本實用新型涉及波形鋼板和三鋼砼兩種新材料以及組拼頂推連續(xù)梁的新工藝,在橋梁領(lǐng)域中將它們集成形成波腹工梁(CS.W.IB)和三鋼砼(SF.F.RC)頂板組合連續(xù)梁新結(jié)構(gòu),又簡稱雙波SF.F.RC組合T型連續(xù)梁。
背景技術(shù):
本專利旨在提出一種新型的城市高架橋型式,為了說明本專利提出的目的,從城市高架橋的應(yīng)用,常規(guī)預(yù)應(yīng)力砼梁橋和鋼箱梁橋的缺點,波形鋼腹板工梁和三鋼砼組合結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢等方面進行論述。
1、城市高架橋
隨著經(jīng)濟的發(fā)展,我國的城鎮(zhèn)化進程取得了巨大的成就。與此同時,對城市交通提出了更高的要求,常規(guī)的道路交通已經(jīng)不能滿足城市發(fā)展的需要。城市高架橋可解決交通擁擠、縱橫向干擾大、事故多等問題,可緩解城市平面交通不足,形成與地面主干道結(jié)合的空間模式可最大限度的節(jié)約土地資源,保護環(huán)境,因此在城鎮(zhèn)建設(shè)中高架橋得到了普遍的應(yīng)用。特別是在一些老城區(qū),由于車輛的增多交通非常擁堵,而原有道路兩側(cè)高樓林立,人口密度大,使得已有道路沒有拓寬的條件,在此情況下采用高架橋發(fā)展立體交通具有得天獨厚的優(yōu)勢。
2、預(yù)應(yīng)力砼梁橋
高架橋跨越已有道路時,上部結(jié)構(gòu)常采用PC(預(yù)應(yīng)力混凝土)簡支T梁和箱梁。預(yù)應(yīng)力砼(混凝土)T梁橋具有造價低、施工工藝成熟等優(yōu)點,在高架橋中得到了廣泛的應(yīng)用。但隨著交通事業(yè)的發(fā)展,交通流量與日俱增,大噸位車輛不斷涌現(xiàn),車輛超載現(xiàn)象長期得不到有效控制,一大批運營僅20~30年的預(yù)應(yīng)力砼T梁橋梁肋、翼緣板及橫隔梁出現(xiàn)了不同程度的裂縫,尤其是T梁鉸縫處存在的局部縱向裂縫逐漸擴展成縱向的破損帶嚴(yán)重的影響著行車舒適性,甚至危及到行車安全??缭揭延芯€路的高架橋,尤其是高架橋與橋下線路斜交時,其跨徑往往大于常用的簡支T梁最大跨徑(50米),不能滿足要求。當(dāng)跨徑大于50米時,不得不采用預(yù)應(yīng)力砼箱梁,其截面慣性矩大,抗彎抗扭能力強,抵抗超重能力大,但由于多種因素的作用,我國預(yù)應(yīng)力砼箱梁橋腹板常出現(xiàn)斜裂縫,以及跨中持續(xù)下?lián)蠁栴}也長期得不到解決。此外,預(yù)應(yīng)力砼箱梁自重大,吊裝不方便,常采用掛籃懸 臂澆筑,施工周期長,影響橋下車輛的通行,因此在跨線橋中使用受到了很大的限制。
3、鋼箱梁
為了盡量維持立交橋下的交通通暢,目前立交橋多采用鋼箱梁。其特點是自重輕,跨越能力大,工廠制造后運至工地整體吊裝。鋼箱梁頂面一般采用正交異性鋼橋面板,再在其上澆筑瀝青砼鋪裝層。近年來我國城市交通量呈爆發(fā)式增長,超重車長期得不到有效控制的背景下,正交異性鋼橋面板瀝青砼鋪裝層反復(fù)出現(xiàn)了裂縫、車轍、脫層、推移、坑槽等病害,其根本原因是瀝青砼鋪裝層與鋼箱梁頂面鋼板剛度差異太大,不能很好的共同作用,造成頂面鋼板剛度不夠產(chǎn)生疲勞破壞所致。