CN211228038U - 一种轻薄化装配式形钢混组合桥梁结构体系 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种轻薄化装配式形钢混组合桥梁结构体系，属于装配式桥梁建造技术领域。桥墩墩柱底部延伸到基底土层，桥墩墩柱顶部与承接梁连接；承接梁纵向方向上布置两个预应力箱梁，承接梁上端部与预应力箱梁通之间接触处布置减震支座；两个预应力箱梁之间安装波状形钢支撑结构，预应力箱梁及波状形钢支撑结构上侧铺盖预制桥面板；本实用新型的有益效果是：结构体系受力性能好，适用于大跨度桥梁使用，安装快速简便，提高施工效率，预应力箱梁与承接梁连接处布置减震支座及桥腹内布置波状形钢支撑结构，提高了桥体结构整体的受力性和抗震性能，部分构件采用高强度混凝土利于节材降低造价，可拆卸、可更换、可重复利用。

Description

一种轻薄化装配式形钢混组合桥梁结构体系

技术领域

本实用新型提供了一种轻薄化装配式形钢混组合桥梁结构体系，属于装配式桥梁建造技术领域。

背景技术

钢结构桥梁具有质量可靠度高、力学性能明确、抗震性能好、节能环保、可循环使用等性能优势和品质特征。2016年7月，交通部发文《关于推进公路钢结构桥梁建设的指导意见》的出台，对钢桥梁的推广使用具有重要意义，将推动公路桥梁转型升级发展。钢结构桥梁不仅是大跨度桥梁的设计和地震区以及地裂缝地区的最佳上部结构的首选方案，同时也是一种可回收再利用资源的方便材料，便于维修和长效防护涂装。目前现有直线公路钢桥梁主要有大多采用钢箱型梁或钢板梁桥，桥面采用钢桥面板，有些是桥面施工容易，缺点是相对增加用钢量，以及对梁体的工厂标准化制造难度较大，则需要分段分块制造，首先满足运输条件的要求，工地还需要焊接或栓接成整体。需满足现场不同工况的安装架设方法，缺乏有效统一的工艺措施来保证施工质量。多数工地焊缝很难满足设计要求。目前拟寻求一种基于装配式桥梁结构、利用钢混组合技术，可拆卸，对原墩柱或桥梁结构不造成较大影响施工方法就显得十分重要。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种轻薄化装配式形钢混组合桥梁结构体系，能够提高桥体结构整体的受力性和抗震性能，可拆卸、可更换、可重复利用。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种轻薄化装配式形钢混组合桥梁结构体系，包括桥墩墩柱、承接梁、预应力箱梁、减震支座；所述桥墩墩柱底部延伸到基底土层并固定在土层内部，桥墩墩柱顶部与承接梁连接；承接梁的两端上部布置减震支座，减震支座上布置预应力箱梁；两个预应力箱梁之间安装波状形钢支撑结构；波状形钢支撑结构下端部与承接梁连接，预应力箱梁和波状形钢支撑结构的上端部均与预制桥面板连接。

进一步地，所述波状形钢支撑结构包括波状形钢板、钢制垫板、边部波状形钢支柱、中部波状形钢支柱；所述波状形钢板的水平端、波谷、波峰处均安放钢制垫板；波状形钢板的水平端下部布置边部波状形钢支柱；波状形钢板的波峰下部布置中部波状形钢支柱；在水平端处，通过连接螺栓将波状形钢板、钢制垫板、边部波状形钢支柱连接，在波谷处，通过连接螺栓将波状形钢板、钢制垫板连接，在波峰处，通过连接螺栓将波状形钢板、钢制垫板、中部波状形钢支柱连接；所述边部波状形钢支柱和中部波状形钢支柱的底部通过固定螺栓固定在承接梁上。

进一步地，所述桥墩墩柱与承接梁现场浇筑而成；桥墩墩柱等距布置；桥墩墩柱内部布置的墩柱竖向配筋延伸到承接梁内部并与承接梁内部布置的承接梁横向配筋固定在一起；桥墩墩柱内部围绕墩柱竖向配筋布置墩柱环向箍筋；承接梁内部布置横纵分布的承接梁横向配筋和承接梁竖向配筋。

