CN211079898U - 一种钢-混凝土组合梁桥新型接缝结构 - Google Patents

Abstract

一种钢‑混凝土组合梁桥新型接缝结构，钢梁上翼缘上表面上通过焊接工艺设置抗剪连接件，限制定位装置通过粘结或者焊接的方式设置于钢梁上翼缘上表面的所有边缘处，与钢梁上翼缘上表面之间形成开口空腔；左预制混凝土板、中预制混凝土板和右预制混凝土板均为工厂预制而成，在拼装时，位于钢梁的上部，与设置有限制定位装置和抗剪连接件的钢梁连接成型，左预制混凝土板、中预制混凝土板和右预制混凝土板以及钢梁之间形成接缝轮廓，上部纵向钢筋、下部纵向钢筋设置于接缝轮廓内，在接缝轮廓中灌注环氧砂浆，形成接缝结构。本实用新型可以提高组合梁桥的耐久性、钢和混凝土之间的抗剪性能以及制作处接缝的承载力。

Description

一种钢-混凝土组合梁桥新型接缝结构

技术领域

本实用新型涉及桥梁工程的建筑细部及其构造和施工领域，尤其是一种钢-混凝土组合梁桥新型接缝结构。

背景技术

近年来，随着我国经济的发展，国家越来越重视组合结构的研发和推广，钢-混凝土组合梁桥作为一种结构新颖、受力性能优异的结构体系被广泛应用要实际工程中。钢-混凝土组合梁桥通过在下部的钢梁和上部的混凝土翼缘板混凝土板之间设置剪力连接件以抵抗两者在交界面处的掀起及相对滑移，使两者成为一个整体而共同工作，钢板和砼桥面板组合后的力学性能、整体性能、抗震性能均超过了材料各自的性能，钢材和钢筋混凝土材料有机结合在一起，可以弥补各自材料的缺点。钢主梁和混凝土桥面板均在工厂内集中预制，运输至施工现场进行拼装，然后浇筑结构接缝以形成整体结构及连续体系。为减小钢混组合梁预制件的吊装重量和便于运输，装配式钢混组合梁桥一般在相邻两主梁中间处桥面板上设置纵向接缝，预制构件拼装完成后浇筑接缝混凝土形成整体。目前，常用的桥面板纵缝连接构造多采用预制桥面板外伸钢筋加浇筑与预制桥面板同标号的混凝土的方式，存在较多的安全隐患：(1)预制桥面板外伸钢筋仅绑扎或不处理时，接缝的可靠性大大降低，若采用焊接工艺，则现场焊接工作量巨大，且受现场施工环境影响较大；(2)传统接缝工艺在对接的混凝土板之间填充同标号的混凝土，预制钢筋和混凝土共同受力，一般情况下，接缝新旧混凝土处会的剪力和负弯矩往往较大，新旧混凝土长期处在往复荷载作用下，容易出现相互之间的剥离的情况；(3)传统接缝工艺在接缝段处往往不设置纵向分布构造钢筋，在车辆荷载作用下，钢梁上部接缝处的上部和下部回应为往复压荷载的作用下，预制钢筋出现面内和面外弯曲，使局部出现压溃现象，该种损坏对钢-混凝土组合梁的正常服役会造成致命性的影响，桥梁耐久性不能得到保证；(4)传统接缝工艺的抗剪连接件一般通过焊接的方式连接于钢梁上，当接缝完成后，在外荷载的作用下，混凝土和钢梁很容易发生剥离，位于钢梁和混凝土界面上为抗剪连接件和钢梁的焊接部分，在外荷载和外界潮湿环境的作用下，容易出现腐蚀疲劳破坏，从而降低钢梁和混凝土板之间的连接可靠度；(5)我国《钢-混凝土组合桥梁设计规范GB50917-2013》中明确规定“当桥面板使用预制钢筋混凝土桥面板时，应采用措施使预制板与钢梁间密贴，满足防水要求”，同时《公路钢混组合桥梁设计与施工规范JTG/T D64-01-2015》中关于钢混接触面耐久性设计中也规定“应从混凝土配置、构造要求以及施工工艺等方面防止接触面脱空”，而传统工艺的接缝在往复荷载的作用下，钢梁和混凝土板之间时无法达到紧密不脱空的要求。

