装配式矩形钢管混凝土组合桁梁桥及施工方法技术

本发明专利技术公开了一种装配式矩形钢管混凝土组合桁梁桥及施工方法，该桁梁桥包括桥梁下部支撑结构、装配式主梁和通过剪力键与装配式主梁连接的预制桥面板，装配式主梁为矩形钢管混凝土组合桁架且其由多个纵向桁架拼装而成，纵向桁架由上弦杆、下弦杆和腹杆组成，每个主梁下部支撑结构正上方均设置有由两道交叉布设的斜撑组成的横桥向支撑结构，矩形钢管混凝土组合桁架由多个桁架节段装配而成；该施工方法包括步骤：一、桥梁下部支撑结构施工；二、装配式主梁拼装架设；三、预制桥面板安装。本发明专利技术设计合理、施工简便且使用效果好，能充分发挥钢与混凝土材料结合的优势，受力性能好，施工速度快且造价低，可实现主梁与桥面板的标准化、批量化生产。

Assembled rectangular steel tube concrete composite truss girder bridge and construction method thereof

The invention discloses a prefabricated concrete filled rectangular steel tube truss girder bridge and construction method, the truss bridge including the bridge structure, the lower support assembly type girder and connected by shear connectors and prefabricated girder precast bridge panel, precast concrete filled rectangular steel tube truss composite girder is composed of a plurality of longitudinal truss and its assembling a longitudinal truss comprises upper chord and bottom chord and web member, just above the lower part of each supporting structure are provided by the two way intersection layout of braces composed of transverse support structure of rectangular steel tube concrete composite truss is composed of a plurality of truss segments assembled; the construction method comprises the steps of: construction a support, the bridge; two, assembled girder erection; three, prefabricated bridge panel installation. The invention has reasonable design, convenient construction and good use effect, can give full play to the advantages of combined steel and concrete materials, good mechanical performance, fast construction speed and low cost, can realize the main girder bridge panel and standardization, mass production.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于桥梁施工
，尤其是涉及一种装配式矩形钢管混凝土组合桁梁桥及施工方法。
技术介绍
