组合桥梁结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及桥梁施工技术领域，具体涉及一种组合桥梁结构及其施工方法。

背景技术

现有常见的组合桥梁结构通常采用工字钢梁梁加混凝土桥面板，从而充分发挥型钢钢材的抗拉和混凝土抗压，且减少结构重量，提高桥梁架设施工效率等多种优点。常见组合桥梁中工字钢梁与上翼缘间是通过剪力栓钉实现力的传递。这种连接方式确保了混凝土与钢梁在受力过程中的变形协调(如图1所示)。另一方面，由于组合梁下部受拉区的钢结构刚度大，受力能力强，因而桥梁横向布置是多片纵梁平行布置。上部桥面板受纵向受弯时，通过剪力栓钉传递，需要较多有混凝土区域过渡以分散受力，因而在工字钢梁梁顶部区域的混凝土通常较厚(如图2所示)。另一方面，工字钢梁梁间的桥面板横向受力时，在工字钢梁梁边受到较大剪力，为了提高混凝土板的抗剪能力，工字钢梁梁顶部区域混凝土桥也需要加厚，也就是规范规定的混凝土板支撑截面抗剪能力。

近年来装配式桥梁的发展，组合梁桥因为可以先架钢梁作后铺混凝土桥面板的平台，更加适应于装配式桥梁的发展。但是为了实现上述钢梁与混凝土板间变形协调与受力安全，预制桥面板时也需要做成变厚度形式，即工字钢梁梁顶部搭接区域厚，工字钢梁梁间的部分薄。带来的问题是预制混凝土桥面板成为不同厚度形式，相应的预制使用的模板不规则，增加了模板工程量和预制工期；同时，在运输过程中，桥面板较薄，当板在吊装运输过程中容成为横向受弯，容易折断受损。

发明内容

为克服现有技术所存在的缺陷，现提供一种组合桥梁结构及其施工方法，以解决传统组合梁桥采用变截面预制桥面板，增加了桥面板预制的工程量且吊装运输过程中易受损的问题。

为实现上述目的，提供一种组合桥梁结构，包括：

支承钢梁，所述支承钢梁的上部形成有承托翼缘，所述承托翼缘包括斜向设置的两中间段和两平直段，所述中间段具有一上表面和一下表面，两所述中间段的下侧连接在一起且两所述中间段的上表面之间形成第一浇筑空间，两所述平直段分别连接于两所述中间段的上侧且设置于所述浇筑空间的外侧；

多根剪力栓钉，多根所述剪力栓钉分别垂直设于两所述中间段的上表面上；

等截面的多块预制桥面板，多个预制桥面板铺设于两所述平直段，相邻的两所述预制桥面板之间形成连通于所述第一浇筑空间的第二浇筑空间；以及后浇带，所述第一浇筑空间和所述第二浇筑空间中浇筑有后浇混凝土，所述后浇混凝土包覆于多根所述剪力栓钉以固结形成所述后浇带。

进一步的，两所述中间段的下侧的交汇处连接有支撑腹板，所述支撑腹板沿所述中间段的长度方向设置，所述支撑腹板的下部连接有支承翼缘。

进一步的，所述支承翼缘的两侧竖向设有加劲撑板，所述加劲撑板支撑于所述中间段和所述平直段的下表面。

进一步的，所述剪力栓钉垂直于所述中间段的上表面，两所述预制桥面板的相对侧对向延伸有锚固筋，所述剪力栓钉与所述锚固筋交错设置。

进一步的，多块所述预制桥面板沿所述支承钢梁的长度方向设置，所述预制桥面板横跨于所述第一浇筑空间的上方。

进一步的，多块所述预制桥面板沿所述支承钢梁的宽度方向设置，每一所述预制桥面板搭接于一所述平直段。

进一步的，所述后浇混凝土为超高性能混凝土。

本发明提供一种组合桥梁结构的施工方法，，包括以下步骤：

架设支承钢梁；

于所述支承钢梁上铺设多块预制桥面板，相邻的两所述预制桥面板之间形成第二浇筑空间；

于所述第二浇筑空间中浇筑后浇混凝土，所述后浇混凝土经由所述第二浇筑空间灌注于第一浇筑空间，所述后浇混凝土满填于所述第一浇筑空间和所述第二浇筑空间且包覆于多根剪力栓钉以固结形成后浇带。

