CN221052368U - 适用于山地环境的装配式钢-混组合结构桥梁 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于山地环境的装配式钢‑混组合结构桥梁，包括基础、钢管混凝土墩柱、组合式墩顶横梁、钢主梁和预制桥面板；钢管混凝土墩柱包括预制墩柱钢壳和在预制墩柱钢壳内浇筑的混凝土；组合式墩顶横梁包括预制钢结构的箱形梁和在箱形梁内浇筑的混凝土，所述钢主梁的端部和预制墩柱钢壳的顶端共同被浇筑在箱形梁内，形成固接式墩梁传力节点，位于同一水平面的钢主梁顶面和箱型梁顶面形成支撑面，所述预制桥面板在钢主梁和箱型梁形成的支撑面上铺设；本方案提高了传统钢混组合桥梁的整体受力性能，上下部装配构件质量匹配且吊装重量较小，现场施工工序较少且易于操作，能较好适用于山地环境等场地受限情况下的桥梁快速和高质量施工。

Description

适用于山地环境的装配式钢-混组合结构桥梁

技术领域

本实用新型涉及桥梁工程领域，具体涉及一种适用于山地环境的装配式钢-混组合结构桥梁。

背景技术

随着桥梁工业化理念的推广和产业政策的要求，预制装配式桥梁在新建桥梁中的占比逐渐提高。钢混组合结构桥梁结合了钢结构与混凝土结构各自的优点，在城市市政及公路桥梁中已有较多应用。然而，在山地环境下，桥梁装配化程度相对较低。相较于平原及城市环境，山地环境下桥梁施工条件较差，大型吊装设备难以进入，桥梁线型限制性因素较多，小半径平曲线、大纵坡桥梁占比较高。采用传统施工方式桥梁施工周期较长，不利于控制现场施工质量，且对山地生态环境破坏较大，因此，有必要研制一种适用于山地环境下的装配式桥梁结构。

另一方面，现有钢混组合结构主要应用于桥梁上部结构的装配化之中，但组合结构桥墩应用较少。由于缺乏对全桥受力的系统考虑和合理的构造设计，钢混组合结构明显的材料性能优势没有在上充分发挥，全桥装配化程度不高、吊装重量不匹配、材料应用不系统等问题亟需解决。由于连续刚构的整体受力性能比连续梁更优，设计应优先采用桥墩与主梁固结的结构，以适用于山地条件下桥梁复杂的道路线型和边界条件。

为进一步提升山地环境下常规跨径桥梁的装配化程度，提高装配式桥梁构件的集成性、适应性和整体性，本方案提出了一种适用于山地环境的装配式钢-混组合结构桥梁；集成了以钢管混凝土墩柱、组合式墩顶横梁、钢混叠合梁为主的装配式桥梁结构；解决了目前常规装配式混凝土桥梁整体受力性能差、材料利用效率低、现场装配作业难度大、构件和装配质量不易控制、工业化建造程度低、景观性能差、维护难度大等问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是克服现有技术中的缺陷，进一步提升山地条件下常规跨径桥梁的装配化程度，提高装配式桥梁构件的集成性、适应性和整体性，提供适用于山地环境的装配式钢-混组合结构桥梁；集成了钢管混凝土墩柱、组合式墩顶横梁、钢混叠合梁为主的装配式桥梁结构；解决了目前山地条件下桥梁装配化程度较低的问题，克服了常规装配式桥梁整体受力性能差、材料利用效率低、现场装配作业难度大、构件和装配质量不易控制、工业化建造程度低、景观性能差、维护难度大等问题，本实用新型具有结构受力合理、材料性能充分发挥、预制构件便于运输安装，现场施工方便快捷、对复杂山区环境适用性强，对生态环境影响小，造价经济、造型美观的优点，具有较高的经济和社会价值，是值得推广使用的新型装配式桥梁结构。