另外,鋼箱梁U肋與鋼橋面板之間的單面焊縫使得鋼箱梁在車輛荷載的反復(fù)作用下容易產(chǎn)生疲勞裂縫破壞了整體性,且支承U肋的橫隔板也常發(fā)生焊縫的疲勞。目前中國數(shù)百座正交異性鋼橋面板出現(xiàn)質(zhì)量問題急待解決。值得指出鋼箱梁橋造價4000~6000元/m2,是預(yù)應(yīng)力砼箱梁結(jié)構(gòu)的2~3倍,且箱梁空間小,檢查維修工作十分不便。鑒于上述種種原因,鋼砼組合結(jié)構(gòu)跨線橋的提出是歷史發(fā)展的必然。
4、波形鋼腹板工鋼和三鋼砼組合結(jié)構(gòu)
波形鋼板是用平鋼板冷壓成型后的產(chǎn)品,其抗拉強度和抗剪強度約為砼的30~40倍。用波形鋼板代替砼腹板能徹底解決腹板開裂的現(xiàn)象,尤其在超重車作用下改善效果更明顯。用橫向鋼板作為頂板的底模,不但方便施工,它與砼頂板共同作用形成橫向波形鋼砼組合結(jié)構(gòu),能大幅減小頂板砼的厚度。此外將波形鋼腹板上下緣焊接頂、底鋼板形成波腹工梁有很大的抗彎能力可取代縱向預(yù)應(yīng)力。總之,波形鋼新材料在城市高架橋中的推廣運用,極大地提升鋼砼組合結(jié)構(gòu)的競爭力。應(yīng)當(dāng)指出,在中小跨徑連續(xù)梁中支座上緣的拉應(yīng)力絕對值不大,使用常規(guī)預(yù)應(yīng)力工序復(fù)雜,造價又高,其功能發(fā)揮不充分,性價比低,如果引進三鋼砼來代替,能取得較好的經(jīng)濟效益。三鋼砼是由鋼纖維(SF)、鋼絲網(wǎng)(F)、鋼筋砼(RC)組成的新型復(fù)合材料,其容許抗拉強度可達8MPa,是普通砼的3倍,能夠滿足中小跨徑連續(xù)梁橋支座負彎矩拉應(yīng)力的要求,這樣就可以取消上緣預(yù)應(yīng)力,極大地簡化了工藝,從而降低了造價。
中國專利200420105403.4于2004年提出了將三鋼混凝土(即三鋼砼)應(yīng)用于箱形連續(xù)梁施工中,將三鋼砼用在預(yù)應(yīng)力砼箱梁中,能有效的控制支座上緣負彎矩的裂縫,簡化了應(yīng)力工藝,從而降低了造價。
中國專利201310308084.0公開了一種波形鋼板組合結(jié)構(gòu)橋面系,該專利通過在波形鋼板上設(shè)置鋼筋骨架和栓釘,將C型鋼纖維混凝土澆入鋼筋骨架和栓釘間隙內(nèi),且在鋼纖維 混凝土的上層布置了鋼絲網(wǎng),其鋼筋骨架與栓釘、鋼絲網(wǎng)、鋼纖維混凝土構(gòu)成的三鋼砼結(jié)構(gòu)增加了其橋面系的結(jié)構(gòu)強度,且其波形鋼板既作為受力構(gòu)件,又兼做模板,方便施工。
另外,中國專利201420811093.1于2014年提出了一種雙維波形鋼及混凝土組合橋面板,該專利的橋面板(即頂板)由超高性能混凝土(簡稱RPC)和橫向波形鋼底板組合構(gòu)成,橫向波形鋼底板的底面固定焊接有與橫向波形鋼板垂直的豎向波形鋼腹板,豎向波形鋼腹板底部固接水平底鋼板,其豎向波形鋼腹板與橫向波形鋼底板構(gòu)成波腹工梁結(jié)構(gòu),在橫向波形鋼底板上澆筑RPC,形成雙維波形鋼和RPC組合橋面板,該方案中,橫向波形鋼底板與豎向波形鋼腹板采用焊接,保證了結(jié)構(gòu)整體性,該專利中提到:其縱向跨徑與橫向間距相比正交異性鋼板均增大了2~3倍,使得肋板正交數(shù)量可減少4~9倍,即減少了焊縫的數(shù)量,極大的提高了結(jié)構(gòu)耐久性,降低疲勞破壞發(fā)生的幾率,但是由于超高性能混凝土(RPC)制作要求高,費用高達3萬元/立方米,在一般的高架橋中使用不經(jīng)濟,從而限制了推廣。