本发明的有益效果在于，本发明的组合桥梁结构采用等截面的预制混凝土桥面板，预制桥面板采用的是等截面为平面形式，所以桥面板的预制模板不需要因为常规变截面预制桥面板的加厚而增加加腋或支托，从而减少了模板，节省了模板工作量。另一方面，采用类V形的承托翼缘板，安装于倾斜设置的中间段的剪力栓钉与预制桥面板也是斜向设置，剪力栓钉的长度适应性增强，将与第一浇筑空间的后浇筑混凝土形成复合受力，从而提高了剪力栓钉的锚固效率，也提高了支承钢梁与预制桥面板的受力协调性。此外，采用带平直段的支承翼缘，可以将平直段用为预制桥面板的平面支撑，在架设预制桥面板时，不再需要或减少搭设支架安装预制桥面板；支承翼缘的平直段直接参与承托处的抗剪受力，减少预制桥面板的支撑处因抗剪需要的增厚要求和扩大锚固面的要求。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为一种传统的组合桥梁的结构示意图。

图2为另一种传统的组合桥梁的结构示意图。

图3为传统的工字钢梁的结构示意图。

图4为本发明实施例的第一种组合桥梁结构的结构示意图。

图5为本发明实施例的第二种组合桥梁结构的结构示意图。

图6为本发明实施例的支承钢梁的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

图1为一种传统的组合桥梁的结构示意图，其中，多块预制桥面板c沿工字钢梁a的长度方向分段设置。图2为另一种传统的组合桥梁的结构示意图，其中，多块预制桥面板c沿工字钢梁a的宽度方向分条设置。图3为传统的工字钢梁的结构示意图。工字钢梁a的上翼缘上安装有栓钉b。

图4为本发明实施例的第一种组合桥梁结构的结构示意图，其中，多块预制桥面板沿支承钢梁的长度方向设置。图5为本发明实施例的第二种组合桥梁结构的结构示意图，其中，多块预制桥面板沿支承钢梁的宽度方向设置。图6为本发明实施例的支承钢梁的结构示意图。

参照图4至图6所示，本发明提供了一种组合桥梁结构，包括：支承钢梁1、多根剪力栓钉2、等截面的多块预制桥面板3和后浇带4。

具体的，支承钢梁1包括承托翼缘11、支撑腹板12和支承翼缘13。承托翼缘设置于支承翼缘的上方。支撑腹板支撑于承托翼缘和支承翼缘之间。承托翼缘11位于支承钢梁1的上部。承托翼缘11包括两中间段111和两平直段112。两中间段111斜向设置。中间段111具有一上表面和一下表面。两中间段的上表面相对设置。两中间段111的下侧连接在一起。两中间段111的上表面之间形成第一浇筑空间。两平直段112分别连接于两中间段111的上侧，且两平直段112设置于浇筑空间的外侧。

多根剪力栓钉2分别垂直设于两中间段111的上表面上。

预制桥面板3为等截面预制桥面板。预制桥面板的厚度相同。预制桥面板的截面呈矩形。多个预制桥面板3铺设于两平直段112。在本实施例中，相邻的两预制桥面板3之间形成第二浇筑空间。第二浇筑空间连通于第一浇筑空间。

对于采用等截面预制桥面板，在等截面预制桥面板的运输过程中可以节省空间，更重要的是不存在常规的带肋板可能因受弯而断裂，平面叠放只能少放，或者需要立放，搬动数量和效率降低。

