一種模塊化鋼-混快速施工小箱梁橋及其施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于土木工程領(lǐng)域，具體內(nèi)容涉及一種模塊化鋼-混快速施工小箱梁橋及其施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]多梁式鋼-混凝土組合小箱梁橋是組合結(jié)構(gòu)橋的一種類型，它是在鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)和薄壁箱梁結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新型梁格體系組合梁橋形式，在城市快速路網(wǎng)建設(shè)中有非常廣泛的應(yīng)用前景。目前在我國(guó)，多室鋼混小箱梁鋼筋混凝土面板大多采用的是普通強(qiáng)度的混凝土，施工方法更多的也是采用現(xiàn)場(chǎng)澆筑。將高強(qiáng)混凝土材料引入到預(yù)制鋼筋混凝土板中，對(duì)結(jié)構(gòu)質(zhì)量的減少、施工效率的提高以及結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期的使用性能的提升都有重要意義；其次，引入工廠化的模塊化施工技術(shù)，將每個(gè)梁?jiǎn)卧K在預(yù)制場(chǎng)預(yù)制好，運(yùn)送到現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行拼裝連接或接縫的填充。此方法不用在施工現(xiàn)場(chǎng)搭設(shè)支架，可以在不影響交通的情況下快速完成橋梁的施工。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種工廠化預(yù)制的模塊化鋼-混快速施工的小箱梁橋結(jié)構(gòu)及其施工方法，用于橋梁的快速施工。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案:
[0005]一種模塊化鋼-混快速施工小箱梁橋，包括縱鋼主梁、高性能混凝土橋面板、鋼橫隔梁、超高性能混凝土接縫、橫向預(yù)應(yīng)力鋼筋、托板、橫隔梁錨固板、預(yù)埋U型鋼筋、剪力連接件和加勁肋；
[0006]所述的縱鋼主梁由帶加勁肋的鋼底板和兩塊斜鋼腹板組成，縱鋼主梁的截面呈上寬下窄的梯形，縱鋼主梁的截面上下寬度比范圍在1.0-1.4;鋼橫隔梁與縱鋼主梁的通過橫隔梁錨固板連接，具體的采用螺栓連接或焊接實(shí)現(xiàn)；橫隔梁錨固板與縱鋼主梁腹板的連接也采用螺栓連接或焊接；
[0007]預(yù)制高性能混凝土橋面板時(shí)，每隔一定間距預(yù)留剪力連接件的預(yù)留孔并預(yù)埋用于放置橫向預(yù)應(yīng)力鋼筋的橫向預(yù)應(yīng)力管道；
[0008]高性能混凝土橋面板與縱鋼主梁的連接通過剪力連接件連接，具體的剪力連接件通過焊接連接在縱鋼主梁的托板上；
[0009]剪力連接件與模塊化小箱梁之間的高性能混凝土板接縫采用超高性能混凝土填充，超高性能混凝土的養(yǎng)護(hù)采用蒸汽養(yǎng)護(hù)或常溫養(yǎng)護(hù)；
[0010]待超高性能混凝土接縫達(dá)到預(yù)定強(qiáng)度后，完成橫向預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉，橫向預(yù)應(yīng)力鋼筋采用高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力鋼絞線。
[0011]所述的高性能混凝土橋面板，采用已在工程中應(yīng)用的28d平均抗壓強(qiáng)度大于等于60MPa的高性能混凝土 ；高性能混凝土橋面板的厚度，比普通混凝土的厚度薄，一般厚度為20_25cmo
[0012]所述的鋼橫隔梁分為箱內(nèi)鋼橫隔梁和箱外鋼橫隔梁；箱內(nèi)鋼橫隔梁和箱外鋼橫隔梁均按照4-6m的間距從縱鋼主梁的一端開始均勻布置；且鋼橫隔梁的高度與縱鋼主梁的高度一致；鋼橫隔梁與縱鋼主梁通過橫隔梁錨固板連接。
