一种装配式钢混组合桥梁及其施工方法

技术领域

本发明属于桥梁技术领域，尤其涉及一种装配式钢混组合桥梁及其施工方法。

背景技术

在桥梁施工中，目前钢混组合梁桥面板实现方式主要有整幅预制和小板预制两种思路。

整幅预制是将桥面板悬臂和中间位置预制为一整体，实现整体吊装安装。这种方法对施工机械及施工环境要求较高，将增加吊装及施工难度，桥面板与钢梁连接的质量难以保障，主要用于公路桥梁项目。

小板预制则是更符合装配式结构的设计思路，该方法的主要特征是将各钢主体梁之间桥面板分块预制，预制板件尺寸小，重量轻，对于吊装及施工要求较低，更适用于包含各种复杂约束条件的市政类项目，且小板预制结构适应性更强，更有利于装配式组合桥梁的结构标准化发展。

装配式钢混组合桥梁工程中桥面板悬臂位置现场浇筑困难，现有技术中，采用现场立模浇筑实现小板混凝土悬臂板。现有技术的不足在于，此种方法工序复杂，施工时间较长，悬臂立模及浇筑悬臂板的过程中质量及安全难以控制，具有一定的施工风险，从结构上分析，该方法需要在边主梁顶板预先开孔，破坏了主要受力结构的完整性。

发明内容

(一)要解决的技术问题

基于此，本发明提出了一种装配式钢混组合桥梁，该装配式钢混组合桥梁旨在解决现有技术中的采用现场立模浇筑实现小板混凝土悬臂板的方案存在受力性能差、工序复杂及施工时间长的技术问题。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提出了一种装配式钢混组合桥梁，包括钢主体梁和混凝土悬臂板，所述钢主体梁包括：钢主体部、由所述钢主体部上部伸出的焊钉部、设于钢主体部上方的插销部，所述混凝土悬臂板包括：悬臂板主体、由悬臂板主体的一侧伸入所述焊钉部的钢筋部，所述钢筋部插入所述焊钉部内，所述悬臂板主体的下方设有凹陷而成的内部预留卡槽，所述插销部插入所述内部预留卡槽内，所述装配式钢混组合桥梁还包括浇筑于所述钢主体梁和混凝土悬臂板之间及上部位置的桥面板现浇层。

优选的，所述悬臂板主体靠近所述钢主体部的一侧设有插槽，所述钢主体部的上部插入所述插槽内。

优选的，所述焊钉部包括沿所述装配式钢混组合桥梁的宽度方向并排且间隔设置的第一排焊钉和第二排焊钉；所述钢筋部包括沿所述装配式钢混组合桥梁的高度方向并排且间隔设置的第一排钢筋和第二排钢筋。

优选的，所述混凝土悬臂板整体为矩形块状，所述混凝土悬臂板还包括由所述悬臂板主体的两端分别伸出的多根纵向钢筋，所述纵向钢筋的伸出方向与所述钢筋部的伸出方向垂直。

优选的，所述钢主体部整体为工字型，所述钢主体部的上部为上翼缘板，所述装配式钢混组合桥梁还包括加强钢筋，所述加强钢筋的一端与第一排钢筋焊接，所述加强钢筋的另一端伸入所述上翼缘板的下方。

优选的，所述插销部包括钢铰和弹簧插销，所述钢铰的下部焊接于所述钢主体部上，所述钢铰上部设有凹陷而成的容置槽，所述弹簧插销包括设于所述容置槽内的压缩弹簧和设于所述压缩弹簧上部的插销块。

优选的，所述插销块的靠近所述悬臂板主体的一侧设有用于导向的斜面。

优选的，所述插销部为间隔设置的两套；两套所述插销部分别设于所述第二排焊钉的两端。

优选的，所述混凝土悬臂板为预制板，所述混凝土悬臂板上设有伸入所述内部预留卡槽的注浆通气孔。

本发明还公开了一种如上所述的装配式钢混组合桥梁的施工方法，包括如下步骤：

S1，在工厂预制混凝土中板、所述混凝土悬臂板和所述钢主体梁，将所述插销部焊接于所述钢主体部上；

S2，吊装并安装所述钢主体梁，在所述钢主体梁之间设置临时横向支撑，所述钢主体梁包括主梁支点，在所述主梁支点的位置设置临时锚固装置；

S3，安装所述预制混凝土中板；

S4，安装所述混凝土悬臂板，横向插入所述悬臂板主体至所述插销部插入所述内部预留卡槽内，所述悬臂板主体安装到位；

S5，绑扎桥面板现浇层钢筋，布置现浇层横向钢筋，并将由所述悬臂板主体伸出的钢筋与所述现浇层横向钢筋搭接焊连接；完成后形成装配组合部；

S6，在所述装配组合部上现浇混凝土形成桥面板现浇层。

(三)有益效果

本发明与现有技术对比，本发明装配式钢混组合桥梁及其施工方法的有益效果主要包括：

采用本发明一种装配式钢混组合桥梁的结构及其施工方法，能有效解决装配式钢混组合桥梁工程中桥面板悬臂位置现场浇筑困难的问题，推动装配式钢混组合桥梁的结构标准化及施工快速化。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1为本发明实施方式的装配式钢混组合桥梁的整体结构主视示意图(纵向剖开后)；

