CN103924505B - 采用波形钢腹板的预制钢-混凝土组合t梁及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的采用波形钢腹板的预制钢‑混凝土组合T梁及施工方法，包括多个工字型波形钢腹板钢梁（1）和混凝土桥面板（3）组合而成的预制钢‑混凝土组合T梁梁段单元（4），相邻组合T梁梁段单元（4）通过纵向连接段（5）和梁端湿接缝横梁（11）形成整体。本发明既具有传统采用平钢板的钢‑混凝土组合梁结构的优点，又能够提高腹板的稳定性和避免混凝土收缩徐变的影响，同时能有效克服钢‑混凝土组合梁目前施工方法上存在的不足，具有运输方便、易于装配、现场焊接量小、混凝土浇筑量小、施工速度快、对地面交通影响小等显著优点。
Description
技术领域
本发明属于公路和城市道路的桥梁技术领域，主要涉及的是采用波形钢腹板的预制钢-混凝土组合T梁及施工方法。
背景技术
工字型全焊接钢梁重量轻、承载力大，与混凝土桥面板组成的组合梁在公路和城市桥梁中应用广泛，但这种工字型钢梁的腹板长期以来均采用平钢板，优点是平钢板间焊接相对简单；缺点是平钢板焊接残余应力大，需要采用较多的加劲肋来提高腹板稳定性，预应力效率低，混凝土桥面板的收缩徐变会对钢梁造成额外的附加应力，支点位置的混凝土易开裂。
目前钢-混凝土组合梁的施工方法主要有两种，一种是整孔架设法，该方法整孔进行架设，优点是施工速度快，缺点是梁长在25m~40m之间，运输难度大，架设过程易出现稳定性问题，实际应用很少；另外一种是满堂支架法，该方法是按一定间隔，搭设起支撑作用的脚手架，形成操作平台，接着在支架上安装钢梁并进行焊接，然后浇注混凝土顶板，该方法优点是不需要大型吊装设备，在支架上进行小段钢梁焊接匹配，解决了长梁运输的问题，缺点是施工工期长、现场焊接量大、满堂支架影响地面交通和周边环境。
发明内容
本发明针对现有钢-混凝土组合梁结构形式与施工方法存在的不足，提出了采用波形钢腹板的预制钢-混凝土组合T梁及施工方法。既具有传统钢-混凝土组合梁结构的优点，又能够提高腹板的稳定性和避免混凝土收缩徐变的影响，同时能有效克服钢-混凝土组合梁目前施工方法上存在的不足，具有运输方便、易于装配、现场焊接量小、混凝土浇筑量小、施工速度快、对地面交通影响小等显著优点。
本发明为实现上述目的采取的技术方案是：采用波形钢腹板的预制钢-混凝土组合T梁，包括多个工字型波形钢腹板钢梁和混凝土桥面板组合而成的预制钢-混凝土组合T梁梁段单元，相邻梁段单元通过连接钢板和浇筑混凝土湿接缝形成整体。
本发明所述预制钢-混凝土组合T梁梁段单元为预制T型断面梁。
本发明所述预制组合梁单元的混凝土桥面板间通过预制组合梁单元的横向连接钢筋和横向混凝土湿接缝连接，通过预制组合梁单元的纵向连接钢筋和梁端的湿接缝横梁连接。
本发明所述工字型波形钢腹板钢梁的纵向连接位置在临时支架顶部。
本发明实现采用波形钢腹板的预制钢-混凝土组合T梁的施工方法，首先在工厂预制含波形钢腹板的钢-混凝土组合T梁；其次，在桥位处施工永久桥台和桥墩、在桥墩处搭设临时支架形成少支架体系，将工厂预制完成的钢-混凝土组合T梁分段安装在支架体系上，组合梁的纵横向预留有连接钢筋；然后，将预制钢-混凝土组合T梁的纵向和横向钢结构部分进行栓接或焊接，以形成梁格体系；最后，将预制钢-混凝土组合T梁的纵横向预留钢筋进行绑扎和焊接连接，浇注预制组合梁单元顶板横向混凝土湿接缝和梁端湿接缝横梁，待混凝土强度达到要求后完成梁体间的连接施工，拆除临时支架。
本发明实现采用波形钢腹板的预制钢-混凝土组合T梁的施工方法，所述钢-混凝土组合T梁梁段单元预制的过程为，将工字型波形钢腹板钢梁摆放平整，在工字型波形钢腹板钢梁上翼缘焊接混凝土与钢梁间的剪力连接键，将混凝土顶板中的钢筋与剪力连接键绑扎或焊接在一起，布设顶板混凝土模板，浇注预制组合梁单元的混凝土桥面板并进行养护，混凝土达到强度拆除模板，完成钢-混凝土组合T梁梁段单元预制；
