CN117211149A - 一种钢混结构式先简支后连续组合梁及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种钢混结构式先简支后连续组合梁及其施工方法，涉及钢混结构梁的技术领域，其包括钢管柱，沿所述组合梁的走向设有多个；连接梁，设置在钢管柱的顶端；牛腿，连接连接梁，沿所述组合梁的走向向远离连接梁的方向延伸，外侧壁上固定连接有多个锚固件；现浇梁，连接在相邻两个连接梁之间；所述牛腿嵌设在现浇梁中，牛腿的长度大于跨间现浇梁的负弯矩长度；所述牛腿穿设在连接梁内，两端从连接梁两侧穿出；所述牛腿穿设在连接梁内，两端从连接梁两侧穿出。本申请具有提高施工效率，简化施工工艺的效果。

Description

一种钢混结构式先简支后连续组合梁及其施工方法

技术领域

本申请涉及钢混结构梁的技术领域，尤其是涉及一种钢混结构式先简支后连续组合梁及其施工方法。

背景技术

先简支后连续梁结合了连续梁和预制梁批量生产的优点，因此得到了广泛的应用和发展。运用该种梁建桥是先在预制场将简支梁预制后，经移运吊放到墩台顶的临时支座上，接着完成浇筑梁间湿接缝混凝土、张拉梁顶湿接缝处的负弯矩预应力等工序，随后拆除临时支座，将连续梁落在永久支座上完成由简支变连续的体系转换。

目前先简支后连续梁负弯矩区大多采用后张拉梁体内钢束来施加预应力的技术，即在预制梁内预埋预应力钢束管道，待预制梁间湿接缝达到设计强度，再张拉顶板预应力钢束并锚固于预制梁，通过预应力束克服混凝土开裂问题。

针对上述中的相关技术，发明人发现，由于预制梁中设有预应力束，故制作预制梁时有穿束、接束、张拉、灌浆等步骤，步骤复杂且工艺繁琐，这就导致了先简支后连续梁的施工效率较低，工期较长。

发明内容

为了提高施工效率，简化施工工艺，本申请提供一种钢混结构式先简支后连续组合梁及其施工方法。

第一方面，本申请提供的一种钢混结构式先简支后连续组合梁及其施工方法采用如下的技术方案：

一种钢混结构式先简支后连续组合梁，包括：

钢管柱，沿所述组合梁的走向设有多个；

连接梁，设置在钢管柱的顶端；

牛腿，连接连接梁，沿所述组合梁的走向向远离连接梁的方向延伸，外侧壁上固定连接有多个锚固件；

现浇梁，连接在相邻两个连接梁之间；

所述牛腿嵌设在现浇梁中，牛腿的长度大于跨间现浇梁的负弯矩长度。

通过采用上述技术方案，牛腿的长度大于跨间现浇梁的跨间负弯矩长度，可以使梁体在由简支转连续梁后，由牛腿承担对应的负弯矩，避免了现浇梁混凝土的直接受拉，故无需在连续梁中增加预应力筋，与现有的先简支后连续梁体系相比，该方法简化了混凝土梁与钢管柱的连接形式及张拉预应力的过程，其梁结构以及简支转连续施工工艺都更加简单，提高了施工效率，极大的缩短了施工工期；锚固件用在牛腿上是用来连接现浇梁的，锚固件嵌设在现浇梁中，起到了增大连接面积的作用，增强了牛腿与现浇梁接触面抗剪强度，使牛腿与现浇梁表层更加牢固结合，能更好地共同受力。

可选的，所述牛腿穿设在连接梁内，两端从连接梁两侧穿出。

通过采用上述技术方案，从连续梁两侧伸出的牛腿由一根牛腿穿设在连接梁内形成，可以使牛腿与连接梁之间的连接更简便，同时牛腿的整体性也更好，能更均匀地向连接梁传递荷载。