进一步地，所述波状形钢板是型钢钢板通过工厂提前预制的一种形状规则、受力均匀的波状形预制板，由水平端、波谷、波峰组成；所述水平端布置在波状形钢板的左右两端；左右两个水平端之间布置两个波谷和一个波峰；波峰布置在两个波谷中间；水平端、波谷、波峰上均设有预制连接孔。

进一步地，所述钢制垫板为矩形钢板，钢制垫板上预制有连接通孔。

进一步地，所述边部波状形钢支柱由下底板一、边部柱波形腹板、上顶板组成；所述下底板一布置在边部波状形钢支柱的下端部，上顶板布置在边部波状形钢支柱的上端部，下底板一与上顶板之间布置边部柱波形腹板；上顶板的宽度与边部柱波形腹板相匹配；上顶板上设有与水平端上的预制连接孔位置相对应的预制连接孔，下底板一上设有用于连接固定螺栓的固定通孔。

进一步地，所述中部波状形钢支柱由下底板二、中部柱波形腹板、弧形顶板组成；所述下底板二布置在中部波状形钢支柱的下端部，弧形顶板布置在中部波状形钢支柱的上端部，下底板二与弧形顶板之间布置中部柱波形腹板；弧形顶板设计成与波峰内壁相匹配的圆弧形状，紧贴波峰内壁布置；弧形顶板上设有与波峰上的预制连接孔位置相对应的预制连接孔，下底板二上设有用于连接固定螺栓的固定通孔。

进一步地，所述水平端处：紧贴波状形钢板的水平端下端部布置边部波状形钢支柱，下底板一与承接梁连接，上顶板与波状形钢板的水平端下端部接触；波谷处：沿着波状形钢板的波谷切线方向等距布置的钢制垫板与波状形钢板的波谷通过连接螺栓连接；波峰处：紧贴波状形钢板的波峰下端部布置中部波状形钢支柱，下底板二与承接梁连接；弧形顶板与波峰内壁接触。

进一步地，所述减震支座下端部通过连接螺栓与承接梁连接；减震支座上端部直接与预应力箱梁搭接在一起；预应力箱梁、钢制垫板直接与预制桥面板搭接在一起。

进一步地，所述两个预应力箱梁之间宽度为波状形钢板宽度的倍数。

一种轻薄化装配式形钢混组合桥梁结构体系的施工方法，包括以下步骤：

（a）现场施工浇筑桥墩墩柱及承接梁结构；

（b）承接梁的两端上部布置减震支座，在减震支座的上部布置预应力箱梁；

（c）现场组装波状形钢板与钢制垫板，并在承接梁上固定边部波状形钢支柱与中部波状形钢支柱；

（d）通过连接螺栓连接波状形钢板、钢制垫板、边部波状形钢支柱、中部波状形钢支柱组成波状形钢支撑结构；

（e）预应力箱梁、波状形钢支撑结构上端部安装预制桥面板。

本实用新型的有益效果是：结构体系受力性能好，适用于大跨度桥梁使用，工厂化生产、装配化安装工艺，安装快速简便，提高施工效率，预应力箱梁与承接梁连接处布置减震支座及桥腹内布置布置波状形钢支撑结构，提高了桥体结构整体的受力性和抗震性能，部分构件采用高强度混凝土利于节材降低造价，可拆卸、可更换、可重复利用。

附图说明

图1为桥梁结构体系示意图；

图2为桥梁结构体系正视图；

图3为桥墩墩柱、承接梁、预应力箱梁连接结构示意图；

图4为桥墩墩柱、承接梁与波状形钢支撑结构结构示意图；

图5为桥墩墩柱、承接梁配筋连接细节图；

图6为波状形钢支撑结构结构示意图一；

图7为波状形钢支撑结构结构示意图二；

图8为波状形钢支撑结构正视图；

图9为波状形钢板结构示意图；

图10为波状形钢板正视图；

图11为边部波状形钢支柱结构示意图；

图12为边部波状形钢支柱正视图；

图13为中部波状形钢支柱结构示意图；

图14为中部波状形钢支柱正视图。

图中：1为桥墩墩柱；2为承接梁；3为预应力箱梁；4为减震支座；5为波状形钢板；6为钢制垫板；7为边部波状形钢支柱；8为中部波状形钢支柱；9为固定螺栓；10为连接螺栓；11为预制桥面板；12为预制连接孔；1-1为墩柱竖向配筋；1-2为墩柱环向箍筋；2-1为承接梁横向配筋；2-2为承接梁竖向配筋；5-1为水平端；5-2为波谷；5-3为波峰；7-1为下底板一；7-2为边部柱波形腹板；7-3为上顶板；8-1为下底板二；8-2为中部柱波形腹板；8-3为弧形顶板。

