一种采用分层栓钉连接件的钢-混凝土部分预制简支叠合梁结构及其制作工艺制造技术

一种采用分层栓钉连接件的钢‑混凝土部分预制简支叠合梁结构，包括钢主梁、横向连接钢板、栓钉连接件、预制部分板和现浇部分板，所述钢主梁的上翼缘布置所述栓钉连接件，所述栓钉连接件上开有上排开孔和下排开孔，相邻所述钢主梁的腹板之间连接横向连接钢板，所述预制部分板位于所述钢主梁的上翼缘上，所述栓钉连接件外露于所述预制部分板，所述现浇部分板位于所述预制部分板上，所述栓钉连接件外露部分位于所述现浇部分板内。以及提供一种采用分层栓钉连接件的钢‑混凝土部分预制简支叠合梁结构的制作工艺。本发明专利技术可以大幅减少桥梁上部结构的替换时间，缩短工期，大幅减轻城市交通压力；减轻桥梁上部结构的质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种小跨径桥梁用简支叠合梁结构，特别是通过分层栓钉与桥面板共同受力的组合式钢-混凝土叠合梁，尤其涉及一种采用分层栓钉连接件的钢-混凝土部分预制简支叠合梁结构及其制作工艺。
技术介绍
长期以来，我国具有丰富的劳动力资源和砂石料等资源，中小跨径混凝土结构桥梁经济性好，在桥梁建设中发挥了巨大作用。其中，中小桥座数占总桥梁数90％以上。建设好中小跨径桥梁是公路桥梁建设可持续发展、建设资源节约型公路交通的基本突破点。根据浙江省交通科研院的调研，浙江省境内的中小跨径桥梁每4座中就有1座是存在不同程度病害的桥梁。如何在少影响交通的情况下维修、加固和更换这些有严重病害的桥梁，是迫切需要解决的难题。为降低工程造价，更为缩短工程，避免交通拥堵时间长的现象，在桥梁维修、改建中，应尽量利用原有下部结构。然而，现存病害桥梁在设计阶段大都按照旧规范设计，其原有的桥墩的设计值往往不符合新规范要求，故采用原有的桥梁结构形式是不可行的。钢结构具有强度高、延性好、结构轻、抗震性能好、工厂化生产程度高、质量易控制、工期短、便于无支架施工和保畅通、环保与污染少、易修复、可回收重复利用等许多优点。随着我国工业技术的发展，近年的钢材产量与质量有了很大的提高，钢材产量由1990年的6635万吨增加到2013年的10.67亿吨，达到全球产量的1/2，钢材的市场价格也已大幅下降。然而，小跨
径纯钢桥往往会出现疲劳问题，钢桥面板在车辆荷载的作用下容易出现疲劳裂纹，钢桥面板在自然条件和车辆荷载应力作用下，容易出现腐蚀现象，会大幅削减钢桥面板的使用寿命。
技术实现思路
为了克服现有中小跨径混凝土结构桥梁上部结构替换中所存在的问题，本专利技术提供了一种采用分层栓钉连接件的钢-混凝土部分预制简支叠合梁结构及其制作工艺及其制作工艺，结构大部分在原有桥梁拆除时或之间在工厂进行预制，可以大幅减少桥梁上部结构的替换时间，缩短工期，大幅减轻城市交通压力；减轻桥梁上部结构的质量，使原有桥墩满足新规范的要求；混凝土桥面板可以有效缓减纯钢桥梁的疲劳问题，无须大面积的防腐工作。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种采用分层栓钉连接件的钢-混凝土部分预制简支叠合梁结构，包括钢主梁、横向连接钢板、栓钉连接件、预制部分板和现浇部分板，所述钢主梁的上翼缘布置所述栓钉连接件，所述栓钉连接件上开有上排开孔和下排开孔，相邻所述钢主梁的腹板之间连接横向连接钢板，所述预制部分板位于所述钢主梁的上翼缘上，所述栓钉连接件外露于所述预制部分板，所述现浇部分板位于所述预制部分板上，所述栓钉连接件外露部分位于所述现浇部分板内。