應(yīng)用于寬混凝土肋板梁的橫向桁式鋼結(jié)構(gòu)及其施工方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于寬混凝土肋板梁的橫向桁式鋼結(jié)構(gòu)及其施工方法，上弦桿、下弦桿端頭接端腹桿，中間接中腹桿，端腹桿接混凝土梁肋；上弦桿通過剪力釘、橋面板混凝土順、橫橋向現(xiàn)澆縫接預(yù)制混凝土橋面板，混凝土梗脅；在混凝土梗脅與梁肋交接處設(shè)抗拔鍵。施工方法是，上、下弦桿及端腹桿組焊成框架，焊接節(jié)點(diǎn)板，焊接或栓接中腹桿，焊接剪力釘及抗拔鍵；運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備安裝；安裝梁肋底模，吊裝并調(diào)整就位；安裝梁肋側(cè)模及梗脅底模，綁扎鋼筋、安裝預(yù)應(yīng)力管道；澆注梁肋及梗脅混凝土，預(yù)制混凝土橋面板就位，澆注橋面板混凝土順、橫橋向現(xiàn)澆縫。采用本發(fā)明在車輛荷載作用下，上弦桿與預(yù)制混凝土橋面板共同受壓、下弦桿承受拉力傳遞于梁肋。
【專利說明】應(yīng)用于寬混凝土肋板梁的橫向桁式鋼結(jié)構(gòu)及其施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于寬混凝土肋板梁的橫向桁式鋼結(jié)構(gòu)及其施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]混凝土肋板式梁因其構(gòu)造簡(jiǎn)潔、受力明確、施工簡(jiǎn)單，在斜拉橋、拱橋及懸索橋中都有應(yīng)用，尤其在跨度500m及以下的斜拉橋中應(yīng)用最為廣泛。但隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展、交通量增力口，橋面車道數(shù)由以前常見的4車道，增加到6、8車道甚至更多，橋?qū)捯蚕鄳?yīng)增加，以往常用的預(yù)應(yīng)力混凝土橫梁自重所占比例增大，預(yù)應(yīng)力引起的寬梁效應(yīng)增加，混凝土肋板式梁的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)優(yōu)勢(shì)不再明顯。
[0003]混凝土肋板梁為典型的縱橫梁受力體系，傳力途徑:車輛荷載經(jīng)混凝土橋面板，橫梁，兩側(cè)混凝土梁肋傳至拉索或吊索。其中橫梁是關(guān)鍵的傳力構(gòu)件，主要受剪力和彎矩，其幾何尺寸受橋面寬度控制。
[0004]目前橫梁一般采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，隨著交通量及車道數(shù)的增加，橫梁的幾何尺寸及配索增加明顯，繼續(xù)采用預(yù)應(yīng)力混凝土橫梁存在如下一些不足:
[0005](I)在受力方面，橫梁的彎矩隨著長(zhǎng)度呈平方級(jí)數(shù)增長(zhǎng)，致其自重及配索量增加，寬梁效應(yīng)明顯。
[0006](2)在經(jīng)濟(jì)性方面，拉索、主塔(或拱肋)、基礎(chǔ)及主梁施工臨時(shí)結(jié)構(gòu)隨著橫梁自重增加而增加，經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)降低。
[0007](3)在耐久性方面，由于寬梁效應(yīng)，有開裂的風(fēng)險(xiǎn)，需要采取額外的措施保證耐久性。
[0008](4)在施工方面，橫梁長(zhǎng)度增大、自重增加，施工掛籃橫梁易于變形下?lián)稀?br> [0009]為解決寬橋面預(yù)應(yīng)力橫梁存在的上述不足，目前也有一些有益的嘗試，例如設(shè)翼緣將非機(jī)動(dòng)車道及人行道等置于橫梁范圍外，但翼緣寬度有限，該措施未能從實(shí)質(zhì)上解決寬橋面預(yù)應(yīng)力橫梁存在的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的是針對(duì)上述現(xiàn)狀，旨在提供一種可使上弦桿與預(yù)制混凝土橋面板共同受壓、下弦桿單獨(dú)承受拉力，并可傳遞于梁肋的應(yīng)用于寬混凝土肋板梁的橫向桁式鋼結(jié)構(gòu)及其施工方法。