具体实施方式

为了进一步说明本实用新型，下面结合附图及实施例对本实用新型进行详细地描述，但不能将它们理解为对本实用新型保护范围的限定。

实施例：如图1-14所示：一种轻薄化装配式形钢混组合桥梁结构体系，包括桥墩墩柱1、承接梁2、预应力箱梁3、减震支座4、波状形钢板5、钢制垫板6、边部波状形钢支柱7、中部波状形钢支柱8、固定螺栓9、连接螺栓10、预制桥面板11；预制连接孔12：

桥墩墩柱1等距布置；桥墩墩柱1底部延伸到基底土层并固定在土层内部，桥墩墩柱1顶部与承接梁2连接；承接梁2内部布置承接梁横向配筋2-1和承接梁竖向配筋2-2；其中桥墩墩柱1内部布置的墩柱竖向配筋1-1延伸到承接梁2内部并与承接梁2内部布置的承接梁横向配筋2-1固定在一起；桥墩墩柱1内部围绕墩柱竖向配筋1-1布置墩柱环向箍筋1-2；

承接梁2上端部纵向方向等距布置两排减震支座4，减震支座4上布置预应力箱梁3；预应力箱梁3沿承接梁2的左右端部布置；两个预应力箱梁3之间安装波状形钢支撑结构；波状形钢支撑结构下端部承接梁2连接，预应力箱梁3、波状形钢支撑结构上端部共同与预制桥面板11连接。

波状形钢支撑结构由波状形钢板5、钢制垫板6、边部波状形钢支柱7、中部波状形钢支柱8组成；边部波状形钢支柱7与中部波状形钢支柱8底部通过固定螺栓9固定在承接梁2上。

波状形钢板5是型钢钢板通过工厂提前预制的一种形状规则、受力均匀的波状形预制板；波状形钢板5尺寸规格为：长2.8m、宽2.8m，板身厚0.005m，由水平端5-1、波谷5-2、波峰5-3组成；水平端5-1布置在波状形钢板5板身主体的左右两端，宽度为0.3m；左右两个水平端5-1内侧布置两个波谷5-2、一个波峰5-3；波峰5-3布置在两个波谷5-2中间。

钢制垫板6尺寸规格为长0.06m、宽0.06m，板身厚0.005m；钢制垫板6上预制连接通孔，其连接通孔位置与波状形钢板5上的预制连接孔12相匹配。

边部波状形钢支柱7由下底板一7-1、边部柱波形腹板7-2、上顶板7-3组成；下底板一7-1布置在边部波状形钢支柱7主体下端部，上顶板7-3布置在边部波状形钢支柱7主体上端部，沿着下底板一7-1与上顶板7-3中部内侧布置边部柱波形腹板7-2；下底板一7-1尺寸规格为长2.8m、宽0.06m，板身厚0.01m；上顶板7-3的宽度与边部柱波形腹板7-2相匹配。

中部波状形钢支柱8由下底板二8-1、中部柱波形腹板8-2、弧形顶板8-3组成；下底板二8-1布置在中部波状形钢支柱8主体下端部，弧形顶板8-3布置在中部波状形钢支柱8主体上端部，沿着下底板二8-1与弧形顶板8-3中部内侧布置中部柱波形腹板8-2；弧形顶板8-3设计成圆弧形状与波峰5-3内壁相匹配，紧贴波峰5-3内壁布置。

波状形钢板5的水平端5-1、波谷5-2、波峰5-3处均安放钢制垫板6；波状形钢板5的水平端5-1处布置边部波状形钢支柱7；波状形钢板5的波峰5-3处布置中部波状形钢支柱8。

