預(yù)制橋面板空間鋼管混凝土桁架組合梁及施工方法
【專利摘要】預(yù)制橋面板空間鋼管混凝土桁架組合梁，包括鋼管桁架和多塊獨(dú)立的橋面板，每塊橋面板的下端面上設(shè)有與鋼管桁架的兩根上弦鋼管一一配合的兩定位凹槽；每根上弦鋼管上焊接有多個(gè)環(huán)形耳板，環(huán)形耳板的兩端平面部分通過高強(qiáng)螺栓與橋面板固接。本組合梁的施工方法：預(yù)制橋面板；安裝鋼管桁架；安裝靠近橋頭的橋面板；在已安裝橋面板上拼裝輔助桁架；輔助桁架后退；將待安裝橋面板運(yùn)至已安裝橋面板前端，并旋轉(zhuǎn)90度；輔助桁架前移，吊起待安裝橋面板，并前推到位；推頂復(fù)位，重復(fù)步驟5-7，直至安裝完全部橋面板。采用本組合梁結(jié)構(gòu)，可避免大量空間作業(yè)，大幅度縮短施工工期和降低了成本，并可保證施工期間人員安全、提高工程質(zhì)量。本施工方法，可大幅度降低施工難度、縮短施工周期。
【專利說明】預(yù)制橋面板空間鋼管混凝土桁架組合梁及施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及空間鋼管混凝土桁架組合梁，特別涉及一種預(yù)制橋面板空間鋼管混凝土桁架組合梁及其施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在橋梁建造【技術(shù)領(lǐng)域】，空間鋼管混凝土桁架組合梁是一種新型橋梁結(jié)構(gòu)，已建成此類結(jié)構(gòu)形式的橋梁如干海子特大橋等。該種橋梁自重較同跨徑混凝土簡(jiǎn)支梁減少50%左右，在增大橋梁跨越能力同時(shí)，也可減少下部結(jié)構(gòu)工程量，因此該橋型具有很好的發(fā)展前
旦
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[0003]目前國(guó)內(nèi)外空間鋼管混凝土桁架組合梁施工，一般先采用拖拉、分段吊裝等方法架設(shè)鋼管桁架，然后向上、下弦鋼管內(nèi)壓注混凝土，待鋼管內(nèi)混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，以鋼管桁架為現(xiàn)澆橋面板模板的支撐，高位架設(shè)橋面板模板，現(xiàn)場(chǎng)澆注橋面板。采用此方法澆注橋面板，模板安裝、混凝土澆注均在高空原位完成，工期較長(zhǎng)，施工難度較大，橋面板施工質(zhì)量不易保證，人員安全及結(jié)構(gòu)質(zhì)量存在極大隱患。
[0004]為縮短工期、保證橋面板施工質(zhì)量，也可以將橋面板在安裝鋼管桁架前澆筑，即橋面板和鋼管桁架一起拖拉或吊裝架設(shè)，采用此種施工方法時(shí)，橋面板將增加安裝時(shí)結(jié)構(gòu)重量，對(duì)于橋墩不高、能設(shè)置臨時(shí)支墩?qǐng)龅?，可采用大噸位吊車分段吊裝帶有橋面板的鋼管桁架；橋墩較高或不能設(shè)置臨時(shí)支墩時(shí)，采用吊車分段吊裝無法實(shí)現(xiàn)，只能采用拖拉架設(shè)，此時(shí)，橋面板重量將對(duì)結(jié)構(gòu)拖拉架設(shè)過程中結(jié)構(gòu)為大懸臂時(shí)產(chǎn)生很大內(nèi)力，致使這種結(jié)構(gòu)體系和施工方法無法實(shí)現(xiàn)，只能采用先架設(shè)鋼管桁`架、再施工橋面板的施工方法。
[0005]針對(duì)空間鋼管混凝土桁架組合梁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，研發(fā)新型結(jié)構(gòu)體系及施工方法，對(duì)拓寬這種新型結(jié)構(gòu)場(chǎng)地適用范圍、縮短工期、保證施工過程人員安全及施工質(zhì)量，有很好現(xiàn)實(shí)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種降低施工難度、提高橋面板施工質(zhì)量和縮短工期，提高施工人員安全性的預(yù)制橋面板空間鋼管混凝土桁架組合梁及施工方法。