本发明在所述架设及浇筑混凝土过程中对钢梁进行临时固定，将工字型波形钢腹板钢梁横向通过横向临时连接以形成梁格体系。
本发明在所述工字型波形钢腹板钢梁连接完毕、组合梁单元梁端湿接缝横梁浇注前对临时支架的支点进行小幅顶升，然后浇注湿接缝横梁，待混凝土强度达到要求后对临时支架的支点复位，以调整优化钢梁与混凝土板间的内力分配。
本发明较现有技术有下述优点：
（1）梁段构造简单，尺寸标准统一，易于工厂标准化预制，符合常规运输要求，避免了梁体过长过宽带来的施工和运输问题，可实施性得到提高；
（2）底板受拉区域采用钢结构，顶板受压区域采用混凝土结构，腹板易失稳区域采用波形钢板结构，充分利用了多种材料或结构的特性，材料利用率高，抗屈曲能力显著提高；
（3）梁体重量轻，采用小型机械设备就能完成吊装施工，配合少支架施工方法的连接部可多点并行施工，工序少，现场施工工作量小，施工架设速度快，少支架对地面占用面积小，对原有交通影响小。
附图说明
图1是预制钢-混凝土组合T梁施工步骤图（一）。
图2是预制钢-混凝土组合T梁施工步骤图（二）。
图3是预制钢-混凝土组合T梁吊装完毕的立面图。
图4是工字型波形钢腹板钢梁间的纵向连接段局部放大图。
图5是预制钢-混凝土组合T梁施工步骤图（三）。
图6是图5的横断面图。
图7是图5非横梁位置的湿接缝连接示意图。
图8是图5横梁位置的湿接缝连接示意图。
图9是预制钢-混凝土组合T梁施工步骤图（四）。
图中：1、工字型波形钢腹板钢梁（1-1、底板；1-2、腹板；1-3、顶板）；2、钢-混凝土剪力连接键；3、混凝土桥面板（3-1横向连接钢筋；3-2、纵向连接钢筋）；4、梁段单元；5、纵向连接段；6、永久桥台或桥墩；7、临时支架；8、横向临时连接；9、湿接缝位置剪力连接键；10、连接螺栓或焊缝；11、湿接缝横梁；12、横向混凝土湿接缝；13、人孔。
具体实施方式
结合附图，给出本发明的实施例如下，但本发明不局限以下实施例，本发明亦可用于多跨连续梁施工。
如图1-9所示：本实施例所述的采用波形钢腹板的预制钢-混凝土组合T梁，包括多个由工字型波形钢腹板钢梁1和钢筋混凝土桥面板3组合而成的预制钢-混凝土组合T梁梁段单元4，相邻钢-混凝土组合T梁梁段单元4通过工字型波形钢腹板钢梁间的纵向连接段5和浇筑预制组合梁单元梁端的湿接缝横梁11形成整体，所述组合梁梁段单元4在横向预留有连接钢筋3-1，纵向预留有连接钢筋3-2。所述工字型波形钢腹板钢梁1由顶板的平钢板1-3、底板的平钢板1-1和腹板的波形钢板1-2组成。所述预制钢-混凝土组合T梁梁段单元4为预制T型断面梁。所述的预制钢-混凝土组合T梁梁段单元4其工字型波形钢腹板钢梁的顶板1-3通过剪力连接键2与预制组合梁单元的混凝土桥面板3进行连接。所述预制钢-混凝土组合T梁梁段单元4的工字型波形钢腹板钢梁1间的纵横向通过连接螺栓或焊缝10进行连接。所述预制组合梁单元的混凝土桥面板3间通过横向连接钢筋3-1和横向混凝土湿接缝12连接，通过纵向连接钢筋3-2和梁端的湿接缝横梁11连接。所述梁端湿接缝横梁11预留有便于施工和检查的通行人孔13。所述工字型波形钢腹板钢梁的顶板1-3上含有剪力连接键2，剪力连接键2与钢筋通过焊接或绑扎进行连接，浇筑混凝土后与工字型波形钢腹板钢梁形成整体。所述工字型波形钢腹板钢梁1的纵向连接位置在临时支架7顶部。
上述采用波形钢腹板的预制钢-混凝土组合T梁施工方法的具体施工步骤如下：
首先，如图1所示：钢-混凝土组合T梁梁段单元4预制的过程为，将单个工字型波形钢腹板钢梁1摆放平整，在工字型波形钢腹板钢梁1上翼缘焊接混凝土与钢梁间的剪力连接键2，将混凝土顶板中的钢筋与剪力连接键2绑扎或焊接在一起，布设顶板混凝土模板，浇注预制组合梁单元的混凝土桥面板3并进行养护，混凝土达到强度拆除模板，完成钢-混凝土组合T梁梁段单元4预制；