總之,波腹工梁和SF.F.RC三鋼砼兩種新型材料的組合,在中小跨徑連續(xù)梁中可以達到取消預(yù)應(yīng)力簡化工藝目的,為城市立交橋鋼砼組合結(jié)構(gòu)提出了一種新的模式,這是本實用新型的基本出發(fā)點所在。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本實用新型目的在于提供一種三跨波腹工梁-橫波-三鋼砼組合T型連續(xù)梁,以解決背景技術(shù)中提出的問題。
為實現(xiàn)上述目的,本實用新型提供了一種三跨波腹工梁-橫波-三鋼砼組合T型連續(xù)梁,包括波腹工梁1與鋼砼組合頂板2,所述波腹工梁1包括呈工字型鋼結(jié)構(gòu)一體設(shè)置的上翼緣板13、波形鋼腹板11和下翼緣板12,所述上翼緣板和下翼緣板均為長度方向沿橋梁的長度方向設(shè)置的鋼板,所述波形鋼腹板為豎直設(shè)置且其波長方向同樣沿橋梁的長度方向設(shè)置的波形鋼板,波形鋼腹板的水平截面呈波浪型;所述頂板2包括橫向波形鋼底模和澆筑在其上的三鋼砼,二者共同構(gòu)成鋼砼組合結(jié)構(gòu),所述橫向波形鋼底模包括在下的平板承托22、及在上的且與平板承托固連的波折形鋼板23,三鋼砼澆筑后其頂面與波腹工梁上翼緣板13齊平或蓋住波腹工梁上翼緣板,所述平板承托22包括分別固定設(shè)置在波形鋼腹板11板面兩側(cè)的且高度相同的兩塊平鋼板,所述平鋼板與波形鋼腹板的波形匹配,且所述平板承托22和波折形鋼板23均設(shè)置在所述上翼緣板13的下方。
所述波折形鋼板23包括在上的與頂板2頂面平行的平直面231及在下的與平板承托22固連的傾斜面232,波折形鋼板23的折彎處為平直面231與傾斜面232的分界處。
所述橋梁在長度方向上為三跨式結(jié)構(gòu),即橋梁設(shè)有兩個中間橋墩61,兩個中間橋墩間形成中跨,兩端的兩個橋墩62或橋臺分別與其相鄰的中間橋墩形成邊跨,中跨作為橋梁的主跨,邊跨用于減小中跨撓度。
橋梁支座60位置處的波形鋼腹板沿橋梁長度方向兩側(cè),設(shè)有包在波形鋼腹板厚度方向兩側(cè)的外包砼加勁111,所述外包砼加勁111在高度方向上設(shè)置在下翼緣板12與平板承托22之間。
相鄰兩根波腹工梁1底部之間連接有橫撐14與斜撐15,在部分橫撐上設(shè)有夾在相鄰兩根波腹工梁1之間的間距分布的砼橫隔板16。
所述中跨的跨徑范圍為30~60米,所述邊跨的跨徑范圍為20~35米,且波形鋼腹板上的外包砼加勁111設(shè)置在橋梁支座60位置處沿橋梁長度方向兩側(cè)4~5米長度范圍內(nèi)。
所述三鋼砼包括澆筑在整個橫向波形鋼底模上的鋼纖維鋼筋砼,所述三鋼砼還包括加設(shè)在橋梁支座位置處沿橋梁長度方向兩側(cè)4~5米范圍內(nèi)的鋼纖維鋼筋砼中的鋼絲網(wǎng)29,鋼纖維鋼筋砼中的鋼筋網(wǎng)26通過豎向栓釘28固定在橫向波形鋼底模上,其中豎向栓釘均勻等距分布在平直面231上且沿與平直面垂直的方向設(shè)置,豎向栓釘頂部低于三鋼砼頂板上緣21,所述鋼絲網(wǎng)設(shè)置在距頂板上緣6cm厚度范圍內(nèi),且所述鋼筋網(wǎng)26包括沿頂板2厚度方向設(shè)置的上下兩層。
