一体。

9.根据权利要求5至8任意一种装配式悬臂组合结构桥梁，其特征在于，横向联结系(2)包括两条或两条以上垂直于钢纵梁(1)且与钢纵梁1处于同一平面的钢结构横梁(21)；横梁顶面的中心线两侧依次为预设的剪力钉区域、支撑悬臂桥面板(31)、(33)或中间桥面板(32)的支撑面；横梁的上翼缘板顶面与钢纵梁的上翼缘板顶面处于同一水平面，两者剪力钉区域形成横向湿接缝；

横向联结系(2)还包括四条或四条以上与钢纵梁(1)垂直且与横梁平行的空腹结构横联(22)，所述横联的顶面低于钢纵梁(1)上翼缘板顶面高度；

横梁腹板和横联腹板的第一个等分点左侧和第二个等分点右侧分别预制一个圆形孔。

10.一种装配式悬臂组合结构桥梁的建造方法，其特征在于，所述方法包括步骤：

根据桥梁受力分布预制具有变厚度组合截面的装配式组合结构桥面板，所述装配式组合结构桥面板包括两个或两个以上悬臂桥面板和一个或一个以上的中间桥面板，悬臂桥面板的纵向底部预设与钢纵梁固结的纵向固结部件；预制钢纵梁和横向联结系；

打造基坑，放置桩基，固定桥墩，架设T梁或盖梁；

将钢纵梁架设在T梁或盖梁上，并架设垂直钢纵梁的刚性横向联结系；

吊装装配式组合结构桥面板，横向联结系横向支撑桥面板，外侧相邻的两个钢纵梁分别支撑悬臂桥面板纵向中间区域底面和内侧纵向边底面，悬臂桥面板的外侧纵向边为飘出的自由边；中间桥面板的两个纵向边底面搭在中间两个钢纵梁剪力钉区域两侧的支撑面上；经纵向固结部件将悬臂桥面板与钢纵梁固结为一体；

预留钢筋、剪力钉经钢筋网片绑扎或焊接并现浇混凝土。

Images