CN114908665A - 一种模块化轻型uhpc组合钢板梁桥体系及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于桥梁工程技术领域，具体涉及一种模块化轻型UHPC组合钢板梁桥体系及其施工方法，梁桥体系包括若干梁桥组件、若干横向钢筋、若干桥面板组件，梁桥组件包括两倒T型钢梁、八个钢梁隔板；两倒T型钢梁平行设置，八个钢梁隔板与两倒T型钢梁为一体式，形成倒Π型结构；若干横向钢筋沿倒T型钢梁长度方向间隔布置，每个横向钢筋均穿过两倒T型钢梁；桥面板组件包括受力钢筋和桥面板；在每个横向钢筋上方均设置一受力钢筋；在倒T型钢梁顶部浇筑桥面板；梁桥组件、若干横向钢筋、桥面板组件组装形成单片梁桥，若干单片梁桥拼接形成梁桥体系。本发明将梁桥体系进行模块化为若干单片梁桥，适应不同的车道数量需要，进行相应数量单片梁桥的拼装。

Description

一种模块化轻型UHPC组合钢板梁桥体系及其施工方法

技术领域

本发明属于桥梁工程技术领域，具体涉及一种模块化轻型UHPC组合钢板梁桥体系及其施工方法。

背景技术

传统的钢混组合结构多采用工字钢作为主梁，在其上焊接剪力连接件，与混凝土桥面板形成组合结构共同受力。组合结构能够减轻自重，提高结构的跨越能力，同时降低结构的造价。但目前常用的组合结构体系，往往需要人工焊接剪力连接件，工业化程度不高。同时，传统的组合结构体系的桥面板需要预留剪力件槽孔，现场后浇混凝土，存在新老混凝土结合不可靠，现场工作量大的缺陷。因此，为了提高组合结构的工业化水平，减少现场作业工作量，需要采用更加合理、简洁的钢混组合梁体系。

发明内容

本发明提供一种模块化轻型UHPC组合钢板梁桥体系及其施工方法，解决上述问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种模块化轻型UHPC组合钢板梁桥体系，包括若干梁桥组件、若干横向钢筋以及若干桥面板组件，其中：

所述梁桥组件包括两倒T型钢梁、八个钢梁隔板以及两横隔板；

两所述倒T型钢梁平行设置；

所述钢梁隔板设置于所述倒T型钢梁两端的左右两侧，两所述倒T型钢梁同一端的四个所述钢梁隔板处于同一平面；

八个所述钢梁隔板与两所述倒T型钢梁为一体式，形成倒Π型结构；

两所述倒T型钢梁之间相邻的两个所述钢梁隔板均通过所述横隔板连接；

若干所述横向钢筋沿所述倒T型钢梁长度方向依次间隔设置，每个所述横向钢筋均穿过两所述倒T型钢梁且每个所述横向钢筋设置位置均高于所述钢梁隔板；

所述桥面板组件包括受力钢筋和桥面板；

在每个所述横向钢筋上方均布置一个所述受力钢筋；

在所述钢梁隔板上方浇筑所述桥面板，若干所述横向钢筋和若干所述受力钢筋均与所述桥面板连接；

所述梁桥组件、若干所述横向钢筋以及所述桥面板组件组装形成单片梁桥，若干所述单片梁桥横向依次连接形成所述梁桥体系。

作为本发明的进一步优选，所述横向钢筋两端和所述受力钢筋两端均延伸出所述桥面板。

作为本发明的进一步优选，相邻所述单片梁桥之间采用湿接缝方式连接。

作为本发明的进一步优选，所述倒T型钢梁、所述钢梁隔板以及所述横隔板采用UHPC制成。

作为本发明的进一步优选，所述钢梁隔板与所述横隔板之间采用高强螺栓进行连接。

还提供了一种模块化轻型UHPC组合钢板梁桥体系的施工方法，体步骤如下：

S1、各零部件的预制：在预制厂内进行若干所述倒T型钢梁、若干所述钢梁隔板以及若干所述横隔板的预制，所述倒T型钢梁与两个所述钢梁隔板一体预制成倒Π型结构，在预制所述倒T型钢梁时，在所述倒T型钢梁上预留若干用于所述横向钢筋穿过的安装孔；