水平端5-1处：紧贴波状形钢板5的水平端5-1下端部布置边部波状形钢支柱7，下底板一7-1与承接梁2连接，上顶板7-3与波状形钢板5的水平端5-1下端部接触；波状形钢板5、钢制垫板6、边部波状形钢支柱7三者通过连接螺栓10连接，连接螺栓10穿过波状形钢板5上的预制连接孔12和钢制垫板6上连接通孔将波状形钢板5、钢制垫板6、边部波状形钢支柱7固定在一起；

波谷5-2处：沿着波状形钢板5外侧波谷5-2切线方向等距布置的钢制垫板6与波状形钢板5的波谷5-2通过连接螺栓10连接；

波峰5-3处：紧贴波状形钢板5的波峰5-3下端部布置中部波状形钢支柱8，下底板二8-1与承接梁2连接；弧形顶板8-3与波峰5-3内壁接触；波状形钢板5、钢制垫板6、中部波状形钢支柱8三者通过连接螺栓10连接，连接螺栓10穿过波状形钢板5上的预制连接孔12和钢制垫板6上连接通孔将波状形钢板5、钢制垫板6、中部波状形钢支柱8固定在一起。

桥墩墩柱1与承接梁2现场浇筑而成；预应力箱梁3由工厂提前预制，通过运输台车吊放在指定位置；桥梁设计时，横向相邻的两个预应力箱梁3之间的宽度为安装的波状形钢板5宽度的倍数。减震支座4下端部通过连接螺栓与承接梁2连接固定；减震支座4上端部直接与预应力箱梁3搭接在一起；预应力箱梁3、钢制垫板6直接与预制桥面板11搭接在一起。

一种轻薄化装配式形钢混组合桥梁结构体系，包括以下步骤：

（a）现场施工浇筑桥墩墩柱1及承接梁2结构；

（b）承接梁2上端部纵向方向布置两排减震支座4，并沿承接梁2的左右端部的减震支座4的上部布置预应力箱梁3；

（c）现场组装波状形钢板5与钢制垫板6，并在承接梁2上固定边部波状形钢支柱7与中部波状形钢支柱8；

（d）通过连接螺栓10连接波状形钢板5、钢制垫板6、边部波状形钢支柱7、中部波状形钢支柱8组成波状形钢支撑结构；

（e）预应力箱梁3、波状形钢支撑结构上端部安装预制桥面板11。

Claims (9)

1.一种轻薄化装配式形钢混组合桥梁结构体系，其特征在于：包括桥墩墩柱（1）、承接梁（2）、预应力箱梁（3）、减震支座（4）；所述桥墩墩柱（1）底部延伸到基底土层并固定在土层内部，桥墩墩柱（1）顶部与承接梁（2）连接；承接梁（2）的两端上部布置减震支座（4），减震支座（4）上布置预应力箱梁（3）；两个预应力箱梁（3）之间安装波状形钢支撑结构；波状形钢支撑结构下端部与承接梁（2）连接，预应力箱梁（3）和波状形钢支撑结构的上端部均与预制桥面板（11）连接。

2.根据权利要求1所述的一种轻薄化装配式形钢混组合桥梁结构体系，其特征在于：所述波状形钢支撑结构包括波状形钢板（5）、钢制垫板（6）、边部波状形钢支柱（7）、中部波状形钢支柱（8）；所述波状形钢板（5）的水平端（5-1）、波谷（5-2）、波峰（5-3）处均安放钢制垫板（6）；波状形钢板（5）的水平端（5-1）下部布置边部波状形钢支柱（7）；波状形钢板（5）的波峰（5-3）下部布置中部波状形钢支柱（8）；在水平端（5-1）处，通过连接螺栓（10）将波状形钢板（5）、钢制垫板（6）、边部波状形钢支柱（7）连接，在波谷（5-2）处，通过连接螺栓（10）将波状形钢板（5）、钢制垫板（6）连接，在波峰（5-3）处，通过连接螺栓（10）将波状形钢板（5）、钢制垫板（6）、中部波状形钢支柱（8）连接；所述边部波状形钢支柱（7）和中部波状形钢支柱（8）的底部通过固定螺栓（9）固定在承接梁（2）上。

