双向预弯多梁式钢梁与混凝土桥面板组合的小箱梁桥结构

摘要

本发明公布了一种双向预弯多梁式钢梁与混凝土桥面板组合的小箱梁桥结构。现有技术不能很好的解决交叉路口的交通组织、结构自身的高度和桥下的净空限制、施工场地局促以及施工周期短等问题。本发明具体包括混凝土桥面板、钢结构、剪力键、钢筋、导索装置、锚固体系、临时预应力索、永久预应力索和托板。纵钢主梁截面开口呈U型，横隔梁与纵钢主梁腹板成90度焊接，为防止纵钢主梁和横隔梁发生局部屈曲，纵钢主梁和横隔梁底腹板上焊接纵横加劲肋，且内部设置导索装置，导索装置由薄钢管弯制而成。本发明可进行无支架施工，不用中断交通，调整混凝土桥面板的内部应力提高钢混组合小箱梁桥的整体受力性能。

权利要求

1.双向预弯多梁式钢梁与混凝土桥面板组合的小箱梁桥结构，包括混凝土桥面板、钢结构、剪力键、钢筋、导索装置、锚固体系、临时预应力索、永久预应力索和托板，其特征在于：钢结构是由纵钢主梁、横隔梁和纵横加劲肋构成的梁格体系；纵钢主梁截面开口呈U型，横隔梁与纵钢主梁腹板成90度焊接，为防止纵钢主梁和横隔梁发生局部屈曲，纵钢主梁和横隔梁底腹板上焊接纵横加劲肋，且在纵钢主梁和横隔梁内部设置导索装置，导索装置由薄钢管弯制而成；临时预应力索布置在纵钢主梁和横隔梁内，临时预应力索在纵钢主梁内按抛物线和直线布置，且分上下两层，下层为靠近纵钢主梁底板按直线布置，上层以纵钢主梁跨中为顶点按抛物线对称布置；永久预应力索只布置在横隔梁内，且在横隔梁内按抛物线布置，该抛物线布置的顶点为横隔梁的跨中处；永久预应力索设置在临时预应力索之上；

所述的钢结构通过剪力键与混凝土桥面板组成桥结构，剪力键纵横向排数根据车载、跨径和桥幅宽度，通过现有规范的计算方法确定；

所述的横隔梁内的临时预应力索和永久预应力索的股数为多股，孔数为多个；纵钢主梁内的临时预应力索的股数为多股，孔数为多个；

所述的锚固体系采用常用的钢绞线夹片锚；钢筋均布于混凝土桥面板里；托板设置在钢结构的顶部，在托板上焊接剪力键。

说明书

双向预弯多梁式钢梁与混凝土桥面板组合的小箱梁桥结构

技术领域

[0001] 本发明属于桥梁工程技术领域，具体涉及一种双向预弯多梁式钢梁与混凝土桥面板组合的小箱梁桥结构。

背景技术

[0002] 目前，随着我国城市化进程的进一步加快，我国城市的拥堵问题日益凸显，如何加强城市交通基础设施建设、构建城市快速路网显得尤为重要。由此引出在进行城市快速路网的建设中如何尽量减少施工对周边交通影响，这对工程设计人员提出更高要求，特别是在立体交叉设计施工时一定要考虑到交叉路口的交通组织、结构自身的高度和桥下的净空限制、施工场地局促以及施工周期短等问题，这些问题往往依靠传统的混凝土结构是很难解决的。无预应力简支多梁式钢-混凝土组合小箱梁桥的施工方法有三种：简支钢梁作支架、跨间设临时支架、临时支架上预施适当反力，此三种方法都不能同时解决不封闭交通和调整现浇混凝土板的应力这两个关键性问题。

发明内容

[0003] 本发明针对现有技术的不足，提供一种经济实用、结构简单、施工方便的双向预弯多梁式钢梁与混凝土桥面板组合的小箱梁桥结构。

[0004] 本发明的技术方案为：

[0005] 本发明包括混凝土桥面板、钢结构、剪力键、钢筋、导索装置、锚固体系、临时预应力索、永久预应力索和托板。

[0006] 钢结构是由纵钢主梁、横隔梁和纵横加劲肋构成的梁格体系；纵钢主梁截面开口呈U型，横隔梁与纵钢主梁腹板成90度焊接，为防止纵钢主梁和横隔梁发生局部屈曲，纵钢主梁和横隔梁底腹板上焊接纵横加劲肋，且内部设置导索装置，导索装置由薄钢管弯制而成；临时预应力索布置在纵钢主梁和横隔梁内，临时预应力索在纵钢主梁内按抛物线和直线布置，且分上下两层，下层为靠近纵钢主梁底板按直线布置，上层以纵钢主梁跨中为顶点按抛物线对称布置；永久预应力索只布置在横隔梁内，且在横隔梁内按抛物线布置，该抛物线布置的顶点为横隔梁的跨中处；永久预应力索设置在临时预应力索之上。