相鄰兩根斜撐之間及相鄰兩根橫撐之間的距離等于波形鋼腹板11單個波長的1~2倍,每隔6~8米的距離,在橫撐上設(shè)有夾在相鄰兩根波腹工梁1之間的砼橫隔板16,且每個支座的正上方位置都對應(yīng)有一根橫撐與砼橫隔板16。
所述波形鋼腹板11上波峰及波谷位置處均為一段長度小于0.5倍波長的平面,波峰及波谷位置處的平面與平板承托22的接縫處焊接有角鋼加勁件25。
相鄰兩T梁頂板的橫向波形鋼底模接縫處設(shè)有連接鋼板20,連接鋼板沿橋梁橫向方向兩端分別與位于接縫兩邊的兩塊橫向波形鋼底模固定連接。
有益效果:
1、橋跨采用三跨連續(xù)梁結(jié)構(gòu)。橋梁允許跨中撓度一般是L/500~L/600,當(dāng)橋梁撓度小于L/1600時,可不設(shè)置預(yù)拱度,為了保證新結(jié)構(gòu)的耐久性和抗疲勞性,對于城市立交橋本實用新型采用帶兩個邊跨的三跨連續(xù)梁來減小跨中撓度,通過兩個邊跨來減小中跨的撓度,(計算表明帶有兩個邊跨的三跨連續(xù)梁的中跨撓度僅為相同跨徑單跨簡支梁的30%~42%,且跨徑越大連續(xù)梁對跨中撓度的折減作用越顯著),從而使得本實用新型的三跨連續(xù)梁可滿足撓度小于L/1600的條件而不用設(shè)置預(yù)拱度,大大簡化了工藝。
2、縱梁采用波腹工梁。采用波形鋼做腹板后,增大了橫向穩(wěn)定性,可以取消普通工字鋼的腹板加勁肋,節(jié)省材料10%。其上下緣頂?shù)装蹇梢栽O(shè)計加寬、加厚來增大縱向慣性矩(比一般工字梁承載力提高20%)。波腹工梁應(yīng)用在箱梁中,由于鋼材的容許抗剪強度(80MPa)至少為砼容許抗剪強度(3MPa)的27倍,其腹板厚度只有砼的1/9,故使箱梁自重不但減輕了20%,而且徹底地解決了箱梁腹板因抗剪能力不足而造成的開裂問題。在施工工藝方面,波腹工梁在施工中能充當(dāng)澆筑頂板砼的勁性骨架,且腹板本身也不再需要模板,因此能方便施工縮短工期,降低造價。
3、頂板下緣設(shè)置橫向波形鋼底模,與頂板砼形成鋼砼組合截面。本實用新型提出在頂板的底面設(shè)置平鋼板作為平板承托,先與縱向波形鋼腹板焊接,可解決頂板與鋼縱梁長期粘結(jié)力不足,使整體性得到可靠的保證。另外,由于橫向波形鋼底模的截面為變高截面,使得頂板靠近波形鋼腹板的部位厚,其余部位薄,與普通平直的砼頂板相比,重量減輕30%~40%。由于橫向波形鋼的作用,縱梁的橫向間距可由T梁的2.4m加大到4m,增大了1.6倍,對于12m寬橋梁,由5片T梁變成3片波腹工梁,減少了40%,節(jié)省了鋼材、降低了造價。在施工階段,橫波可以充當(dāng)頂板砼澆筑的底模,免去了裝模板的麻煩。由于在焊接好的鋼板上澆筑頂板砼能可靠地保證砼頂板的平整性,所以在橋面中可不再設(shè)置8~10cm砼調(diào)平層。在頂板分條接縫中,在橫向波形鋼接頭處焊接一條連接鋼板能有效改善各條縱梁間縱向開裂的情況,保證了接縫的可靠性??傊?,與常規(guī)的砼頂板相比,鋼砼組合頂板減輕自重30%,能使主梁撓度減小6%~10%。
4、支座位置處的波形鋼腹板沿橋梁長度方向兩側(cè)沿厚度方向外包有砼加勁。一般波形鋼腹板箱梁,在支座處加設(shè)砼內(nèi)襯。本實用新型中提出在支座沿橋梁長度方向兩側(cè)4~5m范圍內(nèi),將波形鋼腹板兩側(cè)各外包40cm砼加勁。計算表明,此措施相當(dāng)于縮小跨徑2~3m,能使跨中撓度減小14%~23%。另外,外包砼加勁還減少了連續(xù)梁支座處截面下緣最大壓應(yīng)力,改善了波形鋼下翼緣板在壓應(yīng)力作用下的屈曲,以及有利于支座集中力的擴散。