进一步，所述栓钉连接件包括端栓钉群和长栓钉群，所述长栓钉群位于短栓钉群的内侧，所述短栓钉群位于所述预制部分板内，所述长栓钉群外露于所述预制部分板，所述长栓钉群的外露部分位于所述现浇部分板内。再进一步，所述预制部分板包括底部横向钢筋、支筋、底部纵向钢筋和下混凝土层，所述底部横向钢筋、支筋和底部纵向钢筋相互绑扎。再进一步，所述支筋包括弯起负钢筋、主箍筋和中部箍筋，所述弯起负钢筋和主箍筋位于所述栓钉连接件上，所述中部箍筋位于相邻的两个栓钉连接件之间。所述现浇部分板包括上部横向钢筋、上部纵向钢筋和上混凝土层，所述上部横向钢筋和上部纵向钢筋交错布置且相互绑扎。一种采用分层栓钉连接件的钢-混凝土部分预制简支叠合梁结构的制作工艺，其特征在于：包括以下步骤：第一步：在加工厂，先进行钢主梁的选材，根据设计要求进行钢主梁的制作；第二步：在加工厂，根据桥梁的跨度对钢主梁进行排列，钢主梁与混凝土接触的表面应进行除油和除锈处理；第三步：通过焊接工艺将横向连接钢板设置与相邻钢主梁之间；第三步：采用焊接工艺将栓钉连接件焊接钢主梁的翼缘上；第四步，钢主梁与混凝土接触的表面喷砂处理，使其表面粗糙度达到Sa2.5级；第五步：在钢主梁上为预制部分板A支模，设置底部横向钢筋、支筋和底部纵向钢筋，再进行下混凝土层的浇筑工作，所述栓钉连接件外露于所述预制部分板；第六步：待下混凝土层达到容许施工强度时，在预制板部分板A上进行上部横向钢筋和上部纵向钢筋的绑扎工作和模板的支护工作，
形成工厂预制结构；第七步：拆模，对工厂预制结构的钢材部分进行防腐涂装；第八步：将工厂预制的结构运往现场，进行预制结构的现场拼装和调整；第九步：进行上混凝土层的浇筑工作，形成现浇板部分板B，待混凝土达到容许通车强度时拆模，进行桥面处理。进一步，所述第九步中，上混凝土层的混凝土采用的快速混凝土，其7天龄期的强度可以达到混凝土强度设计值的90％以上。所述支筋包括弯起负钢筋、主箍筋和中部箍筋，所述弯起负钢筋和主箍筋位于所述栓钉连接件上，所述中部箍筋位于相邻的两个栓钉连接件之间。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术中的一种采用分层栓钉连接件的钢-混凝土部分预制简支叠合梁结构在用于替换现有病害中小跨径桥梁时，大量的预制工作刻在拆除病害桥梁时或之前就可以完成，其现场工期一般在15-20天左右，大大缩短了常规替换工作的工期，可以有效缓解城市交通压力。2、本专利技术中的一种采用分层栓钉连接件的钢-混凝土部分预制简支叠合梁结构较钢筋混凝土桥梁结构自重轻，故在不改变桥梁上部结构高度的基础上，仍可沿用原有桥墩以及其基础，可以大大缩短工期，节约成本。3、本专利技术中的一种采用分层栓钉连接件的钢-混凝土部分预制简支叠合梁结构较纯钢结构桥梁，混凝土桥面板可以有效缓减纯钢桥梁的疲劳问题，无须大面积的防腐工作，并且可以减少大量的焊接工作，
避免了由于焊接引起的残余变形和残余应力，提高了结构的承载能力、疲劳性能、局部稳定性和整体稳定性。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术结构横向断面图；图3为本专利技术结构钢主梁示意图；图4为本专利技术结构预制阶段示意图；图5为本专利技术结构现浇阶段示意图；图6为本专利技术的结构爆炸图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步说明。