CN106223183A - 装配式矩形钢管混凝土组合桁梁桥及施工方法 - Google Patents

装配式矩形钢管混凝土组合桁梁桥及施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种装配式矩形钢管混凝土组合桁梁桥及施工方法，该桁梁桥包括桥梁下部支撑结构、装配式主梁和通过剪力键与装配式主梁连接的预制桥面板，装配式主梁为矩形钢管混凝土组合桁架且其由多个纵向桁架拼装而成，纵向桁架由上弦杆、下弦杆和腹杆组成，每个主梁下部支撑结构正上方均设置有由两道交叉布设的斜撑组成的横桥向支撑结构，矩形钢管混凝土组合桁架由多个桁架节段装配而成；该施工方法包括步骤：一、桥梁下部支撑结构施工；二、装配式主梁拼装架设；三、预制桥面板安装。本发明设计合理、施工简便且使用效果好，能充分发挥钢与混凝土材料结合的优势，受力性能好，施工速度快且造价低，可实现主梁与桥面板的标准化、批量化生产。

Description

装配式矩形钢管混凝土组合桁梁桥及施工方法
技术领域
本发明属于桥梁施工技术领域，尤其是涉及一种装配式矩形钢管混凝土组合桁梁桥及施工方法。
背景技术
传统的钢混结构桥梁施工过程中，存在材料运输费用高、施工周期长、现场混凝土浇筑质量不易保证、施工成型的桥梁使用效果较差等缺点，同时施工过程中还存在桥梁架设速度慢、施工效率低、施工过程易受环境制约较大等诸多问题，也不利于在道路抢修等应急情况下快速架设施工桥梁。因此，设计一种采用钢管混凝土桁架组合结构作为桥梁承重结构以降低材料运输成本并减轻桥梁自重，同时通过对桥梁施工工艺进行简化与调整并能降低现场施工难度、节约工期、降低施工成本的新桥型方案，显得尤其重要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种装配式矩形钢管混凝土组合桁梁桥，其结构简单、设计合理且施工简便，能充分发挥钢与混凝土材料结合的优势，受力性能好，大幅度提高了桥梁的施工速度，降低桥梁造价，可实现桥梁主梁与桥面板的标准化、批量化生产。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种装配式矩形钢管混凝土组合桁梁桥，其特征在于：包括桥梁下部支撑结构、支撑于所述桥梁下部支撑结构上的装配式主梁和安装在所述装配式主梁上的预制桥面板，所述桥梁下部支撑结构包括多个沿纵桥向从前至后布设的主梁下部支撑结构，所述装配式主梁为矩形钢管混凝土组合桁架且其与预制桥面板之间通过剪力键进行连接；所述矩形钢管混凝土组合桁架由多个沿纵桥向布设的纵向桁架拼装而成，多个所述纵向桁架沿横桥向由左至右并排布设，每个所述纵向桁架均由上弦杆、布设于上弦杆下方的下弦杆和连接于上弦杆与下弦杆之间的腹杆组成，所述上弦杆和下弦杆均呈水平布设且二者均沿纵桥向布设；每个所述主梁下部支撑结构的正上方均设置有由两道交叉布设的斜撑组成的横桥向支撑结构，所述斜撑支撑于上弦杆与下弦杆之间；所述矩形钢管混凝土组合桁架由沿纵桥向从前至后布设的多个桁架节段装配而成，所述上弦杆和下弦杆均由多个弦杆节段从前至后拼接而成，所述上弦杆中的所有弦杆节段和所述下弦杆中位于负弯矩区的所有弦杆节段均为PBL加劲型弦杆，所述PBL加劲型弦杆包括钢管混凝土结构和沿纵桥向布设在所述钢管混凝土结构内的PBL加劲板，所述PBL加劲板均为长条形开孔钢板。
上述装配式矩形钢管混凝土组合桁梁桥，其特征是：所述装配式主梁的跨径为50m～80m；所述下弦杆中除所述PBL加劲型弦杆之外的所有弦杆节段均为空钢管。
上述装配式矩形钢管混凝土组合桁梁桥，其特征是：每个所述纵向桁架均为呈竖直向布设的平面桁架，每个所述纵向桁架均包括一道所述上弦杆和一道位于上弦杆正下方的下弦杆，所述上弦杆与位于其正下方的下弦杆之间均通过一列所述腹杆进行连接，每列所述腹杆均包括多根沿纵桥向从前至后布设的腹杆。
上述装配式矩形钢管混凝土组合桁梁桥，其特征是：所述矩形钢管混凝土组合桁架中左右相邻两道所述上弦杆之间均通过多道沿纵桥向从前至后布设的上连接杆进行连接，所述矩形钢管混凝土组合桁架中左右相邻两道所述下弦杆之间均通过多道沿纵桥向从前至后布设的下连接杆进行连接；所述上连接杆和下连接杆均为工字钢；