本实用新型的适用于山地环境的装配式钢-混组合结构桥梁，包括基础、钢管混凝土墩柱、组合式墩顶横梁、钢主梁和预制桥面板；所述基础在预设位置固定，所述基础的施工方式选择现有技术的任一种，在此不再赘述；所述钢管混凝土墩柱包括预制墩柱钢壳和在预制墩柱钢壳内浇筑的混凝土，钢管混凝土墩柱的预制墩柱钢壳内浇筑混凝土的构造使得降低了现场支模的复杂工序，且预制墩柱钢在本方案中为柱状钢管，更利于运输和现场组装，更利于把控施工质量；所述钢管混凝土墩柱将组合式墩顶横梁支撑于基础，形成本方案所述的钢管混凝土桥墩系统；所述组合式墩顶横梁包括预制钢结构的箱形梁和在箱形梁内浇筑的混凝土，所述预制墩柱钢壳的底端固定于基础，所述预制墩柱钢壳与箱型梁焊接固定，所述钢主梁与箱型梁焊接固定，所述钢主梁的端部和预制墩柱钢壳的顶端共同被浇筑在箱形梁内，或者说，所述钢主梁的端部和预制墩柱钢壳的顶端位于箱型梁内，所述箱型梁的内腔被浇筑混凝土，使钢主梁的端部和预制墩柱钢壳的顶端通过后浇的混凝土与箱形梁形成整体，所述钢主梁和箱形梁以及预制墩柱钢壳均为预制钢结构件，便于加工制造、构件运输和现场组装，钢管混凝土墩柱、组合式墩顶横梁和钢主梁形成了钢-混凝土组合结构的连接节点，也即本方案所述的固接式墩梁传力节点，充分发挥材料性能，且具备预制构件便于运输安装、现场施工方便快捷、对复杂环境适用性强、对环境影响小、造价经济以及工业化建造程度高等特点，所述钢主梁和箱形梁相互垂直的连接，提升结构的连接可靠性，以及提升对预制桥面板的支撑可靠性，所述钢主梁的顶面和箱型梁的顶面位于同一水平面，位于同一水平面的钢主梁顶面和箱型梁顶面形成支撑面，所述预制桥面板在支撑面上铺设被钢主梁和组合式墩顶横梁支撑，提升结构稳定性，所述预制桥面板为若干块，若干块所述预制桥面板沿桥体延伸方向布置，且预制桥面板与钢主梁装配并通过浇筑混凝土固定形成本方案所述的钢混叠合梁，并且预制桥面板为标准化预制构件，墩梁固接体系提高了结构整体性，减少了钢主梁之间的横向连接，降低现场装配难度，桥面整体平顺性优。

进一步，还包括在预制桥面板横向端部装配的预制防撞护栏，所述预制防撞护栏通过连接组件在预制桥面板上装配；预制防撞护栏属于桥梁体系中的附属模块，该附属模块标准话的预制构型，能够批量定制生产，避免传统附属设施割裂散乱的缺点，便于标准化快速化安装使用，有利于桥梁附属设施快速安装和后期维护。

所述连接组件包括预埋件和锁紧件，所述预埋件在预制防撞护栏内预埋，所述预埋件具有伸出预制防撞护栏的连接端，所述锁紧件在连接端上装配用于使预制防撞护栏在预制桥面板上固定；在本方案中，预埋件为螺栓，锁紧件为与螺栓适配的螺母，通过螺母与螺栓的连接将预制防撞护栏紧固在预制桥面板上，有利于预制防撞护栏快速安装和后期维护。

进一步，所述预制防撞护栏的底面具有沿纵向延伸的键槽，所述预制桥面板的顶面具有沿纵向延伸的键，所述键与键槽适配，提升预制防撞护栏在预制桥面板上的装配便捷性，同时结构强度和限位强度也均能被提升，所述预埋件的连接端位于键槽的槽内。

进一步，所述钢主梁顶面具有剪力钉群，所述预制桥面板上具有容纳剪力钉群的槽口，所述钢主梁通过剪力钉群在槽口内的固定与预制桥面板形成整体；剪力钉群和槽口的现浇使得预制桥面板进一步与钢主梁形成整体，保证传力可靠性；

所述剪力钉群与钢主梁同时预制，所述槽口在预制桥面板预制时预留。

进一步，所述剪力钉群包括在钢主梁顶面以设定位置分布的若干根剪力钉，所述剪力钉的根部固定于钢主梁，所述剪力钉的头部位于槽口内被固定于预制桥面板；

所述剪力钉群为若干组，所述槽口为若干个，所述述剪力钉群和槽口的数量一致，所述剪力钉群和槽口呈一一对应关系的连接。

进一步，所述箱形梁内具有靠近钢主梁设置的加强肋板，加强肋的布置能够进一步提升箱形梁的结构强度，且能够进一步保证组合式墩顶横梁、钢主梁和钢管混凝土墩柱形成整体后的结构稳定性；所述加强肋板与箱形梁同时预制；所述加强肋板包括加强横肋和加强纵肋，所述加强横肋的横向两端分别各自对应的延伸至与之在横向靠近的箱形梁横向端板，所述加强纵肋的纵向两端分别各自对应的延伸至与之在纵向靠近的箱形梁纵向端板，所述加强横肋上具有横肋过孔，所述加强纵肋上具有纵肋过孔，以使得箱形梁的箱被加强横肋和加强纵肋分隔成若干个相互连通的加强室。

进一步，所述钢管混凝土墩柱为若干根，若干根所述钢管混凝土墩柱沿横向在箱型梁的底部均布；还包括柱间横向连接梁，所述柱间横向连接梁为预制的钢结构件，在横向相邻的两根钢管混凝土墩柱被柱间横向连接梁连接形成墩柱联组，本方案每个组合式墩顶横梁底部设置的钢管混凝土墩柱为两根，两根钢管混凝土墩柱被柱间横向连接梁连接形成墩柱联组，采用双柱式钢管混凝土结构，截面为圆形断面，进而提升支撑可靠性和桥梁整体的美观性。

