CN116219865A - 装配式波形钢腹板-钢管组合梁及其悬臂装配施工方法 - Google Patents

装配式波形钢腹板-钢管组合梁及其悬臂装配施工方法 Download PDF

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CN116219865A CN202310506903.6A CN202310506903A CN116219865A CN 116219865 A CN116219865 A CN 116219865A CN 202310506903 A CN202310506903 A CN 202310506903A CN 116219865 A CN116219865 A CN 116219865A
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Abstract

本发明的装配式波形钢腹板‑钢管组合梁及其悬臂装配施工方法属于桥梁工程或土建工程技术领域,该组合梁包括主梁、桥面板和剪力连接件,桥面板由多块预制板单元拼接而成,相邻预制板单元之间设有湿接缝混凝土,预制板单元沿主梁的长度方向间隔设置,预制板单元的上下表面之间贯通开设有槽口。剪力连接件连接在槽口内的主梁顶部,槽口内浇筑有混凝土。通过冷弯钢板结合螺栓连接的方式可以避免常规焊钉焊接之后造成的残余应力,提高整体抗剪水平,实现抗拔和抗剪作用。需要更换受损桥面板时,只需要切除受损桥面板部分,将螺母拧开,即可快速将受损桥面板单元与主梁分离。未受损的螺杆、螺母和垫片等均可回收利用,在后期维护修复时更加经济便利。

Description

装配式波形钢腹板-钢管组合梁及其悬臂装配施工方法
技术领域
本发明属于桥梁工程或土建工程技术领域,具体为一种装配式波形钢腹板-钢管组合梁及其悬臂装配施工方法。
背景技术
波形钢腹板具有自重轻、力学性能好、施工便捷、造型美观等优点,近年来广泛应用于桥梁结构领域,例如波形钢腹板组合梁桥。波形钢腹板组合梁桥通过波形钢腹板将混凝土顶板、底板结合形成一种新型组合结构,该结构发挥了波形钢腹板优异的抗剪性能。
目前波形钢腹板组合梁的混凝土顶板、底板和波形钢腹板的组合效用大多通过钢梁上的焊接连接件(例如焊钉连接件、PBL连接件、型钢连接件等)来实现。但是焊接会使连接区域附近的材料也受到高温产生焊接应力和焊接变形,导致材料脆化,对构件的疲劳强度和稳定性产生影响。组成构件在运营期间发生损坏后,很难甚至无法对其进行更换,缩短了使用寿命,且使用寿命结束后,结构的材料回收等需要大量的切割拆卸工作,此过程消耗大量资源。波形钢腹板组合梁的混凝土底板通常设置预应力钢束以防止受拉开裂,但因此增加了施工阶段支模现浇、张拉预应力等工序,装配化效率不高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种装配式波形钢腹板-钢管组合梁及其悬臂装配施工方法,以解决上述技术问题。
为此,本发明提供一种装配式波形钢腹板-钢管组合梁,包括:
主梁;
桥面板,连接在主梁的顶部,所述桥面板由多块预制板单元拼接而成,多块预制板单元沿主梁的长度方向间隔设置,相邻预制板单元之间设有湿接缝混凝土,与主梁连接的预制板单元的上下表面之间贯通开设有槽口;
剪力连接件,连接在槽口内的主梁顶部,所述槽口内浇筑有现浇混凝土。
优选地,所述剪力连接件包括:
Ω形钢板,包括Ω形钢板n形中部、连接在Ω形钢板n形中部的底部外侧的Ω形钢板底板以及连接在Ω形钢板底板外侧的Ω形钢板侧板,所述Ω形钢板底板上开设有底板连接孔;
螺栓,穿过所述底板连接孔并与主梁连接。
优选地,所述螺栓包括:
螺杆,穿过主梁后与螺母连接,进而将Ω形钢板底板与主梁连接;
套筒,连接在Ω形钢板底板顶部的螺杆外部,所述套筒的顶部设有凸台。
