CN218345930U - 一种桥梁结构 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种桥梁结构,包括:桥面板和至少两个主梁,所述主梁为钢筋混凝土结构的I型梁,所述主梁包括:上翼缘一、下翼缘一和腹板一,所有所述主梁均相互平行设置,所述桥面板设置在所述主梁顶面。本实用新型通过设置主梁为钢筋混凝土结构的I型梁,简化上翼缘一,在主梁顶面搭设分离式的桥面板,将桥面板和主梁的连接形式由传统一体式结构,改进为分离式,使得桥面板能够适应有高度差的主梁,不会出现错位台阶,进而达到桥梁能够很好的适应横坡的效果,并保证了路面不受影响,提高其耐久性。本桥梁结构无传统中横隔板,施工现场无需支设模板,并减少了大量的钢筋绑扎工作,大幅提高了装配化率,提升了生产效率。

Description

一种桥梁结构
技术领域
本实用新型涉及桥梁技术领域,特别是指一种桥梁结构。
背景技术
桥梁的上部结构包括:主梁和桥面板,主梁和桥面板是承受桥梁承受上部荷载的主要构件,传统主梁为T型梁或者箱型梁,传统主梁的上翼缘即为桥面板,在桥梁架设过程中,在遇到桥面板设置横坡的时候,横向相邻的两个传统主梁的顶标高不一致,传统主梁和桥面板为一体式结构,桥面板无法调整角度,相邻两个传统主梁通过纵向湿接缝连接,但纵向湿接缝的宽度很窄,造成纵向湿接缝坡度很陡峭,传统主梁顶部沿桥梁横向出现错位台阶情况,无法满足桥面板使用功能。现有技术采用在传统主梁的顶面设置10厘米的混凝土调平层,来弥补错位台阶的问题,调平层上设置有路面,如10厘米的沥青混凝土层,当横坡比较大时,调平层在错位台阶处的厚度为0,甚至路面的厚度都被削减,从而造成了路面出现应力薄弱,在上部荷载作用下容易开裂破坏,进而危及桥梁结构安全。
基于以上情况,亟需一种桥梁结构,以解决传统主梁和桥面板为一体式结构,遇到横坡会出现错位台阶,造成路面出结构薄弱层、容易开裂的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种桥梁结构,以解决传统主梁和桥面板为一体式结构,遇到横坡会出现错位台阶,造成路面出现应力薄弱、容易开裂的问题。
为了达成目的,本实用新型提供一种桥梁结构,包括:
桥面板和至少两个主梁,所述主梁为钢筋混凝土结构的I型梁,所述主梁包括:上翼缘一、下翼缘一和腹板一,所有所述主梁均相互平行设置,所述桥面板设置在所述主梁顶面。
为了取消传统主梁和桥面板的一体式结构,本方案缩短了主梁的上翼缘一,主梁为钢筋混凝土结构的I型梁,即取消了传统主梁上翼缘作为桥面板的功能,然后在主梁的顶部搭设分离式桥面板,这样,主梁上翼缘一之间无需再设置湿接缝,省去了多次、多施工点位浇筑湿接缝的工序,降低了工程造价,缩短了工期,遇到桥面需设置横坡的时,即相邻两个主梁的顶标高不一样时,在横向相邻两个主梁间距不变的情况下,分离式的桥面板能够更好地适应主梁的横向高度差,不会产生错位台阶,不会对桥面板上的路面造成影响,保证了路面的厚度,从而解决了路面出现结构薄弱层,容易开裂的问题,并且无需额外设置调平层。本方案中的桥面板采用现有技术中的结构形式,如现浇结构、预制结构。主梁采用I型梁,取消了上翼缘一作为桥面板的功能,又缩短了上翼缘一,使得主梁的钢筋骨架构造相对与传统主梁得到简化,得以通过机器人进行智能化绑扎,大幅提高了生产效率。