进一步，所述基础上预留有装配钢管混凝土墩柱的钢管混凝土墩柱限位槽，所述钢管混凝土墩柱通过钢管混凝土墩柱限位槽被固定于基础。

进一步，所述钢管混凝土墩柱还包括固定在预制墩柱钢壳底端的钢筋笼，所述钢筋笼与预制墩柱钢壳的连接接口处设置有若干片加强肋，若干片所述加强肋在钢筋笼与预制墩柱钢壳连接接口的周向均布；所述钢筋笼和若干片加强肋与预制墩柱钢壳预制；提升钢管混凝土墩柱在基础上的装配可靠性。

本方案还公开了一种基于所述适用于山地环境的装配式钢-混组合结构桥梁的施工方法，包括以下施工步骤：

S1.基础施工，所述基础顶部预留有用于装配钢管混凝土墩柱的钢管混凝土墩柱限位槽；

S2.钢管混凝土墩柱施工，使钢管混凝土墩柱和基础形成整体；

所述钢管混凝土墩柱施工包括：

S2a.浇筑钢管混凝土墩柱底端的混凝土，使具有钢筋笼和若干片加强肋的预制墩柱钢壳底端在钢管混凝土墩柱限位槽内被限位，以使得钢管混凝土墩柱的底端与基础被浇筑形成整体；

所述墩柱联组中的两根钢管混凝土墩柱各自对应的底端被浇筑在同一限位槽内，以使得墩柱联组被同一基础支撑；

浇筑钢管混凝土墩柱底端的混凝土还使基础的顶部形成将钢筋笼与预制墩柱钢壳连接接口包裹的防护段，所述防护段凸出于基础的顶面；

浇筑钢管混凝土墩柱底端的混凝土前，基础的顶部搭设规定防护段形状的模板；

S2b.在预制墩柱钢壳内浇筑位于钢管混凝土墩柱底端上部的混凝土，所述预制墩柱钢壳的顶端预留有预设深度的后浇段；

所述钢管混凝土墩柱的高度通过预制墩柱钢壳的叠加增高；

预制墩柱钢壳叠加时，在相邻预制墩柱钢壳连接接口的周向设置夹板，以使得上下拼接的预制墩柱钢壳中心轴线近似重合，相邻预制墩柱钢壳以焊接的方式形成整体；

相邻预制墩柱钢壳形成整体后将夹板拆除；

S3.组合式墩顶横梁和钢主梁施工，使组合式墩顶横梁、钢主梁和钢管混凝土墩柱形成整体；

组合式墩顶横梁和钢主梁施工前，使墩柱联组中相邻的预制墩柱钢壳通过预制钢结构的柱间横向连接梁固定；

所述组合式墩顶横梁和钢主梁施工包括：

S3a.将箱形梁焊接固定于钢管混凝土墩柱顶端，使箱形梁的箱与后浇段连通，所述预制墩柱钢壳的顶端位于箱形梁的箱内；

S3b.使钢主梁在箱形梁上焊接固定，所述钢主梁的端部位于箱形梁的箱内；

S3c.在箱形梁内浇筑混凝土，使箱形梁的箱内和钢管混凝土墩柱的后浇段内充盈混凝土，以使得钢管混凝土墩柱、钢主梁和具有加强肋板的箱形梁形成钢-混凝土结构的整体；

S4.预制桥面板施工，使预制桥面板与组合式墩顶横梁和钢主梁形成整体；

所述预制桥面板施工包括：

S4a.在支撑面上铺设被钢主梁和组合式墩顶横梁支撑的预制桥面板，使预制桥面板通过槽口被钢主梁顶面的剪力钉群限位；

S4b.在槽口内浇筑混凝土，使槽口内充盈混凝土，以使得钢主梁的剪力钉群通过混凝土固结在预制桥面板的槽口内，从而使预制桥面板与钢主梁形成整体；

S5.将预制防撞护栏在预制桥面板的设定位置装配。

本实用新型的有益效果是：本实用新型公开的一种适用于山地环境的装配式钢-混组合结构桥梁，集成了钢管混凝土墩柱、组合式墩顶横梁、钢混叠合梁为主的装配式桥梁结构，提高了结构和材料的使用效率，便于加工制造、构件运输和现场组装，解决了目前常规装配式桥梁对山地环境适应性差、现场装配作业复杂、材料利用效率低、生态环境破坏大、附属设施零件散乱、维护难度大等问题，本实用新型提升了山地环境下的桥梁装配化程度，具有结构合理、施工便捷、受力合理、造价经济、造型美观的优点，具有较高的经济和社会价值，是值得推广使用的新型整体装配式桥梁结构。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型钢管混凝土桥墩系统的结构示意图；