发明内容

为了克服已有上述可能出现的问题，本实用新型提出一种钢-混凝土组合梁桥新型接缝结构，其改进了传统接缝处的结构形式，可以提高组合梁桥的耐久性、钢和混凝土之间的抗剪性能以及制作处接缝的承载力，使钢梁和混凝土板组成一个有机的整体，可以应用于各种组合梁桥的连接工序中。

本实用新型解决技术问题采用的技术方案是，

一种钢-混凝土组合梁桥新型接缝结构，包括钢梁、左预制混凝土板、中预制混凝土板、右预制混凝土板、上部纵向钢筋、下部纵向钢筋、环氧砂浆、抗剪连接件、限制定位装置和混凝土材料以及构造材料。

所述钢梁上翼缘上表面上通过焊接工艺设置抗剪连接件，所述限制定位装置通过粘结或者焊接的方式设置于钢梁上翼缘上表面的所有边缘处，与所述钢梁上翼缘上表面之间形成开口空腔；所述左预制混凝土板、中预制混凝土板和右预制混凝土板均为工厂预制而成，在拼装时，位于所述钢梁的上部，与设置有所述限制定位装置和所述抗剪连接件的钢梁连接成型，左预制混凝土板、中预制混凝土板和右预制混凝土板以及钢梁之间形成接缝轮廓，所述上部纵向钢筋、下部纵向钢筋设置于接缝轮廓内，在所述接缝轮廓中灌注所述环氧砂浆，形成接缝结构。

进一步，所述为左预制混凝土板位于结构的左侧和钢梁的上部，包括所述混凝土材料、上部纵向钢筋一、上部横向钢筋一、下部纵向钢筋一、下部横向钢筋一、左横向连接钢筋和下部纵向钢筋以及左连接构造。

再进一步，所述上部纵向钢筋一、上部横向钢筋一、下部纵向钢筋一、下部横向钢筋一、左横向连接钢筋和下部纵向钢筋通过绑扎工艺形成所述左预制混凝土板的钢筋笼骨架；

优先的；上部纵向钢筋一、上部横向钢筋一、下部纵向钢筋一、下部横向钢筋一、左横向连接钢筋和下部纵向钢筋优先采用高强度钢筋材料；

进一步，所述左横向连接钢筋外露于左预制混凝土板，呈半长环型；

进一步，所述左连接构造包括左连接长构造和左连接短构造，所述左连接长构造和左连接短构造在平面图上形成锯齿形状；

优先的，所述左连接长构造伸出长度与所述左横向连接钢筋外伸长度宜相同，所述左连接短构造外伸最远端与最近的所述下部纵向钢筋的距离不应小于15mm；

进一步，所述下部纵向钢筋设置于所述左连接构造的左连接长构造内，在与所述左连接段构造长度方向暴露在外。

所述中预制混凝土板包括：混凝土材料、上部纵向钢筋二、上部横向钢筋二、下部纵向钢筋二、下部横向钢筋二、中横向连接钢筋一、中横向连接钢筋二、中连接长构造一、中连接构造二和下部纵向钢筋；

进一步，所述上部纵向钢筋二、上部横向钢筋二、下部纵向钢筋二、中横向连接钢筋二、下部横向钢筋二、中横向连接钢筋一和下部纵向钢筋通过绑扎工艺形成所述中预制混凝土板的钢筋笼骨架；

进一步，所述中预制混凝土板右侧构造与所述左预制混凝土板构造相同，位置分布关系和上述左预制混凝土板的位置分布关系相同，所述中连接构造二的设置要求和形式与所述左连接长构造相同，所述中连接构造二、上部纵向钢筋二、上部横向钢筋二、下部纵向钢筋二、下部横向钢筋二和中横向连接钢筋二以及下部纵向钢筋的布置情况和制作工艺与左连接构造、上部纵向钢筋一、上部横向钢筋一、下部纵向钢筋一、下部横向钢筋一和左横向连接钢筋二以及下部纵向钢筋的布置情况和制作工艺相同；