优选地,所述主梁的两端均设置有端隔板,所述端隔板连接横向相邻的两个所述主梁,同一所述主梁上的两个所述端隔板之间间隔设置有若干个横向肋和若干个竖向肋,所述竖向肋连接于所述腹板一的侧面,所述横向肋的两端分别连接横向相邻的两个所述主梁对应所述上翼缘一的侧面。
通过设置在主梁两端的端隔板、以及设置在腹板上的竖向肋,连接沿桥横向相邻的两个主梁的横向肋,将分散的主梁连接成一个整体框架,桥梁上部结构更好的协同受力,提高了桥梁上部结构的整体强度和刚度,并且取消了传统主梁的横隔板,无需在多施工点位,多次浇筑横隔板,减少了施工工序,缩短了工期。
优选地,所述桥面板为组合式桥面板,所述组合式桥面板包括上层的现浇混凝土板和下层的若干个预制底板,所述预制底板的侧边搭设在所述主梁顶面,所述横向肋包括钢模板,所述钢模板的两端分别与对应的所述上翼缘一的侧面连接,所述横向肋与所述现浇混凝土板为一体浇筑成型结构。
桥面板为组合式桥面板,包括上层的现浇混凝土板和下层的若干个预制底板,在主梁安装好后,将若干个预制底板搭设在主梁顶面,形成现浇混凝土板的底模板,钢模板的两端分别与对应的上翼缘一的侧面连接,钢模板包裹在横向肋的外面,钢模板与若干个预制底板拼接成一个整体模板,在此整体模板上,将横向肋和现浇混凝土板一体式浇筑成型,预制底板和钢模板无需拆除,在现浇混凝土板和横向肋成型后,预制底板和钢模板参与受力,共同承受桥面荷载,简化了施工步骤,缩短了工期;浇混凝土板为一体式浇筑成型结构,其整体性更好,可以更好的参与结构受力,并且将多片离散的主梁连接成一个整体,提升了桥梁上部结构的整体性。
优选地,所述横向肋的钢筋骨架与所述现浇混凝土板的钢筋骨架为一体成型结构。
横向肋的钢筋骨架和现浇混凝土板的钢筋骨架一体成型,可以在工厂内或施工现场进行预先生产,然后整体吊装到预制底板上,无需在桥梁结构上进行绑扎钢筋,这样,将传统的吊装钢筋、绑扎钢筋的工序,改进为预先生产钢筋骨架、吊装钢筋的工序,预先生产钢筋骨架无需等待预制底板铺设完成后才能进行,两者可以同时进行,缩短了工期。
优选地,所述端隔板内设置有连接型钢,所述连接型钢用于连接横桥向相邻的两个所述主梁。
连接型钢用于对若干个主梁进行快速连接,使得多片分散的主梁形成一个具备一定强度的整体,然后可以在主梁上运送下一跨的主梁,两跨同时施工,缩短了施工时间。待下一跨主梁运输完成后,再浇筑端隔板,进一步加强若干个主梁之间的整体连接性能。
优选地,所述预制底板为预制混凝土板。
预制底板采用预制混凝土板,可以实现快速生产,相对于预制钢底板,大幅度降低了生产成本,而且预制混凝土板没有预制钢底板的校平、加劲板定位、加劲板焊接、焊接变形校正、焊缝检测、施工防腐涂层等多道工序,缩短了工期。
优选地,所述预制混凝土板内不设置钢筋,所述预制混凝土板的厚度为2-4厘米,所述预制混凝土板沿横桥向的两个板边通长设置有包边型钢,所述包边型钢包括下翼缘二和腹板二,所述下翼缘二的底面和所述预制混凝土板的底面齐平,所述腹板二的高度大于或等于所述预制混凝土板的厚度,所述预制混凝土板为抗压强度大于或等于150MPa、弯拉强度大于或等于20MPa的混凝土构件。