优选地,所述螺杆为一体成型构件,所述螺杆从上至下依次包括第一螺杆段、第二螺杆段和第三螺杆段,所述第一螺杆段的外壁设有与套筒内壁配合的螺纹,所述第二螺杆段的上下两部分分别与底板连接孔、主梁的连接孔贴合设置,所述第三螺杆段的外壁设有与螺母配合的螺纹。
优选地,所述第二螺杆段包括贴合设置在底板连接孔内的第二螺杆段中部圆柱段、以及贴合设置在主梁的连接孔内的第二螺杆段倒圆台段和第二螺杆段下部圆柱段,所述第二螺杆段中部圆柱段的直径大于第一螺杆段的直径并且第二螺杆段中部圆柱段的顶部与Ω形钢板底板的顶部平齐。
优选地,所述第二螺杆段还包括设置在第二螺杆段中部圆柱段顶部的第二螺杆段上部圆柱段,所述第二螺杆段上部圆柱段的外壁光滑并与套筒的底部光滑内壁贴合设置,所述第二螺杆段上部圆柱段的直径等于第二螺杆段中部圆柱段的直径。
优选地,所述剪力连接件还包括贯穿钢筋,所述Ω形钢板n形中部的竖板和Ω形钢板侧板上均开设有贯穿孔,贯穿钢筋水平穿过Ω形钢板n形中部的竖板上的贯穿孔、Ω形钢板侧板上的贯穿孔,并且贯穿钢筋的两端与桥面板内的伸出钢筋搭接。
优选地,所述主梁包括矩形钢管混凝土下弦杆、波形钢腹板、上翼缘钢板、上平联和下平联,所述矩形钢管混凝土下弦杆包括矩形钢管、连接在矩形钢管内侧的PBL钢板以及填充在矩形钢管内的钢纤维混凝土。
另外,本发明还提供一种如上所述的装配式波形钢腹板-钢管组合梁的悬臂装配施工方法,包括以下步骤:
S1、将当前施工节段与已施工节段连接:所述当前施工节段包括主梁和剪力连接件,其中当前施工节段的主梁包括矩形钢管下弦杆、波形钢腹板、上翼缘钢板、上平联和下平联,所述剪力连接件包括Ω形钢板和螺栓;
S2、往当前施工节段的矩形钢管下弦杆内浇筑钢纤维混凝土,同时在当前施工节段的主梁顶部安装预制板单元;
S3、将贯穿钢筋水平穿过Ω形钢板n形中部的竖板上的贯穿孔、Ω形钢板侧板上的贯穿孔,并且将贯穿钢筋的两端与预制板单元内的伸出钢筋搭接形成钢筋网;
S4、往预制板单元的槽口内、以及当前施工节段与已施工节段之间的横向湿接缝内浇筑混凝土,完成当前施工节段与预制板单元的组合;
S5、在当前施工节段的矩形钢管下弦杆内的钢纤维混凝土、预制板单元的槽口内的混凝土养护期间,吊装下一节主梁。
优选地,S1中所述当前施工节段的剪力连接件的安装方法包括以下步骤:
S11、将套筒拧入螺杆的上部;
S12、将底板连接孔与主梁的连接孔轴线对齐,将螺杆穿过底板连接孔和主梁的连接孔,此时套筒的底端与Ω形钢板底板的顶面对齐;
S13、将螺母从螺杆的下部拧入,使得Ω形钢板与主梁紧密连接。
与现有技术相比,本发明的特点和有益效果为:
(1)本发明通过在预制板单元的上下表面之间贯通开设槽口,在槽口内的主梁顶部安装剪力连接件,并在槽口内浇筑混凝土。通过冷弯钢板结合螺栓连接的方式可以避免常规焊钉焊接之后造成的残余应力。需要更换受损预制板单元时,只需要切除受损预制板单元部分,将剪力连接件中的螺母拧开,即可快速实现受损预制板单元与主梁的分离。且未受损的螺杆、螺母和垫片等均可回收利用,在后期维护修复的过程中更加经济便利。
(2)本发明的剪力连接件中的Ω形钢板侧板和螺栓主要承受剪力作用,达到抗剪目的。Ω形钢板n形中部的水平板和套筒的凸台主要承受抗拔作用。Ω形钢板n形中部的竖板和Ω形钢板侧板上均开设贯穿孔,可使贯穿钢筋穿过。Ω形钢板n形中部的水平板设置贯穿孔,便于混凝土对剪力连接件通道内的空间进行浇筑。通过在剪力连接件上浇筑混凝土,利用孔洞中的混凝土来抵抗纵向剪力,将部分剪力通过贯穿钢筋传递,起到类似PBL连接件的作用,可增强连接件的整体抗剪水平,提高抗剪极限承载力。
(3)本发明的波形钢腹板-钢管主梁采用矩形钢管混凝土作为下弦杆代替预应力钢束,省去支模、张拉预应力等工序,进一步提高装配化效率。而且管内填混凝土可以提高组合梁整体刚度,改善钢管局部受力性能。
附图说明
图1为装配式波形钢腹板-钢管组合梁的示意图;