所述桥梁下部支撑结构中支撑于所述矩形钢管混凝土组合桁架前后两端下方的主梁下部支撑结构为端部支撑结构，所述桥梁下部支撑结构中除所述端部支撑结构外的所有主梁下部支撑结构均为中间支撑结构，所述矩形钢管混凝土组合桁架中位于所述中间支撑结构上方的区域均为所述负弯矩区。
上述装配式矩形钢管混凝土组合桁梁桥，其特征是：所述钢管混凝土结构包括矩形钢管和浇筑于所述矩形钢管内的管内混凝土结构，所述PBL加劲型弦杆中的PBL加劲板焊接于所述矩形钢管的内壁上；所述上弦杆中的所述PBL加劲型弦杆为PBL加劲型上弦杆，所述下弦杆中的所述PBL加劲型弦杆为PBL加劲型下弦杆，所述PBL加劲型上弦杆中所述矩形钢管的上下两侧内壁上均垂直布设有多道所述PBL加劲板，所述PBL加劲型下弦杆中所述矩形钢管的内壁上均垂直布设有PBL加劲板；
所述下弦杆中除所述PBL加劲型弦杆之外的所有弦杆节段均为矩形空钢管。
上述装配式矩形钢管混凝土组合桁梁桥，其特征是：所述PBL加劲型上弦杆中的多道所述PBL加劲板呈均匀布设，所述PBL加劲型上弦杆中所述矩形钢管上下两侧内壁上布设的PBL加劲板呈对称布设；所述PBL加劲型下弦杆中所述矩形钢管的四个内侧壁中部均垂直布设有一个所述PBL加劲板。
上述装配式矩形钢管混凝土组合桁梁桥，其特征是：所述预制桥面板中沿纵桥向从前至后设置有多道横向预应力钢筋，多道所述横向预应力钢筋均布设在同一水平面上；所述预制桥面板由多个预制桥面板节段从前至后拼装而成，前后相邻两个所述预制桥面板节段之间通过横桥向湿接缝进行连接，所述横桥向湿接缝为现浇混凝土湿接缝；所述预制桥面板中位于同一个负弯矩区的多个所述预制桥面板节段上设置有多组沿纵桥向布设的纵向预应力钢筋，多组所述纵向预应力钢筋均布设在同一水平面上；每道所述上弦杆的左右两侧上方均对称布设有一组所述纵向预应力钢筋，每组所述纵向预应力钢筋均包括多道沿横桥向由左至右布设在同一水平面上的纵向预应力钢筋；
每道所述上弦杆上均由前至后设置有多组剪力键，每个所述预制桥面板节段上均设置有供剪力键安装的预留孔洞，所述剪力键通过浇筑于所述预留孔洞内的现浇混凝土结构与所述预制桥面板节段紧固连接为一体。
上述装配式矩形钢管混凝土组合桁梁桥，其特征是：所述腹杆和斜撑均为矩形空钢管，所述斜撑呈竖直向布设。
同时，本发明还公开了一种方法步骤简单、设计合理且施工简便、使用效果好的装配式矩形钢管混凝土组合桁梁桥施工方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、桥梁下部支撑结构施工：对所述桥梁下部支撑结构进行施工，获得施工完成的多个所述主梁下部支撑结构；
步骤二、装配式主梁拼装架设：对所述矩形钢管混凝土组合桁架的各跨梁分别进行拼装架设，使每一跨梁的前后两端均分别架设于两个相邻所述主梁下部支撑结构上，并将前后相邻两跨梁拼装为一体，获得施工成型的所述矩形钢管混凝土组合桁架；
步骤三、预制桥面板安装：在步骤二中所述矩形钢管混凝土组合桁架上安装预制桥面板，并通过剪力键将所安装预制桥面板紧固固定在所述矩形钢管混凝土组合桁架上。
上述方法，其特征是：步骤二中所述矩形钢管混凝土组合桁架为多跨梁，每一跨梁的前后两端均分别架设于两个相邻所述主梁下部支撑结构上，每一跨梁均由多个沿纵桥向从前至后布设的所述桁架节段拼装而成；
步骤二中进行装配式主梁拼装架设之前，先在预制场完成所述矩形钢管混凝土组合桁架的多个所述桁架节段的预制过程，再利用预制好的所述桁架节段对所述矩形钢管混凝土组合桁架的各跨梁分别进行拼装；
步骤三中所述预制桥面板中沿纵桥向从前至后设置有多道横向预应力钢筋，多道所述横向预应力钢筋均布设在同一水平面上；所述预制桥面板由多个预制桥面板节段从前至后拼装而成，前后相邻两个所述预制桥面板节段之间通过横桥向湿接缝进行连接，所述横桥向湿接缝为现浇混凝土湿接缝；所述预制桥面板中位于同一个负弯矩区的多个所述预制桥面板节段上设置有多组沿纵桥向布设的纵向预应力钢筋，多组所述纵向预应力钢筋均布设在同一水平面上；每道所述上弦杆的左右两侧上方均对称布设有一组所述纵向预应力钢筋，每组所述纵向预应力钢筋均包括多道沿横桥向由左至右布设在同一水平面上的纵向预应力钢筋；
每道所述上弦杆上均由前至后设置有多组剪力键，每个所述预制桥面板节段上均设置有供剪力键安装的预留孔洞，所述剪力键通过浇筑于所述预留孔洞内的现浇混凝土结构与所述预制桥面板节段紧固连接为一体；
对所述矩形钢管混凝土组合桁架的多个所述桁架节段进行预制时，对每个所述桁架节段中上弦杆上布设的剪力键分别进行固定；