[0013]所述的橫向預(yù)應(yīng)力鋼筋采用高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力鋼絞線；橫向預(yù)應(yīng)力鋼筋采用體內(nèi)預(yù)應(yīng)力筋的形式，根據(jù)受力需要在有鋼橫隔梁位置或其中間位置的高性能混凝土板中布置，待縱向接縫處的超高性能混凝土接縫完成澆筑并達(dá)到一定強(qiáng)度后進(jìn)行張拉。
[0014]所述的托板設(shè)置在縱鋼主梁與高性能混凝土橋面板連接的位置，剪力連接件焊接在托板上，托板的設(shè)置有助于預(yù)留孔中超高性能混凝土接縫的澆筑。
[0015]所述的橫隔梁錨固板，用于縱鋼主梁的腹板與鋼橫隔梁的連接；橫隔梁錨固板截面呈橫置的T型，橫隔梁錨固板和鋼橫隔梁均通過螺栓或者焊接與縱鋼主梁的腹板連接。
[0016]所述的預(yù)埋U型鋼筋是實(shí)現(xiàn)各高性能混凝土橋面板之間接縫的連接而預(yù)留的鋼筋，在橋面板U型鋼筋對(duì)接連接中應(yīng)在其對(duì)接嵌套環(huán)中四角放置縱向受力的防腐環(huán)氧鋼筋并綁扎固定，再在高性能混凝土橋面板之間的接縫采用超高性能混凝土小濕接縫，預(yù)埋U型鋼筋的設(shè)置采用加密布置的方式。
[0017]一種模塊化鋼-混快速施工小箱梁橋的施工方法，包括如下步驟:
[0018]步驟(I).縱鋼主梁的預(yù)制；在預(yù)制縱鋼主梁時(shí)，完成加勁肋、橫隔梁錨固板、托板、剪力連接件、鋼橫隔梁與縱鋼主梁的連接；
[0019]步驟(2).進(jìn)行高性能混凝土橋面板的施工；高性能混凝土橋面板內(nèi)所需的鋼筋，根據(jù)橋梁的受力要求按照規(guī)范要求進(jìn)行配筋；預(yù)制高性能混凝土橋面板時(shí)，預(yù)留用于縱向接縫時(shí)用的橫向受力及預(yù)埋U型鋼筋、橫向預(yù)應(yīng)力鋼筋預(yù)留孔，以及預(yù)制高性能混凝土橋面板與縱鋼主梁剪力連接件連接的預(yù)留孔；
[0020]步驟(3).模塊化主梁的工廠預(yù)制；在預(yù)制場(chǎng)架設(shè)臨時(shí)的支承，將預(yù)制好的縱鋼主梁架設(shè)在支承上，在縱鋼主梁上放置高性能混凝土橋面板；完成預(yù)制縱鋼主梁和高性能混凝土橋面板的架設(shè)就位后，完成剪力連接件預(yù)留孔位置處超高性能混凝土的澆筑；待超高性能混凝土達(dá)到一定的強(qiáng)度后，將模塊化的組合梁通過運(yùn)輸車運(yùn)送到橋址位置施工好的橋梁下部結(jié)構(gòu)墩臺(tái)進(jìn)行各梁的吊裝及后續(xù)工作；也可將縱鋼主梁、預(yù)制分塊的橋面板、鋼橫隔梁組件分別運(yùn)輸至橋梁現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行吊裝裝配。
[0021]步驟(4).橫向連接及橫向預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉；在橋址位置，完成模塊化主梁吊裝后，進(jìn)行橫向橫隔梁的連接拼裝及橋面板的縱向接縫橫向連接，對(duì)橋面板縱向接縫主要采用預(yù)留的U型鋼筋進(jìn)行連接，并在其對(duì)接嵌套環(huán)中四角放置縱向受力的防腐環(huán)氧鋼筋并綁扎固定，再在其中澆筑超高性能混凝土接縫；在完成縱向超高性能混凝土接縫的施工并達(dá)到一定強(qiáng)度后，再完成橋面板橫向預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉；
[0022]步驟(5).橋面鋪裝及附屬設(shè)施的施工；在完成步驟1-4后，對(duì)橋面進(jìn)行鋪裝和附屬設(shè)施的施工；橋面鋪裝采用瀝青混凝土鋪裝層。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0024]1、本發(fā)明提出的模塊化鋼-混快速施工小箱梁橋及其施工方法，屬于快速施工的橋梁設(shè)計(jì)理論和施工方法。通過采用工廠預(yù)制的模塊化鋼混小箱梁，可以減少現(xiàn)場(chǎng)澆筑混凝土搭設(shè)支架的費(fèi)用及交通干擾。
[0025]2、在工廠可控環(huán)境中進(jìn)行縱鋼主梁、高性能混凝土橋面板預(yù)制和預(yù)留孔超高性能混凝土的施工，質(zhì)量有保證。