传统的钢混结构桥梁施工过程中，存在材料运输费用高、施工周期长、现场混凝土浇筑质量不易保证、施工成型的桥梁使用效果较差等缺点，同时施工过程中还存在桥梁架设速度慢、施工效率低、施工过程易受环境制约较大等诸多问题，也不利于在道路抢修等应急情况下快速架设施工桥梁。因此，设计一种采用钢管混凝土桁架组合结构作为桥梁承重结构以降低材料运输成本并减轻桥梁自重，同时通过对桥梁施工工艺进行简化与调整并能降低现场施工难度、节约工期、降低施工成本的新桥型方案，显得尤其重要。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种装配式矩形钢管混凝土组合桁梁桥，其结构简单、设计合理且施工简便，能充分发挥钢与混凝土材料结合的优势，受力性能好，大幅度提高了桥梁的施工速度，降低桥梁造价，可实现桥梁主梁与桥面板的标准化、批量化生产。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种装配式矩形钢管混凝土组合桁梁桥，其特征在于：包括桥梁下部支撑结构、支撑于所述桥梁下部支撑结构上的装配式主梁和安装在所述装配式主梁上的预制桥面板，所述桥梁下部支撑结构包括多个沿纵桥向从前至后布设的主梁下部支撑结构，所述装配式主梁为矩形钢管混凝土组合桁架且其与预制桥面板之间通过剪力键进行连接；所述矩形钢管混凝土组合桁架由多个沿纵桥向布设的纵向桁架拼装而成，多个所述纵向桁架沿横桥向由左至右并排布设，每个所述纵向桁架均由上弦杆、布设于上弦杆下方的下弦杆和连接于上弦杆与下弦杆之间的腹杆组成，所述上弦杆和下弦杆均呈水平布设且二者均沿纵桥向布设；每个所述主梁下部支撑结构的正上方均设置有由两道交叉布设的斜撑组成的横桥向支撑结构，所述斜撑支撑于上弦杆与下弦杆之间；所述矩形钢管混凝土组合桁架由沿纵桥向从前至后布设的多个桁架节段装配而成，所述上弦杆和下弦杆均由多个弦杆节段从前至后拼接而成，所述上弦杆中的所有弦杆节段和所述下弦杆中位于负弯矩区的所有弦杆节段均为PBL加劲型弦杆，所述PBL加劲型弦杆包括钢管混凝土结构和沿纵桥向布设在所述钢管混凝土结构内的PBL加劲板，所述PBL加劲板均为长条形开孔钢板。上述装配式矩形钢管混凝土组合桁梁桥，其特征是：所述装配式主梁的跨径为50m～80m；所述下弦杆中除所述PBL加劲型弦杆之外的所有弦杆节段均为空钢管。上述装配式矩形钢管混凝土组合桁梁桥，其特征是：每个所述纵向桁架均为呈竖直向布设的平面桁架，每个所述纵向桁架均包括一道所述上弦杆和一道位于上弦杆正下方的下弦杆，所述上弦杆与位于其正下方的下弦杆之间均通过一列所述腹杆进行连接，每列所述腹杆均包括多根沿纵桥向从前至后布设的腹杆。上述装配式矩形钢管混凝土组合桁梁桥，其特征是：所述矩形钢管混凝土组合桁架中左右相邻两道所述上弦杆之间均通过多道沿纵桥向从前至后布设的上连接杆进行连接，所述矩形钢管混凝土组合桁架中左右相邻两道所述下弦杆之间均通过多道沿纵桥向从前至后布设的下连接杆进行连接；所述上连接杆和下连接杆均为工字钢；所述桥梁下部支撑结构中支撑于所述矩形钢管混凝土组合桁架前后两端下方的主梁下部支撑结构为端部支撑结构，所述桥梁下部支撑结构中除所述端部支撑结构外的所有主梁下部支撑结构均为中间支撑结构，所述矩形钢管混凝土组合桁架中位于所述中间支撑结构上方的区域均为所述负弯矩区。上述装配式矩形钢管混凝土组合桁梁桥，其特征是：所述钢管混凝土结构包括矩形钢管和浇筑于所述矩形钢管内的管内混凝土结构，所述PBL加劲型弦杆中的PBL加劲板焊接于所述矩形钢管的内壁上；所述上弦杆中的所述PBL加劲型弦杆为PBL加劲型上弦杆，所述下弦杆中的所述PBL加劲型弦杆为PBL加劲型下弦杆，所述PBL加劲型上弦杆中所述矩形钢管的上下两侧内壁上均垂直布设有多道所述PBL加劲板，所述PBL加劲型下弦杆中所述矩形钢管的内壁上均垂直布设有PBL加劲板；所述下弦杆中除所述PBL加劲型弦杆之外的所有弦杆节段均为矩形空钢管。上述装配式矩形钢管混凝土组合桁梁桥，其特征是：所述PBL加劲型上弦杆中的多道所述PBL加劲板呈均匀布设，所述PBL加劲型上弦杆中所述矩形钢管上下两侧内壁上布设的PBL加劲板呈对称布设；所述PBL加劲型下弦杆中所述矩形钢管的四个内侧壁中部均垂直布设有一个所述PBL加劲板。