图2为本发明实施方式的装配式钢混组合桥梁的整体结构左视示意图(横向剖开后)；

图3为本发明实施方式的装配式钢混组合桥梁的整体结构分解图；

图4为本发明实施方式的装配式钢混组合桥梁中的混凝土悬臂板的立体图；

图5为本发明实施方式的装配式钢混组合桥梁中的钢主体梁的立体图；

图6为本发明实施方式的装配式钢混组合桥梁中的插销部的立体图(显示内部虚线)；

图7为本发明实施方式的装配式钢混组合桥梁中的钢铰的立体图；

图8为本发明实施方式的装配式钢混组合桥梁中的混凝土悬臂板的立体图的剖视图(不显示钢筋)。

附图标记说明：

1.钢主体梁，2.混凝土悬臂板，3.混凝土中板，4.加强钢筋，11.钢主体部，12.第一排焊钉，13.第二排焊钉，14.插销部，21.悬臂板主体，22.第一排钢筋，23.第二排钢筋，24.纵向钢筋，25.注浆通气孔，26.内部预留卡槽，27.插槽，141.钢铰，142.压缩弹簧，143.插销块，1411.容置槽，1431.斜面。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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，也可以是“传动连接”，即通过带传动、齿轮传动或链轮传动等各种合适的方式进行动力连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结构附图1-8对本发明一种装配式钢混组合桥梁及其施工方法作进一步的说明。

一种装配式钢混组合桥梁，包括钢主体梁1和混凝土悬臂板2，钢主体梁1包括：钢主体部11、由钢主体部11上部伸出的焊钉部、设于钢主体部11上方的插销部14，混凝土悬臂板2包括：悬臂板主体21、由悬臂板主体21的一侧伸入焊钉部的钢筋部，钢筋部插入焊钉部内，悬臂板主体21的下方设有凹陷而成的内部预留卡槽26，插销部14插入内部预留卡槽26内，装配式钢混组合桥梁还包括浇筑于钢主体梁1和混凝土悬臂板2之间及上部位置的桥面板现浇层。

更具体地，悬臂板主体21靠近钢主体部11的一侧设有插槽，钢主体部11的上部插入插槽内。即，通过在混凝土悬臂板2的悬臂板主体21的根部加厚并预留用于钢主体的顶板插入插槽，形成悬臂板主体21根部包裹住钢主体部11的顶部(上翼缘板)的结构。

更具体地，插销部14包括钢铰141和弹簧插销，钢铰141的下部焊接于钢主体部11上，钢铰141上部设有凹陷而成的容置槽1411，弹簧插销包括设于容置槽1411内的压缩弹簧142和设于压缩弹簧142上部的插销块143。

下面对混凝土悬臂板2的结构进行进一步的说明。混凝土悬臂板2中的第一排钢筋22和第二排钢筋23均伸出悬臂板主体21(混凝土预制板)并预留连接长度。焊钉部包括多个间隔设置的焊钉，安装时，第二排钢筋23需沿桥梁的纵向插入并穿过焊钉之间的间隙。第二排钢筋23需要穿过悬臂板主体上的内部预留卡槽26。

下面对钢主体梁1的结构进行进一步的说明。钢主体梁1包括：钢主体部11、由钢主体部11上部伸出的焊钉部、设于钢主体部11上方的插销部14，其中：在安装混凝土悬臂板2与钢主体梁1之前，需要将钢铰141和焊钉部都分别焊接于钢主体部11上，插销块143通过压缩弹簧142与钢铰141连接为一整体，安装混凝土悬臂板2时，沿桥梁的横向将悬臂板主体21插入钢主体梁1，插销块143受混凝土板作用，缩入容置槽1411内部，待混凝土悬臂板安装到位后，在弹簧作用下，插销弹出并嵌入悬臂板主体上的内部预留卡槽26内，形成机械锚固，保证悬悬臂板主体21无法横向滑出。

