預制無蓋梁式組合鋼板梁橋的上部結構及其拼裝施工方法與流程

本發明涉及橋梁建筑技術領域，特別涉及一種預制無蓋梁式組合鋼板梁橋的上部結構及其拼裝施工方法。

背景技術：

傳統的裝配式橋梁通常采用“小箱梁(或T梁)+蓋梁+雙立柱”的形式，此構造存在如下缺陷：1)蓋梁豎向凈高約1m～2.5m，占用了橋下通行凈空，對橋下的交通通行造成較大限制，同時也對城市景觀效果帶來不良影響，并且蓋梁的設置也會導致工程造價的增加；2)小箱梁及T梁的重量大，在施工現場通常需采用雙機抬吊安裝，施工難度大，對施工設備要求高。

技術實現要素：

有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明的技術目的在于提供一種預制無蓋梁式組合鋼板梁橋的上部結構及其拼裝施工方法，改善現有技術橋下凈空低、對橋下交通限制大、橋梁景觀差，以及橋梁構件數量多、重量大、現場施工難度大等缺陷。

為實現上述目的，本發明提供了一種預制無蓋梁式組合鋼板梁橋的上部結構，包括多道組合鋼板縱梁和支點混凝土橫梁，多道所述組合鋼板縱梁沿橋橫向拼合形成橋主梁，每跨所述橋主梁的兩端分別設有一道支點混凝土橫梁。

進一步地，每道所述組合鋼板縱梁包括預制混凝土橋面板和工字型鋼梁，所述工字型鋼梁包括頂板、底板和腹板，所述腹板垂直固定于所述頂板和所述底板之間，所述頂板通過焊釘連接件與所述預制混凝土橋面板固定連接。本領域技術人員應當知曉，工字型鋼梁中頂板、底板和腹板的厚度可以根據橋梁的受力情況經過計算后得出。

進一步地，所述頂板和所述預制混凝土橋面板之間還設有環氧砂漿墊層，所述環氧砂漿墊層的邊緣設有彈性橡膠條封閉所述環氧砂漿墊層。

進一步地，每道所述支點混凝土橫梁包括若干橫梁節段，若干所述橫梁節段沿橋橫向拼合為所述支點混凝土橫梁；所述橫梁節段包括中央橫梁節段、中部橫梁節段和側邊橫梁節段，每個所述橫梁節段均設有外挑的牛腿以便于彼此拼合，所述中央橫梁節段在橫橋向呈“凸”字形，所述中部橫梁節段在橫橋向呈“Z”字形，所述側邊橫梁節段在橫橋向呈“Γ”字形；每道所述組合鋼板縱梁的兩端均固定連接一個種類相同的所述橫梁節段形成組合鋼板縱梁橫梁節段結合體，所述組合鋼板縱梁與其兩端固定連接的所述中央橫梁節段形成中央組合鋼板縱梁橫梁節段結合體，一道所述中央組合鋼板縱梁橫梁節段結合體位于所述橋主梁的中央，所述組合鋼板縱梁與其兩端固定連接的所述中部橫梁節段形成中部組合鋼板縱梁橫梁節段結合體，若干所述中部組合鋼板縱梁橫梁節段結合體對稱拼合于所述中央組合鋼板縱梁橫梁節段結合體的兩側，所述組合鋼板縱梁與其兩端固定連接的所述側邊橫梁節段形成側邊組合鋼板縱梁橫梁節段結合體，兩道所述側邊組合鋼板縱梁橫梁節段結合體分別拼合于兩側所述中部組合鋼板縱梁橫梁節段接合體的最外側。

進一步地，所述組合鋼板縱梁的工字型鋼梁的兩端均設有開孔鋼板，所述開孔鋼板上設有若干孔洞，若干穿孔鋼筋穿過所述開孔鋼板上的孔洞后錨固于所述橫梁節段內將所述組合鋼板縱梁和所述橫梁節段固定連接在一起。

進一步地，相鄰的所述預制混凝土橋面板之間設有接縫，所述預制混凝土橋面板在沿橋橫向設置伸出的“[”形鋼筋接頭，相鄰的所述組合鋼板縱梁拼接時相鄰的所述“[”形鋼筋接頭彼此交錯形成預制混凝土橋面板接縫的構造鋼筋，所述預制混凝土橋面板接縫采用現澆混凝土封閉接合。