5、在支座沿橋梁長度方向兩側(cè)4~5m范圍內(nèi),頂板砼采用三鋼砼。中小跨徑連續(xù)梁支座處承受負彎矩作用,砼頂板受到拉應(yīng)力達到4~6MPa,而C50鋼筋砼抗拉強度2.7MPa,不能滿足要求。為此常用的方法是在連續(xù)梁支座處的頂板上緣張拉正彎矩預(yù)應(yīng)力,但預(yù)應(yīng)力張拉工藝復(fù)雜,施工質(zhì)量難以得到保證,且預(yù)應(yīng)力不能有效的擴散到頂板的頂面,使表面裂縫得不到有效的控制。本實用新型提出在頂面向下6cm厚度范圍內(nèi)布置鋼纖維(<1cm)、鋼絲網(wǎng)(3cm×3cm)、鋼筋網(wǎng)(10cm×10cm)。據(jù)相關(guān)文獻記載,SF.F.RC容許等效拉應(yīng)力可提高到6~8MPa,能有效的控制裂縫,因此可以取消上緣預(yù)應(yīng)力。
6、本實用新型首次提出波腹工梁上翼緣板、下翼緣板分別與梁體頂板、底板平齊,來充分發(fā)揮波腹工梁勁性骨架的作用,用以簡化頂板底板砼澆筑時的臨時設(shè)施。常用的波形鋼腹板PC砼箱梁,波形鋼設(shè)置在頂?shù)装逯g,澆筑頂?shù)装逍枇碓O(shè)臨時支架。在本實用新型方案中將波腹工梁上翼緣板與頂板上緣平齊,在澆筑頂板砼過程中,可在各根工字鋼上翼緣板上橫置工字鋼,通過在工字鋼上焊接臨時鋼筋將橫波吊住,使其在澆筑過程中不另外搭支架橫波不會產(chǎn)生過大的變形。
7、波腹工梁橫向聯(lián)系。各波腹工梁的下翼緣板之間用H型鋼做橫撐和斜撐,間距1~2個波長,H型鋼與波形鋼腹板和底板焊接,保證了波腹工梁的橫向整體性;每隔6~8m在橫撐上安裝預(yù)制砼橫隔板,保證了波腹工梁的抗扭剛度。
總之,本實用新型提出的三跨波腹工梁-橫波-三鋼砼組合T型連續(xù)梁具有施工速度快、承載能力大、不需要張拉預(yù)應(yīng)力等特點,特別適合于城市跨線橋和對橋下干擾受到嚴(yán)格控制、工期緊張的工程。
本實用新型的施工工藝采用全斷面在邊跨支架上形成后再進行縱向頂推法施工,設(shè)備簡單,施工平穩(wěn),噪聲低,施工質(zhì)量好,梁體結(jié)構(gòu)件在頂推過程中逐段拼裝逐段澆筑,場地占用小,吊裝重量輕,施工時對橋梁上方的空間要求小,高空作業(yè)少,安全性高,對橋下交通影響小;在預(yù)制臺座上完成第一跨不澆砼的波腹工梁作為鋼導(dǎo)梁使用,而不需在頂推施工過程另外增設(shè)鋼導(dǎo)梁,節(jié)省大量的人力物力。
除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點之外,本實用新型還有其它的目的、特征和優(yōu)點。下面將參照圖,對本實用新型作進一步詳細的說明。
附圖說明
構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解,本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型,并不構(gòu)成對本實用新型的不當(dāng)限定。在附圖中:
圖1是本實用新型優(yōu)選實施例的整體結(jié)構(gòu)主視圖;
圖2是本實用新型優(yōu)選實施例的整體結(jié)構(gòu)俯視圖;
圖3是本實用新型優(yōu)選實施例的單條T梁的橫截面剖視圖;
圖4是本實用新型優(yōu)選實施例的波形鋼腹板俯視剖面圖;
圖5是本實用新型優(yōu)選實施例的鋼砼組合頂板橫截面細節(jié)放大視圖;
圖6(包括圖6-a~圖6-c)是本實用新型優(yōu)選實施例的連續(xù)梁梁體橫截面形成步驟圖;
圖7(包括圖7-a~圖7-e)是本實用新型優(yōu)選實施例的連續(xù)梁整體施工工藝步驟圖;
圖8(包括圖8-a~圖8-c)是本實用新型的連續(xù)梁與其他橋梁的效果對比曲線圖。
圖1~圖7中:1-波腹工梁;11-波形鋼腹板;111-砼加勁;12-下翼緣板;13-上翼緣板;14-橫撐;15-斜撐;16-砼橫隔板;2-頂板;20-連接鋼板;21-頂板上緣;22-平板承托;221-平鋼板A;222-平鋼板B;23-波折形鋼板;231-平直面;232-傾斜面;25-角鋼加勁件;26-鋼筋網(wǎng);261-縱向鋼筋,262-橫向鋼筋,263-豎向鋼筋,27-鋼纖維混凝土;28-豎向栓釘;29-鋼絲網(wǎng);3-組拼平臺;31-臨時墩A(或支架);4-臨時墩B;5-臨時墩C;6-橋墩;60-支座;61-中間橋墩;62-兩端橋墩(或橋臺);7-托架;8-頂推裝置(連續(xù)千斤頂);9-鋼絞線纜風(fēng)。
圖8中:①本實用新型的三跨波腹工梁-橫波-三鋼砼組合T型連續(xù)梁;②鋼箱梁;③PC簡支梁(包括PC簡支T梁與PC簡支箱梁);④PC移動模架箱梁;⑤PC變高梁現(xiàn)澆箱梁;⑥PC頂推箱梁。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的實施例進行詳細說明,但是本實用新型可以根據(jù)權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。
參見圖1~圖7的一種三跨波腹工梁-橫波-三鋼砼組合T型連續(xù)梁:
本實施例中,中跨跨徑L中為60m,兩個邊跨的跨徑L邊均為35m。
主梁包括波腹工梁1、鋼橫撐14、鋼斜撐15和砼橫隔板16,波形鋼腹板11上的波長為160cm,波形鋼板厚度1.4cm,波高22cm,波腹工梁上翼緣板13厚2.0cm,寬度60cm,下翼緣板12厚5.0cm,寬度100cm,在每兩根波腹工梁1的底部,焊接H型鋼作為橫撐14與斜撐15,其寬度30cm,高度60cm,間隔為1~2個波形鋼腹板波長,每隔6~8m采用預(yù)制鋼筋砼橫隔板16,其板厚20~30cm。
參見圖6-a~圖6-c,波腹工梁1的施工步驟大致為:待橋梁下部構(gòu)造完工后,在橋跨內(nèi)設(shè)置臨時墩和搭設(shè)施工簡易支架。波腹工梁在工廠預(yù)制后(在波形鋼腹板上已焊接平板承托22),用汽車運載至施工現(xiàn)場,用汽車吊安裝單片的波腹工梁至橋墩或臨時墩、臨時支架上。波腹工梁在縱向先螺栓聯(lián)接其后焊接,形成連續(xù)梁,在波腹工梁下聯(lián)平面中,焊接H型鋼作為橫向和斜向支撐。吊裝預(yù)制砼橫隔板,縱向波形鋼腹板與預(yù)制砼橫隔板之間立?,F(xiàn)澆砼接縫,在支座60縱向4~5m范圍內(nèi),在波形鋼腹板兩側(cè)裝砼橫隔板16后澆筑砼加勁111。