图2为桥面板的示意图;
图3为主梁的示意图;
图4为Ω形钢板与主梁的上翼缘钢板的连接示意图;
图5为Ω形钢板的示意图;
图6为螺栓与Ω形钢板底板、上翼缘钢板的连接示意图;
图7为图6的剖面示意图;
图8为将当前施工节段与已施工节段连接完成时的示意图;
图9为在当前施工节段的主梁顶部安装完桥面板时的示意图;
图10为吊装完成下一节主梁时的示意图。
附图标注:1-桥面板、11-预制板单元、12-槽口、2-主梁、21-上翼缘钢板、22-波形钢腹板、23-矩形钢管混凝土下弦杆、231-矩形钢管、232-PBL钢板、24-上平联、25-下平联、3-Ω形钢板、31-Ω形钢板n形中部、32-Ω形钢板侧板、33-Ω形钢板底板、34-底板连接孔、4-螺栓、41-螺杆、411-第一螺杆段、412-第二螺杆段、4121-第二螺杆段上部圆柱段、4122-第二螺杆段中部圆柱段、4123-第二螺杆段倒圆台段、4124-第二螺杆段下部圆柱段、413-第三螺杆段、42-套筒、5-贯穿钢筋、6-螺母、7-凸台、8-垫片、9-当前施工节段、10-已施工节段。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创新特征、达成目的与功效易于明白了解,下面对本发明进一步说明。
在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式,用于说明本发明的构思,均是解释性和示例性的,不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外,本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案,这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”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。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“设置有”、“连接”等,应做广义理解,例如“连接”,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;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,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示,本发明提供一种装配式波形钢腹板-钢管组合梁,该装配式波形钢腹板-钢管组合梁包括主梁2、桥面板1和剪力连接件。
如图3所示,主梁2包括矩形钢管混凝土下弦杆23、波形钢腹板22、上翼缘钢板21、上平联24和下平联25,矩形钢管混凝土下弦杆23、波形钢腹板22、上翼缘钢板21、上平联24和下平联25之间采用焊接连接。上翼缘钢板21的上下表面之间贯通开设有连接孔,用于与剪力连接件连接。矩形钢管混凝土下弦杆23包括矩形钢管231、连接在矩形钢管231内侧的PBL钢板232以及填充在矩形钢管231内的钢纤维混凝土。上平联24和下平联25均采用工字型钢,下平联25采用“K”型或“X”型形式布置。矩形钢管231内壁设置PBL钢板232,可增强钢管混凝土界面粘结强度,防止矩形钢管混凝土界面的脱空,减小相对滑移。PBL钢板232通过开孔方式,可增强矩形钢管231对混凝土的约束,提高套箍效应,改善矩形钢管231的局部屈曲性能。
本发明采用矩形钢管混凝土下弦杆23替代混凝土板,可避免现浇混凝土收缩裂缝,省去支模、张拉预应力等工序。采用矩形钢管231避免了各杆件之间的相贯焊缝,简化焊接工艺。矩形钢管231内填充钢纤维混凝土,可以提高组合梁整体刚度,改善矩形钢管231局部受力性能。波形钢腹板22的屈曲稳定性好,无需布置加劲肋,施工期间相邻节段的对接难度低于桁式腹杆,可简化施工,提高施工效率。
