一种预制装配式钢板梁和组合桥面板的组合梁结构

技术领域

本发明涉及桥梁工程技术领域，尤其是涉及一种预制装配式钢板梁和组合桥面板的组合梁结构。

背景技术

目前桥梁工程中钢板梁混凝土组合梁结构一般采用专业的钢结构加工制作厂在工厂制作钢梁，运输至桥位处吊装安装就位后，通过连接纵梁之间的钢横梁将各片钢板梁连接为整体，然后再由现场土建施工人员搭设模板进行桥面板钢筋绑扎及混凝土浇注施工。由于桥梁一般处于需要跨越峡谷、地面道路、铁道或河道等高空且较危险位置，在上述常规施工过程中，施工人员需要面临多次安装及拆卸模板、连接钢横梁等问题，且现场绑扎钢筋及浇注混凝土，对桥下有地面道路的车辆通行安全性也有影响，整个施工过程工序复杂，高空作业危险性高，工期较长，对周边环境影响较大；在结构体系及耐久性上而言，目前的常规组合梁的钢横梁布置数量多、节点复杂，使得现场焊接量较大，而钢筋混凝土桥面板容易产生裂缝，耐久性较差，难与主体结构的使用寿命相匹配，将影响桥梁在设计使用年限内的正常使用；端部钢横梁受伸缩缝处漏水的常年腐蚀影响，耐久性也较差，且端部空间狭窄维修养护困难。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构简单、力学性能好的预制装配式钢板梁和组合桥面板的组合梁结构。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种预制装配式钢板梁和组合桥面板的组合梁结构，包括多个组合梁单元和用于连接两个相邻组合梁单元的连接单元；所述的组合梁单元包括钢板梁、固定在钢板梁翼缘板上的桥面钢底板、焊接在钢板梁端部腹板上的钢横梁、在桥面钢底板上浇筑混凝土形成的组合桥面板和在钢横梁上浇筑混凝土形成的端横梁，实现了钢板梁、组合桥面板和端横梁的整体预制。

优选地，所述的组合桥面板和端横梁均为由钢和混凝土制成的组合结构。

优选地，所述的组合桥面板和端横梁上均设有钢筋。

优选地，所述的钢板梁和钢横梁上均焊接有剪力钉连接件。

优选地，所述的组合梁单元设有桥面开孔板；所述的桥面开孔板焊接在桥面钢底板上。

更加优选地，所述的连接单元包括组合桥连接子单元和端横梁连接子单元；所述的组合桥连接子单元和端横梁连接子单元均包括现浇混凝土和钢筋。

更加优选地，所述的组合桥连接子单元还包括组合桥连接子单元钢底板和组合桥连接子单元开孔板；所述的组合桥连接子单元钢底板两端分别与两个相邻组合梁单元中的桥面钢底板焊接；所述的组合桥连接子单元开孔板焊接在两个桥面钢底板和组合桥连接子单元钢底板上。

更加优选地，所述的组合桥连接子单元包括组合桥连接子单元开孔板；所述的两个相邻的组合梁单元中的桥面钢底板焊接；所述的组合桥连接子单元开孔板焊接在两个桥面钢底板上。

更加优选地，所述的组合桥连接子单元开孔板与桥面开孔板的连接方式为连续连接或间隔连接。

更加优选地，所述的端横梁连接子单元还包括端横梁连接子单元钢横梁和安装在该横梁上的剪力钉连接件；所述的端横梁连接子单元钢横梁的两端分别与两个相邻组合梁单元中的端横梁内的钢横梁焊接。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

施工便捷，可实现工厂预制现场装配化施工和现场免模板施工，可较常规结构施工缩短工期50％以上；力学性能良好，能充分发挥钢材抗拉、混凝土抗压的材料特性；结构用钢量经济，由于采用钢板梁与桥面板整体预制方式，使得组合截面能承担除自重以外的所有荷载，可比常规组合梁节省钢材20％左右；梁体高度底，组合截面整体预制，承受荷载时结构刚度大，可充分利用组合截面受力特性有效降低梁体高度，相同条件下可降低梁高30％～40％左右；耐久性好，组合桥面板受拉区采用钢板，避免了普通钢筋混凝土受拉易开裂损坏的问题，端横梁采用钢-混凝土组合结构，避免因梁间缝隙狭窄、水汽集中造成的钢结构腐蚀问题，也避免了梁端钢结构检修和养护盲点，提高结构耐久性、也便于结构维护。