進一步地，所述預制混凝土橋面板的厚度不小于25cm，所述預制混凝土橋面板的沿橋橫向寬度小于相鄰兩道所述組合鋼板縱梁中心距15cm。

進一步地，所述支點混凝土橫梁內設置有沿橋橫向貫通的預應力鋼束。

本發明還公開了預制無蓋梁式組合鋼板梁橋的上部結構的拼裝施工方法，包括以下步驟：

A.將中央組合鋼板縱梁橫梁節段結合體、中部組合鋼板縱梁橫梁節段結合體和側邊組合鋼板縱梁橫梁節段結合體分別吊裝、定位于施工完成的橋梁下部結構上，所述中央組合鋼板縱梁橫梁節段結合體、所述中部組合鋼板縱梁橫梁節段結合體和所述側邊組合鋼板縱梁結合體兩端的橫梁節段拼合形成完整的支點混凝土橫梁，相鄰組合鋼板縱梁的預制混凝土橋面板之間留有接縫，相鄰預制混凝土橋面板的“[”形鋼筋接頭在所述接縫內彼此交錯；

B.張拉支點混凝土橫梁沿橋橫向貫通的預應力鋼束并錨固，在支點混凝土橫梁下安裝永久支座；

C.澆筑相鄰組合鋼板縱梁的預制混凝土橋面板之間的接縫；

D.澆筑前、后兩跨混凝土橫梁之間的連續板。

進一步地，所述步驟A中，中央組合鋼板縱梁橫梁節段結合體、中部組合鋼板縱梁橫梁節段結合體和側邊組合鋼板縱梁橫梁節段結合體分別吊裝、定位的具體步驟包括：

A1.在橋梁下部結構的系梁上設置鋼墊塊，將中央組合鋼板縱梁橫梁節段接合體吊裝至系梁中央位置上方，將中央組合鋼板縱梁兩端的中央橫梁節段分別定位固定于兩個系梁中央位置的鋼墊塊上，在中央橫梁節段的拼接縫上均勻涂抹環氧膠；

A2.分別吊裝兩道中部組合鋼板縱梁橫梁節段結合體至中央組合鋼板縱梁橫梁節段結合體的兩側，將中部組合鋼板縱梁兩端的中部橫梁節段放置于中央橫梁節段的牛腿上，并在橫梁頂端設置臨時鎖定裝置固定拼接上的中部橫梁節段，然后在中部橫梁節段的拼接縫上均勻涂抹環氧膠；

A3.從內向外依次對稱吊裝其余的中部組合鋼板縱梁橫梁節段結合體，將新拼接的中部橫梁節段放置于前一中部橫梁節段的牛腿上，并在橫梁頂端設置臨時鎖定裝置固定新拼接上的中部橫梁節段，然后在新拼接的中部橫梁節段的拼接縫上均勻涂抹環氧膠，直至將全部中部組合鋼板縱梁橫梁節段接合體拼裝完畢；

A4.將兩道側邊組合鋼板縱梁橫梁節段接合體分別吊裝至兩側中部組合鋼板縱梁橫梁節段結合體的最外側，分別將側邊橫梁節段放置于最外側的中部橫梁節段的牛腿上，并在橫梁頂端設置臨時鎖定裝置固定新拼接上的側邊橫梁節段，至此完成一跨內所有組合鋼板縱梁橫梁節段接合體的拼裝。

所述步驟B中，張拉支點混凝土橫梁沿橋橫向貫通的預應力鋼束并錨固后，還包括步驟：頂升梁體，拆除系梁頂的鋼墊塊，然后落架安裝永久支座。

本發明的有益效果：

本發明由于采用了上述結構設計和施工方法，具有以下有益效果：

1、通過設置較強的支點混凝土橫梁并配置橫向預應力鋼束，使結構在橫橋向具有較大剛度及強度，可僅在支點混凝土橫梁下方設置兩個主要受力支座，而不再設置蓋梁，簡化了下部結構、提高了橋下凈空高度，從而減少了對橋下交通的限制，同時優化了橋梁景觀。

2、每道在工廠預制的組合鋼板縱梁橫梁節段結合體采用“2個預制支點混凝土橫梁節段+1道工字型鋼梁+1層預制混凝土橋面板”的形式，相對于傳統的“混凝土小箱梁”、“混凝土T梁”形式，減輕了現場吊裝重量。

3、支點混凝土橫梁節段在橫向伸出的牛腿構造，可為每道組合鋼板縱梁橫梁節段接合體的現場拼裝提供臨時豎向支承，僅需在橋面設置橫橋向的臨時支承，降低了施工臨時構造的復雜度及現場操作難度。