[0026]3、通過采用高性能混凝土的鋼混組合結(jié)構(gòu)，可以充分發(fā)揮材料的性能，減少結(jié)構(gòu)的自重，使得模塊化主梁的運(yùn)輸滿足現(xiàn)有道路的運(yùn)輸要求。小箱梁采用鋼-混組合體系，使得結(jié)構(gòu)受力合理，同時(shí)也考慮到運(yùn)輸條件的限制，模塊化的單片梁跨度應(yīng)能夠在現(xiàn)有的起重設(shè)備和運(yùn)輸條件中進(jìn)行操作。
[0027]4、縱向接縫及剪力鍵連接處均采用超高強(qiáng)度混凝土，通過提高接縫的材料性能，從而提高結(jié)構(gòu)的使用壽命。
[0028]5、橋面板采用張拉橫向預(yù)應(yīng)力的方法，提高了橋梁的整體性、使用性和耐久性及橫向受力性能。
【附圖說明】
[0029]圖1為本發(fā)明的橋梁平面圖；
[0030]圖2為A-A斷面圖；
[0031]圖3為B-B斷面圖；
[0032]圖4為C-C斷面圖；
[0033]圖5為D-D斷面圖；
[0034]圖6為E-E斷面圖；
[0035]圖7為本發(fā)明的單片邊梁的橫斷面圖；
[0036]圖8為本發(fā)明的單片中梁的橫斷面圖；
[0037]圖9為本發(fā)明的橋面板配筋圖。
[0038]圖中，1-縱鋼主梁，2-高性能混凝土橋面板，3-鋼橫隔梁，4-超高性能混凝土接縫，5-橫向預(yù)應(yīng)力鋼筋，6-托板，7-橫隔梁錨固板，8-預(yù)埋U型鋼筋，9-剪力連接件，10-加勁肋。
【具體實(shí)施方式】
[0039]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0040]如圖1-圖9所示，一種模塊化鋼-混快速施工小箱梁橋，包括縱鋼主梁1、高性能混凝土橋面板2、鋼橫隔梁3、超高性能混凝土接縫4、橫向預(yù)應(yīng)力鋼筋5、托板6、橫隔梁錨固板7、預(yù)埋U型鋼筋8、剪力連接件9和加勁肋10。
[0041]本發(fā)明包括縱鋼主梁、鋼橫隔梁和加勁肋構(gòu)成的梁格結(jié)構(gòu)；縱鋼主梁的截面呈上寬下窄的梯形，橫隔梁與縱鋼主梁的連接通過與橫隔梁錨固板，采用螺栓連接或焊接實(shí)現(xiàn)。橫隔梁錨固板與縱鋼主梁腹板的連接也采用螺栓連接或焊接。
[0042]如圖7和8所示，所述的縱鋼主梁I由帶加勁肋10的鋼底板和兩塊斜鋼腹板組成，主要用于承受梁體的拉應(yīng)力及剪應(yīng)力；縱鋼主梁的截面上下寬度比范圍在1.0-1.4。
[0043]高性能混凝土橋面板2在工廠預(yù)制生產(chǎn)。預(yù)制時(shí)，預(yù)留剪力連接件9的預(yù)留孔并預(yù)埋用于放置橫向預(yù)應(yīng)力鋼筋5的橫向預(yù)應(yīng)力管道。
[0044]高性能混凝土橋面板與縱鋼主梁的連接通過剪力連接件9連接，具體的剪力連接件通過焊接連接在縱鋼主梁I的托板6上。剪力連接件9縱橫向的排數(shù)根據(jù)車載、跨徑和橋幅寬度通過現(xiàn)有規(guī)范的計(jì)算方法確定。
[0045]剪力連接件9與模塊化小箱梁之間的超高性能混凝土接縫4采用超高性能混凝土填充，超高性能混凝土的養(yǎng)護(hù)采用蒸汽養(yǎng)護(hù)或常溫養(yǎng)護(hù)。
[0046]待超高性能混凝土接縫4達(dá)到一定的強(qiáng)度后，完成橫向預(yù)應(yīng)力鋼筋5的張拉，橫向預(yù)應(yīng)力鋼筋5采用高強(qiáng)粗鋼筋或預(yù)應(yīng)力鋼絞線。
[0047]所述的高性能混凝土橋面板2，采用已在工程中應(yīng)用的28d平均抗壓強(qiáng)度大于等于60MPa的高性能混凝土。高性能混凝土面板的厚度，比普通混凝土的厚度薄，一般取為20-25cm 左右。
[0048]如圖2所示，所述的鋼橫隔梁3是為了提高梁的橫向剛度，分為箱內(nèi)和箱外兩種類型。兩種鋼橫隔梁均按照4-6m的間距從梁端開始均勻布置；鋼橫隔梁3的高度與縱鋼主梁I的高度一致。鋼橫隔梁與縱鋼主梁I通過橫隔梁錨固板7連接，具體的采用螺栓連接或焊接來(lái)實(shí)現(xiàn)；
[0049]所述的鋼橫隔梁3的厚度，根據(jù)縱鋼主梁I的抗剪需要根據(jù)規(guī)范要求進(jìn)行取值。
[0050]所述的橫向預(yù)應(yīng)力鋼筋5采用高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力鋼絞線。橫向預(yù)應(yīng)力鋼筋5采用體內(nèi)預(yù)應(yīng)力筋的形式，在