步骤三中进行预制桥面板安装之前，先在所述预制场完成所述预制桥面板中所有桥面板节段的预制过程，并对所述桥面板节段内所设置的横向预应力钢筋进行穿设、张拉与锚固；
步骤三中进行预制桥面板安装时，对所述预制桥面板中的多个所述预制桥面板节段分别进行安装，直至完成预制桥面板所有预制桥面板节段的拼装过程，并完成相邻两个所述预制桥面板节段之间横桥向湿接缝的施工过程；
步骤三中进行预制桥面板安装过程中，对位于任一个负弯矩区的多个所述桥面板节段进行安装时，待位于该负弯矩区的多个所述桥面板节段均安装完成后，对位于该负弯矩区的多个所述预制桥面板节段上设置的多组所述纵向预应力钢筋分别进行穿设；之后，对位于该负弯矩区的前后相邻两个所述预制桥面板节段之间的横桥向湿接缝分别进行施工；再对穿设于该负弯矩区的多个所述预制桥面板节段上的多组所述纵向预应力钢筋分别进行张拉与锚固。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明所采用的装配式矩形钢管混凝土组合桁梁桥结构简单、现场施工简便且投入施工成本较低。
2、所采用的矩形钢管混凝土组合桁架由沿纵桥向从前至后分为多个桁架节段装配而成，各桁架节段均在预制场提前预制加工而成，加工简便、加工效率高且加工质量易于保证。
3、所采用的预制桥面板由多个预制桥面板节段从前至后拼装而成，各预制桥面板节段均在预制场提前预制加工而成，加工简便、加工效率高且加工质量易于保证。
4、本发明所采用的装配式矩形钢管混凝土组合桁梁桥中各组件连接可靠且装配方便，不易被人为破坏，使用寿命长。
5、本发明所采用的装配式矩形钢管混凝土组合桁梁桥使用效果好、力学性能优良且实用价值高，具有以下优点：第一、矩形钢管混凝土组合桁架的力学性能好且结构较轻，上弦杆中的所有弦杆节段和下弦杆中位于负弯矩区的所有弦杆节段均为PBL加劲型弦杆，下弦杆中除PBL加劲型弦杆之外的所有弦杆节段均为空钢管，上连接杆和下连接杆均为工字钢；腹杆和斜撑均为矩形空钢管；第二、上弦杆中的所有弦杆节段和下弦杆中位于负弯矩区的所有弦杆节段内均设置有PBL加劲板，所采用的PBL加劲板能有效增强矩形钢管的局部受压稳定性，并大大改善钢管与混凝土的界面-粘结滑移性能，同时将整个钢管混凝土结构的各组成部分紧密连成整体。所设置的PBL加劲板不仅提高了钢管混凝土的抗压强度，增强了管壁的局部受压稳定性；同时PBL加劲板充当了剪力件的作用，使钢管与混凝土连成整体，提高了钢与混凝土的组合作用。
6、装配式主梁与预制桥面板之间通过剪力键进行连接，对桁架节段进行预制加工时，将剪力键直接固定在上弦杆上，现场架设施工时只需现浇横桥向湿接缝和剪力键预留孔槽即可，不仅施工简便，快捷，并且施工质量易于保证，能有效提高装配式主梁与预制桥面板之间的连接可靠性，使装配式主梁与预制桥面板紧固连接为一体，整体性非常好。
7、所采用的预制桥面板结构设计合理、施工简便且施工质量易于保证，预制桥面板中位于负弯矩区的预制桥面板节段上设置有多组沿纵桥向布设的纵向预应力钢筋，每个上弦杆的左右两侧上方均对称布设有一组纵向预应力钢筋，能有效增强负弯矩区桥面板的抗裂性能和整体性。
8.所采用的施工方法简单、设计合理且施工简便、施工效率高、使用效果好，能有效降低桥梁施工过程中的劳动强度，提前对矩形钢管混凝土组合桁架和预制桥面板进行预制加工，现场只需装配并施工横桥向湿接缝和剪力键固定用的现浇混凝土结构即可，装配速度快，施工质量易于保证。并且，施工方式灵活，在不受场地限制的条件下，可采用整孔吊装或节段吊装方式；当建设场地有铁路、公路通过时，可采用顶推施工；当跨越V型山谷或河流时，可采用悬臂施工或顶推施工。
9、可实现桥梁的标准化、批量化生产，大幅度提高桥梁建设速度，降低桥梁造价，使用效果好，便于推广使用。
综上所述，本发明设计合理、施工简便且使用效果好，能充分发挥钢与混凝土材料结合的优势，受力性能好，大幅度提高了桥梁的施工速度，降低桥梁造价，可实现桥梁主梁与桥面板的标准化、批量化生产，便于推广使用。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明装配式矩形钢管混凝土组合桁梁桥的结构示意图。
图2为本发明装配式主梁与预制桥面板的纵桥向结构示意图。
图3为本发明负弯矩区装配式主梁与预制桥面板的横桥向结构示意图。
图3-1为本发明预制桥面板安装完成后的结构示意图。