可选的，所述连接梁的内底壁上设有铰支座，所述牛腿与铰支座铰接。

通过采用上述技术方案，在浇筑现浇梁之前可以调节牛腿的水平角度，使牛腿可以更好地适用于不同斜度和走向的组合梁，增加牛腿的适用范围。

可选的，所述连接梁内底壁上螺纹连接有多个与牛腿抵接的调平螺栓。

通过采用上述技术方案，调平螺栓支撑牛腿，通过调整调平螺栓可以改变牛腿的水平角度，同时调平螺栓也作为承重件将一部分牛腿的荷载传递到下方的连接梁上。

可选的，所述连接梁内顶壁上螺纹连接有多个与牛腿抵接的压紧螺栓。

通过采用上述技术方案，压紧螺栓能将牛腿压紧，锁定牛腿的位置，使牛腿不易在浇筑现浇梁时出现错位的情况，在后期浇筑连接梁顶端的混凝土时也可以起到增大连接梁与混凝土传力面积的功能。

可选的，所述连接梁上设有多个供牛腿穿过的腔室，相邻腔室的侧壁之间设有加强肋板。

通过采用上述技术方案，设置多个牛腿可以更好地承担组合梁的负弯矩，受力更加均匀，也可以增加组合梁的宽度。

可选的，所述现浇梁内设有通长纵筋，所述连接梁上固定连接有供通长纵筋穿设的定位环。

通过采用上述技术方案，定位环可以对通长纵筋起到定位作用，同时通长纵筋与定位环连接的部位可以不绑扎绑丝，提高了通长纵筋的绑扎效率，缩短了施工工期。

可选的，所述现浇梁内设有跨间纵筋，所述连接梁上固定连接有供跨间纵筋连接的螺纹套筒。

通过采用上述技术方案，非通长的跨间纵筋与螺纹套筒连接较为便捷，提高了施工效率。

可选的，所述锚固件是栓钉或螺杆中的任意一种。

通过采用上述技术方案，栓钉和螺杆均能实现锚固件所需的锚固功能。

第二方面，本申请提供的一种钢混结构式先简支后连续组合梁的施工方法采用如下的技术方案：

一种钢混结构式先简支后连续组合梁的施工方法，包括以下步骤：

S1：将连接梁安装在钢管柱上；

S2：将牛腿穿入连接梁中并找正位置；

S3：在相邻连接梁之间安装混凝土模板底板，绑扎钢筋，再安装混凝土模板侧板，浇筑现浇梁，养护混凝土至完全固化；

S4：拆除混凝土模板。

通过采用上述技术方案，在施工过程中，免除了预应力束的使用，节省了预应力束所需的穿束、接束、张拉、灌浆等步骤，使梁结构以及简支转连续施工工艺都更加简单，极大地缩短了施工工期。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.牛腿的长度大于跨间现浇梁的跨间负弯矩长度，可以使组合梁在由简支转连续梁后，由牛腿承担对应的负弯矩，避免了现浇梁混凝土的直接受拉，故无需在连续梁中增加预应力筋，与现有的先简支后连续梁体系相比，该方法简化了混凝土梁与钢管柱的连接形式及张拉预应力的过程，其梁结构以及简支转连续施工工艺都更加简单，提高了施工效率，极大的缩短了施工工；

2.锚固件用在牛腿上是用来连接现浇梁的，锚固件嵌设在现浇梁中，起到了增大连接面积的作用，增强了牛腿与现浇梁接触面抗剪强度，使牛腿与现浇梁表层更加牢固结合，能更好地共同受力；

