预制拼装的鱼腹工字型预应力钢混组合简支梁桥及其施工方法技术

本发明专利技术公开了一种预制拼装的鱼腹工字型预应力钢混组合简支梁桥，采用预制鱼腹板梁和预制混凝土桥面板，在鱼腹工字型梁下翼缘采用钢包混凝土构件，在下翼缘钢包混凝土构件的混凝土中张拉预应力，这大幅提高了钢梁的抗弯刚度，使成桥后桥面板混凝土的预压应力增加，使简支组合梁的跨越能力大幅增加，并避免了预应力钢筋的大气暴露，大幅提高了预应力筋的耐久性与可靠性能。同时，该结构的钢混组合简支梁桥可方便的运输、预制、拼装，完全能够满足工厂预制构件与现场快速安装的要求。据此，发明专利技术人还建立了相应的施工方法，采用该法施工安全、优质、方便、快捷。

【技术实现步骤摘要】
预制拼装的鱼腹工字型预应力钢混组合简支梁桥及其施工方法
本专利技术属于交通运输桥涵工程领域，尤其涉及一种预制拼装的鱼腹工字型预应力钢混组合简支梁桥及其施工方法。
技术介绍
随着立体交通基础设施的发展，在人口密集区域城市桥梁施工或高速公路跨线施工时，面临着繁忙交通条件下桥梁结构施工过程不中断交通的问题，这对施工安全性要求高、施工周期要求短，同时还要兼顾景观与环保要求。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种构件方便预制、现场安装快速的预制拼装的鱼腹工字型预应力钢混组合简支梁桥及其施工方法，以满足立体交通施工安全性高、周期短、注重景观与环保的要求。为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：预制拼装的鱼腹工字型预应力钢混组合简支梁桥，采用预制鱼腹板梁和预制混凝土桥面板，在鱼腹工字型梁下翼缘采用钢包混凝土构件，在下翼缘钢包混凝土构件的混凝土中张拉预应力。该钢混组合简支梁桥的矢跨比控制在1/15-1/20之间，下翼缘鱼腹线型为悬链线或抛物线。该钢混组合简支梁桥的支座截面高度与跨中最大高度之比控制在1/2-2/3之间。上述预制拼装的鱼腹工字型预应力钢混组合简支梁桥的施工方法，包括以下步骤：<1>提前预制混凝土桥面板和预制鱼腹工字型钢梁预制鱼腹工字型钢梁时，焊接加工预制单元的下翼缘钢包混凝土构件，采用钢梁制梁台架，将下翼缘钢包混凝土构件、上翼缘板、腹板、横向加劲肋、纵向加劲肋、支座区域腹板、支座构件下翼缘、支座加劲肋、支座横向加劲肋、支座竖向加劲肋焊接成单个梁鱼腹工字型预制单元；在下翼缘钢包混凝土构件内绑扎环状箍筋与架立钢筋构成钢筋笼，设置波纹管，波纹管穿过下翼缘构件内带孔横隔板并穿过支座，之后焊接下翼缘包板；在下翼缘处安装混凝土斜模板，浇筑下翼缘钢包板内混凝土，混凝土养护；<2>现场吊装在混凝土养护后，将预制鱼腹工字型预制单元运输到施工现场并定位吊装；多片预制鱼腹工字型预制单元之间，采用跨中空腹式横隔板与支座空腹式横隔板连接；<3>张拉预应力混凝土桥面板湿接缝混凝土养护完成后，张拉下翼缘钢包混凝土构件内预应力筋，形成预制拼装的鱼腹工字型预应力钢混组合简支梁桥。预制混凝土桥面板的吊装龄期在180天以上，混凝土桥面板设置桥面板槽型孔并在槽型孔内预留钢筋，吊装时通过现浇混凝土上翼缘集束式剪力钉与槽型孔内预留钢筋连接。单个梁鱼腹工字型预制单元包括两片鱼腹工字钢梁，两片鱼腹工字钢梁距离为工字型梁跨中高度的0.7-1.5倍。下翼缘钢包混凝土构件底板与腹板沿梁通长焊接在一起，在腹板的各横向加劲肋位置下部设置开洞横隔板，在下翼缘钢包混凝土构件的腹板、底板和包板内表面布置剪力钉，下翼缘钢包混凝土构件内的混凝土在整个工字梁预制单元预制完成后再进行现浇。