图4为本发明PBL加劲型上弦杆的结构示意图。
图5为本发明PBL加劲型下弦杆的结构示意图。
图6为本发明的施工方法流程框图。
附图标记说明:
1—预制桥面板； 2-1—上弦杆； 2-2—上连接杆；
3-1—下弦杆； 3-2—下连接杆； 4—腹杆；
5—剪力键； 6—PBL加劲板； 7—现浇混凝土结构；
8-1—纵向预应力钢筋； 8-2—横向预应力钢筋； 9—斜撑；
10—主梁下部支撑结构； 11—横桥向湿接缝；
12—纵向混凝土结构。
具体实施方式
如图1所示的一种装配式矩形钢管混凝土组合桁梁桥，包括桥梁下部支撑结构、支撑于所述桥梁下部支撑结构上的装配式主梁和安装在所述装配式主梁上的预制桥面板1，所述桥梁下部支撑结构包括多个沿纵桥向从前至后布设的主梁下部支撑结构10，所述装配式主梁为矩形钢管混凝土组合桁架且其与预制桥面板1之间通过剪力键5进行连接；结合图2和图3，所述矩形钢管混凝土组合桁架由多个沿纵桥向布设的纵向桁架拼装而成，多个所述纵向桁架沿横桥向由左至右并排布设，每个所述纵向桁架均由上弦杆2-1、布设于上弦杆2-1下方的下弦杆3-1和连接于上弦杆2-1与下弦杆3-1之间的腹杆4组成，所述上弦杆2-1和下弦杆3-1均呈水平布设且二者均沿纵桥向布设；每个所述主梁下部支撑结构10的正上方均设置有由两道交叉布设的斜撑9组成的横桥向支撑结构，所述斜撑9支撑于上弦杆2-1与下弦杆3-1之间；所述矩形钢管混凝土组合桁架由沿纵桥向从前至后布设的多个桁架节段装配而成，所述上弦杆2-1和下弦杆3-1均由多个弦杆节段从前至后拼接而成，所述上弦杆2-1中的所有弦杆节段和所述下弦杆3-1中位于负弯矩区的所有弦杆节段均为PBL加劲型弦杆，所述PBL加劲型弦杆包括钢管混凝土结构和沿纵桥向布设在所述钢管混凝土结构内的PBL加劲板6，所述PBL加劲板6均为长条形开孔钢板。
所述桥梁下部支撑结构中支撑于所述矩形钢管混凝土组合桁架前后两端下方的主梁下部支撑结构10为端部支撑结构，所述桥梁下部支撑结构中除所述端部支撑结构外的所有主梁下部支撑结构10均为中间支撑结构，所述矩形钢管混凝土组合桁架中位于所述中间支撑结构上方的区域均为所述负弯矩区。因而，所述矩形钢管混凝土组合桁架中所述负弯矩区的数量与所述中间支撑结构的数量相同。
本实施例中，所述主梁下部支撑结构10为桥墩或桥台。
本实施例中，所述下弦杆3-1中除所述PBL加劲型弦杆之外的所有弦杆节段均为空钢管。
并且，所述下弦杆3-1中除所述PBL加劲型弦杆之外的所有弦杆节段均为矩形空钢管。
本实施例中，所述下弦杆3-1所采用钢管的横截面结构和尺寸均相同。
本实施例中，所述腹杆4为矩形空钢管。并且，所述腹杆4的横截面为矩形。
本实施例中，所述斜撑9为矩形空钢管，所述斜撑9呈竖直向布设。并且所述斜撑9的横截面为方形。
实际施工时，所述斜撑9布设在桥墩或桥台的正上方。
实际使用时，通过剪力键5连接所述矩形钢管混凝土桁架和预制桥面板1，能有效防止二者之间连接界面处的相互滑移和分离，使所述矩形钢管混凝土桁架中的上弦杆2-1和预制桥面板1构成一个整体，从而达到共同受力的目的。
本实施例中，每个所述纵向桁架均为呈竖直向布设的平面桁架，每个所述纵向桁架均包括一道所述上弦杆2-1和一道位于上弦杆2-1正下方的下弦杆3-1，所述上弦杆2-1与位于其正下方的下弦杆3-1之间均通过一列所述腹杆4进行连接，每列所述腹杆4均包括多根沿纵桥向从前至后布设的腹杆4。
本实施例中，所述矩形钢管混凝土组合桁架中所包括纵向桁架的数量为两个。因而，所述矩形钢管混凝土组合桁架中所包括上弦杆2-1和下弦杆3-1的数量均为两道。
并且，所述斜撑9支撑于一个所述纵向桁架的上弦杆2-1与另一个所述纵向桁架的下弦杆3-1之间。
本实施例中，所述矩形钢管混凝土组合桁架中左右相邻两道所述上弦杆2-1之间均通过多道沿纵桥向从前至后布设的上连接杆2-2进行连接，所述矩形钢管混凝土组合桁架中左右相邻两道所述下弦杆3-1之间均通过多道沿纵桥向从前至后布设的下连接杆3-2进行连接；所述上连接杆2-2和下连接杆3-2均为工字钢。
实际使用时，所述上连接杆2-2和下连接杆3-2也可以采用其它类型的型钢。
如图3、图3-1所示，每道所述上弦杆2-1上均由前至后设置有多组剪力键5，每个所述预制桥面板节段上均设置有供剪力键5安装的预留孔洞，所述剪力键5通过浇筑于所述预留孔洞内的现浇混凝土结构7与所述预制桥面板节段紧固连接为一体。