进一步，所述中预制混凝土板左侧的构造包括混凝土材料、上部纵向钢筋二、上部横向钢筋二、下部纵向钢筋二、下部横向钢筋二、中横向连接钢筋一和中连接长构造一；

优先的，上部纵向钢筋二、上部横向钢筋二、下部纵向钢筋二、下部横向钢筋二、中横向连接钢筋一和下部纵向钢筋优先采用高强度钢筋材料；

进一步，所述中横向连接钢筋一外露于中预制混凝土板22左侧，呈半长环型；

进一步，所述中连接构造一包括中连接长构造一和中连接短构造一，所述中连接长构造一和中连接短构造一在平面图上形成锯齿形状；

优先的，拼装后的中连接长构造一与最近的所述座预制混凝土板下部纵向钢筋52之间的距离为15mm～30mm。

所述右预制混凝土的左侧构造形式与所述中预制混凝土的左侧构造和设置相同。

所述抗剪连接件可以采用栓钉、槽钢、开孔板等构件；所述环氧砂浆根据现场需要进行调配；所述限制定位装置优先采用高分子材料，所述限制定位装置的高度为10mm～30mm；所述混凝土采用C40、C45、C50和C55等牌号。

所述构造材料用于左预制混凝土板、中预制混凝土板、右预制混凝土板预制阶段，将构造材料设置于对应于左预制混凝土板、中预制混凝土板、右预制混凝土板模板中，待混凝土浇筑凝固后，将构造材料撕下，使接缝部位的左预制混凝土板的右侧、中预制混凝土板的两侧、右预制混凝土板的左侧形成凹凸的表面；

优先的，所述构造材料采用高分子材料，厚度为1～2mm，表面呈凹凸状，凹凸的形状优先选用矩形，也可采用圆形或者多边形。

所述钢梁可以采用板焊接而成，也可采用型钢；

优先的，所述钢梁选用耐气候的高性能钢材；

优先的，在所述钢梁和所述环氧砂浆接触的表面应进行除锈和喷砂的工艺，在所述钢梁的其他部位的表面应喷涂防腐涂料和防火涂料。

本实用新型的有益效果主要表现在：

(1)预制混凝土板时，在位于接缝混凝土模板上设置具有凹凸状的构造材料，使接缝处的预制板表面规则凹凸状，配合环氧砂浆超强的抗压、抗剪能力、变形协调能力和抗剥离性能，使接缝处环氧砂浆和预制板之间形成有效的连接，可以防止新旧区块交接处在外荷载作用下出现开裂情况。

(2)接缝处底部预制板设置成锯齿状构造，一方面，一预制板底部纵向钢筋穿过锯齿状长构造，在锯齿状短构造范围内暴露在外，另一预制混凝土板的横向连接钢筋可以和这一预制板的底部纵向钢筋进行绑扎，两块预制板的横向连接钢筋和上部纵向钢筋进行绑扎，配合灌注环氧砂浆，可以提高预制板之间横向连接可靠度，保证预制板之间横向传力的合理性；在灌注环氧砂浆后，可以提高预制板之间的纵向抗剪能力，时预制板之间处出现相对滑移，使结构更加稳固。

(3)钢梁上设置的限制定位装置和钢梁之间新城一个开口腔，预制板假设于限制定位装置之上，灌注环氧砂浆时，环氧砂浆可以填满该开孔强，使钢梁和混凝土预制板之间的连接无间隙。一方面，可以起到防水的效果，防止钢梁上翼缘板上表面与预制板之间出现脱空的情况，避免钢梁上表面和抗剪连接件在潮湿的环境下发生锈蚀，提高钢-混凝土组合梁桥的耐久性；另一方面，钢梁和混凝土之间的这层环氧砂浆可以和抗剪连接件共同工作，为结构抵抗剪力，并且可以缓解抗剪连接件在工作时所受的疲劳损伤。

