一种装配式波形腹板钢箱-UHPC组合梁桥及施工方法技术

技术编号:24326146 阅读:30 留言:0更新日期:2020-05-29 18:09
本发明专利技术涉及一种装配式波形腹板钢箱‑UHPC组合梁桥及施工方法,由波形腹板钢箱及UHPC桥面板组成,波形腹板钢箱是由平钢底板、波形钢腹板以及平钢顶板组成的开口箱形结构,相邻波形腹板钢箱通过箱间横梁连接;所述UHPC桥面板包括箱内预制UHPC桥面板、箱间预制UHPC桥面板以及悬臂现浇UHPC桥面板,相邻预制UHPC桥面板通过现浇湿接缝UHPC桥面板连接;若干UHPC桥面板对应安装于若干波形腹板钢箱上形成装配式波形腹板钢箱‑UHPC组合梁桥。装配式波形腹板钢箱‑混凝土组合梁桥优化了用钢量配置,使结构自重进一步降低,采用预制混凝土桥面板,使装配化程度进一步提高,施工周期短,标准化程度高,具有显著的经济社会效益,对推动钢结构桥梁大量应用有重要意义。

A fabricated corrugated web steel box UHPC composite girder bridge and its construction method

【技术实现步骤摘要】
一种装配式波形腹板钢箱-UHPC组合梁桥及施工方法
本专利技术属于桥梁工程
,具体涉及到一种装配式波形腹板钢箱-UHPC组合梁桥及施工方法。
技术介绍
波形腹板钢箱-混凝土组合梁桥是近年来应用较多的组合结构形式,尤其在大跨、超宽和复杂线性桥梁中,波形腹板钢箱混凝土组合梁桥优势明显,其结构受力更为合理,材料性能得到充分发挥,并且采用工厂化制造、装配化施工,可实现精细化管理、批量化应用,具有良好的社会经济效益,在公路、市政桥梁中具有广阔的应用前景。传统钢-混凝土组合结构桥梁,虽然解决了混凝土桥梁易开裂、耐久性差、施工周期长和使用寿命短的问题,但其用钢量较大且应力储备小,受混凝土强度较低的影响,当跨径较大时,混凝土桥面板将会是组合梁的薄弱环节,尤其在连续梁体系的中支点处容易开裂,桥面板可靠性受到影响。传统钢-混凝土组合结构桥梁,当桥面宽度较大时,通常采用单箱多室钢箱组合梁,其需要布设大量的加筋肋保证钢板件的稳定性及连接强度,因此焊接工作量巨大,质量控制成本和难度增大,疲劳强度不易控制,且多室结构受力不明确,存在边腹板受力过大,中腹板受力相对小的情况,造成同一箱室内不能按需供材,难以实现优化设计。传统钢-混凝土组合结构桥梁,腹板形式多为直腹板,直腹板形式虽然制造简单,但当梁高较大时,腹板的稳定性和剪切屈曲性能难以保证,需要大量的加筋肋和支撑措施,且传统直腹板式组合箱梁轴向刚度使箱梁预应力损失较大,预应力效率不高,难以充分发挥各自材料优势。针对传统钢-混凝土组合梁的缺点和不足,为适应精细化设计和装配化施工的工程建设理念,有必要研发一种结构受力明确、各种材料优势可以充分发挥、便于运输安装的装配式波形腹板钢箱-混凝土组合梁桥及施工方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是在于提供一种装配式波形腹板钢箱-UHPC组合梁桥及施工方法,该装配式波形腹板钢箱-UHPC组合梁桥便于设计和施工,结构受力更加合理,且用钢量少,钢箱梁节段运输,桥面板预制拼装,装配化程度高,施工方便快捷,综合性能得到有效提升。本专利技术采用的技术方案如下所述:一种装配式波形腹板钢箱-UHPC组合梁桥,由波形腹板钢箱及UHPC桥面板组成,所述波形腹板钢箱是由平钢底板1、波形钢腹板2以及平钢顶板3组成的开口箱形结构,相邻波形腹板钢箱通过箱间横梁12连接;所述UHPC桥面板包括箱内预制UHPC桥面板6、箱间预制UHPC桥面板7以及悬臂现浇UHPC桥面板8,相邻预制UHPC桥面板通过现浇湿接缝UHPC桥面板9连接;若干UHPC桥面板对应安装于若干波形腹板钢箱上形成装配式波形腹板钢箱-UHPC组合梁桥。所述波形钢腹板2垂直焊接在平钢底板1两侧,波形钢腹板2顶端水平布置并焊接有平钢顶板3。所述装配式波形腹板钢箱-UHPC组合梁桥的梁端设置有端横梁14,端横梁14内灌注有细石子微膨胀混凝土15,波形腹板钢箱内等间距布置有横隔梁5,。所述预制箱内桥面板6搭设在平钢顶板3上;预制箱间桥面板7搭设在相邻两片波形腹板钢箱平钢顶板3之间。所述悬臂现浇UHPC桥面板8浇筑于UHPC桥面板外侧。