参见图3,具体以某装配式波形钢腹板-钢管组合梁为例,上翼缘钢板21沿其长度方向间隔设有多组连接孔,相邻的预制板单元11的相邻位置处设有3组连接孔,每组连接孔的数量为4个。
桥面板1连接在主梁2的顶部。如图1和图2所示,预制板单元11为UHPC预制桥面板(即超高性能混凝土板),采用工厂提前预制。UHPC预制桥面板具有较高的抗拉强度,可不设或少设纵向预应力,减少施工期间普通混凝土桥面板张拉纵向预应力的工作量,运营期间可以延缓组合梁开裂,良好的耐久性可降低组合梁的养护费用,提高使用寿命,更换桥面板时不存在纵向预应力钢束而拆除困难或者无法拆除的问题。桥面板1由多块预制板单元11拼接而成,多块预制板单元11沿主梁2的长度方向间隔设置,相邻预制板单元11之间设有湿接缝混凝土。与主梁2连接的预制板单元11的上下表面之间贯通开设有槽口12。槽口12为方形槽口。
本发明通过在矩形钢管231内填充混凝土,预制板单元11采用UHPC预制桥面板,这种设计提供装配的可行性,减少现场的混凝土立模浇筑作业量,可优化轻质挂篮构造为焊接浇筑平台,减少施工成本。本发明利用波形钢腹板-钢管混凝土主梁空间结构作为工作平台,施工过程的节段整体稳定性能较波形钢腹板节段更加出色。
参见图2,具体以某装配式波形钢腹板-钢管组合梁为例,预制板单元11的长度为3.2m~4.8m,槽口12的边长为50cm~60cm,横向湿接缝的接缝宽度为50cm~60cm。
剪力连接件连接在槽口12内的主梁2顶部,槽口12内浇筑有现浇混凝土(图中未示出现浇混凝土)。如图4和图5所示,剪力连接件包括Ω形钢板3和螺栓4。Ω形钢板3包括Ω形钢板n形中部31、连接在Ω形钢板n形中部31的底部外侧的Ω形钢板底板33以及连接在Ω形钢板底板33外侧的Ω形钢板侧板32,Ω形钢板底板33上开设有底板连接孔34,用于供螺栓4穿过。螺栓4穿过底板连接孔34并与主梁2连接。
为了增强剪力连接件的整体抗剪水平,剪力连接件还包括贯穿钢筋5,Ω形钢板n形中部31的竖板和Ω形钢板侧板32上均开设有贯穿孔,贯穿钢筋5水平穿过Ω形钢板n形中部31的竖板上的贯穿孔、Ω形钢板侧板32上的贯穿孔,并且贯穿钢筋5的两端与桥面板1内的伸出钢筋搭接。安装好剪力连接件后,需要在剪力连接件上浇筑混凝土,利用Ω形钢板n形中部31的竖板上的贯穿孔、Ω形钢板侧板32上的贯穿孔中的混凝土榫来抵抗纵向剪力,将部分剪力通过贯穿钢筋5传递,起到类似PBL连接件的作用,可增强抗剪抗拔连接件的整体抗剪水平,提高抗剪极限承载力。这里需要说明的是,PBL连接件源自德国Leonhardt等教授首次开发的一种开孔钢板连接件,德文称为Perfobond Leiste (PBL)。PBL连接件是由开孔钢板、混凝土榫以及贯穿钢筋组成的剪力连接件。
具体以某装配式波形钢腹板-钢管组合梁为例,Ω形钢板3沿上翼缘钢板21的长度方向的长度为40cm~50cm,沿端面方向的宽度为40cm~45cm。Ω形钢板n形中部31的水平板沿横断面长度为10cm~20cm,Ω形钢板n形中部31的水平板高度应低于上翼缘钢板21的顶面10cm以上。Ω形钢板底板33沿横断面长度为10cm~15cm。底板连接孔34对称设置在Ω形钢板n形中部31的两侧,每侧的底板连接孔34为一排,每排底板连接孔34为两个,底板连接孔34沿上翼缘钢板21的长度方向的间距为20cm~30cm。底板连接孔34的开孔位置与上翼缘钢板21的连接孔位置对应。
本发明中的Ω形钢板侧板32主要承受剪力作用,达到抗剪目的。Ω形钢板n形中部31的水平板主要承受抗拔作用。本发明采用螺栓连接的方式替代传统的焊接连接,由于螺栓连接件具有耐疲劳、安装拆卸方便等优点,可以避免常规焊钉焊接之后由于工艺问题存在的残余应力,同时实现可拆卸目的。本发明为了便于在整个剪力连接件中浇筑混凝土,在Ω形钢板n形中部31的水平板上开设有贯穿孔,便于在Ω形钢板n形中部31的通道内浇筑混凝土。