施工组装时，待钢主体梁1及混凝土中板3安装到位后，将混凝土悬臂板2沿水平方向由外向内插入钢主体梁1边梁，至插销部14到达预定位置后，插销块143自动插入混凝土悬臂板2上的内部预留卡槽26内，起到固定作用，然后再绑扎桥面板剩余钢筋并浇筑桥面板现浇层。本实施方式中，插销部14插入内部预留卡槽26后，再经混凝土浇筑后，可保证预制与现浇混凝土紧密连接。

利用本发明一种装配式钢混组合桥梁的结构，可有效解决现有装配式组合梁悬臂位置桥面板现浇困难的问题，有效地提高了装配式组合梁的施工便捷性和安全性，受力机理明确，施工方便，经济实用，有利于装配式组合梁结构的标准化发展。

根据本发明的具体实施方式，焊钉部包括沿装配式钢混组合桥梁的宽度方向并排且间隔设置的第一排焊钉12和第二排焊钉13。钢筋部包括沿装配式钢混组合桥梁的高度方向并排且间隔设置的第一排钢筋22和第二排钢筋23。采用该结构利于提高本发明一种装配式钢混组合桥梁的整体强度。

根据本发明的具体实施方式，钢主体部11整体为工字型，钢主体部11的上部为上翼缘板，装配式钢混组合桥梁还包括加强钢筋4，加强钢筋4的一端与第一排钢筋22焊接，加强钢筋4的另一端伸入上翼缘板的下方。该结构利于提高钢主体部11与悬臂板主体21的连接稳定性，同时利于进一步提高本发明一种装配式钢混组合桥梁的整体力学性能。

根据本发明的具体实施方式，混凝土悬臂板2整体为矩形块状，混凝土悬臂板2还包括由悬臂板主体21的两端分别伸出的多根纵向钢筋24，纵向钢筋24的伸出方向与钢筋部的伸出方向垂直。本实施方式中，利用纵向钢筋24连接预制混凝土和现浇混凝土，可进一步保证预制与现浇混凝土连接的紧密性。

根据本发明的具体实施方式，插销块143的靠近悬臂板主体21的一侧设有用于导向的斜面1431。该斜面1431利于插销块143顺利插入悬臂板主体上的内部预留卡槽26中。

根据本发明的具体实施方式，插销部14为间隔设置的两套；两套插销部14分别设于第二排焊钉13的两端。内部预留卡槽26为方形槽，两套插销部14均插入内部预留卡槽26内。该结构利于提高连接的稳固性。

上述实施方式中，混凝土悬臂板2为预制而成，桥面板现浇层为现浇而成。

需要说明的是，上述实施方式中，混凝土悬臂板2上设有伸入内部预留卡槽26内的注浆通气孔25，注浆通气孔25为间隔设置的2个，其用于在向内部预留卡槽26内的注浆时，提供出气通道，利于避免浇筑缺陷，提高浇筑质量。同时通气孔25还可作为辅助浇筑孔，保证预留卡槽26顶部的浇筑质量。

下面具体介绍本发明一种装配式钢混组合桥梁的施工方法，其包括如下步骤：

S1，在工厂预制混凝土中板3、混凝土悬臂板2和钢主体梁1，将插销部14焊接于钢主体部11上。

S2，吊装并安装钢主体梁1，在钢主体梁1之间设置临时横向支撑，钢主体梁1包括主梁支点，在主梁支点的位置设置临时锚固装置。

S3，安装预制混凝土中板3。

S4，安装混凝土悬臂板2，横向插入悬臂板主体21至插销块143插入悬臂板主体21的内部预留卡槽26内，悬臂板主体21安装到位。

S5，绑扎桥面板现浇层钢筋，布置现浇层横向钢筋，并将由悬臂板主体21伸出的钢筋与现浇层横向钢筋搭接焊连接，完成后形成装配组合部；

S6，浇筑钢铰段现浇混凝土，浇筑钢混结合段现浇段混凝土，浇筑叠合桥面板区域现浇层混凝土。

更具体地，步骤S6中按如下顺序现浇混凝土：先在钢铰段现浇混凝土，再在浇筑钢混结合段现浇段混凝土，最后再浇筑叠合桥面板区域现浇层混凝土。

其中：钢铰段是指插销部14周围区域。钢混结合段是指钢和混凝土结合的区域，具体为钢主体部11、悬臂板主体21和混凝土中板3三者结合的区域。叠合桥面板区域是指钢主体部11、悬臂板主体21和混凝土中板3三着结合后，整体结构的上表面区域。

其中：步骤S4中，安装混凝土悬臂板2时，横向插入悬臂板主体21至插销块143弹起并插入悬臂板主体21的内部预留卡槽26内，悬臂板主体21安装到位。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。