附图说明

图1为一种钢-混凝土组合梁桥新型接缝结构未装配的正面示意图。

图2为一种钢-混凝土组合梁桥新型接缝结构未浇筑的正面示意图。

图3为一种钢-混凝土组合梁桥新型接缝结构的正面示意图。

图4为一种钢-混凝土组合梁桥新型接缝结构的侧面示意图。

图5为一种钢-混凝土组合梁桥新型接缝结构的A1-A1剖面图。

图6为一种钢-混凝土组合梁桥新型接缝结构的A2-A2剖面图。

图7为一种钢-混凝土组合梁桥新型接缝结构的A3-A3剖面图。

图8为一种钢-混凝土组合梁桥新型接缝结构的C1-C1剖面图。

图9为一种钢-混凝土组合梁桥新型接缝结构的C2-C2剖面图。

图10为一种钢-混凝土组合梁桥新型接缝结构的C3-C3剖面图。

图11为一种钢-混凝土组合梁桥新型接缝结构的D-D剖面图。

图12为一种钢-混凝土组合梁桥新型接缝结构的E-E剖面图。

图13为一种钢-混凝土组合梁桥新型接缝结构爆炸图。

其中，1为钢梁；21为左预制混凝土板；211为上部纵向钢筋一；212为上部横向钢筋一；213为下部纵向钢筋一；214为下部横向钢筋一；22为中预制混凝土板；221为上部纵向钢筋二；222为上部横向钢筋二；223为下部纵向钢筋二；224为下部横向钢筋二；23为右预制混凝土板；3为环氧砂浆；41为左横向连接钢筋；42为中横向连接钢筋一；43为中横向连接钢筋二；44为右横向连接钢筋；51为上部纵向钢筋；52为下部纵向钢筋；6为抗剪连接件；71为左连接构造；711为左连接长构造；712为左连接长短构造；72为中连接构造一；721为中连接长构造一；722为中连接长短构造一；73为中连接构造二；731为中连接长构造二；732为中连接长短构造二；74为右连接构造一；741为右连接长构造一；742为右连接长短构造一；8为限制定位装置；9为混凝土材料；10为构造材料。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。

参照图1～图13，一种钢-混凝土组合梁桥新型接缝结构，包括钢梁1、左预制混凝土板21、上部纵向钢筋一211、上部横向钢筋一212、下部纵向钢筋一213、下部横向钢筋一214、中预制混凝土板22、上部纵向钢筋二221、上部横向钢筋二222、下部纵向钢筋二223、下部横向钢筋二224、右预制混凝土板23、环氧砂浆3、左横向连接钢筋41、中横向连接钢筋一42、中横向连接钢筋二43、右横向连接钢筋44、上部纵向钢筋51、下部纵向钢筋52、抗剪连接件6、左连接构造71、左连接长构造711、左连接长短构造712、中连接构造一72、中连接长构造一721、中连接长短构造一722、中连接构造二73、中连接长构造二731、中连接长短构造二732、右连接构造一74、右连接长构造一741、右连接长短构造一742、限制定位装置8、混凝土材料9和构造材料10。

钢梁1上翼缘上表面上通过焊接工艺设置抗剪连接件6，限制定位装置8通过粘结或者焊接的方式设置于钢梁1上翼缘上表面的所有边缘处，与钢梁1上翼缘上表面之间形成开口空腔；左预制混凝土板21、中预制混凝土板22和右预制混凝土板23均为工厂预制而成，在拼装时，位于钢梁1的上部，与设置有所述限制定位装置8和所述抗剪连接件6的钢梁1连接成型，左预制混凝土板21、中预制混凝土板22和右预制混凝土板23以及钢梁1之间形成接缝轮廓，上部纵向钢筋51、下部纵向钢筋52设置于接缝轮廓内，在所述接缝轮廓中灌注所述环氧砂浆3，形成接缝结构。

所述钢梁1可以采用板焊接而成，也可采用型钢；

优先的，所述钢梁1选用耐气候的高性能钢材；

优先的，在所述钢梁1和所述环氧砂浆3接触的表面应进行除锈和喷砂的工艺，在所述钢梁1的其它部位的表面喷涂防腐涂料和防火涂料。

所述为左预制混凝土板21位于结构的左侧和钢梁1的上部，包括所述混凝土材料9、上部纵向钢筋一211、上部横向钢筋一212、下部纵向钢筋一213、下部横向钢筋一214、左横向连接钢筋41和下部纵向钢筋52以及左连接构造71；