多组所述剪力键5沿纵桥向由前至后布设，每组所述剪力键5共用一个所述预留孔洞，每组所述剪力键5中均包括多个呈竖直向布设的剪力钉，所述剪力钉焊接固定在上弦杆2-1上，每组所述剪力键5中的多个所述剪力钉分多排多列进行布设。每组所述剪力键5中的多个所述剪力钉均浇筑于现浇混凝土结构7内。
本实施例中，所述所述钢管混凝土结构包括矩形钢管和浇筑于所述矩形钢管内的管内混凝土结构，所述PBL加劲型弦杆中的PBL加劲板6焊接于所述矩形钢管的内壁上；所述上弦杆2-1中的所述PBL加劲型弦杆为PBL加劲型上弦杆，所述下弦杆3-1中的所述PBL加劲型弦杆为PBL加劲型下弦杆，所述PBL加劲型上弦杆中所述矩形钢管的上下两侧内壁上均垂直布设有多道所述PBL加劲板6，所述PBL加劲型下弦杆中所述矩形钢管的内壁上均垂直布设有PBL加劲板6。
并且，所述下弦杆3-1中除所述PBL加劲型弦杆之外的所有弦杆节段均为矩形空钢管。
如图4所示，所述PBL加劲型上弦杆中的多道所述PBL加劲板6呈均匀布设，所述PBL加劲型上弦杆中所述矩形钢管上下两侧内壁上布设的PBL加劲板6呈对称布设；如图5所示，所述PBL加劲型下弦杆中所述矩形钢管的四个内侧壁中部均垂直布设有一个所述PBL加劲板6。
实际施工时，可根据具体需要，对所述矩形钢管混凝土组合桁架中上弦杆2-1和下弦杆3-1的数量分别进行相应调整。并且，也可以根据实际需要，对所述PBL加劲型上弦杆中所述矩形钢管上下两侧内壁上布设的PBL加劲板6的数量和各PBL加劲板6的布设位置以及所述PBL加劲型下弦杆中所述矩形钢管的四个内侧壁上所布设PBL加劲板6的数量以及各PBL加劲板6的布设位置分别进行相应调整。
如图3、图3-1所示，所述预制桥面板1中沿纵桥向从前至后设置有多道横向预应力钢筋8-2，多道所述横向预应力钢筋8-2均布设在同一水平面上；所述预制桥面板1由多个预制桥面板节段从前至后拼装而成，前后相邻两个所述预制桥面板节段之间通过横桥向湿接缝11进行连接，所述横桥向湿接缝11为现浇混凝土湿接缝；所述预制桥面板1中位于同一个负弯矩区的多个所述预制桥面板节段上设置有多组沿纵桥向布设的纵向预应力钢筋8-1，多组所述纵向预应力钢筋8-1均布设在同一水平面上；每道所述上弦杆2-1的左右两侧上方均对称布设有一组所述纵向预应力钢筋8-1，每组所述纵向预应力钢筋8-1均包括多道沿横桥向由左至右布设在同一水平面上的纵向预应力钢筋8-1。
实际使用时，所述预制桥面板节段的纵桥向长度为3m～5m。
本实施例中，所述预制桥面板节段的纵桥向长度为4m。实际预制时，可根据具体需要，对所述预制桥面板节段的纵桥向长度进行相应调整。并且，每个所述负弯矩区上所安装预制桥面板节段的数量均为多个。
本实施例中，每个所述预制桥面板节段内和每个所述横桥向湿接缝11内均设置有横向预应力钢筋8-2。
由上述内容可知，所述预制桥面板1在负弯矩区设置纵向预应力钢筋8-1且在全桥设置横向预应力钢筋8-2，预制桥面板1通过横桥向湿接缝11贯通桥面。
实际使用过程中，负弯矩区为桥面板拉应力最大区域，因而预制桥面板1内设置有纵向预应力筋8-1来抵抗纵向拉应力，防止桥面板开裂。
实际施工时，所述装配式主梁的跨径为50m～80m。
本实施例中，所述装配式主梁中各跨梁的跨径均为60m。
实际施工过程中，可根据具体需要，所述装配式主梁中各跨梁的跨径也可以为50m、70m、80m等。实际施工时，可根据具体需要，对所述桥梁下部支撑结构中主梁下部支撑结构10的数量以及各主梁下部支撑结构10的布设位置分别进行调整，并且能对所述装配式主梁中各跨梁的跨径分别进行相应调整。
本实施例中，所述上弦杆2-1所采用矩形钢管的横截面尺寸为700mm×300mm，所述上弦杆2-1中所述矩形钢管的上下两侧内壁上分别布设三道PBL加劲板6，且全长填充混凝土结构。所述下弦杆3-1所采用矩形钢管的横截面尺寸为500mm×500mm，所述下弦杆3-1中仅在负弯矩区上的矩形钢管4个内侧壁上各增设一道PBL加劲板6并填充混凝土结构。
本实施例中，所述腹杆4的横截面尺寸为500mm×250mm，斜撑9的横截面尺寸为500mm×500mm。
所述上连接杆2-2所采用工字钢的尺寸为200mm×200mm×12mm，所述下连接杆3-2的尺寸为300mm×300mm×12。