所述悬臂现浇UHPC桥面板8外侧设置有悬臂堵头板10。所述装配式波形腹板钢箱-UHPC组合梁桥上设置有底板加劲肋4和悬臂加劲板11,平钢底板1上对称布置两块底板加劲肋4,所述悬臂加劲板11设置于横隔梁5和端横梁14处的悬臂部分。所述装配式波形腹板钢箱-UHPC组合梁桥为连续梁体系时,在中支点处相邻两侧横隔梁5之间灌注中支点箱梁混凝土18;在中支点两侧负弯矩区段范围内的平钢底板1上灌注中支点梁底混凝土17;在中支点两侧波形钢腹板2上灌注中支点腹板混凝土19,形成内衬混凝土结构。本专利技术同时提供了一种装配式波形腹板钢箱-UHPC组合梁桥的施工方法,包括简支梁体系的施工方法和连续梁体系的施工方法,其中简支梁体系的施工方法为:S1、工厂加工钢梁、预制UHPC桥面板,架设整孔钢梁,连接端横梁、箱间横梁;S2、吊装搭设箱内预制UHPC桥面板,张拉体外预应力钢束;S3、吊装搭设箱间预制UHPC桥面板,浇筑悬臂UHPC桥面板及湿接缝;S4、安装附属工程。连续梁体系的施工方法为:S1、工厂加工钢梁、预制UHPC桥面板,架设整孔钢梁,连接端横梁、箱间横梁;S2、吊装搭设箱内预制UHPC桥面板,张拉体外预应力钢束,现浇中支点混凝土;S3、张拉负弯矩预应力钢束,吊装搭设箱间预制UHPC桥面板,浇筑悬臂UHPC桥面板及湿接缝;S4、安装附属工程。本专利技术的有益效果为:1)本专利技术适用于不同跨径的等宽及变宽桥梁,可根据不同的钢箱片数和不同的箱间宽度,满足不同的设计需求。2)本专利技术采用多箱单室结构,钢箱之间通过箱间横梁、端横梁连接,边箱梁和中箱梁可分别设计,受力明确,工厂外焊接工作量少,焊接质量容易保证,并且节段运输方便,架设吊装容易。3)本专利技术钢箱梁采用波形钢腹板,与直腹板相比,波形钢腹板在结构受力上存在着明显的优势,桥面板收缩徐变影响小,抗剪切屈曲能力强,施工工艺成熟,且预应力效率高,可减少用钢量,在公路市政桥梁中外形美观,适用性强。4)本专利技术通过设置体外预应力钢束,利用箱梁横隔板设置锚固块和转向块,可有效调节连续梁的内力和刚度,减少钢梁的内力,降低主梁的挠度,后期根据桥梁使用状况,方便增加、更换体外预应力,以最小的成本换来最优的效果。5)本专利技术采用UHPC桥面板,其中箱内UHPC桥面板及箱间UHPC桥面板均为工厂预制,大大节省了施工工期,提高了装配化施工效率,并且利用UHPC材料的优良性能,结合体外预应力束及体内预应力束的布置,使组合梁桥面板不再是其薄弱环节。6)本专利技术所述波形腹板钢箱-UHPC组合梁桥施工方法,通过合理的UHPC桥面板吊装方案,减少组合梁的用钢量,有效降低了施工阶段桥面板的拉应力;节段钢梁在工厂拼装,钢梁初始阶段受力变形小;计算时考虑了桥面板分次形成初应力的不同,并考虑了徐变引起的桥面板应力、内力重分配。应力重分配效果明显,徐变可降低“箱内”桥面板混凝土压应力和增加“箱间”混凝土压应力,有效解决了“箱内”混凝土压应力大不易控制和“箱间”压应力不足的防裂问题,波形钢腹板褶皱效应使得徐变不再是不利因素。附图说明图1为本专利技术实施例1所述装配式波形腹板钢箱-UHPC组合梁桥的横断面示意图一;图2为本专利技术实施例1所述装配式波形腹板钢箱-UHPC组合梁桥的横断面示意图二;图3为本专利技术实施例1所述装配式波形腹板钢箱-UHPC组合梁桥的立面示意图;图4为本专利技术实施例1所述装配式波形腹板钢箱-UHPC组合梁桥的平面示意图;图5为本专利技术实施例1所述装配式波形腹板钢箱-UHPC组合梁桥的三维剖视示意图;图6为本专利技术实施例1所述装配式波形腹板钢箱-UHPC组合梁桥的体外预应力束立面示意图;图7为本专利技术实施例2所述装配式波形腹板钢箱-UHPC组合梁桥在中支点处本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种装配式波形腹板钢箱-UHPC组合梁桥,由波形腹板钢箱及UHPC桥面板组成,所述波形腹板钢箱是由平钢底板、波形钢腹板以及平钢顶板组成的开口箱形结构,相邻波形腹板钢箱通过箱间横梁连接,其特征在于:所述UHPC桥面板包括箱内预制UHPC桥面板、箱间预制UHPC桥面板以及悬臂现浇UHPC桥面板,相邻预制UHPC桥面板通过现浇湿接缝UHPC桥面板连接;若干UHPC桥面板对应安装于若干波形腹板钢箱上形成装配式波形腹板钢箱-UHPC组合梁桥。/n