预制混凝土板不设置钢筋,从而使预制混凝土板厚度能够减小为2-4厘米,配合抗压强度大于或等于150MPa、弯拉强度大于或等于20MPa的混凝土浇筑而成,此混凝土可选用标号为C120的超高强混凝土,从而使预制混凝土板减小厚度到2-4厘米时,还能保持足够的强度和刚度,在预制混凝土板的板边设置有包边型钢,包边型钢用于覆盖住预制混凝土板沿桥梁横向的两个板边,包边型钢在其所覆盖的板边通长布置。包边型钢可选用槽钢或角钢,当选用槽钢的时候,槽钢的上翼缘二的顶面与预制混凝土板的顶面齐平,槽钢的下翼缘二的底面与预制混凝土板的底面齐平,槽钢的腹板二的高度等于预制混凝土板的厚度;当选用角钢时,角钢的下翼缘二的底面与预制混凝土板的底面齐平,角钢的腹板二的高度大于或等于预制混凝土板的厚度。包边型钢自身具备较高的强度和刚度,与预制混凝土板结合在一起,其构造技术能保证钢和混凝土共同受力,起到了加强预制混凝土板的弯拉强度和刚度的作用,提升预制混凝土板在荷载作用下抗弯曲变形能力和抗破坏能力,进一步保证了结构安全。通过预制混凝土板的厚度降低,增加了上层的现浇混凝土板的厚度,即增加了现浇混凝土板的截面高度,从而提高了现浇混凝土板的承载力,进而提高了组合式桥面板的刚度和强度,使其整体承载力提升。
优选地,纵桥向相邻的两个所述预制混凝土板通过包边型钢连接。
通过包边型钢的焊接或者螺栓连接,将纵桥向相邻的两个所述预制混凝土板连接起来,可以实现快速连接,缩短工期,连接紧密牢靠,不会漏浆,保证了现浇混凝土板的成型质量,进而保证了桥梁上部结构的成型质量。
优选地,所述包边型钢上纵向间隔设置有若干个孔洞。
包边型钢上纵向间隔设置若干个孔洞,孔洞在预制混凝土板生产过程中,形成抗剪榫,抗剪榫和孔洞咬合在一起,大幅增加了包边型钢和预制混土板的连接性能。孔洞可以设置在上翼缘二、下翼缘二、腹板二上,也可以只设置在下翼缘二、腹板二上,还可以只设置在上翼缘二、腹板二上,孔洞的孔径为5-10毫米,沿包边型钢的纵向相邻的两个孔洞的中心间距为3-6厘米。
优选地,所述包边型钢为槽钢,所述槽钢的上翼缘二的顶面与所述预制混凝土板的顶面齐平。
包边型钢选用槽钢,槽钢的腹板二紧贴预制混凝土板的板边,槽钢的上翼缘二顶面和预制混凝土板的顶面齐平,下翼缘二的底面与预制混凝土板的底面齐平,槽钢完整地和预制混凝土板贴合在一起,更好的与预制混凝土板一起受力工作,槽钢能够提升预制混凝土板底部的弯拉强度。
本实用新型至少包括以下有益效果:
本方案通过将传统的主梁与桥面板一体式结构改为搭设在主梁上的分离式桥面板,使得桥梁能够很好的适应横坡,并保证了路面不受影响,提高其耐久性。通过预先生产主梁、预制混凝土板、横向肋、连接型钢、现浇混凝土板和横向肋的一体式钢筋骨架,提高了生产速度,降低了生产成本,并且预先生产上述构件可以更好的对质量进行控制,保证桥梁的质量。桥梁上无需进行大量钢架绑扎作业,只有预制钢筋骨架间的连接,无需额外支设模板,钢模板和预制混凝土板均无需拆除,使得现场施工工艺由传统的支模、绑扎钢筋、浇筑混凝土、拆模,改进为安装模板、吊装钢筋、浇筑混凝土,直接简化了施工步骤,大幅缩短工期。本方案将依靠密集型劳动力施工转化为机械装配化施工,实现了产业转型升级。预制混凝土板通过降低厚度到2-4厘米,增加了现浇混凝土板的厚度,提升了组合式桥面板的整体承载能力。
附图说明
图1是本实用新型的桥梁结构的立面图。
图2是图1中A-A处的剖视图。
图3是图1中B处的局部放大示意图。
图4是本实用新型的组合式桥面板的结构示意图。
图5是本实用新型的预制混凝土板的结构示意图。
图6是本图5的局部放大示意图。
图7是本实用新型的主梁的连接状态示意图。
图8是本实用新型的主梁的结构示意图。
图9是本实用新型的预制混凝土板的弯拉承载能力试验的数据图。