实际使用过程中，可根据具体需要，对上弦杆2-1和下弦杆3-1所采用矩形钢管的横截面尺寸、腹杆4和斜撑9的横截面尺寸以及上连接杆2-2和下连接杆3-2所采用工字钢的尺寸进行相应调整。
如图6所示的一种装配式矩形钢管混凝土组合桁梁桥施工方法，包括以下步骤：
步骤一、桥梁下部支撑结构施工：对所述桥梁下部支撑结构进行施工，获得施工完成的多个所述主梁下部支撑结构10；
步骤二、装配式主梁拼装架设：对所述矩形钢管混凝土组合桁架的各跨梁分别进行拼装架设，使每一跨梁的前后两端均分别架设于两个相邻所述主梁下部支撑结构10上，并将前后相邻两跨梁拼装为一体，获得施工成型的所述矩形钢管混凝土组合桁架；
步骤三、预制桥面板安装：在步骤二中所述矩形钢管混凝土组合桁架上安装预制桥面板1，并通过剪力键5将所安装预制桥面板1紧固固定在所述矩形钢管混凝土组合桁架上。
步骤二中对所述矩形钢管混凝土组合桁架的任一跨梁进行拼装架设时，既可以先在地面上对该跨梁进行拼装(具体是对多个所述桁架节段进行地面拼装获得该跨梁)，再采用吊装设备将拼装成型的该跨梁架设于两个相邻所述主梁下部支撑结构10上；也可以在两个相邻所述主梁下部支撑结构10之间对该跨梁中的多个所述桁架节段进行分别拼装。
本实施例中，对任一跨梁进行拼装时，均从跨中向两侧进行拼装。
本实施例中，步骤一中所述主梁下部支撑结构10为钢筋混凝土结构。
并且，步骤一中进行桥梁下部支撑结构施工时，根据桥梁跨径对基础与桥墩和桥台进行设计，并完成浇筑及养护施工过程。
本实施例中，步骤二中所述矩形钢管混凝土组合桁架为多跨梁，每一跨梁的前后两端均分别架设于两个相邻所述主梁下部支撑结构10上，每一跨梁均由多个沿纵桥向从前至后布设的所述桁架节段拼装而成；
步骤二中进行装配式主梁拼装架设之前，先在预制场完成所述矩形钢管混凝土组合桁架的多个所述桁架节段的预制过程，再利用预制好的所述桁架节段对所述矩形钢管混凝土组合桁架的各跨梁分别进行拼装。
并且，对所述矩形钢管混凝土组合桁架的多个所述桁架节段进行预制时，对每个所述桁架节段中上弦杆2-1上布设的剪力键5分别进行固定；
步骤三中进行预制桥面板安装之前，先在所述预制场完成所述预制桥面板1中所有桥面板节段的预制过程，并对所述桥面板节段内所设置的横向预应力钢筋8-2进行穿设、张拉与锚固。
步骤三中进行预制桥面板安装时，对所述预制桥面板1中的多个所述预制桥面板节段分别进行安装，直至完成预制桥面板1所有预制桥面板节段的拼装过程，并完成相邻两个所述预制桥面板节段之间横桥向湿接缝11的施工过程；
步骤三中进行预制桥面板安装过程中，对位于任一个负弯矩区的多个所述桥面板节段进行安装时，待位于该负弯矩区的多个所述桥面板节段均安装完成后，对位于该负弯矩区的多个所述预制桥面板节段上设置的多组所述纵向预应力钢筋8-1分别进行穿设；之后，对位于该负弯矩区的前后相邻两个所述预制桥面板节段之间的横桥向湿接缝11分别进行施工；再对穿设于该负弯矩区的多个所述预制桥面板节段上的多组所述纵向预应力钢筋8-1分别进行张拉与锚固。
本实施例中，步骤三中进行预制桥面板安装时，对各跨梁上的所述预制桥面板节段分别进行安装，并且对任一跨梁上的所述预制桥面板节段进行安装，均从跨中向两侧分别进行安装。
本实施例中，由于横桥向湿接缝11内设置有横向预应力钢筋8-2，因而对横桥向湿接缝11进行施工之前，先对横桥向湿接缝11内的横向预应力钢筋8-2进行穿设；待横桥向湿接缝11混凝土强度达到张拉要求后，再对该横桥向湿接缝11内穿设的横向预应力钢筋8-2进行张拉及锚固。
并且，对位于任一个负弯矩区的多个所述桥面板节段进行安装时，先待穿设于该负弯矩区的多个所述预制桥面板节段上的多组所述纵向预应力钢筋8-1均张拉与锚固后，再对位于该负弯矩区的前后相邻两个所述预制桥面板节段之间的横桥向湿接缝11内的横向预应力钢筋8-2进行张拉及锚固。