附图说明

图1为本发明中预制装配式钢板梁组合梁桥的结构示意图；

图2为本发明中单片钢板梁及桥面钢结构的结构示意图；

图3为本发明中组合梁单元的结构示意图；

图4为本发明中组合桥连接子单元的结构示意图；

图5为本发明中组合桥连接子单元的另一结构示意图；

图6为本发明中组合梁结构中组合桥面板的断面结构示意图；

图7为本发明中组合梁结构中端横梁的断面结构示意图。

图中标号所示：

1、钢板梁，2、剪力钉连接件，3、桥面开孔板，4、桥面钢底板，5、钢横梁，6、组合桥面板，7、端横梁，8、钢筋，9、组合桥连接子单元，10、端横梁连接子单元，901、组合桥连接子单元钢底板，902、组合桥连接子单元开孔板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，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，都应属于本发明保护的范围。

本发明涉及一种预制装配式钢板梁和组合桥面板的组合梁结构，如图1所示，所述的组合梁结构包括多个组合梁单元和用于连接两个相邻组合梁单元的连接单元。

如图2所示，所述的组合梁单元包括工字型钢板梁1、固定在钢板梁1翼缘板上的桥面钢底板4、焊接在钢板梁1端部腹板上的钢横梁5、焊接在钢板梁1翼缘板和钢横梁5上的剪力钉连接件2以及焊接在桥面钢底板4上的桥面开孔板3。

如图3所示，所述的组合梁单元还包括在桥面钢底板4上浇筑混凝土形成的组合桥面板6和在端部钢横梁5上浇筑混凝土形成的端横梁7，组合桥面板6和端横梁7均为由钢和混凝土制成的组合结构。在工厂首先在图2中的钢结构上绑扎钢筋8，然后将混凝土浇筑在桥面钢底板4和钢横梁5上，形成如图3中所示的组合桥面板6和端横梁7。完成了钢板梁1、组合桥面板6和端横梁7的整体预制，实现了组合梁结构的预制。

在进行浇筑时，设置在桥面钢底板4上的桥面开孔板3传递剪力和弯矩，使得混凝土与桥面钢底板4一起形成组合桥面板，并通过设置在钢板梁1翼缘上的剪力钉连接件2使组合桥面板6与钢板梁1形成预制钢混组合梁。通过设置在端部钢横梁5上的剪力钉连接件2使钢横梁5形成预制组合端横梁7。

连接单元包括组合桥面板连接子单元和端横梁连接子单元，组合桥面板连接子单元的设计有两种方案：一、如图4所示，包括组合桥连接子单元钢底板901、组合桥连接子单元开孔板902和现浇混凝土，组合桥连接子单元钢底板901的两端分别与两个相邻的组合梁单元中的桥面钢底板4焊接，组合桥连接子单元开孔板902放置或焊接在两个桥面钢底板4和焊接在组合桥连接子单元钢底板901上，横跨三块底板，然后对现浇混凝土进行浇筑。二、如图5所示，包括组合桥连接子单元开孔板902和现浇混凝土，两个相邻组合梁单元中的桥面钢底板4直接焊接，组合桥连接子单元开孔板902焊接在桥面钢底板4上，横跨两块桥面钢底板4，然后对现浇混凝土进行浇筑。

在焊接组合桥连接子单元开孔板902时也有两种方式：一、如图4所示，组合桥连接子单元开孔板902与桥面开孔板3采用间隔连接方式。二、如图5所示，组合桥连接子单元开孔板902与桥面开孔板3采用连续连接的方式，组合桥连接子单元开孔板902的两端分别与两个相邻组合梁单元中的桥面开孔板3焊接。

需要指出的是，本实施例中组合桥连接子单元中有无底板和组合桥连接子单元开孔板的两种连接方式可以组合出四种方案，而图4和图5仅列出了两种，另外两种方案也可以同理得出，四种方案均属于本发明可以实施的方式。

图1中结构的断面视图如图6和图7所示，图6为组合桥部位的断面视图，图7为端横梁部位的断面视图，端横梁连接子单元的结构如图7所示，包括端横梁连接子单元钢横梁、安装在该钢横梁上的剪力钉连接件2和现浇混凝土，端横梁连接子单元钢横梁的两端分别与两个相邻组合梁单元中的端横梁内的钢横梁(5)焊接，在完成焊接后进行混凝土浇筑。

本实施例中的预制装配式钢板梁和组合桥面板的组合梁结构具体施工步骤如下：

(1)在工厂胎架上制作如图2所示的钢板梁1和桥面钢底板4的钢结构框架；

(2)在钢板梁1上绑扎钢筋8，浇筑组合桥面板6和端横梁7混凝土，形成如图3所示的预制组合梁单元；

(3)将各榀预制组合梁单元运输至桥梁施工现场，并吊装安放就位；

(4)在现场焊接相邻两块桥面钢底板4或焊接桥面钢底板4与组合桥连接子单元钢底板，焊接端部钢横梁5和端横梁连接子单元钢横梁，然后连接组合桥连接子单元9与组合桥面板6和端横梁连接子单元10与端横梁7中的钢筋，最后浇筑混凝土，形成整体受力的预制装配式钢板梁组合梁结构。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。