[0007] 钢结构通过剪力键与混凝土桥面板组成桥结构，剪力键纵横向排数根据车载、跨径和桥幅宽度，通过现有规范的计算方法确定。

[0008] 横隔梁内的临时预应力索和永久预应力索的股数为多股，孔数为多个；纵钢主梁内的临时预应力索的股数为多股，孔数为多个（按双数对称增加）。

[0009] 锚固体系采用常用的钢绞线夹片锚；钢筋均布于混凝土桥面板里；托板设置在钢结构的顶部，在托板上焊接剪力键。

[0010] 与现有技术相比，本发明的优点在于：

[0011] 1、可进行无支架施工，不用中断交通，施加临时预应力索7可以避免在城市立交桥、跨线桥、铁路桥施工中为给钢梁预施适当反力而搭设的临时支架，可节约支架搭设费用，由此可保证在施工过程中交叉道路的畅通，降低社会成本，从而可加快施工进度。

[0012] 2、调整混凝土桥面板的内部应力，当混凝土桥面板浇筑完毕达到28天强度后，解除临时预应力索，钢梁下挠给混凝土桥面板施加预压力，减少混凝土收缩徐变对混凝土桥面板的影响；同时可避免当施工临时恒载和活载卸除后，钢梁反拱，使混凝土桥面板产生拉应力，因此，解除临时预应力索7可改善混凝土桥面板的内部应力，从而提高混凝土桥面板的耐久性。

[0013] 3、提高钢混组合小箱梁桥的整体受力性能，采用本发明，在钢横隔梁中施加永久预应力索，可增加钢横隔梁的刚度，可增加各片钢混组合小箱梁间的相互作用，从而提高组合小箱梁桥的整体受力性能。

[0014] 4、提高钢混组合小箱梁桥的纵钢主梁吊装刚度，在单片纵钢主梁在与钢横隔梁和混凝土桥面板未形成整体受力体系前，刚度较弱，通过张拉临时预应力索，可提高纵钢主梁吊装刚度，从而能够节约钢材，节约成本，提高效益。

附图说明

[0015] 图1是本发明的结构平面布置图；

[0016] 图2是本发明的钢横隔梁纵剖面布置图；

[0017] 图3是本发的钢横隔梁跨中截面图；

[0018] 图4是本发明的钢横隔梁端点处截面图；

[0019] 图5是本发明的钢主梁纵剖面布置图；

[0020] 图6是本发明的钢主梁跨中截面图；

[0021] 图7是本发明的钢主梁端点处截面图；

[0022] 图中：1.混凝土桥面板、2.钢结构、3.剪力键、4.钢筋、5.导索装置、6.锚固体系、7.临时预应力索、8.永久预应力索、9.纵钢主梁、10.钢横隔梁、11.纵横加劲肋、12.托板。

[0023] 具体实施步骤

[0024] 下面结合附图进一步说明本发明，

[0025] 本发明包括混凝土桥面板1、钢结构2、剪力键3、钢筋4、导索装置5、锚固体系6、临时预应力索7、永久预应力索8和托板12。

[0026] 钢结构2是由纵钢主梁9、横隔梁10和纵横加劲肋11构成的梁格体系；纵钢主梁9截面开口呈U型，横隔梁10与纵钢主梁9腹板成90度焊接，为防止纵钢主梁9和横隔梁
10发生局部屈曲，纵钢主梁9和横隔梁10底腹板上焊接纵横加劲肋11，且内部设置导索装置5，导索装置5由薄钢管弯制而成；临时预应力索7布置在纵钢主梁9和横隔梁10内，临时预应力索7在纵钢主梁9内按抛物线和直线布置，且分上下两层，下层为靠近纵钢主梁9底板按直线布置，上层以纵钢主梁9跨中为顶点按抛物线对称布置；永久预应力索8只布置在横隔梁10内，且在横隔梁10内按抛物线布置，该抛物线布置的顶点为横隔梁10的跨中处；永久预应力索8设置在临时预应力索7之上；