图3为本实用新型钢管混凝土墩柱底端在基础上装配的结构示意图；

图4为本实用新型钢混叠合梁的结构示意图；

图5为本实用新型图4的主视结构示意图；

图6为本实用新型固接式墩梁传力节点的结构示意图；

图7为本实用新型预制防撞护栏在预制桥面板上装配的结构示意图。

具体实施方式

图1为本实用新型的结构示意图；图2为本实用新型钢管混凝土墩柱将组合式墩顶横梁支撑于基础的结构示意图；图3为本实用新型钢管混凝土墩柱底端在基础上装配的结构示意图；图4为本实用新型预制桥面板在钢主梁上装配的结构示意图；图5为本实用新型图4的主视结构示意图；图6为本实用新型钢管混凝土墩柱顶端与组合式墩顶横梁和钢主梁装配的结构示意图；图7为本实用新型预制防撞护栏在预制桥面板上装配的结构示意图，如图所示，所述横向为桥体的宽度方向，所述的纵向为桥体的长度方向，在此不再赘述；本实施例中的适用于山地环境的装配式钢-混组合结构桥梁包括基础1、钢管混凝土墩柱2、组合式墩顶横梁3、钢主梁4和预制桥面板5。

本实施例中，所述基础1在预设位置固定，所述基础1顶部预留有用于装配钢管混凝土墩柱2的钢管混凝土墩柱限位槽，所述基础1的施工方式选择现有技术的任一种，在此不再赘述。

本实施例中，所述钢管混凝土墩柱2包括预制墩柱钢壳和在预制墩柱钢壳内浇筑的混凝土，钢管混凝土墩柱2的预制墩柱钢壳内浇筑混凝土的构造使得降低了现场支模的复杂工序，且预制墩柱钢在本方案中为柱状钢管，更利于运输和现场组装，更利于把控施工质量。

本实施例中，所述钢管混凝土墩柱2还包括固定在预制墩柱钢壳底端的钢筋笼21，所述钢筋笼21与预制墩柱钢壳的连接接口处设置有若干片加强肋22，若干片所述加强肋22在钢筋笼21与预制墩柱钢壳连接接口的周向均布；所述钢筋笼21和若干片加强肋22与预制墩柱钢壳预制，提升钢管混凝土墩柱2在基础1上的装配可靠性。

本实施例中，所述钢管混凝土墩柱2将组合式墩顶横梁3支撑于基础1，形成本方案所述的钢管混凝土桥墩系统，所述钢管混凝土墩柱2通过钢管混凝土墩柱限位槽被固定于基础1，更为具体的，钢管混凝土墩柱2具有钢筋笼21和加强肋22的钢管混凝土墩柱柱脚与基础1形成固结整体，施工时将底部具有钢筋笼21和加强肋22的预制墩柱钢壳插入至基础1顶面预留的钢管混凝土墩柱限位槽内，在钢管混凝土墩柱限位槽内现浇混凝土，使得钢管混凝土墩柱2与基础1形成固结整体，施工定位方便，且易于装配；浇筑钢管混凝土墩柱2底端的混凝土还使基础1的顶部形成将钢筋笼21与预制墩柱钢壳连接接口包裹的防护段12，所述防护段12凸出于基础1的顶面；保证柱脚节点可靠传力，防护段12对柱脚外露部分加强肋22及钢管混凝土墩柱柱脚钢结构包裹，防护段12为以浇筑方式形成将钢管混凝土墩柱柱脚节点包裹的混凝土，能够防止钢管混凝土墩柱柱脚部位积水而导致柱脚钢结构锈蚀，从而提高钢管混凝土墩柱柱脚节点耐久性；浇筑钢管混凝土墩柱2底端的混凝土前，基础1的顶部搭设规定防护段12形状的模板，待钢管混凝土墩柱柱脚节点固结在基础1上后将规定防护段12形状的模板拆除；所述钢管混凝土墩柱2为若干根，若干根所述钢管混凝土墩柱2沿横向在组合式墩顶横梁3的底部均布；更为具体的，若干根所述钢管混凝土墩柱沿横向在箱型梁的底部均布。

本实施例中，还包括柱间横向连接梁23，所述柱间横向连接梁23为预制的钢结构件，预制墩柱钢壳和柱间横向连接梁23可采用工业化制造方式，便于批量加工和现场安装；在横向相邻的两根钢管混凝土墩柱2被柱间横向连接梁23连接形成墩柱联组，连接方式为焊接。

本实施例中，本方案每个组合式墩顶横梁3底部设置的钢管混凝土墩柱2为两根，两根钢管混凝土墩柱2被柱间横向连接梁23连接形成墩柱联组，所述墩柱联组中的两根钢管混凝土墩柱2各自对应的底端被浇筑在同一限位槽内，以使得墩柱联组被同一基础1支撑；采用双柱式钢管混凝土结构，钢管混凝土墩柱2截面为圆形断面，进而提升支撑可靠性和桥梁整体的美观性。

本实施例中，所述钢管混凝土墩柱2的高度通过预制墩柱钢壳的叠加增高；以使得钢管混凝土墩柱2可适应于不同桥梁场地标高，通过调节预制墩柱钢壳节段长度和节段数量，改变钢管混凝土墩柱2高度。

本实施例中，预制墩柱钢壳叠加时，在相邻预制墩柱钢壳连接接口的周向设置夹板，以使得上下拼接的预制墩柱钢壳中心轴线近似重合，保证混凝土节段柱之间的定位精度，相邻预制墩柱钢壳以焊接的方式形成整体；相邻预制墩柱钢壳形成整体后将夹板拆除。