如图1～图6，一种采用分层栓钉连接件的钢-混凝土部分预制简支叠合梁结构，包括三根钢主梁，分别为第一钢主梁11、第二钢主梁12和第三钢主梁13(在实际工程中，钢主梁可以设置为多根，间距一般在1500mm～4000mm)。通过焊接工艺将第一横向连接钢板21、第二横向连接钢板22和第三横向连接钢板23、第四横向连接钢板四24、第五横向连接钢板25和第六横向连接钢板26分别设置与第一钢主梁11、第二钢主梁12和第三钢主梁13之间(在实际工程中，横向连接钢板有多个，本专利技术图中设置有六个，横向连接钢板之间间距宜不小于横向连接钢板的长度，切宜不少于3个)。通过焊接工艺在与第一钢主梁11、第二钢主梁12和第三钢主梁13上分别设置第一短栓钉群311和第一长栓钉群312，第二短栓钉群321和第二长栓钉群322，第三短栓钉群331和第三长栓钉群332。长栓钉的长度较短栓钉的长度
宜长100mm～150mm；长栓钉较短栓钉的数目以及间隔应根据相关计算确定，各排栓钉间的间距不宜大于500mm，也不宜小于150mm；同排长栓钉设置在外侧，同排短栓钉设置在内侧，长栓钉与翼缘边缘距离不宜小于30mm，长栓钉与短栓钉距离不宜小于45mm，短栓钉之间的距离不宜小于45mm。在与第一钢主梁11、第二钢主梁12和第三钢主梁本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用分层栓钉连接件的钢‑混凝土部分预制简支叠合梁结构，其特征在于：包括钢主梁、横向连接钢板、栓钉连接件、预制部分板和现浇部分板，所述钢主梁的上翼缘布置所述栓钉连接件，所述栓钉连接件上开有上排开孔和下排开孔，相邻所述钢主梁的腹板之间连接横向连接钢板，所述预制部分板位于所述钢主梁的上翼缘上，所述栓钉连接件外露于所述预制部分板，所述现浇部分板位于所述预制部分板上，所述栓钉连接件外露部分位于所述现浇部分板内。

【技术特征摘要】
1.一种采用分层栓钉连接件的钢-混凝土部分预制简支叠合梁结构，其特征在于：包括钢主梁、横向连接钢板、栓钉连接件、预制部分板和现浇部分板，所述钢主梁的上翼缘布置所述栓钉连接件，所述栓钉连接件上开有上排开孔和下排开孔，相邻所述钢主梁的腹板之间连接横向连接钢板，所述预制部分板位于所述钢主梁的上翼缘上，所述栓钉连接件外露于所述预制部分板，所述现浇部分板位于所述预制部分板上，所述栓钉连接件外露部分位于所述现浇部分板内。2.如权利要求1所述的一种采用分层栓钉连接件的钢-混凝土部分预制简支叠合梁结构，其特征在于：所述栓钉连接件包括端栓钉群和长栓钉群，所述长栓钉群位于短栓钉群的内侧，所述短栓钉群位于所述预制部分板内，所述长栓钉群外露于所述预制部分板，所述长栓钉群的外露部分位于所述现浇部分板内。3.如权利要求1或2所述的一种采用分层栓钉连接件的钢-混凝土部分预制简支叠合梁结构，其特征在于：所述预制部分板包括底部横向钢筋、支筋、底部纵向钢筋和下混凝土层，所述底部横向钢筋、支筋和底部纵向钢筋相互绑扎。4.如权利要求3所述的一种采用分层栓钉连接件的钢-混凝土部分预制简支叠合梁结构，其特征在于：所述支筋包括弯起负钢筋、主箍筋和中部箍筋，所述弯起负钢筋和主箍筋位于所述栓钉连接件上，所述中部箍筋位于相邻的两个栓钉连接件之间。5.如权利要求1或2所述的一种采用分层栓钉连接件的钢-混凝土部分预制简支叠合梁结构，其特征在于：所述现浇部分...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵伟，杭振园，
申请(专利权)人：浙江交通职业技术学院，
类型：发明
国别省市：浙江;33