一种高抗裂性能组合梁及桥梁及施工方法

技术领域

本发明涉及组合梁桥结构技术领域，具体涉及一种高抗裂性能组合梁及桥梁及施工方法。

背景技术

组合梁桥是指以梁式桥跨作为基本结构的组合结构桥。两种以上体系重叠后，整体结构的反力性质仍与以受弯作用负载的梁的特点相同。常用的组合梁是指横断面下部为钢结构，上部为混凝土桥面板。这种结构，在跨中正弯矩区，下部钢结构受拉、上部混凝土桥面板受压，受力合理；而在中支点负弯矩区，下部钢结构受压、上部混凝土桥面板受拉，桥面板容易开裂。所以组合梁负弯矩区混凝土桥面板的抗裂设计是组合梁的重难点。

在现有技术中，采用在混凝土桥面板内配预应力防止开裂时，存在部分预应力被下部钢结构消耗，预应力效率低，且浪费钢材的问题。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种高抗裂性能组合梁及桥梁及施工方法，能够解决现有技术中采用在混凝土桥面板内配预应力防止开裂时，存在部分预应力被下部钢结构消耗，预应力效率低，且浪费钢材的问题。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

第一方面，本方案提供一种高抗裂性能组合梁，包括负弯矩组合梁节段，所述负弯矩组合梁节段包括：

负弯矩区下钢梁，其用于架设在在中支点支座上；

负弯矩区上钢梁，其设置在负弯矩区下钢梁上，

负弯矩区桥面板，其设置在负弯矩区上钢梁上，并在所述负弯矩区下钢梁与负弯矩区上钢梁连接前，所述负弯矩区桥面板与负弯矩区上钢梁连接，并张拉预应力。

在一些可选的方案中，所述负弯矩区桥面板包括多个沿纵桥向间隔设置的负弯矩区预制桥面板，各负弯矩区预制桥面板之间间隔的湿接缝通过负弯矩区现浇桥面板连接。

在一些可选的方案中，所述负弯矩区上钢梁包括与负弯矩区预制桥面板数量相同的上钢梁节段，所述上钢梁节段沿纵桥向依次连接，并与对应的所述负弯矩区预制桥面板连接。

在一些可选的方案中，所述上钢梁节段为工字型钢梁，所述上钢梁节段与相邻上钢梁节段通过设置在腹板连接处的连接板螺栓连接。

在一些可选的方案中，所述负弯矩区下钢梁为工字型钢梁，所述上钢梁节段的下翼缘板与负弯矩区下钢梁的上翼缘板通过螺栓连接。

在一些可选的方案中，所述负弯矩区桥面板通过沿纵桥向设置在所述负弯矩区桥面板内的预应力钢筋张拉预应力。

第二方面，本方案还提供一种高抗裂性能桥梁，其包括负弯矩组合梁节段和位于其两端的正弯矩组合梁节段，所述负弯矩组合梁节段包括：

负弯矩区下钢梁，其用于架设在在中支点支座上；

负弯矩区上钢梁，其设置在负弯矩区下钢梁上，

负弯矩区桥面板，其设置在负弯矩区上钢梁上，并在所述负弯矩区下钢梁与负弯矩区上钢梁连接前，所述负弯矩区桥面板与负弯矩区上钢梁连接，并张拉预应力。

在一些可选的方案中，所述正弯矩组合梁节段包括与所述负弯矩区桥面板平齐的正弯矩区桥面板，所述正弯矩区桥面板下方设置有正弯矩区钢梁，所述正弯矩区钢梁与负弯矩区上钢梁平齐。