3.从连续梁两侧伸出的牛腿由一根牛腿穿设在连接梁内形成，可以使牛腿与连接梁之间的连接更简便，同时牛腿的整体性也更好，能更均匀地向连接梁传递荷载；

4.在浇筑现浇梁之前可以调节牛腿的水平角度，使牛腿可以更好地适用于不同斜度和走向的组合梁，增加牛腿的适用范围；

5.调平螺栓支撑牛腿，通过调整调平螺栓可以改变牛腿的水平角度，同时调平螺栓也作为承重件将一部分牛腿的荷载传递到下方的连接梁上。

附图说明

图1是本申请实施例1的整体结构示意图；

图2是本申请实施例1隐藏现浇梁混凝土层后的局部结构示意图；

图3是本申请实施例1连接梁的局部剖面示意图；

图4是本申请实施例2隐藏现浇梁混凝土层后的局部结构示意图；

图中，100、负弯矩段；200、正弯矩段；1、钢管柱；2、连接梁；21、铰支座；22、调平螺栓；23、压紧螺栓；24、腔室；25、加强肋板；26、定位环；27、螺纹套筒；3、牛腿；31、锚固件；4、现浇梁；41、通长纵筋；42、跨间纵筋；5、桥梁支座。

具体实施方式

以下结合附图1-附图4，对本申请作进一步详细说明。

实施例1：

本申请实施例1提出一种钢混结构式先简支后连续组合梁，参照图1-图3，用于桥梁施工，包括钢管柱1、连接梁2、牛腿3、现浇梁4、桥梁支座5以及桥面。钢管柱1为桥墩，设置在地面上；桥梁支座5设置在钢管柱1的顶端；连接梁2设置在桥梁支座5上；牛腿3穿设在连接梁2中；现浇梁4浇筑在各连接梁2之间，多段现浇梁4在连接梁2的顶端连接；桥面铺设在现浇梁4的顶面上。

因为先简支后连续梁桥在施工完成后为连续梁桥状态，在中部的支撑点处会产生负弯矩段100，其余为正弯矩段200，负弯矩段100对应的混凝土梁顶端受拉，正弯矩段200混凝土梁底端受拉。因为混凝土的抗拉能力较弱，为防止混凝土受拉损坏，所以常规施工方式是在混凝土梁中顶部设置预张拉钢束，通过预张拉钢束给混凝土梁的顶端混凝土一个受压的预应力，减少混凝土顶端受拉的情况。本申请牛腿3的长度大于现浇梁4上的负弯矩段100长度，现浇梁4的负弯矩由牛腿3承受，替代了现浇梁4的混凝土直接受拉，故无需在连续梁中增加预应力筋，与现有的先简支后连续梁体系相比，该方法简化了混凝土梁与钢管柱1的连接形式及张拉预应力的过程，其梁结构以及简支转连续施工工艺都更加简单，提高了施工效率，极大的缩短了施工工。

钢管柱1设置在地面上，作为桥墩支撑上部结构。桥梁支座5螺栓连接在钢管柱1的顶端，可根据桥梁的跨度来进行选择，中小跨度的公路桥一般采用板式橡胶支座；大跨度的连续梁桥一般采用盆式橡胶支座，本申请采用盆式橡胶支座。

连接梁2螺栓连接在桥梁支座5的顶端，每个连接梁2对应设有两组钢管柱1和桥梁支座5的组合，两个钢管桩之间可以焊接工字钢等型材来增强整体支撑稳定性。连接梁2的纵截面为空心T形，中部设有多个竖直的支撑板，并在两侧形成两个矩形的腔室24供牛腿3安装。两个腔室24的侧壁之间焊接有加强肋板25，加强肋板25的纵截面为V形，将连接梁2两个腔室24之间的空间分隔为多个三角形截面空间，用于增强连接梁2的整体强度。连接梁2腔室24的内底壁上焊接有铰支座21，用于铰接牛腿3。连接梁2的顶端焊接有多个定位环26，定位环26用于供现浇梁4内设置的通长纵筋41穿过，既能起到定位的作用，也可以减少绑丝的使用，提高了通长纵筋41的绑扎效率。连接梁2内还焊接有螺纹套筒27，用于连接现浇梁4内设置的跨间纵筋42。