[0007]本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是:
[0008]預(yù)制橋面板空間鋼管混凝土桁架組合梁，包括鋼管桁架，其特征在于:還包括沿著橋梁縱向順次鋪設(shè)在鋼管桁架上部的多塊獨(dú)立的橋面板，在每塊橋面板的下端面上設(shè)有與鋼管桁架的兩根上弦鋼管一一配合的兩定位凹槽，上弦鋼管的上半部分與定位凹槽形成弧面接觸；在每根上弦鋼管上沿管長(zhǎng)方向焊接有多個(gè)環(huán)形耳板，每個(gè)環(huán)形耳板由包緊在上弦鋼管下半部分的圓弧部分及設(shè)在圓弧部分兩端的平面部分構(gòu)成，環(huán)形耳板的兩端平面部分通過高強(qiáng)螺栓及螺母與對(duì)應(yīng)位置的橋面板固定連接。
[0009]本發(fā)明還可以采用如下技術(shù)方案:[0010]在每根上弦鋼管上沿管長(zhǎng)方向焊接有多組剪力釘，在對(duì)應(yīng)位置的橋面板上設(shè)有預(yù)留孔洞，每組剪力釘插入到對(duì)應(yīng)橋面板的預(yù)留孔洞內(nèi)，剪力釘與對(duì)應(yīng)橋面板通過澆注在預(yù)留孔洞內(nèi)的混凝土固連。
[0011]在每塊橋面板的一側(cè)端面上設(shè)有剪力鍵，在另一側(cè)端面上的對(duì)應(yīng)位置設(shè)有插孔，相鄰的橋面板通過剪力鍵與插孔的插裝配合相連接。
[0012]相鄰橋面板的橫向接縫之間涂制有密封膠。
[0013]本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是:
[0014]預(yù)制橋面板空間鋼管混凝土桁架組合梁的施工方法，其特征在于，包括如下施工步驟:
[0015]1、先期預(yù)制橋面板；
[0016]2、在橋墩上安裝鋼管桁架，在鋼管桁架的上、下弦鋼管內(nèi)灌注混凝土 ；
[0017]3、待上、下弦鋼管內(nèi)混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，從橋頭開始逐塊安裝橋面板，其中靠近橋頭部分的橋面板由布置在橋頭的吊車進(jìn)行吊裝和安放，安放到位后，用高強(qiáng)螺栓和螺母將橋面板與鋼管桁架固定連接在一起；
[0018]4、在吊車不能滿足安裝要求后，在已安裝橋面板上拼裝能沿順橋方向移動(dòng)的輔助桁架；
[0019]5、將輔助桁架后退到距前端已安裝橋面板端部大于單塊橋面板橫向長(zhǎng)度的位置；
[0020]6、將待安裝橋面板順橋向放置在運(yùn)板平車上，將其運(yùn)至已安裝橋面板前端，然后水平旋轉(zhuǎn)90度，使其與已安裝橋面板呈平行狀態(tài)；
[0021]7、輔助桁架前移就位并固定，設(shè)在輔助桁架上橫梁的豎向提升裝置將運(yùn)板平車上待安裝橋面板垂直吊起，設(shè)在輔助桁架頂部的水平推頂裝置將待安裝橋面板向前推送，推送到位后下放，使該橋面板與已安裝的最前端橋面板對(duì)齊，最后通過高強(qiáng)螺栓和螺母將該橋面板與鋼管桁架固連在一起；
[0022]8、輔助桁架上的水平推頂裝置復(fù)位，重復(fù)上述步驟5至步驟7，對(duì)另一塊橋面板進(jìn)行安裝，直至安裝完全部的橋面板。
[0023]本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:
[0024]采用上述的組合梁結(jié)構(gòu)，橋面板預(yù)制可與橋梁下部結(jié)構(gòu)同時(shí)進(jìn)行，在安裝完鋼管桁架，且在上、下弦管內(nèi)壓注混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，即可從橋頭開始逐塊安裝已預(yù)制好的橋面板。這種預(yù)制橋面板結(jié)構(gòu)形式和現(xiàn)澆橋面板形式相比，不需要再高位架設(shè)橋面板模板和現(xiàn)場(chǎng)澆注橋面板，只需將一塊塊已預(yù)制好的橋面板與鋼管桁架固定連接即可，從而可避免大量空間作業(yè)，大幅度縮短橋梁的施工工期和降低成本，并保證施工期間人員安全、提高工程質(zhì)量。上述施工方式先用吊車安裝靠近橋頭部分的橋面板，然后以已安裝的橋面板為運(yùn)輸平臺(tái)，通過平板運(yùn)輸工具和在橋面板上架設(shè)的輔助桁架的配合工作來完成遠(yuǎn)離橋頭部分的橋面板的逐塊安裝。該種施工方法可大幅度降低施工難度、縮短施工周期，且在橋墩較高或不能設(shè)置臨時(shí)支墩時(shí)，不受影響，因此，該發(fā)明可拓寬這種新型組合梁結(jié)構(gòu)的場(chǎng)地適用范圍。
【專利附圖】

【附圖說明】[0025]圖1是本組合梁結(jié)構(gòu)橫截面示意圖；
[0026]圖2是圖1的側(cè)面圖；
[0027]圖3是圖1的平面圖；
[0028]圖4是不帶預(yù)留孔洞的橋面板的橫截面示意圖；
[0029]圖5是圖4的平面示意圖；
[0030]圖6是帶預(yù)留孔洞的橋面板的橫截面示意圖；
[0031]圖7是圖6的平面圖；
[0032]圖8是施工過程中橋面板處于運(yùn)輸狀態(tài)的示意圖；
[0033]圖9是施工過程中輔助桁架吊裝安裝橋面板的縱向示意圖；
[0034]圖10是施工過程中輔助桁架吊裝安裝橋面板的橫向示意圖。
[0035]圖中:1、鋼管桁架；11、上弦鋼管；111、剪力釘；12、下弦鋼管；13、腹桿；2、橋面板；21、定位凹槽；22、預(yù)留孔洞；23、剪力鍵；24、插孔；2A、已安裝橋面板；2B、待安裝橋面板；3、環(huán)形耳板；4、螺栓；5、螺母；1，、輔助桁架；2，、豎向提升裝置；3，、水平推頂裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0036]為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說明如下:
[0037]預(yù)制橋面板空間鋼管混凝土桁架組合梁，請(qǐng)參閱圖1-7。包括鋼管桁架1，鋼管桁架參考現(xiàn)技術(shù)，其包括兩根上弦鋼管11、下弦鋼管12及連接上下弦鋼管的腹桿13。還包括沿著橋梁縱向順次鋪設(shè)在鋼管桁架上部的多塊獨(dú)立的橋面板2。在每塊橋面板的下端面上設(shè)有與鋼管桁架的兩根上弦鋼管一一配合的兩定位凹槽21，上弦鋼管的上半部分與定位凹槽形成弧面接觸。在每根上弦鋼管上沿管長(zhǎng)方向按一定間距焊接有多個(gè)環(huán)形耳板3。每個(gè)環(huán)形耳板由包緊在上弦鋼管下半部分的圓弧部分及設(shè)在圓弧部分兩端的平面部分構(gòu)成。兩端的平面部分通過高強(qiáng)螺栓4和螺母5與對(duì)應(yīng)位置的橋面板固定連接。具體的，在環(huán)形耳板的兩端平面部分及橋面板的對(duì)應(yīng)位置均設(shè)置螺栓孔，通過穿裝在螺栓孔內(nèi)的高強(qiáng)螺栓及連接螺栓的螺母，將上弦鋼管與橋面板固定連接在一起，螺母可設(shè)在橋面板的上端或預(yù)埋在橋面板內(nèi)。
[0038]目前，國(guó)內(nèi)施工設(shè)備和施工技術(shù)可以保證橋面板的預(yù)制精度，這種結(jié)構(gòu)體系的關(guān)鍵是預(yù)制橋面板和鋼管桁架能否共同工作。為增強(qiáng)橋面板和上弦鋼管間的聯(lián)結(jié)，防止橋面板和上弦鋼管間出現(xiàn)相對(duì)剪切滑移，除采用在上弦鋼管上焊接環(huán)型耳板、通過高強(qiáng)螺栓將橋面板聯(lián)結(jié)在一起外，在每根上弦鋼管上沿管長(zhǎng)方向按照一定間距焊接有多組剪力釘111，在對(duì)應(yīng)位置的橋面板上設(shè)有預(yù)留孔洞22，每組剪力釘插入到對(duì)應(yīng)橋面板的預(yù)留孔洞內(nèi)，剪力釘與對(duì)應(yīng)橋面板通過澆注在預(yù)留孔洞內(nèi)的混凝土固連。