本实施例中，该柱间横向连接梁23采用分离式横向连接，现场灵活施工装配，且提高双柱式钢管混凝土桥墩系统的横向稳定性，横向连接的竖向间隔，可根据预制墩柱钢壳节段长度和节段数量适应于桥墩竖向分段尺寸，便于制造和安装，桥下视角景观通透性较好。

本实施例中，所述钢主梁4和组合式墩顶横梁3相互垂直的连接，提升结构的连接可靠性，以及提升对预制桥面板5的支撑可靠性，本方案中，所述钢主梁4为沿纵向延伸的条状钢结构梁，钢主梁4沿横向均布形成密肋式支撑体系，钢主梁4采用标准规格焊接工字型截面，断面布置上，可随桥梁宽度进行叠加，有助于标准化生产加工，所述组合式墩顶横梁3包括预制钢结构的箱形梁31和在箱形梁31内浇筑的混凝土，所述预制墩柱钢壳的底端固定于基础，所述预制墩柱钢壳与箱型梁31焊接固定，所述钢主梁4与箱型梁31焊接固定，所述钢主梁4的端部和预制墩柱钢壳的顶端共同被浇筑在箱形梁31内，所述钢主梁和箱形梁相互垂直的连接，如图4、5、6所示，密肋式支撑体系中的钢主梁4对应的端部受到现浇混凝土部分的包裹，提高了钢主梁4的边界约束性能，受力更加安全可靠；钢主梁4和箱形梁31以及预制墩柱钢壳均为预制钢结构件，便于加工制造、构件运输和现场组装，箱形梁31可作为墩顶现浇混凝土模板和作业平台，大大减少了支架和模板作业，并且钢结构的箱形梁31为半隐藏式，钢主梁4和钢管混凝土墩柱2顶部嵌入箱形梁31之中后浇混凝土固结，横梁外露尺寸较小，箱形梁底板的横向中部向下凸出，提升桥梁固结体系可靠性，同时提升桥梁美观性；钢管混凝土墩柱2、组合式墩顶横梁3和钢主梁4形成了钢-混凝土组合结构的连接节点，实现桥跨间密肋式钢主梁4梁由简支状态转变为固结状态，全桥形成连续刚构的受力状态，也即本方案所述的固接式墩梁传力节点，充分发挥材料性能，且具备预制构件便于运输安装、现场施工方便快捷、对复杂环境适用性强、对环境影响小、造价经济以及工业化建造程度高等特点。

本实施例中，所述箱形梁31内具有靠近钢主梁4设置的加强肋板32，加强肋22的布置能够进一步提升箱形梁31的结构强度，且能够进一步保证组合式墩顶横梁3、钢主梁4和钢管混凝土墩柱2形成整体后的结构稳定性；本方案中，所述加强肋板32与箱形梁31同时预制；所述加强肋板32包括加强横肋和加强纵肋，所述加强横肋的横向两端分别各自对应的延伸至与之在横向靠近的箱形梁横向端板，所述加强纵肋的纵向两端分别各自对应的延伸至与之在纵向靠近的箱形梁纵向端板，所述加强横肋上具有横肋过孔，所述加强纵肋上具有纵肋过孔，以使得箱形梁31的箱被加强横肋和加强纵肋分隔成若干个相互连通的加强室，加强箱形梁31内。

本实施例中，所述钢主梁4的顶面和箱型梁31的顶面位于同一水平面，位于同一水平面的钢主梁顶面和箱型梁顶面形成支撑面，所述预制桥面板5在支撑面上铺设被钢主梁4和箱型梁31支撑，提升结构稳定性，所述预制桥面板5为若干块，若干块所述预制桥面板5沿桥体延伸方向布置，且预制桥面板与钢主梁装配并通过浇筑混凝土固定，预制混凝土桥面板采用等厚截面形成长方体形体，便于制作和运输；混凝土桥面板对于道路线型的适应性较强，可通过修改内外侧线型弧度和长度，适应于不同道路平曲线线型；混凝土桥面板开设容纳剪力钉群41的槽口51，便于与钢主梁4上的剪力钉群通过浇筑混凝土连接形成整体；进而形成本方案所述的钢混叠合梁，并且预制桥面板5和钢主梁4均为标准化预制构件，墩梁固接体系提高了结构整体性，减少了钢主梁之间的横向连接，降低现场装配难度，桥面整体平顺性优；提高了传统钢混组合桥梁的整体受力性能，上下部装配构件质量匹配且吊装重量较小，现场施工工序较少且易于操作，能较好适用于山地环境下桥梁快速施工。

本实施例中，所述钢主梁4顶面具有剪力钉群41，所述预制桥面板5上具有容纳剪力钉群41的槽口51，所述钢主梁4通过剪力钉群41在槽口51内的固定与预制桥面板5形成整体；钢主梁4和混凝土结构的预制桥面板5通过后浇的槽口51连接，剪力钉群41和槽口51的现浇使得预制桥面板5进一步与钢主梁4形成整体，保证传力可靠性；钢混叠合梁端部与桥墩固接，采用无横联体系，减少了现场连接数量，便于现场快速拼装；所述剪力钉群41与钢主梁4同时预制，所述槽口51在预制桥面板5预制时预留。

