采用钢箱组合梁的单跨整体式无缝桥梁结构及施工方法

技术领域

本发明属于交通工程技术领域，涉及公路、市政道路、铁路和轨道交通工程，具体来说是一种采用钢箱组合梁的单跨整体式无缝桥梁结构及施工方法。

背景技术

在传统的公路及铁路桥梁设计中，桥身通常是通过支座简支在桥台和桥墩上，并设有伸缩缝，以适应因昼夜和季节性温度变化引起的桥身长度的伸缩变化。但是，这些支座和伸缩缝很容易遭到腐蚀破坏和堵塞，需要经常维修及维护，其弊病日益受到高度关注。

无缝桥梁是一种新的桥型，整体式无缝桥梁又是其中最重要的一种结构形式，其桥身与桥台、桥墩被刚性地现浇为一体，取消了传统桥梁设计中的支座和伸缩缝，从而从根本上避免了在长期运营阶段由支座和伸缩缝所带来的维护和维修问题，能显著减少桥梁全寿命周期费用。由于无缝桥梁具有上述优点，近二十年来无缝桥梁在美国和欧洲得到很大重视和推广，在我国也有应用于新建桥梁和旧桥维修加固。

传统的整体式无缝桥梁采用钢筋混凝土主梁，由于主梁自重大、梁高高、施工工期长，特别是对于强震区和跨越既有线的桥梁，传统无缝桥梁的跨度和应用范围都受到了限制，因此提出一种抗震性能较好，桥梁跨径较大且桥下净空较大的无缝桥梁是有必要的。

发明内容

本发明提供一种采用钢箱组合梁的单跨整体式无缝桥梁结构及施工方法。该结构主梁采用钢箱组合梁，减轻了结构自重，使桥梁具有更好的抗震性能，可以使桥梁适用跨径进一步增大，同时又降低了结构高度，增加了桥下净空，且成桥精度高，不影响桥下既有交通。

本发明通过如下技术方案予以实现：

一种采用钢箱组合梁的单跨整体式无缝桥梁结构，包括钢箱梁、混凝土桥面板、桥台、台后结构和柔性桩基础，所述钢箱梁安装在桥台之间，桥台下连接有柔性桩基础，桥台上设置有台后结构，钢箱梁上连接混凝土桥面板；所述钢箱梁由受力构件、加劲系统和连接系统三部分组成，受力构件包括钢箱梁顶板、钢箱梁底板和钢箱梁腹板，钢箱梁顶板和钢箱梁底板通过钢箱梁腹板连接，加劲系统包括钢箱梁横隔板、钢箱梁底板加劲肋和钢箱梁腹板加劲肋，连接系统包括桥面板连接系统和桥台连接系统两部分，桥面板连接系统为钢箱梁顶板纵向布置的剪力钉连接件，桥台连接系统包括钢箱梁腹板竖向布置的剪力钉连接件、钢箱梁底板横向布置的剪力钉连接件和钢箱梁底部开孔钢板连接件、钢箱梁端部开孔钢板连接件两部分；所述钢箱梁顶板通过桥面板连接系统与混凝土桥面板连接成整体，所述桥台连接系统伸入桥台内并与桥台浇筑为一体；所述台后结构一端与桥台浇筑连接，另一侧填埋于土中。

进一步的，所述钢箱梁为开口或者闭口钢箱梁，钢箱梁的片数根据实际桥宽采用单片或者多片。

进一步的，所述钢箱梁采用边高梁，梁高按照二次抛物线变化。

进一步的，所述混凝土桥面板为预制件或者现浇件。

进一步的，所述台后结构一端与桥台采用现浇浇筑连接。

本发明还提供了一种将上述结构应用的施工方法，该施工方法包括以下顺序和步骤：

（1）工厂预加工钢箱梁；

（2）施工柔性桩基础；

（3）桩帽钢筋骨架绑扎，浇筑桩帽混凝土；

（4）钢主梁安装；

（5）桥台钢筋骨架绑扎，浇筑桥台混凝土；

（6）浇筑桥面板混凝土。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

（1）采用钢箱组合梁结构，自重小，具有良好的抗震性能；

（2）采用钢箱组合梁结构，建筑高度底，适用于对于桥下有净空要求的工点；

（3）采用钢箱组合梁结构，成精度高，施工简便快捷，不干扰桥下交通，适用于跨线桥。

附图说明

图1为本发明的钢箱梁内部结构示意图；

图2为本发明的桥梁端部桥台连接系统细部构造图；

图3为本发明的桥梁端部断面细部构造图；

图4为本发明的桥梁立面图；

图5为本发明的桥梁断面图。

图中标注为：1—钢箱梁腹板；2—钢箱梁顶板；3—钢箱梁底板；4—钢箱梁底板加劲肋；5—钢箱梁腹板加劲肋；6—钢箱梁顶板纵向布置的剪力钉连接件；7—钢箱梁横隔板；8—桥面板混凝土；9—钢箱梁腹板端部加劲板；10—钢箱梁腹板端承板；11—钢箱梁腹板竖向布置的剪力钉连接件；12—钢箱梁底部开孔钢板连接件；13—钢箱梁端部开孔钢板连接件；14—钢箱梁底板横向布置的剪力钉连接件；15—桥台混凝土；21—钢箱梁；22—混凝土桥面板；23—桥台；24—台后结构；25—柔性桩基础。

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-5所示，本发明为一种采用钢箱组合梁的单跨整体式无缝桥梁结构。该结构主要组成部分为：钢箱梁21、混凝土桥面板22、桥台23、台后结构24和柔性桩基础25。所述柔性桩基础25位于桥台23下方并与桥台23浇筑为一体；所述钢箱梁21主要由主要受力构件、加劲系统、连接系统三部分组成，主要受力构件包括钢箱梁顶板2、钢箱梁底板3和钢箱梁腹板1，加劲系统包括钢箱梁横隔板7、钢箱梁底板加劲肋4和钢箱梁腹板加劲肋5，连接系统包括桥面板连接系统和桥台连接系统两部分，桥面板连接系统为钢箱梁顶板纵向布置的剪力钉连接件6，桥台连接系统包括钢箱梁腹板竖向布置的剪力钉连接件11、钢箱梁底板横向布置的剪力钉连接件14和钢箱梁底部开孔钢板连接件12、钢箱梁端部开孔钢板连接件13两部分。所述钢箱梁顶板2通过桥面板连接系统与混凝土桥面板22连接成整体，所述桥台连接系统伸入桥台23内并与桥台23浇筑为一体；所述台后结构24一端与桥台23浇筑连接，另一侧填埋于土中。

本发明实施例提出的单跨整体式无缝桥梁结构，施工方法包括步骤：

一、工厂预加工钢箱梁；

二、施工柔性桩基础；

三、桩帽钢筋骨架绑扎，浇筑桩帽混凝土；

四、钢主梁安装；

五、桥台钢筋骨架绑扎，浇筑桥台混凝土；

六、浇筑桥面板混凝土。

本发明提出的单跨整体式无缝桥梁结构除了具有传统无缝桥梁的优点之外，采用钢箱组合梁既减轻了结构自重，从而使桥梁具有更好的抗震性能，可以使桥梁适用跨径进一步增大，同时又降低了结构高度，增加了桥下净空。桥台连接系统受力合理，能有效保证主梁与桥台的无缝连接。施工方面，钢箱组合梁架设速度快，成桥精度高，不影响桥下既有交通，特别适用于跨线桥。

上面结合附图对本发明的具体实施例做了详细说明，但本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。