[0027] 钢结构2通过剪力键3与混凝土桥面板1组成桥结构，剪力键3纵横向排数根据车载、跨径和桥幅宽度，通过现有规范的计算方法确定；

[0028] 横隔梁10内的临时预应力索7和永久预应力索8的股数为多股，孔数为多个；纵钢主梁9内的临时预应力索7的股数为多股，孔数为多个（按双数对称增加）；

[0029] 锚固体系6采用常用的钢绞线夹片锚；钢筋4均布于混凝土桥面板1里；托板设置在钢结构的顶部，在托板上焊接剪力键。

[0030] 实施例1

[0031] 步骤(1).钢纵主梁在工厂内分段进行加工好后，用拖车运至施工现场进行二次拼装。

[0032] 步骤(2).在拼装到位的钢纵主梁中的导索装置内穿上临时预应力索，安上锚固体系，再按设计控制张拉力将临时预应力索张拉到位，通过吊机或架桥机将拼装好的钢纵主梁架设到位。

[0033] 步骤(3).按一定间距将钢横隔梁焊接在钢纵主梁上，并在其内安装导索装置，然后在钢横隔梁的导索装置中分别穿上临时预应力索和永久预应力索，安上锚固体系，再按设计控制张拉力分别将临时预应力索和永久预应力索张拉到位。

[0034] 步骤(4).在钢纵主梁和钢横隔梁的托板上焊接剪力键，然后安装浇筑混凝土桥面板所需临时支撑体系和模板体系，临时支撑体系和模板体系安装完毕后，浇筑混凝土桥面板。

[0035] 步骤(5).待混凝土桥面板强度达到28天强度后，解除临时预应力体系，再拆除临时支撑体系和模板体系。

[0036] 如图1所示，为本实施例中钢纵主梁和钢横隔梁的及其内临时预应力索7和永久预应力索8的布置形式。钢纵主梁9总共4片，它们之间间距为2.277米，每片宽为2.41米、高为为2.23米、底板厚20mm、腹板厚20mm、托板后30mm、加劲肋厚12-16mm；钢横隔梁10总共8片，它们之间间距为5.4米，每片宽为0.47米、高为为2.23米、底板厚16mm、腹板厚16mm、托板后20mm、加劲肋厚10-12mm。

[0037] 本实施例的混凝土桥面板厚度：在托板处为27cm、其他位置为25cm，临时支撑体2
系和模板体系的重量为1.0kN/m，跨径40米，桥宽为16.5米。

[0038] 如图5、图6和图7所示，为本实施例的临时预应力索7在钢纵主梁9布置形式。其具体坐标位置：上下层临时预应力索7距腹板30cm,下层临时预应力索7距底板30cm,在跨中处上层临时预应力索7距下层临时预应力索7为10cm,在端头处上层临时预应力索
7距顶板60cm，临时预应力索7导索装置5的固定加劲肋11的间距为2米，与钢横隔梁10的腹板重叠时，可用钢横隔梁10的腹板代替固定加劲肋11，但必须保证固定加劲肋11的间距小于2米；控制张拉力的大小为0.65fptk。

[0039] 如图2、图3和图4所示，为本实施例的临时预应力索7和永久预应力索8在钢横隔梁10布置形式。临时预应力索7其具体坐标位置：临时预应力索7在钢横隔梁10内居中,与底板相距30cm，临时预应力索7导索装置5的固定加劲肋11的间距为2米，与钢纵主梁9的腹板重叠时，可用钢横隔梁10的腹板代替固定加劲肋11，但必须保证固定加劲肋11的间距小于2米；控制张拉力的大小为0.65fptk；永久预应力索8其具体坐标位置：在跨中处永久预应力索8距下层临时预应力索7为10cm,在端头处永久预应力索8距顶板60cm，永久预应力索8导索装置5的固定加劲肋11的间距为2米，与钢纵主梁9的腹板重叠时，可用钢横隔梁10的腹板代替固定加劲肋11，但必须保证固定加劲肋11的间距小于2米。

[0040] 本实施例在钢纵主梁9和钢横隔梁10中的临时预应力索7和永久预应力索8股数都为5股，钢纵主梁9中临时预应力索7的孔数为4孔,钢横隔梁10中临时预应力索7的孔数为1孔,钢横隔梁10中永久预应力索8的孔数为1孔。

[0041] 本发明结构可以不用封闭交通进行施工，也可调整混凝土板的应力分布，提高混凝土板的耐久性，同时也能加强桥梁横向联系，提高桥梁整体受力性能，从而延长桥梁使用寿命。