上述装配式矩形钢管混凝土组合桁梁桥，其特征是：所述预制桥面板中沿纵桥向从前至后设置有多道横向预应力钢筋，多道所述横向预应力钢筋均布设在同一水平面上；所述预制桥面板由多个预制桥面板节段从前至后拼装而成，前后相邻两个所述预制桥面板节段之间通过横桥向湿接缝进行连接，所述横桥向湿接缝为现浇混凝土湿接缝；所述预制桥面板中位于同一个负弯矩区的多个所述预制桥面板节段上设置有多组沿纵桥向布设的纵向预应力钢筋，多组所述纵向预应力钢筋均布设在同一水平面上；每道所述上弦杆的左右两侧上方均对称布设有一组所述纵向预应力钢筋，每组所述纵向预应力钢筋均包括多道沿横桥向由左至右布设在同一水平面上的纵向预应力钢筋；每道所述上弦杆上均由前至后设置有多组剪力键，每个所述预制桥面板节段上均设置有供剪力键安装的预留孔洞，所述剪力键通过浇筑于所述预留孔洞内的现浇混凝土结构与所述预制桥面板节段紧固连接为一体。上述装配式矩形钢管混凝土组合桁梁桥，其特征是：所述腹杆和斜撑均为矩形空钢管，所述斜撑呈竖直向布设。同时，本专利技术还公开了一种方法步骤简单、设计合理且施工简便、使用效果好的装配式矩形钢管混凝土组合桁梁桥施工方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、桥梁下部支撑结构施工：对所述桥梁下部支撑结构进行施工，获得施工完成的多个所述主梁下部支撑结构；步骤二、装配式主梁拼装架设：对所述矩形钢管混凝土组合桁架的各跨梁分别进行拼装架设，使每一跨梁的前后两端均分别架设于两个相邻所述主梁下部支撑结构上，并将前后相邻两跨梁拼装为一体，获得施工成型的所述矩形钢管混凝土组合桁架；步骤三、预制桥面板安装：在步骤二中所述矩形钢管混凝土组合桁架上安装预制桥面板，并通过剪力键将所安装预制桥面板紧固固定在所述矩形钢管混凝土组合桁架上。上述方法，其特征是：步骤二中所述矩形钢管混凝土组合桁架为多跨梁，每一跨梁的前后两端均分别架设于两个相邻所述主梁下部支撑结构上，每一跨梁均由多个沿纵桥向从前至后布设的所述桁架节段拼装而成；步骤二中进行装配式主梁拼装架设之前，先在预制场完成所述矩形钢管混凝土组合桁架的多个所述桁架节段的预制过程，再利用预制好的所述桁架节段对所述矩形钢管混凝土组合桁架的各跨梁分别进行拼装；步骤三中所述预制桥面板中沿纵桥向从前至后设置有多道横向预应力钢筋，多道所述横向预应力钢筋均布设在同一水平面上；所述预制桥面板由多个预制桥面板节段从前至后拼装而成，前后相邻两个所述预制桥面板节段之间通过横桥向湿接缝进行连接，所述横桥向湿接缝为现浇混凝土湿接缝；所述预制桥面板中位于同一个负弯矩区的多个所述预制桥面板节段上设置有多组沿纵桥向布设的纵向预应力钢筋，多组所述纵向预应力钢筋均布设在同一水平面上；每道所述上弦杆的左右两侧上方均对称布设有一组所述纵向预应力钢筋，每组所述纵向预应力钢筋均包括多道沿横桥向由左至右布设在同一水平面上的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装配式矩形钢管混凝土组合桁梁桥，其特征在于：包括桥梁下部支撑结构、支撑于所述桥梁下部支撑结构上的装配式主梁和安装在所述装配式主梁上的预制桥面板(1)，所述桥梁下部支撑结构包括多个沿纵桥向从前至后布设的主梁下部支撑结构(10)，所述装配式主梁为矩形钢管混凝土组合桁架且其与预制桥面板(1)之间通过剪力键(5)进行连接；所述矩形钢管混凝土组合桁架由多个沿纵桥向布设的纵向桁架拼装而成，多个所述纵向桁架沿横桥向由左至右并排布设，每个所述纵向桁架均由上弦杆(2‑1)、布设于上弦杆(2‑1)下方的下弦杆(3‑1)和连接于上弦杆(2‑1)与下弦杆(3‑1)之间的腹杆(4)组成，所述上弦杆(2‑1)和下弦杆(3‑1)均呈水平布设且二者均沿纵桥向布设；每个所述主梁下部支撑结构(10)的正上方均设置有由两道交叉布设的斜撑(9)组成的横桥向支撑结构，所述斜撑(9)支撑于上弦杆(2‑1)与下弦杆(3‑1)之间；所述矩形钢管混凝土组合桁架由沿纵桥向从前至后布设的多个桁架节段装配而成，所述上弦杆(2‑1)和下弦杆(3‑1)均由多个弦杆节段从前至后拼接而成，所述上弦杆(2‑1)中的所有弦杆节段和所述下弦杆(3‑1)中位于负弯矩区的所有弦杆节段均为PBL加劲型弦杆，所述PBL加劲型弦杆包括钢管混凝土结构和沿纵桥向布设在所述钢管混凝土结构内的PBL加劲板(6)，所述PBL加劲板(6)均为长条形开孔钢板。...