如图6和图7所示,螺栓4包括螺杆41和套筒42。螺杆41穿过上翼缘钢板21后与螺母6连接,进而将Ω形钢板底板33与上翼缘钢板21连接。螺杆41的顶部高于Ω形钢板底板33的顶部,螺杆41的底部低于主梁2的上翼缘钢板21的底板。套筒42连接在Ω形钢板底板33顶部的螺杆41外部,套筒42的顶部设有凸台7。凸台7为环绕套筒42设置的圆环形结构,凸台7向外延伸的长度为1cm~2cm。
螺杆41为一体成型构件,具体参见图7,螺杆41从上至下依次包括第一螺杆段411、第二螺杆段412和第三螺杆段413,第一螺杆段411的外壁设有与套筒42内壁配合的螺纹,第二螺杆段412的上下两部分分别与底板连接孔34、主梁2的连接孔贴合设置,第三螺杆段413的外壁设有与螺母6配合的螺纹。
在一个优选的实施方式中,第二螺杆段412包括贴合设置在底板连接孔34内的第二螺杆段中部圆柱段4122、以及贴合设置在主梁2的连接孔内的第二螺杆段倒圆台段4123和第二螺杆段下部圆柱段4124,第二螺杆段中部圆柱段4122的直径大于第一螺杆段411的直径并且第二螺杆段中部圆柱段4122的顶部与Ω形钢板底板33的顶部平齐。通过设置第二螺杆段倒圆台段4123和第二螺杆段下部圆柱段4124,可降低连接处的初始滑移,增大螺杆41与上翼缘钢板21的抗剪切面积,提高连接处的抗剪刚度。
在一个更加优选的实施方式中,第二螺杆段412还包括设置在第二螺杆段中部圆柱段4122顶部的第二螺杆段上部圆柱段4121,第二螺杆段上部圆柱段4121的外壁光滑并与套筒42的底部光滑内壁贴合设置,第二螺杆段上部圆柱段4121的直径等于第二螺杆段中部圆柱段4122的直径。套筒42的内壁分为螺纹段和底部光滑段,第二螺杆段上部圆柱段4121的外壁与套筒42的底部光滑内壁贴合,可使套筒42在拧入螺杆41时贴合紧密,避免产生过拧,提高两者结合精度。拆除受损的预制板单元11后,拧出螺杆41时,可避免螺杆41上的螺纹刺入Ω形钢板底板33的孔壁,造成Ω形钢板3和螺杆41螺纹的损坏。
为了使螺栓4与上翼缘钢板21连接更加牢固,第二螺杆段下部圆柱段4124的底部低于上翼缘钢板21的底部,并且上翼缘钢板21底部的第二螺杆段下部圆柱段4124外部连接有垫片8,以增大螺母6与上翼缘钢板21的接触面积。垫片8为钢制垫片。
具体以某装配式波形钢腹板-钢管组合梁为例,第一螺杆段411、第二螺杆段下部圆柱段4124、第三螺杆段413的直径相同,具体可以选用16mm或20mm。第二螺杆段上部圆柱段4121、第二螺杆段中部圆柱段4122、以及第二螺杆段倒圆台段4123的的顶面直径相同且比第三螺杆段413的直径大6mm以上为宜。螺母6可采用M16、M20的六角螺母,螺母6的规格型号与第三螺杆段413的直径相匹配。具有内螺纹的套筒42部分的壁厚为5mm,内壁光滑的套筒42部分的壁厚为2mm。
上述装配式波形钢腹板-钢管组合梁的悬臂装配施工方法包括以下步骤:
S1、如图8所示,将当前施工节段9与已施工节段10连接:已施工节段10包括主梁2、桥面板1和剪力连接件,其中已施工节段10的主梁2包括矩形钢管混凝土下弦杆23、波形钢腹板22、上翼缘钢板21、上平联24和下平联25,矩形钢管混凝土下弦杆23包括矩形钢管231、连接在矩形钢管231内侧的PBL钢板232以及填充在矩形钢管231内的钢纤维混凝土。当前施工节段9包括主梁2和剪力连接件,其中当前施工节段9的主梁2包括矩形钢管下弦杆、波形钢腹板22、上翼缘钢板21、上平联24和下平联25,剪力连接件包括Ω形钢板3和螺栓4。矩形钢管下弦杆包括矩形钢管231、以及连接在矩形钢管231内侧的PBL钢板232。施工方法具体为:先将当前施工节段9的波形钢腹板22与已施工节段10的波形钢腹板22螺栓连接,将当前施工节段9的PBL钢板232与已施工节段10的PBL钢板232搭接后螺栓连接,将当前施工节段9的下平联25与已施工节段10的下平联25螺栓连接。然后依次将当前施工节段9的波形钢腹板22与已施工节段10的波形钢腹板22焊接、将当前施工节段9的上翼缘钢板21与已施工节段10的上翼缘钢板21焊接、将当前施工节段9的下平联25与已施工节段10的下平联25焊接,最后将当前施工节段9的矩形钢管下弦杆与已施工节段10的矩形钢管下弦杆焊接。