第三方面，本方案还提供一种高抗裂性能组合梁施工方法，其用于架设上述任一项所述的高抗裂性能组合梁，包括：

吊装负弯矩区下钢梁至中支点支座上；

将负弯矩区桥面板和负弯矩区上钢梁设置在负弯矩区下钢梁上，并对负弯矩区桥面板张拉预应力；

将负弯矩区上钢梁与负弯矩区下钢梁连接。

在一些可选的方案中，所述的将负弯矩区桥面板和负弯矩区上钢梁设置在负弯矩区下钢梁上，包括：

将多个负弯矩区预制桥面板分别与对应的上钢梁节段通过剪力钉连接形成小组合梁；

吊装各小组合梁至负弯矩区下钢梁上方，浇筑负弯矩区预制桥面板之间的湿接缝，形成负弯矩区桥面板后，对负弯矩区桥面板张拉预应力。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本方案将负弯矩组合梁节段中的钢梁分为负弯矩区上钢梁和负弯矩区下钢梁上下两部分，负弯矩区上钢梁与负弯矩区下钢梁连接前，负弯矩区桥面板与负弯矩区上钢梁连接，并张拉预应力。预应力仅施加在负弯矩区上钢梁和负弯矩区桥面板上，负弯矩区下钢梁无需承受预应力传来的压力。解决了现有技术中采用在混凝土桥面板内配预应力防止开裂时，存在部分预应力被下部钢结构消耗，预应力效率低，且浪费钢材的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中高抗裂性能组合梁的结构示意图；

图2为本发明实施例中负弯矩组合梁节段的横断面结构示意图；

图3为本发明实施例中正弯矩组合梁节段的横断面结构示意图；

图4为本发明实施例中小组合梁的横断面结构示意图；

图5为本发明实施例中小组合梁的立面结构示意图；

图6为本发明实施例中高抗裂性能组合梁施工方法的流程示意图；

图中：1、负弯矩区桥面板；2、负弯矩区上钢梁；3、负弯矩区下钢梁；4、负弯矩区预制桥面板；5、负弯矩区现浇桥面板；6、上钢梁节段；7、连接板；8、正弯矩区桥面板；9、中支点支座；10、正弯矩区钢梁；11、预应力钢筋。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细说明。

如图1、图2和图3所示，第一方面，本发明提供一种高抗裂性能组合梁，包括负弯矩组合梁节段，负弯矩组合梁节段包括：

负弯矩区下钢梁3，其用于架设在在中支点支座9上；

负弯矩区上钢梁2，其设置在负弯矩区下钢梁3上，

负弯矩区桥面板1，其设置在负弯矩区上钢梁2上，并在负弯矩区下钢梁3与负弯矩区上钢梁2连接前，负弯矩区桥面板1与负弯矩区上钢梁2连接，并张拉预应力。

在本实施例中，本发明将负弯矩组合梁节段中的钢梁分为负弯矩区上钢梁2和负弯矩区下钢梁3上下两部分，负弯矩区上钢梁2与负弯矩区下钢梁3连接前，负弯矩区桥面板1与负弯矩区上钢梁2连接，并张拉预应力。预应力仅施加在负弯矩区上钢梁2和负弯矩区桥面板1上，负弯矩区下钢梁3无需承受预应力传来的压力。解决了现有技术中采用在混凝土桥面板内配预应力防止开裂时，存在部分预应力被下部钢结构消耗，预应力效率低，且浪费钢材的问题。

在一些可选的实施例中，负弯矩区桥面板1包括多个沿纵桥向间隔设置的负弯矩区预制桥面板4，各负弯矩区预制桥面板4之间间隔的湿接缝通过负弯矩区现浇桥面板5连接。

如图4和图5所示，在一些可选的实施例中，负弯矩区上钢梁2包括与负弯矩区预制桥面板4数量相同的上钢梁节段6，上钢梁节段6沿纵桥向依次连接，并与对应的负弯矩区预制桥面板4连接。

在本实施例中，上钢梁节段6通过剪力钉连接在负弯矩区预制桥面板4下方，形成小组合梁。上钢梁节段6沿纵桥向依次连接后形成负弯矩区上钢梁2，其长度与负弯矩区下钢梁3相等。