[0039]為確?？v向相鄰橋面板間剪力傳遞及方便安裝對(duì)位，在每塊橋面板的一側(cè)端面上設(shè)有剪力鍵23，在另一側(cè)端面上的對(duì)應(yīng)位置設(shè)有插孔24，相鄰的橋面板通過剪力鍵與插孔的插裝配合相連接。剪力鍵及配合的插孔的數(shù)量可根據(jù)實(shí)際橋面的寬度進(jìn)行適應(yīng)性設(shè)計(jì)，當(dāng)橋面加寬時(shí)，可適當(dāng)增加剪力鍵和插孔的數(shù)量。
[0040]為保證相鄰橋面板橫向接縫密貼，拼裝橋面板時(shí)，在板間接縫涂制密封膠。
[0041]在橋面寬度較小和承載能力不高的情況下，上述橋面板可采用混凝土結(jié)構(gòu)，當(dāng)橋面較寬或承載能力較高時(shí)，橋面板內(nèi)可設(shè)置橫橋向預(yù)應(yīng)力束，即在每塊橋面板內(nèi)間隔設(shè)置橫橋向的預(yù)應(yīng)力鋼筋。根據(jù)需要，還可沿橋縱向在各橋面板間設(shè)置縱向體外預(yù)應(yīng)力束，即在橋面板的外部下端橋面板之間設(shè)置縱向的預(yù)應(yīng)力鋼筋。
[0042]預(yù)制橋面板空間鋼管混凝土桁架組合梁的施工方法，請(qǐng)參見圖1-10，包括如下施工步驟:
[0043]1、先期預(yù)制橋面板，即在預(yù)制場(chǎng)提前做好一塊塊橋面板。
[0044]2、在橋墩上安裝鋼管桁架，在鋼管桁架的上、下弦鋼管內(nèi)灌注混凝土。鋼管桁架的安裝及在上、下弦鋼管內(nèi)灌注混凝土與現(xiàn)有的施工方法相同，在此不再累述。
[0045]3、待上、下弦鋼管內(nèi)混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，從橋頭開始逐塊安裝橋面板，其中靠近橋頭部分的橋面板由布置在橋頭的吊車進(jìn)行吊裝和安放，安放到位后，用高強(qiáng)螺栓和螺母將橋面板與鋼管桁架固定連接在一起。具體的，使橋面板下端面的兩定位凹槽與鋼管桁架的兩上弦鋼管一一配合，使橋面板上的螺栓孔與焊接在上弦鋼管對(duì)應(yīng)位置的耳板上的螺栓孔對(duì)齊，然后通過穿裝在兩螺栓孔內(nèi)的螺栓和相配合的螺母，實(shí)現(xiàn)橋面板與鋼管桁架的固定連接。
[0046]4、在吊車不能滿足安裝要求后，在已安裝橋面板上拼裝能沿順橋方向移動(dòng)的輔助桁架I。具體的，輔助桁架可采用附圖中的菱形桁架結(jié)構(gòu)。在已安裝的橋面板上沿橋?qū)挿较蚩拷鼉啥说奈恢冒惭b軌道，菱形桁架滑動(dòng)安裝在兩軌道上，在菱形桁架的上橫梁上安裝有實(shí)現(xiàn)重物垂直吊裝的豎向提升裝置2，在菱形桁架的頂部設(shè)有能驅(qū)動(dòng)上橫梁移動(dòng)的水平推頂裝置3。
[0047]5、將輔助桁架后退到距前端已安裝橋面板端部大于單塊橋面板橫向長(zhǎng)度的位置。具體的，可在輔助桁架上連接導(dǎo)鏈，通過人工拽拉導(dǎo)鏈來拉動(dòng)輔助桁架后退。
[0048]6、將待安裝橋面板順橋向放置在運(yùn)板平車上，將其運(yùn)至已安裝橋面板前端，然后水平旋轉(zhuǎn)90度，使其與已安裝橋面板呈平行狀態(tài)；
[0049]7、輔助桁架前移就位并固定，設(shè)在輔助桁架上橫梁的豎向提升裝置將運(yùn)板平車上待安裝橋面板垂直吊起，設(shè)在輔助桁架頂部的水平推頂裝置將待安裝橋面板向前推送，推送到位后下放，使該橋面板與已安裝的最前端橋面板對(duì)齊，最后通過高強(qiáng)螺栓和螺母將該橋面板與鋼管桁架固連在一起。本步驟中橋面板與鋼管桁架的對(duì)正及連接與步驟3相同，請(qǐng)參見，在此不再累述。上述輔助桁架前移可人工推送，到位后通過銷軸定位即可。
[0050]8、輔助桁架上的水平推頂裝置復(fù)位，重復(fù)上述步驟5至步驟7，對(duì)另一塊橋面板進(jìn)行安裝，直至安裝完全部的橋面板。