[0011]本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)方式為，應(yīng)用于寬混凝土肋板梁的橫向桁式鋼結(jié)構(gòu)，上弦桿、下弦桿端頭接端腹桿，中間通過節(jié)點(diǎn)板接中腹桿，端腹桿通過剪力釘接混凝土梁肋；上弦桿通過剪力釘、橋面板混凝土順橋向現(xiàn)澆縫、橋面板橫橋向現(xiàn)澆縫接預(yù)制混凝土橋面板，混凝土梗脅；在混凝土梗脅與混凝土梁肋交接處設(shè)抗拔鍵。
[0012]應(yīng)用于寬混凝土肋板梁的橫向桁式鋼結(jié)構(gòu)的施工方法，具體步驟如下:
[0013]I)上、下弦桿及端腹桿組焊成框架，焊接節(jié)點(diǎn)板，焊接或栓接中腹桿，焊接剪力釘及抗拔鍵；[0014]2)將焊接節(jié)點(diǎn)板、中腹桿、剪力釘及抗拔鍵的框架運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備安裝；
[0015]3)在掛籃或支架上安裝梁肋底模，焊接節(jié)點(diǎn)板、中腹桿、剪力釘及抗拔鍵的框架吊裝并調(diào)整就位；
[0016]4)安裝梁肋側(cè)模及梗脅底模，綁扎鋼筋、安裝預(yù)應(yīng)力管道；
[0017]5)澆注梁肋及梗脅混凝土并養(yǎng)護(hù)至齡期；
[0018]6)在焊接節(jié)點(diǎn)板、中腹桿、剪力釘及抗拔鍵的上弦桿頂敷設(shè)橫向密封橡膠條，并吊裝預(yù)制混凝土橋面板就位；
[0019]7)安裝縱向現(xiàn)澆縫施工吊架，在吊架頂敷設(shè)縱向密封橡膠條；
[0020]8)澆注橋面板混凝土順橋向現(xiàn)澆縫、橋面板橫橋向現(xiàn)澆縫，養(yǎng)護(hù)至齡期，拆除臨時(shí)吊架。
[0021]采用本發(fā)明上弦桿及端腹桿通過剪力釘及抗拔鍵與混凝土肋板梁結(jié)合，在車輛荷載作用下，上弦桿與預(yù)制混凝土橋面板共同受壓、下弦桿單獨(dú)承受拉力，經(jīng)腹桿傳遞的豎向剪力通過端腹桿與梁肋之間的剪力釘傳遞于梁肋。
[0022]本發(fā)明能充分發(fā)揮混凝土受壓，鋼材受拉的力學(xué)性能，有效降低了寬混凝土肋板梁橫向結(jié)構(gòu)的自重，減小了拉索、塔(拱肋)及基礎(chǔ)的規(guī)模，規(guī)避了寬梁效應(yīng)；采用工廠預(yù)制，可以大大加快施工進(jìn)度，節(jié)約施工成本，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明立面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2為圖1的A-A剖面圖；
[0025]圖3為圖1的B-B剖面圖；
[0026]圖4為圖1中的抗拔鍵管的結(jié)構(gòu)俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0028]參照?qǐng)D1-4，上弦桿1、下弦桿2端頭接端腹桿3，中間通過節(jié)點(diǎn)板5接中腹桿4，端腹桿3通過剪力釘6接混凝土梁肋10，上弦桿I通過剪力釘6、橋面板混凝土順橋向現(xiàn)澆縫
11、橋面板橫橋向現(xiàn)澆縫12接預(yù)制混凝土橋面板8，混凝土梗脅9，在上弦桿I與混凝土梁肋10交接處設(shè)抗拔鍵7 (見圖4)。
[0029]上弦桿1、下弦桿2及端腹桿3截面為“工”字型截面、中腹桿4截面為“L”型截面，抗拔鍵7為一端為半圓弧形的U形鋼筋，各部件之間通過焊縫或螺栓連接。
[0030]上弦桿I及端腹桿3通過剪力釘6及抗拔鍵7與混凝土肋板梁結(jié)合，在車輛荷載作用下，上弦桿與橋面板共同受壓、下弦桿單獨(dú)承受拉力，經(jīng)腹桿傳遞的豎向剪力通過端腹桿與梁肋之間的剪力釘傳遞于梁肋。
[0031]應(yīng)用于寬混凝土肋板梁的橫向桁式鋼結(jié)構(gòu)的施工方法，具體步驟如下:
[0032]I)上、下弦桿1、2及端腹桿3組焊成框架，焊接節(jié)點(diǎn)板5，焊接或栓接中腹桿4，焊接剪力釘6及抗拔鍵7 ；
[0033]2)將焊接節(jié)點(diǎn)板、中腹桿、剪力釘及抗拔鍵的框架運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備安裝；
[0034]3)在掛籃或支架上安裝梁肋底模，焊接節(jié)點(diǎn)板、中腹桿、剪力釘及抗拔鍵的框架吊裝并調(diào)整就位；
[0035]4)安裝梁肋側(cè)模及梗脅底模，綁扎鋼筋、安裝預(yù)應(yīng)力管道；
[0036]5)澆注梁肋及梗脅混凝土并養(yǎng)護(hù)至齡期；