【技术特征摘要】
1.一种装配式矩形钢管混凝土组合桁梁桥，其特征在于：包括桥梁下部支撑结构、支撑于所述桥梁下部支撑结构上的装配式主梁和安装在所述装配式主梁上的预制桥面板(1)，所述桥梁下部支撑结构包括多个沿纵桥向从前至后布设的主梁下部支撑结构(10)，所述装配式主梁为矩形钢管混凝土组合桁架且其与预制桥面板(1)之间通过剪力键(5)进行连接；所述矩形钢管混凝土组合桁架由多个沿纵桥向布设的纵向桁架拼装而成，多个所述纵向桁架沿横桥向由左至右并排布设，每个所述纵向桁架均由上弦杆(2-1)、布设于上弦杆(2-1)下方的下弦杆(3-1)和连接于上弦杆(2-1)与下弦杆(3-1)之间的腹杆(4)组成，所述上弦杆(2-1)和下弦杆(3-1)均呈水平布设且二者均沿纵桥向布设；每个所述主梁下部支撑结构(10)的正上方均设置有由两道交叉布设的斜撑(9)组成的横桥向支撑结构，所述斜撑(9)支撑于上弦杆(2-1)与下弦杆(3-1)之间；所述矩形钢管混凝土组合桁架由沿纵桥向从前至后布设的多个桁架节段装配而成，所述上弦杆(2-1)和下弦杆(3-1)均由多个弦杆节段从前至后拼接而成，所述上弦杆(2-1)中的所有弦杆节段和所述下弦杆(3-1)中位于负弯矩区的所有弦杆节段均为PBL加劲型弦杆，所述PBL加劲型弦杆包括钢管混凝土结构和沿纵桥向布设在所述钢管混凝土结构内的PBL加劲板(6)，所述PBL加劲板(6)均为长条形开孔钢板。2.按照权利要求1所述的装配式矩形钢管混凝土组合桁梁桥，其特征在于：所述装配式主梁的跨径为50m～80m；所述下弦杆(3-1)中除所述PBL加劲型弦杆之外的所有弦杆节段均为空钢管。3.按照权利要求1或2所述的装配式矩形钢管混凝土组合桁梁桥，其特征在于：每个所述纵向桁架均为呈竖直向布设的平面桁架，每个所述纵向桁架均包括一道所述上弦杆(2-1)和一道位于上弦杆(2-1)正下方的下弦杆(3-1)，所述上弦杆(2-1)与位于其正下方的下弦杆(3-1)之间均通过一列所述腹杆(4)进行连接，每列所述腹杆(4)均包括多根沿纵桥向从前至后布设的腹杆(4)。4.按照权利要求1或2所述的装配式矩形钢管混凝土组合桁梁桥，其特征在于：所述矩形钢管混凝土组合桁架中左右相邻两道所述上弦杆(2-1)之间均通过多道沿纵桥向从前至后布设的上连接杆(2-2)进行连接，所述矩形钢管混凝土组合桁架中左右相邻两道所述下弦杆(3-1)之间均通过多道沿纵桥向从前至后布设的下连接杆(3-2)进行连接；所述上连接杆(2-2)和下连接杆(3-2)均为工字钢；所述桥梁下部支撑结构中支撑于所述矩形钢管混凝土组合桁架前后两端下方的主梁下部支撑结构(10)为端部支撑结构，所述桥梁下部支撑结构中除所述端部支撑结构外的所有主梁下部支撑结构(10)均为中间支撑结构，所述矩形钢管混凝土组合桁架中位于所述中间支撑结构上方的区域均为所述负弯矩区。5.按照权利要求1或2所述的装配式矩形钢管混凝土组合桁梁桥，其特征在于：所述钢管混凝土结构包括矩形钢管和浇筑于所述矩形钢管内的管内混凝土结构，所述PBL加劲型弦杆中的PBL加劲板(6)焊接于所述矩形钢管的内壁上；所述上弦杆(2-1)中的所述PBL加劲型弦杆为PBL加劲型上弦杆，所述下弦杆(3-1)中的所述PBL加劲型弦杆为PBL加劲型下弦杆，所述PBL加劲型上弦杆中所述矩形钢管的上下两侧内壁上均垂直布设有多道所述PBL加劲板(6)，所述PBL加劲型下弦杆中所述矩形钢管的内壁上均垂直布设有PBL加劲板(6)；所述下弦杆(3-1)中除所述PBL加劲型弦杆之外的所有弦杆节段均为矩形空钢管。6.按照权利要求5所述的装配式矩形钢管混凝土组合桁梁桥，其特征在于：所述PBL加劲型上弦杆中的多道所述PBL加劲板(6)呈均匀布设，所述PBL加劲型上弦杆中所述矩形钢管上下两侧内壁上布设的PBL加劲板(6)呈对称布设；所述PBL加劲型下弦杆中所述矩形钢管的四个内侧壁中部均垂直布设有一个所述PBL加劲板(6)。7.按照权利要求1或2所述的装配式矩形钢管混凝土组合桁梁桥，其特征在于：所述预制桥面板(1)中沿纵桥向从前至后设置有多道横向预应力钢筋(8-2)，多道所述横向预应力钢筋(8-2)均布设在同一水平面上；所述预制桥面板(1)由多个预制桥面板节段从前至后拼装而成，前后相邻两个所述预制桥面板节段之间通过横桥向湿接缝(11...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘永健，刘彬，戴立先，田智娟，侯蓓蓓，段海，李周，王康宁，刘城，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61