其次，如图2、3所示：施工永久桥台和桥墩6，在桥墩处搭设临时支架7。临时支架7可采用钢管脚手架或型钢，将工厂预制完成的钢-混凝土组合T梁4分段吊装在永久桥台或桥墩6和临时支架7组成的少支架体系上，组合梁的横向预留有连接钢筋3-1，纵向预留有连接钢筋3-2；
然后，如图4~8所示：在架设完成的钢-混凝土组合T梁4纵向使用连接螺栓或焊缝10连接工字型波形钢腹板钢梁1间的纵向连接段5；在架设及浇筑混凝土过程中对钢梁进行临时固定，将工字型波形钢腹板钢梁1横向通过横向临时连接8以形成梁格体系，提高梁体的稳定性，其形式如图6所示。
最后，如图9所示：将组合T梁梁段单元4的横向预留连接钢筋3-1进行绑扎和焊接连接，将纵向预留连接钢筋3-2和组合梁单元纵向湿接缝位置的剪力连接键9进行绑扎和焊接连接，浇注组合T梁4顶板横向混凝土湿接缝12和梁端湿接缝横梁11，待混凝土强度达到要求后完成梁体间的连接施工，拆除临时支架7。
除了上述施工过程外，可在工字型波形钢腹板钢梁1连接完毕、组合梁单元梁端湿接缝横梁11浇注前对临时支架7的支点进行小幅顶升，然后浇注湿接缝横梁11，待混凝土强度达到要求后对临时支架7的支点复位，以调整优化钢梁与混凝土板间的内力分配。
Claims (5)
1.采用波形钢腹板的预制钢-混凝土组合T梁，其特征是：包括多个工字型波形钢腹板钢梁（1）和混凝土桥面板（3）组合而成的预制钢-混凝土组合T梁单元（4），相邻预制钢-混凝土组合T梁单元（4）通过纵向连接段（5）和梁端的湿接缝横梁（11）形成整体；所述预制钢-混凝土组合T梁单元（4）为预制T型断面梁；所述预制钢-混凝土组合T梁单元的混凝土桥面板（3）间通过预制钢-混凝土组合T梁单元（4）的横向连接钢筋（3-1）和横向混凝土湿接缝（12）连接，通过预制钢-混凝土组合T梁单元的纵向连接钢筋（3-2）和梁端的湿接缝横梁（11）连接；所述工字型波形钢腹板钢梁（1）的纵向连接位置在临时支架（7）顶部。
2.一种实现权利要求1所述采用波形钢腹板的预制钢-混凝土组合T梁施工方法，其特征是：首先在工厂预制含工字型波形钢腹板钢梁的预制钢-混凝土组合T梁单元（4）；其次，在桥位处施工永久桥台或桥墩和临时支架形成少支架体系，将工厂预制完成的预制钢-混凝土组合T梁单元（4）分段安装在少支架体系上，预制钢-混凝土组合T梁单元的纵横向预留钢筋（2-1，2-2）；然后，将预制钢-混凝土组合T梁单元的纵向和横向钢结构部分进行栓接或焊接，以形成梁格体系；最后，将预制钢-混凝土组合T梁单元（4）的纵横向预留钢筋进行绑扎和焊接连接，浇注预制钢-混凝土组合T梁单元混凝土顶板横向混凝土湿接缝（12）和梁端湿接缝横梁（11），待混凝土强度达到要求后完成梁体间的连接施工，拆除临时支架。
3.根据权利要求2所述的采用波形钢腹板的预制钢-混凝土组合T梁施工方法，其特征是：预制钢-混凝土组合T梁单元（4）预制的过程为，将工字型波形钢腹板钢梁（1）摆放平整，在工字型波形钢腹板钢梁（1）上翼缘焊接混凝土顶板与工字型波形钢腹板钢梁间的剪力连接键（2），将混凝土顶板中的钢筋与剪力连接键（2）绑扎或焊接在一起，布设混凝土顶板模板，浇注预制钢-混凝土组合T梁单元的混凝土桥面板（3）并进行养护，混凝土达到强度拆除模板，完成预制钢-混凝土组合T梁单元（4）。
4.根据权利要求2所述的采用波形钢腹板的预制钢-混凝土组合T梁施工方法，其特征是：在架设及浇筑混凝土过程中，通过横向临时连接（8）对工字型波形钢腹板钢梁进行临时固定。
5.根据权利要求2所述的采用波形钢腹板的预制钢-混凝土组合T梁施工方法，其特征是：在所述工字型波形钢腹板钢梁（1）连接完毕、预制钢-混凝土组合T梁单元梁端的湿接缝横梁（11）浇注前对临时支架（7）的支点进行小幅顶升，然后浇注湿接缝横梁（11），待混凝土强度达到要求后对临时支架（7）的支点复位，以调整优化工字型波形钢腹板钢梁与混凝土顶板间的内力分配。
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