[0037]6)在焊接節(jié)點(diǎn)板、中腹桿、剪力釘及抗拔鍵的上弦桿頂敷設(shè)橫向密封橡膠條，并吊裝預(yù)制混凝土橋面板8就位；
[0038]7)安裝縱向現(xiàn)澆縫施工吊架，在吊架頂敷設(shè)縱向密封橡膠條；
[0039]8)澆注橋面板混凝土順橋向現(xiàn)澆縫11、橋面板橫橋向現(xiàn)澆縫12，養(yǎng)護(hù)至齡期，拆除臨時(shí)吊架。
[0040]本發(fā)明預(yù)制混凝土橋面板8，減小了混凝土收縮、徐變的影響。在混凝土梗脅與混凝土梁肋交接處設(shè)抗拔鍵7，可抵抗局部荷載工況下在結(jié)構(gòu)端產(chǎn)生的負(fù)彎矩。
[0041]為消除由框架、預(yù)制橋面板及橋面鋪裝自重產(chǎn)生的下?lián)夕ＷC成橋后橫向線形，上弦桿I兩端與端腹桿3應(yīng)有中間高兩端低的預(yù)拱度Λ/L，式中L為上弦桿I長(zhǎng)度的1/2。
[0042]本發(fā)明由上弦桿1、下弦桿2、端腹桿3及中腹桿4組成的框架可在工廠制作，在工廠制作時(shí)，上弦桿I以兩端與端腹桿3中心線交點(diǎn)為基點(diǎn)向上旋轉(zhuǎn)Λ/L弧度，形成中間高兩端低的預(yù)拱度。
【權(quán)利要求】
1.應(yīng)用于寬混凝土肋板梁的橫向桁式鋼結(jié)構(gòu)，其特征在于上弦桿、下弦桿端頭接端腹桿，中間通過節(jié)點(diǎn)板接中腹桿，端腹桿通過剪力釘接混凝土梁肋；上弦桿通過剪力釘、橋面板混凝土順橋向現(xiàn)澆縫、橋面板橫橋向現(xiàn)澆縫接預(yù)制混凝土橋面板，混凝土梗脅；在混凝土梗脅與混凝土梁肋交接處設(shè)抗拔鍵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于寬混凝土肋板梁的橫向桁式鋼結(jié)構(gòu)，其特征在于上弦桿(I)、下弦桿(2)及端腹桿(3)截面為“工”字型截面、中腹桿(4)截面為“L”型截面，抗拔鍵(7)為一端為半圓弧形的U形鋼筋。
3.權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于寬混凝土肋板梁的橫向桁式鋼結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于具體步驟如下: 1)上、下弦桿及端腹桿組焊成框架，焊接節(jié)點(diǎn)板，焊接或栓接中腹桿，焊接剪力釘及抗拔鍵； 2)將焊接節(jié)點(diǎn)板、中腹桿、剪力釘及抗拔鍵的框架運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備安裝； 3)在掛籃或支架上安裝梁肋底模，焊接節(jié)點(diǎn)板、中腹桿、剪力釘及抗拔鍵的框架吊裝并調(diào)整就位； 4)安裝梁肋側(cè)模及梗脅底模，綁扎鋼筋、安裝預(yù)應(yīng)力管道； 5)澆注梁肋及梗脅混凝土并養(yǎng)護(hù)至齡期； 6)在焊接節(jié)點(diǎn)板、中腹桿、剪力釘及抗拔鍵的上弦桿頂敷設(shè)橫向密封橡膠條，并吊裝預(yù)制混凝土橋面板就位； 7)安裝縱向現(xiàn)澆縫施工吊架，在吊架頂敷設(shè)縱向密封橡膠條； 8)澆注橋面板混凝土順橋向現(xiàn)澆縫、橋面板橫橋向現(xiàn)澆縫，養(yǎng)護(hù)至齡期，拆除臨時(shí)吊架。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用于寬混凝土肋板梁的橫向桁式鋼結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于上弦桿(I)兩端與端腹桿(3)有中間高兩端低的預(yù)拱度Λ/L，式中Λ為由框架、預(yù)制橋面板及橋面鋪裝自重產(chǎn)生的下?lián)?，L為上弦桿(I)長(zhǎng)度的1/2。
【文檔編號(hào)】E01D11/04GK103911948SQ201410129117
【公開日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2014年4月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月1日
【發(fā)明者】張巨生, 高寶峰, 梅新詠, 徐偉, 周建波, 李江剛, 李世文, 李翠霞, 羅華瑩, 湯懷勝 申請(qǐng)人:中鐵大橋勘測(cè)設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司