在一些可选的实施例中，上钢梁节段6为工字型钢梁，上钢梁节段6与相邻上钢梁节段6通过设置在腹板连接处的连接板7螺栓连接。

在本实施例中，上钢梁节段6与相邻上钢梁节段6的上翼缘板通过焊接连接。

在一些可选的实施例中，负弯矩区下钢梁3为工字型钢梁，上钢梁节段6的下翼缘板与负弯矩区下钢梁3的上翼缘板通过螺栓连接。

在一些可选的实施例中，负弯矩区桥面板1通过沿纵桥向设置在负弯矩区桥面板1内的预应力钢筋11张拉预应力。

在本实施例中，沿横桥向间隔设置多根预应力钢筋11在负弯矩区桥面板1内。

第二方面，本发明还提供一种高抗裂性能桥梁，其包括负弯矩组合梁节段和位于其两端的正弯矩组合梁节段，负弯矩组合梁节段包括：

负弯矩区下钢梁3，其用于架设在在中支点支座9上；

负弯矩区上钢梁2，其设置在负弯矩区下钢梁3上，

负弯矩区桥面板1，其设置在负弯矩区上钢梁2上，并在负弯矩区下钢梁3与负弯矩区上钢梁2连接前，负弯矩区桥面板1与负弯矩区上钢梁2连接，并张拉预应力。

在一些可选的实施例中，正弯矩组合梁节段包括与负弯矩区桥面板1平齐的正弯矩区桥面板8，正弯矩区桥面板8下方设置有正弯矩区钢梁10，正弯矩区钢梁10与负弯矩区上钢梁2平齐。

在本实施例中，正弯矩区钢梁10与正弯矩区桥面板8通过剪力钉连接。负弯矩区上钢梁2和负弯矩区下钢梁3连接后的高度等于正弯矩区钢梁10的高度。负弯矩区上钢梁2的高度在满足施工要求的情况下尽可能小，使更多的预应力施加在负弯矩区桥面板1上。提高预应力施加效率。

如图6所示，第三方面，本发明还提供一种高抗裂性能组合梁施工方法，其用于架设上述任一项的高抗裂性能组合梁，包括：

S1：吊装负弯矩区下钢梁3至中支点支座9上。

S2：将负弯矩区桥面板1和负弯矩区上钢梁2设置在负弯矩区下钢梁3上，并对负弯矩区桥面板1张拉预应力。

S3：将负弯矩区上钢梁2与负弯矩区下钢梁3连接。

在一些可选的实施例中，在吊装负弯矩区下钢梁3至中支点支座9上前，架设正弯矩区钢梁10和负弯矩区下钢梁3，并连接。

在一些可选的实施例中，将负弯矩区桥面板1和负弯矩区上钢梁2设置在负弯矩区下钢梁3上，包括：

将多个负弯矩区预制桥面板4分别与对应的上钢梁节段6通过剪力钉连接形成小组合梁；

吊装各小组合梁至负弯矩区下钢梁3上方，浇筑负弯矩区预制桥面板4之间的湿接缝，形成负弯矩区桥面板1后，对负弯矩区桥面板1张拉预应力。

在一些可选的实施例中，在将负弯矩区上钢梁2与负弯矩区下钢梁3连接之前，连接正弯矩区钢梁10和负弯矩区上钢梁2。

在一些可选的实施例中，在将负弯矩区上钢梁2与负弯矩区下钢梁3连接之后，浇筑正弯矩区桥面板8与负弯矩区桥面板1之间的湿接缝,。组合梁形成整体结构。

综上所述，本发明将负弯矩组合梁节段中的钢梁分为负弯矩区上钢梁2和负弯矩区下钢梁3上下两部分，负弯矩区上钢梁2与负弯矩区下钢梁3连接前，负弯矩区桥面板1与负弯矩区上钢梁2连接，并张拉预应力。预应力仅施加在负弯矩区上钢梁2和负弯矩区桥面板1上，负弯矩区下钢梁3无需承受预应力传来的压力。解决了现有技术中采用在混凝土桥面板内配预应力防止开裂时，存在部分预应力被下部钢结构消耗，预应力效率低，且浪费钢材的问题。

张拉负弯矩区桥面板1内的预应力时，预应力仅施加在负弯矩区上钢梁2和负弯矩区桥面板1上，负弯矩区上钢梁2面积小，预应力绝大部分施加在混凝土制件的负弯矩区桥面板1内，效率很高，在较小的预应力下就能使负弯矩区桥面板1储备较高的压应力。预应力仅高效施加在负弯矩区上钢梁2和负弯矩区桥面板1上，负弯矩区下钢梁3无需承受预应力传来的压力，可以减少负弯矩区下钢梁3的用量。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。