进一步，所述上部纵向钢筋一211、上部横向钢筋一212、下部纵向钢筋一213、下部横向钢筋一214、左横向连接钢筋41和下部纵向钢筋52通过绑扎工艺形成所述左预制混凝土板的钢筋笼骨架；

优先的；上部纵向钢筋一211、上部横向钢筋一212、下部纵向钢筋一213、下部横向钢筋一214、左横向连接钢筋41和下部纵向钢筋52优先采用高强度钢筋材料；

进一步，所述左横向连接钢筋41外露于左预制混凝土板21，呈半长环型；

进一步，所述左连接构造71包括左连接长构造711和左连接短构造712，所述左连接长构造711和左连接短构造712在平面图上形成锯齿形状；

优先的，所述左连接长构造711伸出长度与所述左横向连接钢筋41外伸长度宜相同，所述左连接短构造712外伸最远端与最近的所述下部纵向钢筋52的距离不应小于15mm；

进一步，所述下部纵向钢筋52设置于所述左连接构造71的左连接长构造711内，在与所述左连接短构造712长度方向暴露在外。

所述中预制混凝土板22包括：混凝土材料9、上部纵向钢筋二221、上部横向钢筋二222、下部纵向钢筋二223、下部横向钢筋二224、中横向连接钢筋一42、中横向连接钢筋二43、中连接构造一72、中连接构造二73和下部纵向钢筋52；

进一步，所述上部纵向钢筋二221、上部横向钢筋二222、下部纵向钢筋二223、中横向连接钢筋二43、下部横向钢筋二224、中横向连接钢筋一42和下部纵向钢筋52通过绑扎工艺形成所述中预制混凝土板22的钢筋笼骨架；

进一步，所述中预制混凝土板22右侧构造与所述左预制混凝土板21构造相同，位置分布关系和上述左预制混凝土板21的位置分布关系相同，所述中连接构造二73的设置要求和形式与所述左连接构造71相同，所述中连接构造二73、上部纵向钢筋二221、上部横向钢筋二222、下部纵向钢筋二223、下部横向钢筋二224和中横向连接钢筋二43以及下部纵向钢筋52的布置情况和制作工艺与左连接构造71、上部纵向钢筋一211、上部横向钢筋一212、下部纵向钢筋一213、下部横向钢筋一214和左横向连接钢筋41以及下部纵向钢筋52的布置情况和制作工艺相同；

进一步，所述中预制混凝土板22左侧的构造包括混凝土材料9、上部纵向钢筋二221、上部横向钢筋二222、下部纵向钢筋二223、下部横向钢筋二224、中横向连接钢筋一42和中连接构造一72；

优先的，上部纵向钢筋二221、上部横向钢筋二222、下部纵向钢筋二223、下部横向钢筋二224、中横向连接钢筋一42和下部纵向钢筋52优先采用高强度钢筋材料；

进一步，所述中横向连接钢筋一42外露于中预制混凝土板22左侧，呈半长环型；

进一步，所述中连接构造一72包括中连接长构造一721和中连接短构造一722，所述中连接长构造一721和中连接短构造一722在平面图上形成锯齿形状；

优先的，拼装后的中连接长构造一721与最近的所述座预制混凝土板21下部纵向钢筋52之间的距离为15mm。

所述右预制混凝土23的左侧构造形式与所述中预制混凝土22的左侧构造和设置相同。

所述抗剪连接件6可以采用栓钉形式；所述环氧砂浆3根据现场需要进行调配；所述限制定位装置8优先采用高分子材料，所述限制定位装置8的高度为20mm；所述混凝土9采用C50牌号。

所述构造材料10用于左预制混凝土板21、中预制混凝土板22、右预制混凝土板23预制阶段，将构造材料10设置于对应于左预制混凝土板21、中预制混凝土板22、右预制混凝土板23模板中，待混凝土浇筑凝固后，将构造材料10撕下，使接缝部位的左预制混凝土板21的右侧、中预制混凝土板22的两侧、右预制混凝土板23的左侧形成凹凸的表面；

优先的，所述构造材料9采用高分子材料，厚度为1～2mm，表面呈凹凸状，凹凸的形状优先选用矩形，也可采用圆形或者多边形。

Claims (5)