第一浇筑空间和第二浇筑空间中浇筑有后浇混凝土。后浇混凝土包覆于多根剪力栓钉2。浇筑于第一浇筑空间和第二浇筑空间中的后浇混凝土固结形成后浇带4。

本发明的组合桥梁结构采用等截面的预制混凝土桥面板，预制桥面板采用的是等截面为平面形式，所以桥面板的预制模板不需要因为常规变截面预制桥面板的加厚而增加加腋或支托，从而减少了模板，节省了模板工作量。另一方面，采用类V形的承托翼缘板，安装于倾斜设置的中间段的剪力栓钉与预制桥面板也是斜向设置，剪力栓钉的长度适应性增强，将与第一浇筑空间的后浇筑混凝土形成复合受力，从而提高了剪力栓钉的锚固效率，也提高了支承钢梁与预制桥面板的受力协调性。

此外，采用带平直段的支承翼缘，可以将平直段用为预制桥面板的平面支撑，在架设预制桥面板时，不再需要或减少搭设支架安装预制桥面板；支承翼缘的平直段直接参与承托处的抗剪受力，减少预制桥面板的支撑处因抗剪需要的增厚要求和扩大锚固面的要求。

在本实施例中，支撑腹板12支撑于两所述中间段111的下侧的交汇处。支撑腹板12沿中间段111的长度方向设置。支撑腹板12的下部连接有支承翼缘13。

作为一种较佳的实施方式，支承翼缘13的两侧竖向设有加劲撑板14。加劲撑板14支撑于中间段111和平直段112的下表面。

在本实施例中，剪力栓钉2垂直安装于中间段111的上表面。两预制桥面板3的相对侧对向延伸有锚固筋。锚固筋沿水平方向设置。剪力栓钉2与锚固筋交错设置。

与传统的工字钢梁上的栓钉相比，本发明的组合桥梁结构的剪力栓钉的长度可以设置的相对长一些，所以剪力栓钉的长度适应性增强。

参阅图4所示，多块预制桥面板3沿支承钢梁1的长度方向设置，预制桥面板3横跨于第一浇筑空间的上方。在浇筑后浇筑混凝土时，将后浇筑混凝土从第二浇筑空间灌注进入，最终流淌至第一浇筑空间内。在本实施例中，后浇混凝土为超高性能混凝土。

本发明的组合桥梁结构以超高性能混凝土作为接缝材料，与第一浇筑空间内的剪力栓钉的聚束性作用，能保证与预制桥面板的接缝钢筋形成空间约束效果，提高传力效果。

在本发明的组合桥梁结构的多块预制桥面板沿支承钢梁的长度方向设置时，通过集中式布置剪力栓钉，剪力栓钉位于V形的第一浇筑空间内，超高性能混凝土借助V形的第一浇筑空间集中传递支承钢梁与预制桥面板间的作用力，充分利用超高性能混凝土高强和高流动性特点，减少超高性能混凝土用量。

参阅图5所示，多块预制桥面板3沿支承钢梁1的宽度方向设置，每一预制桥面板3搭接于一平直段112。

在本发明的组合桥梁结构的多块预制桥面板3沿支承钢梁1的宽度方向设置时，V形的第一浇筑空间的搭接区可以充分利用超高性能混凝土对锚固长度的最小化特点，从而实现更大的预制桥面板宽度，更小的接缝宽，进而节省超高性能混凝土用量，减少现场混凝土工程量，提高预制率，提高施工进度。

本发明提供一种组合桥梁结构的施工方法，包括以下步骤：

S1：架设支承钢梁1。

S2：于支承钢梁1上铺设多块预制桥面板3，相邻的两预制桥面板3之间形成第二浇筑空间。

S3：于第二浇筑空间中浇筑后浇混凝土，后浇混凝土经由第二浇筑空间灌注于第一浇筑空间，后浇混凝土满填于第一浇筑空间和第二浇筑空间且包覆于多根剪力栓钉2以固结形成后浇带4。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。