鋼砼組合頂板包括橫向波形鋼底模和澆筑在其上的三鋼砼(SF.F.RC)。橫向波形鋼底模厚度為6mm。其中平板承托22寬度采用80cm,為左右兩塊與波形鋼腹板波形相匹配的平鋼板A221與平鋼板B222,其與波形鋼腹板11焊縫處用角鋼加勁件25加固。波折形鋼 板23帶傾斜面232的一端搭焊在平鋼板承托上22,形成橫向波形鋼底模。在橫向波形鋼底模的平直面231上垂直焊接豎向栓釘28(傾斜面232處不設(shè)栓釘):栓釘直徑10~12mm、間距10cm×10cm、栓釘頂部低于砼頂板上緣1cm。栓釘在頂板中相當(dāng)于豎向鋼箍,在其上下設(shè)置兩層網(wǎng)格尺寸為10cm×10cm鋼筋網(wǎng)26,本實施例中,鋼筋網(wǎng)26包括兩兩垂直布置在橫向波形鋼底模內(nèi)的縱向鋼筋261、橫向鋼筋262與豎向鋼筋263。為了增加砼的彈性模量,減少與波形鋼底模的差別,砼頂板一般采用鋼纖維鋼筋砼(SF.RC),鋼纖維鋼筋砼中鋼纖維直徑<2mm,鋼纖維含量為1~2%。在支座60沿橋梁長方度方向兩側(cè)各4~5m長度內(nèi)且在砼頂板上緣6cm厚度內(nèi),加設(shè)網(wǎng)格尺寸為3cm×3cm的鋼絲網(wǎng)29,形成三鋼砼(SF.F.RC),由鋼纖維(F)、鋼絲網(wǎng)(F)、鋼筋砼(RC)組成。砼頂板鋼筋直徑8~12mm,平面間距10cm×10cm,豎向與栓釘28相焊接。
本實施例中,橋梁支座位置處的波形鋼腹板11沿橋梁長度方向兩側(cè)4~5米長度范圍內(nèi),設(shè)有包在波形鋼腹板厚度方向兩側(cè)的外包砼加勁111。
參見圖3,各T梁頂板鋼底模接縫處蓋設(shè)有連接鋼板20,連接鋼板20沿橋梁寬度方向的兩端分別與接縫兩邊的平直面231固定焊接。
本實施例中,橫撐14與斜撐15均采用H型鋼,H型鋼兩端分別同時與波形鋼腹板11及下翼緣板12固連,H型鋼的兩個平行面沿與頂板2垂直的方向設(shè)置,H型鋼兩個平行面之間的連接面沿與頂板平行的方向設(shè)置,H型鋼橫截面的寬度為30cm,高度為60cm。
波形鋼腹板11板厚為1.4cm,波形鋼腹板11單個波的波高22cm,波形鋼腹板11厚度方向兩側(cè)外包砼加勁111后的總厚度為80cm,波腹工梁上翼緣板13厚2.0cm,板寬60cm,下翼緣板12厚5.0cm,板寬100cm。
平板承托22的寬度為80cm,板厚為6mm;波折形鋼板23的厚度為6mm。
參見圖7-a~圖7-e的一種三跨波腹工梁-橫波-三鋼砼組合T型連續(xù)梁的頂推施工工藝,包括以下步驟:
1)制作平臺和進行頂推準(zhǔn)備工作。在第一跨及臺后搭設(shè)臨時墩A31,臨時墩之間設(shè)置縱梁與各橋墩形成整體,抵抗頂推中的水平力,形成組拼平臺(3)。在中跨和第三跨跨中分別搭設(shè)單排臨時墩B4與單排臨時墩C5,用鋼絞線將各臨時墩串聯(lián)固定形成鋼絞線纜風(fēng)9,保證頂推施工中臨時墩的縱向穩(wěn)定。在中跨的兩個橋墩上設(shè)置托架7,安裝水平連續(xù)千斤頂8。在組拼平臺3、中間橋墩61、端橋墩62、臨時墩(31/4/5)上布置鋼滾輪或GM滑道(不需要人工喂滑板)。
2)在組拼平臺3上完成第一跨波腹工梁,且該跨波腹工梁的頂板暫時不澆三鋼砼,波 形鋼腹板外包砼加勁暫時也不澆,以減輕重量作為施工頂推導(dǎo)梁用。并頂推至梁體前端到達中跨的臨時墩B(4)處,接著澆筑后續(xù)梁段的鋼砼組合頂板,形成全截面。