S2、组装梁桥组件：将两所述倒T型钢梁平行放置于工作面，在两所述倒T型钢梁之间设置两所述横隔板，两所述横隔板分别与两个所述倒T型钢梁之间相邻的两所述钢梁隔板连接，上述倒Π型结构与两所述横隔板组装成所述梁桥组件；

S3、安装横向钢筋：将若干横向钢筋穿过上述步骤S2组装的倒Π型结构中的两所述倒T型钢梁1上预留的安装孔；

S4、组装单片梁桥，具体包括以下步骤：

S4-1、绘制图纸：预先设计桥面板浇筑模板，将桥面板浇筑模板的搭建位置、若干横向钢筋安装位置和若干受力钢筋预埋位置均绘制于图纸上；

S4-2、搭建桥面板浇筑模板：根据步骤S4-1中绘制的图纸，在所述钢梁隔板上方搭建桥面板浇筑模板，搭建桥面板浇筑模板时预留若干所述受力钢筋预埋位置；

S4-3、安装受力钢筋：在桥面板浇筑模板预留的若干所述受力钢筋预埋位置处，安装若干所述受力钢筋；

S4-4、浇筑桥面板：在桥面板浇筑模板内填筑混凝土，形成桥面板；

S4-5、形成单片梁桥：待步骤S4-4中混凝土凝固后拆除桥面板浇筑模板，所述梁桥组件、若干横向钢筋、若干受力钢筋以及桥面板形成单片梁桥；

S5、制作若干单片梁桥：参照上述步骤S4-2至步骤S4-5，组装若干单片梁桥；

S6、现场施工安装，具体步骤如下：

S6-1、运输若干单片梁桥：将组装完毕的若干单片梁桥运输至施工现场；

S6-2、组装梁桥体系：将若干单片梁桥横向依次设置于施工现场，相邻单片梁桥之间的若干横向钢筋相互搭接，且相邻单片梁桥之间的若干受力钢筋相互搭接，浇筑湿接缝，协同受力，形成梁桥体系。

作为本发明的进一步优选，所述单片梁桥的设置个数与所需构建的梁桥体系的车道数相同。

作为本发明的进一步优选，所述单片梁桥的跨度为10m至35m。

通过以上技术方案，相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

1、本发明将梁桥体系进行模块化，梁桥体系由若干依次横向拼接的单片梁桥组成，单片梁桥的宽度为单个车道的宽度，可以适应不同的车道数量需要，进行相应数量单片梁桥的横向拼装。

2、本发明采用倒T型钢梁代替现有技术中的工字形钢梁；取消了工字形钢梁的上翼缘，一方面避免了工字形钢梁上翼缘受压屈曲的问题；另一方面，减轻了梁桥体系的重量。

3、本发明采用在倒T型钢梁上开安装孔与横向钢筋配合的方式，实现倒T型钢梁与桥面板的连接，代替现有技术中栓钉连接的方式，有效解决了栓钉连接存在现场焊接工作量大、栓钉疲劳断裂问题。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明单片梁桥横截面结构示意图；

图2是本发明图1中A-A截面示意图；

图3是本发明组装完毕的梁桥组件结构示意图；

图4是本发明安装有横向钢筋的梁桥组件结构示意图；

图5是本发明单片梁桥整体结构示意图；

图6是本发明梁桥体系整体结构示意图。

图中：1、倒T型钢梁；2、钢梁隔板；3、横隔板；4、高强螺栓；5、桥面板；6、横向钢筋；7、受力钢筋；8、安装孔。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“左侧”、“右侧”、“上部”、“下部”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，“第一”、“第二”等并不表示零部件的重要程度，因此不能理解为对本发明的限制。本实施例中采用的具体尺寸只是为了举例说明技术方案，并不限制本发明的保护范围。