牛腿3穿设在腔室24内，两端沿桥梁延伸方向穿出连接梁2，与铰支座21铰接。牛腿3在两个腔室24内各设有一个，可以增强承载能力，提高桥梁整体强度。连接梁2两侧的牛腿3采用通长设置，相比在连接梁2两端焊接牛腿3，可以使牛腿3整体受力更均匀，同时减少焊接作业，提高施工效率。本申请实施例中牛腿3为工字钢，牛腿3的翼板和腹板上焊接有多个锚固件31，锚固件31在牛腿3上用来连接现浇梁4，锚固件31嵌设在现浇梁4中，起到了增大连接面积的作用，增强了牛腿3与现浇梁4接触面抗剪强度，使牛腿3与现浇梁4表层更加牢固结合，能更好地共同受力。锚固件31可以是栓钉或螺杆中的一种，本申请实施例中锚固件31为栓钉，均匀间隔焊接在牛腿3上。

连接梁2的底壁上螺纹连接有调平螺栓22，调平螺栓22的螺纹端向上穿入腔室24中，对牛腿3进行支撑。调平螺栓22在牛腿3铰接轴的两侧均设置有多个，通过旋拧调平螺栓22就能将牛腿3调节成不同角度并进行支撑，使牛腿3可以适应桥梁的走向，增加适用范围，同时调平螺栓22也作为承重件将一部分牛腿3的荷载传递到下方的连接梁2上。连接梁2的顶壁上螺纹连接有压紧螺栓23，压紧螺栓23的螺纹端向下穿如腔室24中抵接牛腿3的顶端。调平螺栓22与压紧螺栓23共同将牛腿3的位置在连接梁2内固定，后期在浇筑现浇梁4时，可以使牛腿3不宜偏离位置。

本申请实施例1用在桥梁上的施工方法步骤如下：

将连接梁2与牛腿3装进行装配，穿入铰接轴使牛腿3与连接梁2铰接。

根据预定位置安装钢管柱1，保证钢管柱1的垂直度，搭设施工平台。在钢管柱1顶端设置砂筒支座，每个钢管柱1顶端设置四个砂筒支座，确保各砂筒支座的支撑面齐平。

使用吊车将连接梁2与牛腿3的整体吊起，找正连接梁2安装位置后，吊装至砂筒支座上，根据桥梁的走向调整调节螺栓支撑牛腿3，支撑完毕后旋紧压紧螺栓23，压紧螺栓23与支撑螺栓共同将牛腿3固定牢固。

在跨间搭设临时支撑架，安装现浇梁4的混凝土模板底板，将通长纵筋41穿过定位环26安装在连接梁2上，跨间纵筋42通过螺纹套筒27安装在连接梁2上，绑扎其余钢筋，再安装现浇梁4的混凝土模板侧板，浇筑现浇梁4，混凝土同时灌入连接梁2内部，填充牛腿3与连接梁2之间的空隙，顶端混凝土覆盖连接梁2的顶端。

养护现浇梁4的混凝土，直至完全固化。

拆除混凝土模板和临时支撑架，在各钢管柱1顶端安装桥梁支座5。

逐步掏出各砂筒内的砂子，掏出各砂筒内砂子的量要均匀，使砂筒逐渐卸架将连接梁2落在桥梁支座5上，安装螺栓连接桥梁支座5和连接梁2。

铺设桥面，安装排水管道和护栏设施，完成桥梁施工。

实施例2：

参照图4，本申请实施例2与实施例1的不同之处在于，连接梁2对应只设有一根钢管柱1，且连接梁2与钢管柱1为焊接；连接梁2纵截面为空心矩形，只设有一个腔室24，腔室24内设置一个牛腿3；本申请实施例2既可用于桥梁，也可用于其它建筑物。