3)在3片T梁間的砼橫隔板上設(shè)置2個豎向拉錨器,穿好鋼絞線牽引索到連續(xù)千斤頂內(nèi),用液壓數(shù)控裝置控制千斤頂同步頂推波腹工梁梁體前端到達中間橋墩(3#橋墩)位置,之后在組拼平臺上繼續(xù)組拼波形鋼組合箱梁,并用同樣的方法再次頂推至梁體前端到達最后一個橋墩(4#橋墩)位置處,澆筑鋼導(dǎo)梁跨的砼頂板。
4)在橋墩帽梁上裝置豎向千斤頂,將全梁頂起,安裝結(jié)構(gòu)支座,撤除臨時支座,落梁到結(jié)構(gòu)支座上,連續(xù)梁主梁施工完成,撤除臨時墩和支架及組拼平臺。
5)澆筑欄桿和瀝青砼橋面,通車驗收。
參見圖8-a~圖8-c,為了對不同橋型及施工工藝的經(jīng)濟性進行分析,本實用新型搜集了鋼箱梁、PC簡支梁(包括PC簡支T梁與PC簡支箱梁)、PC移動模架箱梁、PC變高梁現(xiàn)澆箱梁及PC頂推箱梁的單位面積用鋼量、砼體積和自重,將其結(jié)果與本實用新型的三跨波腹工梁-橫波-三鋼砼組合T型連續(xù)梁進行對比,結(jié)果參見圖6-a~圖6-c。應(yīng)當(dāng)指出的是,PC移動模架箱梁、PC變高梁現(xiàn)澆箱梁及PC頂推箱梁在跨徑小,跨數(shù)少的高架跨線橋中極少采用,因此,本實用新型的主要比較對象是鋼箱梁和PC簡支梁。
圖8-a表明,材料用量方面,本實用新型的用鋼量介于鋼箱梁和PC梁橋之間,例如跨徑60m時,本實用新型的用鋼量僅為鋼箱梁的70%,而用鋼量直接影響到橋梁的造價與成本。
圖8-b表明,本實用新型砼體積遠小于普通PC簡支梁,如跨徑60m時,本實用新型的砼用量僅為PC簡支梁的43%,砼的用量是橋梁自重的決定性因素,自重越大,橋梁所需的設(shè)計強度也越高,鋼材用量也越多。
圖8-c表明,本實用新型的三跨波腹工梁-橫波-三鋼砼組合T型連續(xù)梁自重遠小于普通PC簡支梁。以60m為例,本實用新型的吊裝自重僅為PC簡支梁的66%,橋梁自重關(guān)系到施工設(shè)備、人力物力的投入規(guī)模,對橋梁的成本有著很大的影響力。
綜合圖6,本實用新型的三跨波腹工梁-橫波-三鋼砼組合T型連續(xù)梁造價概算為2000~3500元/m2,而鋼箱梁橋為4000~6000元/m2,說明本實用新型比鋼箱梁造價減少40~50%,經(jīng)濟性好,普通PC簡支梁造價最低只有1000~2000元/m2,但是普通PC簡支梁現(xiàn)場吊裝高空作業(yè)多,運輸安裝條件難以滿足,所需的場地與空間大,對通行于高架跨線橋下車輛安全隱患較大,特別應(yīng)當(dāng)指出的是,對于50m以上跨徑PC簡支梁不能勝任故無法使用。所以對高架跨線橋,綜合經(jīng)濟性和社會效益方面,本實用新型提出的三跨波腹工 梁-橫波-三鋼砼組合T型連續(xù)梁,在高架跨線橋中具有良好的經(jīng)濟效益。
以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已,并不用于限制本實用新型,對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說,本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進等,均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。