附图标记:1-主梁,101-上翼缘一,102-下翼缘一,103-腹板一,2-端隔板,3-竖向肋,4-横向肋,5-连接型钢,6-钢模板,7-桥面板,701-现浇混凝土板,702-预制混凝土板,7011-包边型钢,7012-孔洞。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型的技术内容进行进一步说明:
实施例1
如图1-8所示,本方案中的桥梁结构包括:桥面板7和至少两个主梁1,主梁1采用钢筋混凝土结构的I型梁,主梁1包括上翼缘一101、下翼缘一102和腹板一103,所有主梁1均相互平行设置,主梁1的两端均设置有端隔板2,端隔板2连接横向相邻的两个主梁1,端隔板2内设置有用于连接横向相邻两个主梁1的连接型钢5,同一主梁1上的两个端隔板2之间间隔设置有若干个横向连接系和若干个竖向肋3,竖向肋3连接于腹板一103的侧面,横向连接系优选为横向肋4,横向肋4的两端分别连接横向相邻的两个主梁1对应上翼缘的侧面,横向肋4包括钢模板6,钢模板6的两端分别与对应的上翼缘一101的侧面连接。
桥面板7设置在主梁1顶面,桥面板7为组合式桥面板,包括上层的现浇混泥土板701和下层的若干个预制混凝土板702。预制混凝土板702内不设置钢筋,预制混凝土板702的厚度为2厘米,预制混凝土板702沿横桥向的两个板边通长设置有槽钢,槽钢包括上翼缘二、下翼缘二和腹板二,上翼缘二的顶面与预制混凝土板702的顶面齐平,下翼缘二的底面和预制混凝土板702的底面齐平,腹板二的高度大于或等于预制混凝土板702的厚度,预制混凝土板702为抗压强度大于或等于150MPa、弯拉强度大于或等于20MPa的混凝土构件。
预制混凝土板702的侧边搭设在主梁1的顶面,纵桥向相邻的两个所述预制混凝土板702通过槽钢焊接相连,槽钢的上翼缘二、下翼缘二和腹板二上均纵向间隔设置有若干个孔洞7012,孔洞7012用于在预制混凝土板702浇筑过程中形成抗剪榫,横向肋4的钢筋骨架与现浇混泥土板701的钢筋骨架为一体成型结构,现浇混泥土板701与横向肋4为一体浇筑成型结构。
本方案缩短了主梁1的上翼缘一101,主梁1为钢筋混凝土结构的I型梁,即取消了传统主梁1上翼缘作为桥面板7的功能,然后在主梁1的顶部搭设分离式桥面板7,这样,主梁1上翼缘一101之间无需再设置湿接缝,省去了多次、多施工点位浇筑湿接缝的工序,降低了工程造价,缩短了工期,遇到桥面需设置横坡的时,即相邻两个主梁1的顶标高不一样时,在横向相邻两个主梁1间距不变的情况下,分离式的桥面板7能够更好地适应主梁1的横向高度差,不会产生错位台阶,不会对桥面板7上的路面造成影响,保证了路面的厚度,从而解决了路面出现结构薄弱层,容易开裂的问题,并且无需额外设置调平层。主梁1采用I型梁,取消了上翼缘一101作为桥面板7的功能,又缩短了上翼缘一101,使得主梁1的钢筋骨架构造相对与传统主梁1得到简化,得以通过机器人进行智能化绑扎,大幅提高了生产效率。通过设置在主梁1两端的端隔板2、以及设置在腹板上的竖向肋3,连接沿桥横向相邻的两个主梁1的横向肋4,竖向肋3和横向肋4对应设置,从而将分散的主梁1连接成一个整体框架,桥梁上部结构更好的协同受力,提高了桥梁上部结构的整体强度和刚度,并且取消了传统主梁1的横隔板,无需在多施工点位,多次浇筑横隔板,减少了施工工序,缩短了工期。
本桥梁结构的施工方法为:
S1:在同一跨内,将若干个主梁1分别吊装到盖梁上;