1.一种钢-混凝土组合梁桥新型接缝结构，其特征在于，所述接缝结构包括钢梁、左预制混凝土板、中预制混凝土板、右预制混凝土板、上部纵向钢筋、下部纵向钢筋、环氧砂浆、抗剪连接件、限制定位装置和混凝土材料以及构造材料；

所述钢梁上翼缘上表面上通过焊接工艺设置抗剪连接件，所述限制定位装置通过粘结或者焊接的方式设置于钢梁上翼缘上表面的所有边缘处，与所述钢梁上翼缘上表面之间形成开口空腔；所述左预制混凝土板、中预制混凝土板和右预制混凝土板均为工厂预制而成，在拼装时，位于所述钢梁的上部，与设置有所述限制定位装置和所述抗剪连接件的钢梁连接成型，左预制混凝土板、中预制混凝土板和右预制混凝土板以及钢梁之间形成接缝轮廓，所述上部纵向钢筋、下部纵向钢筋设置于接缝轮廓内，在所述接缝轮廓中灌注所述环氧砂浆，形成接缝结构。

2.如权利要求1所述的一种钢-混凝土组合梁桥新型接缝结构，其特征在于，所述为左预制混凝土板位于结构的左侧和钢梁的上部，包括混凝土材料、上部纵向钢筋一、上部横向钢筋一、下部纵向钢筋一、下部横向钢筋一、左横向连接钢筋和下部纵向钢筋以及左连接构造；

所述上部纵向钢筋一、上部横向钢筋一、下部纵向钢筋一、下部横向钢筋一、左横向连接钢筋和下部纵向钢筋通过绑扎工艺形成所述左预制混凝土板的钢筋笼骨架；

所述左横向连接钢筋外露于左预制混凝土板，呈半长环型；

所述左连接构造包括左连接长构造和左连接短构造，所述左连接长构造和左连接短构造在平面图上形成锯齿形状；

所述下部纵向钢筋设置于所述左连接构造的左连接长构造内，在与所述左连接段构造长度方向暴露在外。

3.如权利要求2所述的一种钢-混凝土组合梁桥新型接缝结构，其特征在于，所述中预制混凝土板包括：混凝土材料、上部纵向钢筋二、上部横向钢筋二、下部纵向钢筋二、下部横向钢筋二、中横向连接钢筋一、中横向连接钢筋二、中连接长构造一、中连接构造二和下部纵向钢筋；

所述上部纵向钢筋二、上部横向钢筋二、下部纵向钢筋二、中横向连接钢筋二、下部横向钢筋二、中横向连接钢筋一和下部纵向钢筋通过绑扎工艺形成所述中预制混凝土板的钢筋笼骨架；

所述中预制混凝土板右侧构造与所述左预制混凝土板构造相同，位置分布关系和上述左预制混凝土板的位置分布关系相同，所述中连接构造二的设置要求和形式与所述左连接长构造相同，所述中连接构造二、上部纵向钢筋二、上部横向钢筋二、下部纵向钢筋二、下部横向钢筋二和中横向连接钢筋二以及下部纵向钢筋的布置情况和制作工艺与左连接构造、上部纵向钢筋一、上部横向钢筋一、下部纵向钢筋一、下部横向钢筋一和左横向连接钢筋二以及下部纵向钢筋的布置情况和制作工艺相同；

所述中预制混凝土板左侧的构造包括混凝土材料、上部纵向钢筋二、上部横向钢筋二、下部纵向钢筋二、下部横向钢筋二、中横向连接钢筋一和中连接长构造一；

所述中横向连接钢筋一外露于中预制混凝土板左侧，呈半长环型；

所述中连接构造一包括中连接长构造一和中连接短构造一，所述中连接长构造一和中连接短构造一在平面图上形成锯齿形状。

4.如权利要求1或2所述的一种钢-混凝土组合梁桥新型接缝结构，其特征在于，所述右预制混凝土的左侧构造形式与所述中预制混凝土的左侧构造和设置相同。

5.如权利要求1或2所述的一种钢-混凝土组合梁桥新型接缝结构，其特征在于，所述抗剪连接件采用栓钉、槽钢或开孔板。

Images