本实施例中，所述剪力钉群41包括在钢主梁4顶面以设定位置分布的若干根剪力钉，所述剪力钉的根部固定于钢主梁4，所述剪力钉的头部位于槽口51内被固定于预制桥面板5；所述剪力钉群41为若干组，所述槽口51为若干个，所述述剪力钉群41和槽口51的数量一致，所述剪力钉群41和槽口51呈一一对应关系的连接。

本实施例中，还包括在预制桥面板5横向端部装配的预制防撞护栏6，所述预制防撞护栏6通过连接组件在预制桥面板5上装配；预制防撞护栏6属于桥梁体系中的附属模块，该附属模块标准话的预制构型，能够批量定制生产，避免传统附属设施割裂散乱的缺点，便于标准化快速化安装使用，有利于桥梁附属设施快速安装和后期维护。

所述连接组件包括预埋件61和锁紧件62，所述预埋件61在预制防撞护栏6内预埋，所述预埋件61具有伸出预制防撞护栏6的连接端，所述锁紧件62在连接端上装配用于使预制防撞护栏6在预制桥面板5上固定；在本方案中，预埋件61为螺栓，锁紧件62为与螺栓适配的螺母，通过螺母与螺栓的连接将预制防撞护栏6紧固在预制桥面板5上，张拉完成后使用保护罩密封螺纹口，方便预制防撞护栏6与预制桥面板5形成整体，有利于预制防撞护栏6快速安装和后期维护。

本实施例中，所述预制防撞护栏6的底面具有沿纵向延伸的键槽，所述预制桥面板5的顶面具有沿纵向延伸的键52，所述键52与键槽适配，提升预制防撞护栏6在预制桥面板5上的装配便捷性，同时结构强度和限位强度也均能被提升，所述预埋件61的连接端位于键槽的槽内。

本方案采用一体化和装配式的设计和制造理念，以提高结构的受力性能、线型适应性、施工装配化程度和景观品质效果。

本方案还公开了一种基于所述适用于山地环境的装配式钢-混组合结构桥梁的施工方法，包括以下施工步骤：

S1.基础1施工，所述基础1顶部预留有用于装配钢管混凝土墩柱2的钢管混凝土墩柱限位槽；

S2.钢管混凝土墩柱2施工，使钢管混凝土墩柱2和基础1形成整体；

所述钢管混凝土墩柱2施工包括：

S2a.将位于钢管混凝土墩柱2最底端的具有钢筋笼21和若干片加强肋22的预制墩柱钢壳运送至基础1的待安装区域，使具有钢筋笼21和若干片加强肋22的预制墩柱钢壳底端预先在钢管混凝土墩柱限位槽内被限位，浇筑钢管混凝土墩柱2底端的混凝土，以使得钢管混凝土墩柱2的底端与基础1被浇筑形成整体；

所述墩柱联组中的两根钢管混凝土墩柱2各自对应的底端被浇筑在同一限位槽内，以使得墩柱联组被同一基础1支撑；

浇筑钢管混凝土墩柱2底端的混凝土还使基础1的顶部形成将钢筋笼21与预制墩柱钢壳连接接口包裹的防护段12，所述防护段12凸出于基础1的顶面；

浇筑钢管混凝土墩柱2底端的混凝土前，基础1的顶部搭设规定防护段12形状的模板；

S2b.在预制墩柱钢壳内浇筑位于钢管混凝土墩柱2底端上部的混凝土，所述预制墩柱钢壳的顶端预留有预设深度的后浇段；

所述钢管混凝土墩柱2的高度通过预制墩柱钢壳的叠加增高，每叠加一层预制墩柱钢壳就需要在该节预制墩柱钢壳内浇筑混凝土，当然也可以在钢管混凝土墩柱2的高度确定后统一在多节预制墩柱钢壳内浇筑混凝土，在此不再赘述；

预制墩柱钢壳叠加时，在相邻预制墩柱钢壳连接接口的周向设置夹板，以使得上下拼接的预制墩柱钢壳中心轴线近似重合，相邻预制墩柱钢壳以焊接的方式形成整体；

相邻预制墩柱钢壳形成整体后将夹板拆除；

S3.组合式墩顶横梁3和钢主梁4施工，使组合式墩顶横梁3、钢主梁4和钢管混凝土墩柱2形成整体；

组合式墩顶横梁3和钢主梁4施工前，使墩柱联组中相邻的预制墩柱钢壳通过预制钢结构的柱间横向连接梁23固定，固定方式为焊接，且本方案中柱间横向连接梁23与预制墩柱钢壳垂直；

所述组合式墩顶横梁3和钢主梁4施工包括：

S3a.将箱型梁31运送至钢管混凝土墩柱顶端，使箱形梁31的箱与后浇段连通，将箱形梁31焊接固定于位于钢管混凝土墩柱顶端的预制墩柱钢壳上，所述钢管混凝土墩柱2的顶端位于箱形梁31的箱内；