4、相鄰兩個支點混凝土橫梁節段拼接縫之間填充環氧膠，可保證支點混凝土橫梁節段拼接密實、不漏水，提高了支點混凝土橫梁的耐久性。

5、前、后兩跨主梁之間的連接采用現澆混凝土板的形式，使主梁在中支點處具備足夠的剛度，保證主梁的正常使用功能達到設計要求。

以下將結合附圖對本發明的構思、具體結構及產生的技術效果作進一步說明，以充分地了解本發明的目的、特征和效果。

附圖說明

圖1為本發明的實施例1的橋主梁跨中橫斷面結構示意圖。

圖2為圖1中部位Ⅰ的局部放大圖。

圖3為圖1中部位Ⅱ的局部放大圖。

圖4為圖1中沿A-A線剖面圖。

圖5為圖4中沿C-C線剖面圖。

圖6為本發明的實施例1的橋主梁俯視剖面透視圖。

圖7為本發明的實施例1的支點混凝土橫梁預應力鋼束布置圖。

圖8為本發明的實施例2的橋主梁拼裝流程示意圖。

圖中，1組合鋼板縱梁；11預制混凝土橋面板；12工字型鋼梁；121頂板；122腹板；123底板；13環氧砂漿墊層；131彈性橡膠條；14焊釘連接件；15現澆混凝土封閉預制混凝土橋面板接縫；2支點混凝土橫梁；21中央橫梁節段；22中部橫梁節段；23側邊橫梁節段；24牛腿；25橫梁節段的拼接縫；26支點混凝土橫梁預應力鋼束；3支座；4前、后兩跨混凝土橫梁之間的連續板；5現澆橋面混凝土；6橋梁下部結構中的系梁；61鋼墊塊；7橋梁上部結構；

具體實施方式

實施例1

如圖6所示，本發明預制無蓋梁式組合鋼板梁橋的上部結構7包括多道組合鋼板縱梁1和支點混凝土橫梁2，多道組合鋼板縱梁1沿橋橫向拼合形成橋主梁，每跨橋主梁的兩端分別設有一道支點混凝土橫梁2。如圖4所示，每跨橋主梁兩端的支點混凝土橫梁2支承于橋梁下部結構墩柱頂部的支座3上。

如圖1、4所示，每道組合鋼板縱梁1包括預制混凝土橋面板11和工字型鋼梁12，工字型鋼梁12包括頂板121、底板123和腹板122，腹板122垂直固定于頂板121和底板123之間。

如圖3所示，頂板121通過焊釘連接件14與預制混凝土橋面板11固定連接，頂板121和預制混凝土橋面板11之間還設有環氧砂漿墊層13，環氧砂漿墊層13的邊緣設有彈性橡膠條131封閉環氧砂漿墊層13。焊釘連接件的直徑可選用15～22mm，長度為100～150mm，布置間距為100～200mm。

如圖5所示，每道支點混凝土橫梁2包括若干橫梁節段，若干橫梁節段沿橋橫向拼合為支點混凝土橫梁；橫梁節段包括中央橫梁節段21、中部橫梁節段22和側邊橫梁節段23，每個橫梁節段均設有外挑的牛腿24以便于彼此拼合，本實施例中，每道牛腿的伸出長度為50cm、高度為支點混凝土橫梁高的一半。

中央橫梁節段21在橫橋向呈“凸”字形，中部橫梁節段22在橫橋向呈“Z”字形，側邊橫梁節段23在橫橋向呈“Γ”字形。

每道組合鋼板縱梁1的兩端均固定連接一個種類相同的橫梁節段，組合鋼板縱梁1與其兩端固定連接的中央橫梁節段21形成中央組合鋼板縱梁橫梁節段結合體，一道中央組合鋼板縱梁橫梁節段接合體位于橋主梁的中央，組合鋼板縱梁1與其兩端固定連接的中部橫梁節段22形成中部組合鋼板縱梁橫梁節段結合體，若干中部組合鋼板縱梁橫梁節段結合體對稱拼合于中央組合鋼板縱梁橫梁節段結合體的兩側，組合鋼板縱梁與其兩端固定連接的側邊橫梁節段23形成側邊組合鋼板縱梁橫梁節段結合體，兩道側邊組合鋼板縱梁橫梁節段結合體分別拼合于兩側中部組合鋼板縱梁橫梁節段結合體的最外側。全部橫梁節段拼合成完整的支點混凝土橫梁2。支點混凝土橫梁2內設置有沿橋橫向貫通的預應力鋼束26，預應力鋼束的布置圖如圖7所示。