3.根据权利要求1所述的一种轻薄化装配式形钢混组合桥梁结构体系，其特征在于：所述桥墩墩柱（1）与承接梁（2）现场浇筑而成；桥墩墩柱（1）等距布置；桥墩墩柱（1）内部布置的墩柱竖向配筋（1-1）延伸到承接梁（2）内部并与承接梁（2）内部布置的承接梁横向配筋（2-1）固定在一起；桥墩墩柱（1）内部围绕墩柱竖向配筋（1-1）布置墩柱环向箍筋（1-2）；承接梁（2）内部布置横纵分布的承接梁横向配筋（2-1）和承接梁竖向配筋（2-2）。

4.根据权利要求2所述的一种轻薄化装配式形钢混组合桥梁结构体系，其特征在于：所述波状形钢板（5）由水平端（5-1）、波谷（5-2）、波峰（5-3）组成；所述水平端（5-1）布置在波状形钢板（5）的左右两端；左右两个水平端（5-1）之间布置两个波谷（5-2）和一个波峰（5-3）；波峰（5-3）布置在两个波谷（5-2）中间；水平端（5-1）、波谷（5-2）、波峰（5-3）上均设有预制连接孔（12）。

5.根据权利要求2所述的一种轻薄化装配式形钢混组合桥梁结构体系，其特征在于：所述钢制垫板（6）为矩形钢板，钢制垫板（6）上预制有连接通孔。

6.根据权利要求2所述的一种轻薄化装配式形钢混组合桥梁结构体系，其特征在于：所述边部波状形钢支柱（7）由下底板一（7-1）、边部柱波形腹板（7-2）、上顶板（7-3）组成；所述下底板一（7-1）布置在边部波状形钢支柱（7）的下端部，上顶板（7-3）布置在边部波状形钢支柱（7）的上端部，下底板一（7-1）与上顶板（7-3）之间布置边部柱波形腹板（7-2）；上顶板（7-3）的宽度与边部柱波形腹板（7-2）相匹配；上顶板（7-3）上设有与水平端（5-1）上的预制连接孔（12）位置相对应的预制连接孔（12），下底板一（7-1）上设有用于连接固定螺栓（9）的固定通孔。

7.根据权利要求2所述的一种轻薄化装配式形钢混组合桥梁结构体系，其特征在于：所述中部波状形钢支柱（8）由下底板二（8-1）、中部柱波形腹板（8-2）、弧形顶板（8-3）组成；所述下底板二（8-1）布置在中部波状形钢支柱（8）的下端部，弧形顶板（8-3）布置在中部波状形钢支柱（8）的上端部，下底板二（8-1）与弧形顶板（8-3）之间布置中部柱波形腹板（8-2）；弧形顶板（8-3）设计成与波峰（5-3）内壁相匹配的圆弧形状，紧贴波峰（5-3）内壁布置；弧形顶板（8-3）上设有与波峰（5-3）上的预制连接孔（12）位置相对应的预制连接孔（12），下底板二（8-1）上设有用于连接固定螺栓（9）的固定通孔。

8.根据权利要求2所述的一种轻薄化装配式形钢混组合桥梁结构体系，其特征在于：所述水平端（5-1）处：紧贴波状形钢板（5）的水平端（5-1）下端部布置边部波状形钢支柱（7），下底板一（7-1）与承接梁（2）连接，上顶板（7-3）与波状形钢板（5）的水平端（5-1）下端部接触；波谷（5-2）处：沿着波状形钢板（5）的波谷（5-2）切线方向等距布置的钢制垫板（6）与波状形钢板（5）的波谷（5-2）通过连接螺栓（10）连接；波峰（5-3）处：紧贴波状形钢板（5）的波峰（5-3）下端部布置中部波状形钢支柱（8），下底板二（8-1）与承接梁（2）连接；弧形顶板（8-3）与波峰（5-3）内壁接触。

9.根据权利要求1所述的一种轻薄化装配式形钢混组合桥梁结构体系，其特征在于：所述两个预应力箱梁（3）之间宽度为波状形钢板（5）宽度的倍数。

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