实施例1

本实施例提供一种优选实施方案，一种模块化轻型UHPC组合钢板梁桥体系，如图1至图6所示，所述梁桥体系包括若干梁桥组件、若干横向钢筋6以及若干桥面板组件，所述梁桥组件、若干所述横向钢筋6以及所述桥面板组件组装形成单片梁桥，若干所述单片梁桥横向依次连接形成所述梁桥体系。优选地，相邻所述单片梁桥之间采用湿接缝方式连接。

上述梁桥组件包括两倒T型钢梁1、八个钢梁隔板2以及两横隔板3。

两上述倒T型钢梁1平行且相对设置，优选地，两所述倒T型钢梁1之间的间距小于单个车道的宽度。

上述钢梁隔板2设置于所述倒T型钢梁1两端的左右两侧，两所述倒T型钢梁1同一端的四个所述钢梁隔板2处于同一平面；具体地，两所述倒T型钢梁1与八钢梁隔板2为一体式，形成倒Π型结构，倒Π型结构稳定性更好。钢梁隔板2主要用于抵抗所述倒T型钢梁1端部处的集中剪力，防止局部屈曲。

两所述倒T型钢梁1之间相邻的两个所述钢梁隔板2均通过所述横隔板3连接。具体地，所述钢梁隔板2与所述横隔板3之间采用高强螺栓4进行连接。优选地，所述倒T型钢梁1、所述钢梁隔板2以及所述横隔板3采用UHPC制成。

若干上述横向钢筋6沿所述倒T型钢梁1长度方向依次间隔设置，每个所述横向钢筋6均穿过两所述倒T型钢梁1，且每个所述横向钢筋6设置位置均高于所述钢梁隔板2。为了便于横向钢筋6穿过倒T型钢梁1，在倒T型钢梁1上打安装孔8，通过在安装孔8插入横向钢筋6作为剪力连接件，本梁桥体系无需额外焊接剪力连接件。

上述桥面板组件包括受力钢筋7和桥面板5。在每个所述横向钢筋6上方均布置一个所述受力钢筋7；在所述钢梁隔板2上方浇筑所述桥面板5，若干所述横向钢筋6和若干所述受力钢筋7均与所述桥面板5连接；优选地，所述横向钢筋6和所述受力钢筋7均延伸出所述桥面板5部分。

具体地，所述单片梁桥的设置个数与所需构建的梁桥体系的车道数相同。也就是，一个单片梁桥的宽度为单个车道的宽度，这样可以适应不同车道数量的要求，进行相应数量单片梁桥的横向拼接。

具体地，本梁桥体系针对的是公路中小跨径梁桥（10m-35m），因此所述单片梁桥的跨径为10m至35m。

如图3至图6所示，本实施方案还包括一种模块化轻型UHPC组合钢板梁桥体系的施工方法，具体步骤如下：

S1、各零部件的预制：在预制厂内进行若干所述倒T型钢梁1、若干所述钢梁隔板2以及若干所述横隔板3的预制，所述倒T型钢梁1与两个所述钢梁隔板2一体预制成倒Π型结构，在预制所述倒T型钢梁1时，在所述倒T型钢梁1上预留若干用于所述横向钢筋6穿过的安装孔8。

S2、组装梁桥组件（如图3所示）：将两所述倒T型钢梁1平行放置于工作面，在两所述倒T型钢梁1之间设置两所述横隔板3，两所述横隔板3分别与两个所述倒T型钢梁1之间相邻的两所述钢梁隔板2连接，上述倒Π型结构与两所述横隔板3组装成所述梁桥组件；