組合鋼板縱梁1的工字型鋼梁12的兩端均設有開孔鋼板(圖未示出)，開孔鋼板上設有若干孔洞，若干穿孔鋼筋(圖未示出)穿過開孔鋼板上的孔洞后錨固于橫梁節段內將組合鋼板縱梁和橫梁節段固定連接在一起。開孔鋼板上孔洞的直徑可選用50～70mm，穿孔鋼筋的直徑可選用12mm～16mm。

如圖2所示，相鄰的預制混凝土橋面板11之間設有接縫15，預制混凝土橋面板在沿橋橫向設置伸出的“[”形鋼筋接頭(圖未示出)，相鄰的組合鋼板縱梁1拼接時相鄰的“[”形鋼筋接頭彼此交錯形成預制混凝土橋面板接縫15的構造鋼筋，全部組合鋼板縱梁拼裝完成后，預制混凝土橋面板接縫采用現澆混凝土接合。

預制混凝土橋面板的厚度不小于25cm，預制混凝土橋面板的沿橋橫向寬度小于相鄰兩道組合鋼板縱梁中心距15cm。

實施例2

實施例1產品的拼裝施工方法

包括以下步驟：

A.將中央組合鋼板縱梁橫梁節段結合體、中部組合鋼板縱梁橫梁節段結合體和側邊組合鋼板縱梁橫梁節段結合體分別吊裝、定位于施工完成的橋梁下部結構上，具體吊裝定位順序如圖8所示：首先，在橋梁下部結構的系梁6上設置鋼墊塊61，將中央組合鋼板縱梁橫梁節段接合體吊裝至系梁中央位置上方，將中央組合鋼板縱梁兩端的中央橫梁節段分別定位固定于兩個系梁中央位置的鋼墊塊上，在中央橫梁節段的拼接縫上均勻涂抹環氧膠；然后，分別吊裝兩道中部組合鋼板縱梁橫梁節段接合體至中央組合鋼板縱梁橫梁節段接合體的兩側，將中部組合鋼板縱梁兩端的中部橫梁節段放置于中央橫梁節段的牛腿上，并在橫梁頂端設置臨時鎖定裝置固定拼接上的中部橫梁節段，然后在中部橫梁節段的拼接縫上均勻涂抹環氧膠；然后，從內向外依次對稱吊裝其余的中部組合鋼板縱梁橫梁節段接合體，將新拼接的中部橫梁節段放置于前一中部橫梁節段的牛腿上，并在橫梁頂端設置臨時鎖定裝置固定新拼接上的中部橫梁節段，然后在新拼接的中部橫梁節段的拼接縫上均勻涂抹環氧膠，直至將全部中部組合鋼板縱梁橫梁節段結合體拼裝完畢；最后，將兩道側邊組合鋼板縱梁橫梁節段接合體分別吊裝至兩側中部組合鋼板縱梁橫梁節段結合體的最外側，分別將側邊橫梁節段放置于最外側的中部橫梁節段的牛腿上，并在橫梁頂端設置臨時鎖定裝置固定新拼接上的側邊橫梁節段，至此完成一跨內所有組合鋼板縱梁橫梁節段接合體的拼裝。

至此中央組合鋼板縱梁、中部組合鋼板縱梁和側邊組合鋼板縱梁兩端的橫梁節段拼合形成完整的支點混凝土橫梁2，相鄰組合鋼板縱梁的預制混凝土橋面板之間留有接縫，相鄰預制混凝土橋面板的“[”形鋼筋接頭在接縫內彼此交錯；

B.張拉支點混凝土橫梁沿橋橫向貫通的預應力鋼束26并錨固，頂升梁體，拆除系梁頂的鋼墊塊61，在支點混凝土橫梁下安裝永久支座3；

C.澆筑相鄰組合鋼板縱梁的預制混凝土橋面板之間的接縫15；

D.澆筑前、后兩跨混凝土橫梁之間的連續板4。

至此完成了本發明預制無蓋梁式組合鋼板梁橋上部結構的拼裝施工，后續的施工程序為常規的橋面施工，澆筑橋面混凝土5，在此不再贅述。

以上詳細描述了本發明的較佳具體實施例。應當理解，本領域的普通技術人員無需創造性勞動就可以根據本發明的構思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術領域中技術人員依本發明的構思在現有技術的基礎上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案，皆應在由權利要求書所確定的保護范圍內。