因而，所述预制桥面板1内的所有横向预应力钢筋8-2和纵向预应力钢筋8-1均采用后张法进行施工，并且所采用的穿设、张拉与锚固方法均为常规预应力钢筋的穿设、张拉与锚固施工方法。并且，待所述预制桥面板1内的所有横向预应力钢筋8-2均张拉并锚固完成后，需要在预制桥面板1的左右两侧分别沿纵桥向浇筑混凝土并形成纵向混凝土结构12，以对横向预应力钢筋8-2及端部所安装锚具进行保护。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种装配式矩形钢管混凝土组合桁梁桥，其特征在于：包括桥梁下部支撑结构、支撑于所述桥梁下部支撑结构上的装配式主梁和安装在所述装配式主梁上的预制桥面板(1)，所述桥梁下部支撑结构包括多个沿纵桥向从前至后布设的主梁下部支撑结构(10)，所述装配式主梁为矩形钢管混凝土组合桁架且其与预制桥面板(1)之间通过剪力键(5)进行连接；所述矩形钢管混凝土组合桁架由多个沿纵桥向布设的纵向桁架拼装而成，多个所述纵向桁架沿横桥向由左至右并排布设，每个所述纵向桁架均由上弦杆(2-1)、布设于上弦杆(2-1)下方的下弦杆(3-1)和连接于上弦杆(2-1)与下弦杆(3-1)之间的腹杆(4)组成，所述上弦杆(2-1)和下弦杆(3-1)均呈水平布设且二者均沿纵桥向布设；每个所述主梁下部支撑结构(10)的正上方均设置有由两道交叉布设的斜撑(9)组成的横桥向支撑结构，所述斜撑(9)支撑于上弦杆(2-1)与下弦杆(3-1)之间；所述矩形钢管混凝土组合桁架由沿纵桥向从前至后布设的多个桁架节段装配而成，所述上弦杆(2-1)和下弦杆(3-1)均由多个弦杆节段从前至后拼接而成，所述上弦杆(2-1)中的所有弦杆节段和所述下弦杆(3-1)中位于负弯矩区的所有弦杆节段均为PBL加劲型弦杆，所述PBL加劲型弦杆包括钢管混凝土结构和沿纵桥向布设在所述钢管混凝土结构内的PBL加劲板(6)，所述PBL加劲板(6)均为长条形开孔钢板。
2.按照权利要求1所述的装配式矩形钢管混凝土组合桁梁桥，其特征在于：所述装配式主梁的跨径为50m～80m；所述下弦杆(3-1)中除所述PBL加劲型弦杆之外的所有弦杆节段均为空钢管。
3.按照权利要求1或2所述的装配式矩形钢管混凝土组合桁梁桥，其特征在于：每个所述纵向桁架均为呈竖直向布设的平面桁架，每个所述纵向桁架均包括一道所述上弦杆(2-1)和一道位于上弦杆(2-1)正下方的下弦杆(3-1)，所述上弦杆(2-1)与位于其正下方的下弦杆(3-1)之间均通过一列所述腹杆(4)进行连接，每列所述腹杆(4)均包括多根沿纵桥向从前至后布设的腹杆(4)。
4.按照权利要求1或2所述的装配式矩形钢管混凝土组合桁梁桥，其特征在于：所述矩形钢管混凝土组合桁架中左右相邻两道所述上弦杆(2-1)之间均通过多道沿纵桥向从前至后布设的上连接杆(2-2)进行连接，所述矩形钢管混凝土组合桁架中左右相邻两道所述下弦杆(3-1)之间均通过多道沿纵桥向从前至后布设的下连接杆(3-2)进行连接；所述上连接杆(2-2)和下连接杆(3-2)均为工字钢；
所述桥梁下部支撑结构中支撑于所述矩形钢管混凝土组合桁架前后两端下方的主梁下部支撑结构(10)为端部支撑结构，所述桥梁下部支撑结构中除所述端部支撑结构外的所有主梁下部支撑结构(10)均为中间支撑结构，所述矩形钢管混凝土组合桁架中位于所述中间支撑结构上方的区域均为所述负弯矩区。
5.按照权利要求1或2所述的装配式矩形钢管混凝土组合桁梁桥，其特征在于：所述钢管混凝土结构包括矩形钢管和浇筑于所述矩形钢管内的管内混凝土结构，所述PBL加劲型弦杆中的PBL加劲板(6)焊接于所述矩形钢管的内壁上；所述上弦杆(2-1)中的所述PBL加劲型弦杆为PBL加劲型上弦杆，所述下弦杆(3-1)中的所述PBL加劲型弦杆为PBL加劲型下弦杆，所述PBL加劲型上弦杆中所述矩形钢管的上下两侧内壁上均垂直布设有多道所述PBL加劲板(6)，所述PBL加劲型下弦杆中所述矩形钢管的内壁上均垂直布设有PBL加劲板(6)；
所述下弦杆(3-1)中除所述PBL加劲型弦杆之外的所有弦杆节段均为矩形空钢管。
6.按照权利要求5所述的装配式矩形钢管混凝土组合桁梁桥，其特征在于：所述PBL加劲型上弦杆中的多道所述PBL加劲板(6)呈均匀布设，所述PBL加劲型上弦杆中所述矩形钢管上下两侧内壁上布设的PBL加劲板(6)呈对称布设；所述PBL加劲型下弦杆中所述矩形钢管的四个内侧壁中部均垂直布设有一个所述PBL加劲板(6)。
7.按照权利要求1或2所述的装配式矩形钢管混凝土组合桁梁桥，其特征在于：所述预制桥面板(1)中沿纵桥向从前至后设置有多道横向预应力钢筋(8-2)，多道所述横向预应力钢筋(8-2)均布设在同一水平面上；所述预制桥面板(1)由多个预制桥面板节段从前至后拼装而成，前后相邻两个所述预制桥面板节段之间通过横桥向湿接缝(11)进行连接，所述横桥向湿接缝(11)为现浇混凝土湿接缝；所述预制桥面板(1)中位于同一个负弯矩区的多个所述预制桥面板节段上设置有多组沿纵桥向布设的纵向预应力钢筋(8-1)，多组所述纵向预应力钢筋(8-1)均布设在同一水平面上；每道所述上弦杆(2-1)的左右两侧上方均对称布设有一组所述纵向预应力钢筋(8-1)，每组所述纵向预应力钢筋(8-1)均包括多道沿横桥向由左至右布设在同一水平面上的纵向预应力钢筋(8-1)；