S3、安装横向钢筋6（如图4所示）：将若干横向钢筋6穿过上述步骤S2组装的倒Π型结构中的两所述倒T型钢梁1上预留的安装孔8；

S4、组装单片梁桥，具体包括以下步骤：

S4-1、绘制图纸：预先设计桥面板浇筑模板，将桥面板浇筑模板的搭建位置、若干横向钢筋6安装位置和若干受力钢筋7预埋位置均绘制于图纸上；

S4-2、搭建桥面板浇筑模板：根据步骤S4-1中绘制的图纸，在所述钢梁隔板2上方搭建桥面板浇筑模板，搭建桥面板浇筑模板时预留若干所述受力钢筋7预埋位置；

S4-3、安装受力钢筋7：在桥面板浇筑模板预留的若干所述受力钢筋7预埋位置处，安装若干所述受力钢筋7；

S4-4、浇筑桥面板5：在桥面板浇筑模板内填筑混凝土，形成桥面板5；

S4-5、形成单片梁桥（如图5所示）：待步骤S4-4中混凝土凝固后拆除桥面板浇筑模板，所述梁桥组件、若干横向钢筋6、若干受力钢筋7以及桥面板5形成单片梁桥；

S5、制作若干单片梁桥：参照上述步骤S4-2至步骤S4-5，组装若干单片梁桥；

S6、现场施工安装，具体步骤如下：

S6-1、运输若干单片梁桥：将组装完毕的若干单片梁桥运输至施工现场；

S6-2、组装梁桥体系（如图6所示）：将若干单片梁桥横向依次设置于施工现场，相邻单片梁桥之间的若干横向钢筋6相互搭接，且相邻单片梁桥之间的若干受力钢筋7相互搭接，浇筑湿接缝，协同受力，形成梁桥体系。

本实施方案有益效果如下：

（1）钢混连接方面：传统钢混组合梁往往采用栓钉连接，存在栓钉的现场焊接工作量大、栓钉疲劳断裂等问题，本实施方案采用在倒T型钢梁1上开安装孔8与横向钢筋6配合的方式，实现倒T型钢梁1与桥面板5的连接，有效回避了上述问题。

（2）钢梁构造方面：采用倒T型钢梁1代替现有技术中的工字形钢梁；取消了工字形钢梁的上翼缘，一方面避免了工字形钢梁上翼缘受压屈曲的问题；另一方面，减轻了梁桥体系的重量。

（3）模块化拼装方面：将梁桥体系进行模块化，梁桥体系由若干依次横向拼接的单片梁桥组成，单片梁桥的宽度为单个车道的宽度，可以适应不同的车道数量需要，进行相应数量单片梁桥的横向拼装。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本申请中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。

本申请中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (8)

1.一种模块化轻型UHPC组合钢板梁桥体系，其特征在于：包括若干梁桥组件、若干横向钢筋（6）以及若干桥面板组件，其中：

所述梁桥组件包括两倒T型钢梁（1）、八个钢梁隔板（2）以及两横隔板（3）；

两所述倒T型钢梁（1）平行设置；

所述钢梁隔板（2）设置于所述倒T型钢梁（1）两端的左右两侧，两所述倒T型钢梁（1）同一端的四个所述钢梁隔板（2）处于同一平面；

八个所述钢梁隔板（2）与两所述倒T型钢梁（1）为一体式，形成倒Π型结构；

两所述倒T型钢梁（1）之间相邻的两个所述钢梁隔板（2）均通过所述横隔板（3）连接；

若干所述横向钢筋（6）沿所述倒T型钢梁（1）长度方向依次间隔设置，每个所述横向钢筋（6）均穿过两所述倒T型钢梁（1）且每个所述横向钢筋（6）设置位置均高于所述钢梁隔板（2）；