当前施工节段9的剪力连接件的安装方法包括以下步骤:
S11、将套筒42拧入螺杆41的上部。
S12、将底板连接孔34与上翼缘钢板21的连接孔轴线对齐,将螺杆41穿过底板连接孔34和上翼缘钢板21的连接孔,此时套筒42的底端与Ω形钢板底板33的顶面对齐。
S13、将垫片8紧贴上翼缘钢板21的底部,将螺母6从螺杆41的下部拧入,使得Ω形钢板3与上翼缘钢板21紧密连接。
S2、如图9所示,往当前施工节段9的矩形钢管下弦杆内浇筑钢纤维混凝土(图中未示出),同时在当前施工节段9的上翼缘钢板21顶部安装预制板单元11。
S3、将贯穿钢筋5水平穿过Ω形钢板n形中部31的竖板上的贯穿孔、Ω形钢板侧板32上的贯穿孔,并且将贯穿钢筋5的两端与预制板单元11内的伸出钢筋搭接形成钢筋网。
S4、往预制板单元11的槽口12内、以及当前施工节段9与已施工节段10之间的横向湿接缝内浇筑混凝土,完成当前施工节段9与桥面板1的组合。
S5、在当前施工节段9的矩形钢管下弦杆内的钢纤维混凝土、桥面板1的现浇混凝土养护期间,吊装下一节主梁2,如图10所示。在混凝土达到设计强度后,前移节段对接的临时工作平台,进行下一节段波形钢腹板-钢管主梁的吊装对接。
运营期间需要更换损伤的预制板单元11时,切除损伤的预制板单元11部分,将剪力连接件中的螺母6拧出,即可顶出受损的预制板单元11,实现上翼缘钢板21与受损的预制板单元11的快速分离。如果剪力连接件中的螺杆41、螺母6和垫片8未受损,将套筒42、Ω形钢板3留在混凝土内,可拧出螺杆41,则螺杆41、螺母6和垫片8可重复利用,在后期维护修复的过程中更加经济便利。
以上的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种装配式波形钢腹板-钢管组合梁,其特征在于,包括:
主梁(2);
桥面板(1),连接在主梁(2)的顶部,所述桥面板(1)由多块预制板单元(11)拼接而成,多块预制板单元(11)沿主梁(2)的长度方向间隔设置,相邻的预制板单元(11)之间设有湿接缝混凝土,与主梁(2)连接的预制板单元(11)的上下表面之间贯通开设有槽口(12);
剪力连接件,连接在槽口(12)内的主梁(2)顶部,所述槽口(12)内浇筑有现浇混凝土。
2.根据权利要求1所述的装配式波形钢腹板-钢管组合梁,其特征在于,所述剪力连接件包括:
Ω形钢板(3),包括Ω形钢板n形中部(31)、连接在Ω形钢板n形中部(31)的底部外侧的Ω形钢板底板(33)以及连接在Ω形钢板底板(33)外侧的Ω形钢板侧板(32),所述Ω形钢板底板(33)上开设有底板连接孔(34);
螺栓(4),穿过所述底板连接孔(34)并与主梁(2)连接。
3.根据权利要求2所述的装配式波形钢腹板-钢管组合梁,其特征在于,所述螺栓(4)包括:
螺杆(41),穿过主梁(2)后与螺母(6)连接,进而将Ω形钢板底板(33)与主梁(2)连接;
套筒(42),连接在Ω形钢板底板(33)顶部的螺杆(41)外部,所述套筒(42)的顶部设有凸台(7)。
4.根据权利要求3所述的装配式波形钢腹板-钢管组合梁,其特征在于,所述螺杆(41)为一体成型构件,所述螺杆(41)从上至下依次包括第一螺杆段(411)、第二螺杆段(412)和第三螺杆段(413),所述第一螺杆段(411)的外壁设有与套筒(42)内壁配合的螺纹,所述第二螺杆段(412)的上下两部分分别与底板连接孔(34)、主梁(2)的连接孔贴合设置,所述第三螺杆段(413)的外壁设有与螺母(6)配合的螺纹。