下翼缘钢包混凝土构件内的混凝土采用细粒连续级配抗裂混凝土；桥面板的横向湿接缝采用速凝微膨胀混凝土，纵向湿接缝采用速凝混凝土。支座附近的腹板与顶底板表面布置剪力钉群；上翼缘的上表面采用长、短两种剪力钉布置方式，短剪力钉为均布式，均布的短剪力钉长度为5-10cm；长剪力钉为集束式，集束式长剪力钉长度为20-25cm。跨中空腹式横隔板由跨中空腹式横隔板上弦杆、跨中空腹式横隔板下弦杆、跨中空腹式横隔板斜组成；支座空腹式横隔板由支座空腹式横隔板上弦杆、支座空腹式横隔板下弦杆、支座空腹式横隔板斜组成。为满足立体交通施工的严格要求，专利技术人设计了一种预制拼装的鱼腹工字型预应力钢混组合简支梁桥，采用预制鱼腹板梁和预制混凝土桥面板，在鱼腹工字型梁下翼缘采用钢包混凝土构件，在下翼缘钢包混凝土构件的混凝土中张拉预应力，这大幅提高了钢梁的抗弯刚度，使成桥后桥面板混凝土的预压应力增加，使简支组合梁的跨越能力大幅增加，并避免了预应力钢筋的大气暴露，大幅提高了预应力筋的耐久性与可靠性能。同时，该结构的钢混组合简支梁桥可方便的运输、预制、拼装，完全能够满足工厂预制构件与现场快速安装的要求。据此，专利技术人还建立了相应的施工方法，采用该法施工安全、优质、方便、快捷。附图说明图1是本专利技术预制拼装的鱼腹工字型预应力钢混组合简支梁桥中预制混凝土桥面板的布置图。图2是图1预制桥面板中单块桥面板上预留槽孔和钢筋的布置图。图3是支座部位布置立面详图与支座构件示意图。图4是单个鱼腹工字型截面梁预制单元截面图。图5是本专利技术预制拼装的鱼腹工字型预应力钢混组合简支梁桥的结构立面示意图。图6是上翼缘承托混凝土现浇以及剪力钉横截面的布置图。图7是下翼缘钢包混凝土构件立体图。图8是预制钢梁节段立体图。图9是预制拼装的鱼腹工字型预应力钢混组合简支梁桥跨中横截面示意图。图10是预制拼装的鱼腹工字型预应力钢混组合简支梁桥支座横截面示意图。图11是应用本专利技术预制拼装的鱼腹工字型预应力钢混组合简支梁桥的某城市立交跨线桥48m主跨立面图。图12是某城市立交跨线桥48m主跨跨中横截面图。图13是某城市立交跨线桥48m主跨支座横截面图。图14是某城市立交跨线桥48m主跨下翼缘钢包混凝土构件横截面图。图中：1腹板，2预制混凝土桥面板，2a桥面板槽型孔，2b预制桥面板槽型孔内的预留钢筋，2c预制桥面板板周预留钢筋，3纵向加劲肋，4下翼缘钢包混凝土构件，4a下翼缘钢包混凝土构件内的开洞横隔板，4b内表面栓钉，4c下翼缘钢包混凝土构件内细粒连续级配混凝土体，4d下翼缘钢包混凝土构件包板，4e下翼缘钢包混凝土构件底板，4f下翼缘钢包混凝土构件腹板，4g下翼缘钢包混凝土构件顶板，5横向加劲肋，6支座构件，6a支座加劲肋，6b支座构件下翼缘，6c支座纵向加劲肋，6d支座竖向加劲肋，6e支座构件上弯板，6f支座区域钢包混凝土翼缘下方的腹板，7钢梁端部锚固区域板件表面分布的剪力钉群，8上翼缘板，9支座预应力筋锚固点，10跨中空腹式横隔板，10a跨中空腹式横隔板上弦杆，10b跨中空腹式横隔板下弦杆，10c跨中空腹式横隔板斜杆，10d跨中空腹式横隔板节点板，11桥面板湿接缝，11a桥面板横向湿接缝，11b桥面板纵向湿接缝，12支座空腹式横隔板，12a支座空腹式横隔板上弦杆，12b支座空腹式横隔板下弦杆，12c支座空腹式横隔板斜杆，12d支座空腹式横隔板节点板，13下翼缘钢包混凝土构件内预应力筋，14预制桥面板下架设的小纵梁，15上翼缘集束式剪力钉，16小纵梁、空腹式横隔板上弦杆表面均匀布置的剪力钉，17上翼缘上表面均布剪力钉，18上翼缘上表面混凝土承托，19支座区域下翼缘上弯板，20鱼腹工字型截面梁预制单元，21为单片鱼腹工字钢梁，22桥梁支座，23支座锚固区混凝土。