所述桥面板组件包括受力钢筋（7）和桥面板（5）；

在每个所述横向钢筋（6）上方均布置一个所述受力钢筋（7）；

在所述钢梁隔板（2）上方浇筑所述桥面板（5），若干所述横向钢筋（6）和若干所述受力钢筋（7）均与所述桥面板（5）连接；

所述梁桥组件、若干所述横向钢筋（6）以及所述桥面板组件组装形成单片梁桥，若干所述单片梁桥横向依次连接形成所述梁桥体系。

2.根据权利要求1所述的一种模块化轻型UHPC组合钢板梁桥体系，其特征在于：所述横向钢筋（6）两端和所述受力钢筋（7）两端均延伸出所述桥面板（5）。

3.根据权利要求2所述的一种模块化轻型UHPC组合钢板梁桥体系，其特征在于：相邻所述单片梁桥之间采用湿接缝方式连接。

4.根据权利要求3所述的一种模块化轻型UHPC组合钢板梁桥体系，其特征在于：所述倒T型钢梁（1）、所述钢梁隔板（2）以及所述横隔板（3）采用UHPC制成。

5.根据权利要求4所述的一种模块化轻型UHPC组合钢板梁桥体系，其特征在于：所述钢梁隔板（2）与所述横隔板（3）之间采用高强螺栓（4）进行连接。

6.根据权利要求4或5所述的一种模块化轻型UHPC组合钢板梁桥体系的施工方法，其特征在于，具体步骤如下：

S1、各零部件的预制：在预制厂内进行若干所述倒T型钢梁（1）、若干所述钢梁隔板（2）以及若干所述横隔板（3）的预制，所述倒T型钢梁（1）与两个所述钢梁隔板（2）一体预制成倒Π型结构，在预制所述倒T型钢梁（1）时，在所述倒T型钢梁（1）上预留若干用于所述横向钢筋（6）穿过的安装孔（8）；

S2、组装梁桥组件：将两所述倒T型钢梁（1）平行放置于工作面，在两所述倒T型钢梁（1）之间设置两所述横隔板（3），两所述横隔板（3）分别与两个所述倒T型钢梁（1）之间相邻的两所述钢梁隔板（2）连接，上述倒Π型结构与两所述横隔板（3）组装成所述梁桥组件；

S3、安装横向钢筋（6）：将若干横向钢筋（6）穿过上述步骤S2组装的倒Π型结构中的两所述倒T型钢梁1上预留的安装孔（8）；

S4、组装单片梁桥，具体包括以下步骤：

S4-1、绘制图纸：预先设计桥面板浇筑模板，将桥面板浇筑模板的搭建位置、若干横向钢筋（6）安装位置和若干受力钢筋（7）预埋位置均绘制于图纸上；

S4-2、搭建桥面板浇筑模板：根据步骤S4-1中绘制的图纸，在所述钢梁隔板（2）上方搭建桥面板浇筑模板，搭建桥面板浇筑模板时预留若干所述受力钢筋（7）预埋位置；

S4-3、安装受力钢筋（7）：在桥面板浇筑模板预留的若干所述受力钢筋（7）预埋位置处，安装若干所述受力钢筋（7）；

S4-4、浇筑桥面板（5）：在桥面板浇筑模板内填筑混凝土，形成桥面板（5）；

S4-5、形成单片梁桥：待步骤S4-4中混凝土凝固后拆除桥面板浇筑模板，所述梁桥组件、若干横向钢筋（6）、若干受力钢筋（7）以及桥面板（5）形成单片梁桥；

S5、制作若干单片梁桥：参照上述步骤S4-2至步骤S4-5，组装若干单片梁桥；

S6、现场施工安装，具体步骤如下：

S6-1、运输若干单片梁桥：将组装完毕的若干单片梁桥运输至施工现场；

S6-2、组装梁桥体系：将若干单片梁桥横向依次设置于施工现场，相邻单片梁桥之间的若干横向钢筋（6）相互搭接，且相邻单片梁桥之间的若干受力钢筋（7）相互搭接，浇筑湿接缝，协同受力，形成梁桥体系。

7.根据权利要求6所述的一种模块化轻型UHPC组合钢板梁桥体系的施工方法，其特征在于：所述单片梁桥的设置个数与所需构建的梁桥体系的车道数相同。

8.根据权利要求7所述的一种模块化轻型UHPC组合钢板梁桥体系的施工方法，其特征在于：所述单片梁桥的跨度为10m至35m。

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