每道所述上弦杆(2-1)上均由前至后设置有多组剪力键(5)，每个所述预制桥面板节段上均设置有供剪力键(5)安装的预留孔洞，所述剪力键(5)通过浇筑于所述预留孔洞内的现浇混凝土结构(7)与所述预制桥面板节段紧固连接为一体。
8.按照权利要求1或2所述的装配式矩形钢管混凝土组合桁梁桥，其特征在于：所述腹杆(4)和斜撑(9)均为矩形空钢管，所述斜撑(9)呈竖直向布设。
9.一种对如权利要求1所述装配式矩形钢管混凝土组合桁梁桥进行施工的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、桥梁下部支撑结构施工：对所述桥梁下部支撑结构进行施工，获得施工完成的多个所述主梁下部支撑结构(10)；
步骤二、装配式主梁拼装架设：对所述矩形钢管混凝土组合桁架的各跨梁分别进行拼装架设，使每一跨梁的前后两端均分别架设于两个相邻所述主梁下部支撑结构(10)上，并将前后相邻两跨梁拼装为一体，获得施工成型的所述矩形钢管混凝土组合桁架；
步骤三、预制桥面板安装：在步骤二中所述矩形钢管混凝土组合桁架上安装预制桥面板(1)，并通过剪力键(5)将所安装预制桥面板(1)紧固固定在所述矩形钢管混凝土组合桁架上。
10.按照权利要求9所述的方法，其特征在于：步骤二中所述矩形钢管混凝土组合桁架为多跨梁，每一跨梁的前后两端均分别架设于两个相邻所述主梁下部支撑结构(10)上，每一跨梁均由多个沿纵桥向从前至后布设的所述桁架节段拼装而成；
步骤二中进行装配式主梁拼装架设之前，先在预制场完成所述矩形钢管混凝土组合桁架的多个所述桁架节段的预制过程，再利用预制好的所述桁架节段对所述矩形钢管混凝土组合桁架的各跨梁分别进行拼装；
步骤三中所述预制桥面板(1)中沿纵桥向从前至后设置有多道横向预应力钢筋(8-2)，多道所述横向预应力钢筋(8-2)均布设在同一水平面上；所述预制桥面板(1)由多个预制桥面板节段从前至后拼装而成，前后相邻两个所述预制桥面板节段之间通过横桥向湿接缝(11)进行连接，所述横桥向湿接缝(11)为现浇混凝土湿接缝；所述预制桥面板(1)中位于同一个负弯矩区的多个所述预制桥面板节段上设置有多组沿纵桥向布设的纵向预应力钢筋(8-1)，多组所述纵向预应力钢筋(8-1)均布设在同一水平面上；每道所述上弦杆(2-1)的左右两侧上方均对称布设有一组所述纵向预应力钢筋(8-1)，每组所述纵向预应力钢筋(8-1)均包括多道沿横桥向由左至右布设在同一水平面上的纵向预应力钢筋(8-1)；
每道所述上弦杆(2-1)上均由前至后设置有多组剪力键(5)，每个所述预制桥面板节段上均设置有供剪力键(5)安装的预留孔洞，所述剪力键(5)通过浇筑于所述预留孔洞内的现浇混凝土结构(7)与所述预制桥面板节段紧固连接为一体；
对所述矩形钢管混凝土组合桁架的多个所述桁架节段进行预制时，对每个所述桁架节段中上弦杆(2-1)上布设的剪力键(5)分别进行固定；
步骤三中进行预制桥面板安装之前，先在所述预制场完成所述预制桥面板(1)中所有桥面板节段的预制过程，并对所述桥面板节段内所设置的横向预应力钢筋(8-2)进行穿设、张拉与锚固；
步骤三中进行预制桥面板安装时，对所述预制桥面板(1)中的多个所述预制桥面板节段分别进行安装，直至完成预制桥面板(1)所有预制桥面板节段的拼装过程，并完成相邻两个所述预制桥面板节段之间横桥向湿接缝(11)的施工过程；
步骤三中进行预制桥面板安装过程中，对位于任一个负弯矩区的多个所述桥面板节段进行安装时，待位于该负弯矩区的多个所述桥面板节段均安装完成后，对位于该负弯矩区的多个所述预制桥面板节段上设置的多组所述纵向预应力钢筋(8-1)分别进行穿设；之后，对位于该负弯矩区的前后相邻两个所述预制桥面板节段之间的横桥向湿接缝(11)分别进行施工；再对穿设于该负弯矩区的多个所述预制桥面板节段上的多组所述纵向预应力钢筋(8-1)分别进行张拉与锚固。
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