本申请实施例2还提出一种钢混结构式先简支后连续组合梁的施工方法，包括以下步骤：

根据预定位置安装钢管柱1，保证钢管柱1的垂直度，搭设施工平台。

将连接梁2吊装至钢管柱1顶端，找正方向后做临时支撑，将连接梁2焊接在钢管柱1顶端。

将牛腿3吊装，穿入连接梁2中并找正位置，装入铰接轴使牛腿3与连接梁2铰接。

根据组合梁的走向调整调节螺栓支撑牛腿3，支撑完毕后旋紧压紧螺栓23，压紧螺栓23与支撑螺栓共同将牛腿3固定牢固。

在相邻钢管柱1之间搭设临时支撑架，安装现浇梁4的混凝土模板底板，将通长纵筋41穿过定位环26安装在连接梁2上，跨间纵筋42通过螺纹套筒27安装在连接梁2上，绑扎其余钢筋，再安装现浇梁4的混凝土模板侧板，浇筑现浇梁4，混凝土同时灌入连接梁2内部，填充牛腿3与连接梁2之间的空隙，顶端混凝土覆盖连接梁2的顶端。

养护现浇梁4的混凝土，直至完全固化，完成施工。

本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，其中相同的零部件用相同的附图标记表示。故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种钢混结构式先简支后连续组合梁，其特征在于，包括：

钢管柱（1），沿所述组合梁的走向设有多个；

连接梁（2），设置在钢管柱（1）的顶端；

牛腿（3），连接连接梁（2），沿所述组合梁的走向向远离连接梁（2）的方向延伸，外侧壁上固定连接有多个锚固件（31）；

现浇梁（4），连接在相邻两个连接梁（2）之间；

所述牛腿（3）嵌设在现浇梁（4）中，牛腿（3）的长度大于跨间现浇梁（4）的负弯矩长度。

2.根据权利要求1所述的一种钢混结构式先简支后连续组合梁，其特征在于，所述牛腿（3）穿设在连接梁（2）内，两端从连接梁（2）两侧穿出。

3.根据权利要求2所述的一种钢混结构式先简支后连续组合梁，其特征在于，所述连接梁（2）的内底壁上设有铰支座（21），所述牛腿（3）与铰支座（21）铰接。

4.根据权利要求3所述的一种钢混结构式先简支后连续组合梁，其特征在于，所述连接梁（2）内底壁上螺纹连接有多个与牛腿（3）抵接的调平螺栓（22）。

5.根据权利要求4所述的一种钢混结构式先简支后连续组合梁，其特征在于，所述连接梁（2）内顶壁上螺纹连接有多个与牛腿（3）抵接的压紧螺栓（23）。

6.根据权利要求1所述的一种钢混结构式先简支后连续组合梁，其特征在于，所述现浇梁（4）内设有通长纵筋（41），所述连接梁（2）上固定连接有供通长纵筋（41）穿设的定位环（26）。

7.根据权利要求6所述的一种钢混结构式先简支后连续组合梁，其特征在于，所述现浇梁（4）内设有跨间纵筋（42），所述连接梁（2）上固定连接有供跨间纵筋（42）连接的螺纹套筒（27）。

8.根据权利要求1所述的一种钢混结构式先简支后连续组合梁，其特征在于，所述锚固件（31）是栓钉或螺杆中的任意一种。

9.根据权利要求2所述的一种钢混结构式先简支后连续组合梁，其特征在于，所述连接梁（2）上设有多个供牛腿（3）穿过的腔室（24），相邻腔室（24）的侧壁之间设有加强肋板（25）。

10.如权利要求1-8中任意一项中所述一种钢混结构式先简支后连续组合梁的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将连接梁（2）安装在钢管柱（1）上；

S2：将牛腿（3）穿入连接梁（2）中并找正位置；

S3：在相邻连接梁（2）之间安装混凝土模板底板，绑扎钢筋，再安装混凝土模板侧板，浇筑现浇梁（4），养护混凝土至完全固化；

S4：拆除混凝土模板。