S2:通过连接型钢5将横桥向的相邻的两个所述主梁1连接起来,在连接好的所述主梁1上运送下一跨的所述主梁1,然后浇筑横向相邻的两个主梁1端部的端隔板2,所述端隔板2将所述连接型钢5包裹住;
S3:将预制混凝土板702吊装到主梁1上,使预制混凝土板702的侧面设置在主梁1的顶面,设置包边型钢7011的板边与主梁1在水平面内相垂直,将钢模板6的两端分别与对应的上翼缘一101的侧面连接,使钢模板6与预制混凝土板702连成一个整体模板;
S4:将现浇混泥土板701和横向肋4的一体式钢筋骨架吊装到整体模板上,使得预留钢筋一与一体式钢筋骨架中的现浇混泥土板701部分连接,同时使得预留钢筋二与一体式钢筋骨架中的横向肋4部分连接;
S5:将现浇混泥土板701和横向肋4一体浇筑成型。
预制混凝土板702的制作方法:准备两根槽钢,槽钢的腹板二高2厘米,槽钢的上翼缘二、下翼缘二、腹板二上转出孔洞7012,孔洞7012孔径为7毫米,沿槽钢纵向相邻两个孔洞7012的中心间距为4厘米,用以形成抗剪榫,增强槽钢与预制混凝土板702的连接性能,将槽钢作为模板,浇筑预制混凝土板702,选用抗压强度大于或等于150MPa、弯拉强度大于或等于20MPa的混凝土,用以保证2厘米的预制混凝土板702具备高强高韧的特性,用以降低厚度,提高现浇混凝土板701的厚度,进而提升组合式桥面板7的整体承载力,预制混凝土板702的顶面与上翼缘二的顶面齐平,预制混凝土板702的底面与下翼缘二的底面齐平,预制混凝土板702的板厚与腹板二的高度相等,浇筑完成的一小时内,对预制混凝土板702的上表面拉毛处理,用以提高其与现浇混凝土板701的粘接性能。
横向肋4和现浇混泥土板701一体式浇筑成型,预制底板和钢模板6无需拆除,在现浇混泥土板701和横向肋4成型后,预制底板和钢模板6参与受力,共同承受桥面荷载,简化了施工步骤,缩短了工期;浇混凝土板为一体式浇筑成型结构,其整体性更好,可以更好的参与结构受力,并且将多片离散的主梁1连接成一个整体,提升了桥梁上部结构的整体性。
横向肋4的钢筋骨架和现浇混泥土板701的钢筋骨架一体成型,可以在工厂内或施工现场进行预先生产,然后整体吊装到预制底板上,无需在桥梁结构上进行绑扎钢筋;预留钢筋一与一体式钢筋骨架中的现浇混泥土板701部分连接,以及预留钢筋二与一体式钢筋骨架中的横向肋4部分连接,均采用插接式连接,无需额外进行绑扎或者焊接,这样,将传统的吊装钢筋、绑扎钢筋的工序,改进为预先生产钢筋骨架、吊装钢筋的工序,预先生产钢筋骨架无需等待预制混凝土铺设完成后才能进行,两者可以同时进行,缩短了工期。并且预先生产上述构件可以更好的对质量进行控制,保证桥梁的质量。
槽钢还可以仅在下翼缘二和腹板二设置有孔洞7012,孔洞7012的设置让预制混凝土板702形成抗剪榫,增强预制混凝土板702和槽钢的连接性能。
槽钢还可以仅在上翼缘二和腹板二设置有孔洞7012,孔洞7012的设置让预制混凝土板702形成抗剪榫,增强预制混凝土板702和槽钢的连接性能。