5.根据权利要求4所述的装配式波形钢腹板-钢管组合梁,其特征在于,所述第二螺杆段(412)包括贴合设置在底板连接孔(34)内的第二螺杆段中部圆柱段(4122)、以及贴合设置在主梁(2)的连接孔内的第二螺杆段倒圆台段(4123)和第二螺杆段下部圆柱段(4124),所述第二螺杆段中部圆柱段(4122)的直径大于第一螺杆段(411)的直径并且第二螺杆段中部圆柱段(4122)的顶部与Ω形钢板底板(33)的顶部平齐。
6.根据权利要求5所述的装配式波形钢腹板-钢管组合梁,其特征在于,所述第二螺杆段(412)还包括设置在第二螺杆段中部圆柱段(4122)顶部的第二螺杆段上部圆柱段(4121),所述第二螺杆段上部圆柱段(4121)的外壁光滑并与套筒(42)的底部光滑内壁贴合设置,所述第二螺杆段上部圆柱段(4121)的直径等于第二螺杆段中部圆柱段(4122)的直径。
7.根据权利要求2所述的装配式波形钢腹板-钢管组合梁,其特征在于,所述剪力连接件还包括贯穿钢筋(5),所述Ω形钢板n形中部(31)的竖板和Ω形钢板侧板(32)上均开设有贯穿孔,贯穿钢筋(5)水平穿过Ω形钢板n形中部(31)的竖板上的贯穿孔、Ω形钢板侧板(32)上的贯穿孔,并且贯穿钢筋(5)的两端与桥面板(1)内的伸出钢筋搭接。
8.根据权利要求1所述的装配式波形钢腹板-钢管组合梁,其特征在于,所述主梁(2)包括矩形钢管混凝土下弦杆(23)、波形钢腹板(22)、上翼缘钢板(21)、上平联(24)和下平联(25),所述矩形钢管混凝土下弦杆(23)包括矩形钢管(231)、连接在矩形钢管(231)内侧的PBL钢板(232)以及填充在矩形钢管(231)内的钢纤维混凝土。
9.一种如权利要求1-8任意一项所述的装配式波形钢腹板-钢管组合梁的悬臂装配施工方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、将当前施工节段(9)与已施工节段(10)连接:所述当前施工节段(9)包括主梁(2)和剪力连接件,其中当前施工节段(9)的主梁(2)包括矩形钢管下弦杆、波形钢腹板(22)、上翼缘钢板(21)、上平联(24)和下平联(25),所述剪力连接件包括Ω形钢板(3)和螺栓(4);
S2、往当前施工节段(9)的矩形钢管下弦杆内浇筑钢纤维混凝土,同时在当前施工节段(9)的主梁(2)顶部安装预制板单元(11);
S3、将贯穿钢筋(5)水平穿过Ω形钢板n形中部(31)的竖板上的贯穿孔、Ω形钢板侧板(32)上的贯穿孔,并且将贯穿钢筋(5)的两端与预制板单元(11)内的伸出钢筋搭接形成钢筋网;
S4、往预制板单元(11)的槽口(12)内、以及当前施工节段(9)与已施工节段(10)之间的横向湿接缝内浇筑混凝土,完成当前施工节段(9)与预制板单元(11)的组合;
S5、在当前施工节段(9)的矩形钢管下弦杆内的钢纤维混凝土、预制板单元(11)的槽口(12)内的混凝土养护期间,吊装下一节主梁(2)。
10.根据权利要求9所述的装配式波形钢腹板-钢管组合梁的悬臂装配施工方法,其特征在于,S1中所述当前施工节段(9)的剪力连接件的安装方法包括以下步骤:
S11、将套筒(42)拧入螺杆(41)的上部;
S12、将底板连接孔(34)与主梁(2)的连接孔轴线对齐,将螺杆(41)穿过底板连接孔(34)和主梁(2)的连接孔,此时套筒(42)的底端与Ω形钢板底板(33)的顶面对齐;
S13、将螺母(6)从螺杆(41)的下部拧入,使得Ω形钢板(3)与主梁(2)紧密连接。
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