S3b.将若干条钢主梁依次运送至钢管混凝土墩柱顶端，并依次各自对应的焊接在箱型梁31的预设位置，相邻钢主梁平行布置，使若干条钢主梁4在箱形梁31上依次焊接固定，每根所述钢主梁4的端部位于箱形梁31的箱内；

S3c.在箱形梁31内浇筑混凝土，使箱形梁31的箱内和钢管混凝土墩柱2的后浇段内充盈混凝土，以使得钢管混凝土墩柱2、钢主梁4和具有加强肋板32的箱形梁31形成钢-混凝土结构的整体；

S4.预制桥面板5施工，将若干块预制桥面板运送至钢主梁顶面和箱型梁顶面形成的支撑面顶部，并逐一使预制桥面板5与组合式墩顶横梁3和钢主梁4形成整体；

所述预制桥面板5施工包括：

S4a.在支撑面上铺设被钢主梁4和组合式墩顶横梁3支撑的预制桥面板5，使预制桥面板5通过槽口51被钢主梁4顶面的剪力钉群41限位；

S4b.在槽口51内浇筑混凝土，使槽口51内充盈混凝土，以使得钢主梁4的剪力钉群41通过混凝土固结在预制桥面板5的槽口51内，从而使预制桥面板5与钢主梁4形成整体；

S5.将预制防撞护栏6在预制桥面板5的设定位置装配，更为具体的，将若干块预制防撞护栏6逐一装配在与之对应的预制桥面板5的设定位置，且预制防撞护栏6装配时先通过键槽和键的适配大致定位，再通过预埋件准确定位后通过锁紧件实现预制防撞护栏6在预制桥面板5设定位置的固定。

本实用新型的目的是克服现有技术中的缺陷，进一步提升常规跨径桥梁的装配化程度，提高装配式桥梁构件的集成性、适应性和整体性，提供适用于山地环境的装配式钢-混组合结构桥梁；集成了钢管混凝土桥墩系统、组合式墩顶横梁、钢混叠合梁为主的装配式桥梁结构；解决了目前山地条件下桥梁装配化程度较低的问题，克服了常规装配式桥梁整体受力性能差、材料利用效率低、现场装配作业难度大、构件和装配质量不易控制、工业化建造程度低、景观性能差、维护难度大等问题，本实用新型具有结构受力合理、材料性能充分发挥、预制构件便于运输安装，现场施工方便快捷、对复杂山区环境适用性强，对生态环境影响小，造价经济、造型美观的优点，具有较高的经济和社会价值，是值得推广使用的新型装配式桥梁结构；提高了结构和材料的使用效率，便于加工制造、构件运输和现场组装。

同时本方案还具备以下特征点：

(1)适用于山地环境的装配式钢-混组合结构桥梁包括钢管混凝土墩柱2、组合式墩顶横梁3、钢主梁4和预制桥面板5组装模块，构件标准化程度高，易于加工和运输，现场施工操作作业简单，有利于提高质量和效率；

更为详尽的体现在，本实用新型所划分的装配式构件(预制墩柱钢壳、钢主梁、箱型梁和桥面板等)，在尺寸大小、重量上均比较匹配，且质量较轻，可以用同一型号的小型起重机即可施工，减少了对施工器械的要求；预制墩柱钢壳和箱型梁可直接作为混凝土浇筑的模板，减少了混凝土浇筑的难度；墩底和墩顶所对应的装配节点，对安装误差、精细度要求不高，具有较大的冗余度，方便现场安装；

(2)钢-混凝土组合结构，减小桥梁一期恒载自重，提高材料利用效率，有利于发挥高强度钢材和超高性能混凝土材料的应用效果；

(3)钢管混凝土墩柱2采用双柱式钢管混凝土桥墩系统，截面尺寸较小，可有效节约桥梁下部结构的空间占用，减少土方开挖量；钢管混凝土墩柱2可按墩高需求，进行竖向分组，有利于标准化制造和生产，并降低运输和吊装难度；双柱式桥墩中部设置横向联系，提高桥梁横向刚度；

(4)墩梁连接采用全固接体系，一方面，有利于提高对密肋式钢主梁4梁的梁端扭转约束，减少钢主梁4之间的横向连接数量以降低现场作业难度，该体系对于对小半径平曲线、大纵坡道路条件适应性较强；另一方面，行车舒适度和平顺度较好，避免了后期支座及伸缩缝的更换，运营期易于管养，提高结构整体耐久性；

(4)主梁采用密肋式刚混组合结构，发挥钢材和混凝土结构的受力优势，钢主梁4和混凝土桥面板可采用标准化尺寸构件，便于加工和吊装；密肋式钢梁横向联系采用少横梁体系，减少现场施工连接作业的工作量；

(6)以装配化附属模块，防撞护栏、排水槽、连接键等可批量定制生产，避免传统附属设施割裂散乱的缺点，便于标准化快速化安装使用，有利于桥梁附属设施快速安装和后期维护；