预制混凝土板702弯拉承载能力试验数据,如图9所示:本实验的实验对象是:规格为100厘米*50厘米*2厘米的预制混凝土板702,试验目的是:该预制混凝土板702分别在有设置包边型钢7011与未设置包边型钢7011的情况下的弯拉承载能力的对比,(包边型钢7011规格为:腹板二高2厘米,上翼缘二和下翼缘二宽度均为2厘米,厚度2毫米,包边型钢7011的上翼缘二、下翼缘二以及腹板二均设置有孔洞7012,孔洞7012的孔径为7毫米,沿包边型钢7011的纵向相邻的两个孔洞7012的中心间距为4厘米。包边型钢7011的设置方式如图5所示)。试验结果为:设置包边型钢7011的预制混凝土板702的弯拉极限承载能力为8.3kN,未设置包边型钢7011的预制混凝土板702的弯拉极限承载能力为3.5kN,前者为后者的2.4倍,足以证明包边型钢7011使得预制混凝土板702的弯拉承载能力大幅度提升。
需要理解的是,本实用新型并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种形式的变形和修改,这并不影响本实用新型的实质内容。

Claims (10)

1.一种桥梁结构,其特征在于,包括:桥面板(7)和至少两个主梁(1),所述主梁(1)为钢筋混凝土结构的I型梁,所述主梁(1)包括:上翼缘一(101)、下翼缘一(102)和腹板一(103),所有所述主梁(1)均相互平行设置,所述桥面板(7)设置在所述主梁(1)顶面。
2.根据权利要求1所述桥梁结构,其特征在于,所述主梁(1)的两端均设置有端隔板(2),所述端隔板(2)连接横向相邻的两个所述主梁(1),同一所述主梁(1)上的两个所述端隔板(2)之间间隔设置有若干个横向肋(4)和若干个竖向肋(3),所述竖向肋(3)连接于所述腹板一(103)的侧面,所述横向肋(4)的两端分别连接横向相邻的两个所述主梁(1)对应所述上翼缘一(101)的侧面。
3.根据权利要求2所述桥梁结构,其特征在于,所述桥面板(7)为组合式桥面板,所述组合式桥面板包括上层的现浇混凝土板(701)和下层的若干个预制底板,所述预制底板的侧边搭设在所述主梁(1)顶面,所述横向肋(4)包括钢模板(6),所述钢模板(6)的两端分别与对应的所述上翼缘一(101)的侧面连接,所述横向肋(4)与所述现浇混凝土板(701)为一体浇筑成型结构。
4.根据权利要求3所述桥梁结构,其特征在于,所述横向肋(4)的钢筋骨架与所述现浇混凝土板(701)的钢筋骨架为一体成型结构。
5.根据权利要求4所述桥梁结构,其特征在于,所述端隔板(2)内设置有连接型钢(5),所述连接型钢(5)用于连接横桥向相邻的两个所述主梁(1)。
6.根据权利要求3所述桥梁结构,其特征在于,所述预制底板为预制混凝土板(702)。
7.根据权利要求6所述桥梁结构,其特征在于,所述预制混凝土板(702)沿横桥向的两个板边通长设置有包边型钢(7011),所述包边型钢(7011)包括下翼缘二和腹板二,所述下翼缘二的底面和所述预制混凝土板(702)的底面齐平,所述腹板二的高度大于或等于所述预制混凝土板(702)的厚度,所述预制混凝土板(702)为抗压强度大于或等于150MPa、弯拉强度大于或等于20MPa的混凝土构件。
8.根据权利要求7所述桥梁结构,其特征在于,纵桥向相邻的两个所述预制混凝土板(702)通过包边型钢(7011)连接。
9.根据权利要求7所述桥梁结构,其特征在于,所述包边型钢(7011)上纵向间隔设置有若干个孔洞(7012)。
10.根据权利要求7所述桥梁结构,其特征在于,所述包边型钢(7011)为槽钢,所述槽钢的上翼缘二的顶面与所述预制混凝土板(702)的顶面齐平。
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