【權(quán)利要求】
1.預(yù)制橋面板空間鋼管混凝土桁架組合梁，包括鋼管桁架，其特征在于:還包括沿著橋梁縱向順次鋪設(shè)在鋼管桁架上部的多塊獨(dú)立的橋面板，在每塊橋面板的下端面上設(shè)有與鋼管桁架的兩根上弦鋼管一一配合的兩定位凹槽，上弦鋼管的上半部分與定位凹槽形成弧面接觸；在每根上弦鋼管上沿管長(zhǎng)方向焊接有多個(gè)環(huán)形耳板，每個(gè)環(huán)形耳板由包緊在上弦鋼管下半部分的圓弧部分及設(shè)在圓弧部分兩端的平面部分構(gòu)成，環(huán)形耳板的兩端平面部分通過高強(qiáng)螺栓及螺母與對(duì)應(yīng)位置的橋面板固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)制橋面板空間鋼管混凝土桁架組合梁，其特征在于:在每根上弦鋼管上沿管長(zhǎng)方向焊接有多組剪力釘，在對(duì)應(yīng)位置的橋面板上設(shè)有預(yù)留孔洞，每組剪力釘插入到對(duì)應(yīng)橋面板的預(yù)留孔洞內(nèi)，剪力釘與對(duì)應(yīng)橋面板通過澆注在預(yù)留孔洞內(nèi)的混凝土固連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)制橋面板空間鋼管混凝土桁架組合梁，其特征在于:在每塊橋面板的一側(cè)端面上設(shè)有剪力鍵，在另一側(cè)端面上的對(duì)應(yīng)位置設(shè)有插孔，相鄰的橋面板通過剪力鍵與插孔的插裝配合相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)制橋面板空間鋼管混凝土桁架組合梁，其特征在于:相鄰橋面板的橫向接縫之間涂制有密封膠。
5.預(yù)制橋面板空間鋼管混凝土桁架組合梁的施工方法，其特征在于，包括如下施工步驟: . 1、先期預(yù)制橋面板； .2、在橋墩上安裝鋼管桁架，在鋼管桁架的上、下弦鋼管內(nèi)灌注混凝土； . 3、待上、下弦鋼管內(nèi)混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，從橋頭開始逐塊安裝橋面板，其中靠近橋頭部分的橋面板由布置在橋頭的吊車進(jìn)行吊裝和安放，安放到位后，用高強(qiáng)螺栓和螺母將橋面板與鋼管桁架固定連接在一起； . 4、在吊車不能滿足安裝要求后，在已安裝橋面板上拼裝能沿順橋方向移動(dòng)的輔助桁架； . 5、將輔助桁架后退到距前端已安裝橋面板端部大于單塊橋面板橫向長(zhǎng)度的位置； . 6、將待安裝橋面板順橋向放置在運(yùn)板平車上，將其運(yùn)至已安裝橋面板前端，然后水平旋轉(zhuǎn)90度，使其與已安裝橋面板呈平行狀態(tài)； .7、輔助桁架前移就位并固定，設(shè)在輔助桁架上橫梁的豎向提升裝置將運(yùn)板平車上待安裝橋面板垂直吊起，設(shè)在輔助桁架頂部的水平推頂裝置將待安裝橋面板向前推送，推送到位后下放，使該橋面板與已安裝的最前端橋面板對(duì)齊，最后通過高強(qiáng)螺栓和螺母將該橋面板與鋼管桁架固連在一起； .8、輔助桁架上的水平推頂裝置復(fù)位，重復(fù)上述步驟5至步驟7，對(duì)另一塊橋面板進(jìn)行安裝，直至安裝完全部的橋面板。
【文檔編號(hào)】E01D19/12GK103821087SQ201410082781
【公開日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2014年3月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月7日
【發(fā)明者】王海良, 楊新磊, 任權(quán)昌, 董鵬, 劉中憲, 張靜, 段曉霞, 王博, 孫煒, 葉圣平, 張鐸, 王世廣, 劉二梅, 王秀媛, 房春艷 申請(qǐng)人:天津城建大學(xué)