(7)全装配式钢混结构桥梁；相对于传统混凝土结构，本实用新型主梁的梁高较低，桥墩尺寸和占用空间较小，墩梁相接构造较为消隐，桥梁整体比例尺度较为协调，整体式景观品质提升效果显著，附属设施集成度，桥面平整度好，使用功能较佳。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种适用于山地环境的装配式钢-混组合结构桥梁，其特征在于：包括基础、钢管混凝土墩柱、组合式墩顶横梁、钢主梁和预制桥面板；所述钢管混凝土墩柱包括预制墩柱钢壳和在预制墩柱钢壳内浇筑的混凝土；所述组合式墩顶横梁包括预制钢结构的箱形梁和在箱形梁内浇筑的混凝土；所述基础在预设位置固定，所述预制墩柱钢壳的底端固定于基础，所述预制墩柱钢壳与箱型梁焊接固定，所述钢主梁与箱型梁焊接固定，所述钢主梁的端部和预制墩柱钢壳的顶端共同被浇筑在箱形梁内；所述钢主梁和箱形梁相互垂直的连接，所述钢主梁的顶面和箱型梁的顶面位于同一水平面，位于同一水平面的钢主梁顶面和箱型梁顶面形成支撑面，所述预制桥面板在支撑面上铺设。

2.根据权利要求1所述的适用于山地环境的装配式钢-混组合结构桥梁，其特征在于：所述预制桥面板为若干块，若干块所述预制桥面板沿桥体延伸方向布置。

3.根据权利要求1所述的适用于山地环境的装配式钢-混组合结构桥梁，其特征在于：所述箱形梁内具有靠近钢主梁设置的加强肋板，所述加强肋板与箱形梁同时预制；所述加强肋板包括加强横肋和加强纵肋，所述加强横肋的横向两端分别各自对应的延伸至与之在横向靠近的箱形梁横向端板，所述加强纵肋的纵向两端分别各自对应的延伸至与之在纵向靠近的箱形梁纵向端板，所述加强横肋上具有横肋过孔，所述加强纵肋上具有纵肋过孔，以使得箱形梁的箱被加强横肋和加强纵肋分隔成若干个相互连通的加强室。

4.根据权利要求1所述的适用于山地环境的装配式钢-混组合结构桥梁，其特征在于：所述钢管混凝土墩柱为若干根，若干根所述钢管混凝土墩柱沿横向在箱型梁的底部均布；

还包括柱间横向连接梁，所述柱间横向连接梁为预制的钢结构件，在横向相邻的两根钢管混凝土墩柱被柱间横向连接梁连接形成墩柱联组。

5.根据权利要求1所述的适用于山地环境的装配式钢-混组合结构桥梁，其特征在于：所述基础上预留有装配钢管混凝土墩柱的钢管混凝土墩柱限位槽，所述钢管混凝土墩柱通过钢管混凝土墩柱限位槽被固定于基础。

6.根据权利要求1所述的适用于山地环境的装配式钢-混组合结构桥梁，其特征在于：所述钢管混凝土墩柱还包括固定在预制墩柱钢壳底端的钢筋笼，所述钢筋笼与预制墩柱钢壳的连接接口处设置有若干片加强肋，若干片所述加强肋在钢筋笼与预制墩柱钢壳连接接口的周向均布；所述钢筋笼和若干片加强肋与预制墩柱钢壳预制。

7.根据权利要求1所述的适用于山地环境的装配式钢-混组合结构桥梁，其特征在于：还包括在预制桥面板横向端部装配的预制防撞护栏，所述预制防撞护栏通过连接组件在预制桥面板上装配；

所述连接组件包括预埋件和锁紧件，所述预埋件在预制防撞护栏内预埋，所述预埋件具有伸出预制防撞护栏的连接端，所述锁紧件在连接端上装配用于使预制防撞护栏在预制桥面板上固定。

8.根据权利要求7所述的适用于山地环境的装配式钢-混组合结构桥梁，其特征在于：所述预制防撞护栏的底面具有沿纵向延伸的键槽，所述预制桥面板的顶面具有沿纵向延伸的键，所述键与键槽适配。

9.根据权利要求1所述的适用于山地环境的装配式钢-混组合结构桥梁，其特征在于：所述钢主梁顶面具有剪力钉群，所述预制桥面板上具有容纳剪力钉群的槽口，所述钢主梁通过剪力钉群在槽口内的固定与预制桥面板形成整体；

所述剪力钉群与钢主梁同时预制，所述槽口在预制桥面板预制时预留。

10.根据权利要求9所述的适用于山地环境的装配式钢-混组合结构桥梁，其特征在于：所述剪力钉群包括在钢主梁顶面以设定位置分布的若干根剪力钉，所述剪力钉的根部固定于钢主梁，所述剪力钉的头部位于槽口内被固定于预制桥面板；

所述剪力钉群为若干组，所述槽口为若干个，所述述剪力钉群和槽口的数量一致，所述剪力钉群和槽口呈一一对应关系的连接。