具体实施方式一、预制拼装的鱼腹工字型预应力钢混组合简支梁桥的基本结构采用预制鱼腹板梁和预制混凝土桥面板，在鱼腹工字型梁下翼缘采用钢包混凝土构件，在下翼缘钢包混凝土构件的混凝土中张拉预应力。其矢跨比控制在1/15-1/20之间，此处的矢跨比定义为工字组合梁跨中的高度与跨度之比，下翼缘鱼腹线型为悬链线或抛物线；其支座截面高度与跨中最大高度之比控制在1/2-2/3之间。靠近支座区域腹板沿主梁的长度控制根据主梁的设计剪力确定，支座附近的剪力应满足：V≤tfhffv+0.75Agfgtanθ+Asfstanθ式中，V为设计剪力，tf为腹板厚度，hf_为腹板高度，fv为腹板抗剪强度设计本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种预制拼装的鱼腹工字型预应力钢混组合简支梁桥，其特征在于：采用预制鱼腹板梁和预制混凝土桥面板，在鱼腹工字型梁下翼缘采用钢包混凝土构件，在下翼缘钢包混凝土构件的混凝土中张拉预应力。

【技术特征摘要】
1.一种预制拼装的鱼腹工字型预应力钢混组合简支梁桥的施工方法，其特征在于采用预制鱼腹板梁和预制混凝土桥面板，在鱼腹工字型梁下翼缘采用钢包混凝土构件，在下翼缘钢包混凝土构件的混凝土中张拉预应力；具体按以下步骤操作进行：<1>提前预制混凝土桥面板和预制鱼腹工字型钢梁预制鱼腹工字型钢梁时，焊接加工预制单元的下翼缘钢包混凝土构件，采用钢梁制梁台架，将下翼缘钢包混凝土构件、上翼缘板、腹板、横向加劲肋、纵向加劲肋、支座区域腹板、支座构件下翼缘、支座加劲肋、支座横向加劲肋、支座竖向加劲肋焊接成单个梁鱼腹工字型预制单元；在下翼缘钢包混凝土构件内绑扎环状箍筋与架立钢筋构成钢筋笼，设置波纹管，波纹管穿过下翼缘构件内带孔横隔板并穿过支座，之后焊接下翼缘包板；在下翼缘处安装混凝土斜模板，浇筑下翼缘钢包板内混凝土，混凝土养护；<2>现场吊装在混凝土养护后，将预制鱼腹工字型预制单元运输到施工现场并定位吊装；多片预制鱼腹工字型预制单元之间，采用跨中空腹式横隔板与支座空腹式横隔板连接；<3>张拉预应力混凝土桥面板湿接缝混凝土养护完成后，张拉下翼缘钢包混凝土构件内预应力筋，形成预制拼装的鱼腹工字型预应力钢混组合简支梁桥。2.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于：所述预制混凝土桥面板的吊装龄期在180天以上，混凝土桥面板设置桥面板槽型孔并在槽型孔内预留钢筋，吊装时通过现浇混凝土上翼缘集束式剪力钉与槽型孔内预留钢筋连接。3.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于：所述单个梁鱼腹工字型预制单元包括两片鱼...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈齐风，高建明，徐赵东，邱波，郝天之，刘世建，刘沐宇，罗月静，李保军，黎力韬，杨雨厚，李淑芬，王莹，
申请(专利权)人：广西交通科学研究院，
类型：发明
国别省市：广西;45