【技术特征摘要】
1.一种装配式波形腹板钢箱-UHPC组合梁桥,由波形腹板钢箱及UHPC桥面板组成,所述波形腹板钢箱是由平钢底板、波形钢腹板以及平钢顶板组成的开口箱形结构,相邻波形腹板钢箱通过箱间横梁连接,其特征在于:所述UHPC桥面板包括箱内预制UHPC桥面板、箱间预制UHPC桥面板以及悬臂现浇UHPC桥面板,相邻预制UHPC桥面板通过现浇湿接缝UHPC桥面板连接;若干UHPC桥面板对应安装于若干波形腹板钢箱上形成装配式波形腹板钢箱-UHPC组合梁桥。


2.根据权利要求1所述的一种装配式波形腹板钢箱-UHPC组合梁桥,其特征在于:所述波形钢腹板垂直焊接在平钢底板两侧,波形钢腹板顶端水平布置并焊接有平钢顶板。


3.根据权利要求1所述的一种装配式波形腹板钢箱-UHPC组合梁桥,其特征在于:所述装配式波形腹板钢箱-UHPC组合梁桥的梁端设置有端横梁,端横梁内灌注有细石子微膨胀混凝土,波形腹板钢箱内等间距布置有横隔梁。


4.根据权利要求1所述的一种装配式波形腹板钢箱-UHPC组合梁桥,其特征在于:所述预制箱内桥面板搭设在平钢顶板上;预制箱间桥面板搭设在相邻两片波形腹板钢箱平钢顶板之间。


5.根据权利要求1所述的一种装配式波形腹板钢箱-UHPC组合梁桥,其特征在于:所述悬臂现浇UHPC桥面板现浇筑于UHPC桥面板外侧。


6.根据权利要求1所述的一种装配式波形腹板钢箱-UHPC组合梁桥,其特征在于:所述悬臂现浇桥面板外侧设置有悬臂堵头板。...

【专利技术属性】
技术研发人员:胡焱文樊江李熙同王志贤薛亚飞石聪景燕
申请(专利权)人:甘肃省交通规划勘察设计院股份有限公司
类型:发明
国别省市:甘肃;62

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