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原文传递一种模块化钢-混组合小箱梁简支连续桥及其施工方法

专利名称：	一种模块化钢-混组合小箱梁简支连续桥及其施工方法
摘要：	本发明公开了一种模块化钢‑混组合小箱梁简支连续桥及其施工方法。本发明中纵钢主梁由钢底板和两块斜钢腹板组成，纵钢主梁的截面呈上宽下窄的梯形；钢横隔板与纵钢主梁的通过横隔板锚固板连接；简支连续区域的钢主梁底板和腹板分别用底板连接钢板和腹板连接钢板进行高强螺栓连接，主梁翼板主要通过翼板连接钢板和焊接钢板及连续工字型钢连接，并进一步用现浇高性能桥面连续混凝土和普通连续钢筋形成桥面组合梁的连接并传递剪力和弯矩，同时在预留孔道穿入纵向预应力束进一步增加连接段混凝土的抗裂性能。本发明结构受力合理，模块化构建运输方便，保证了连接的可靠性，提高了桥梁的整体性、使用性和耐久性。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	浙江;33
申请人：	浙江大学
发明人：	项贻强;何百达
专利状态：	有效
申请日期：	2019-02-26T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-02T00:00:00+0800
申请号：	CN201910141326.9
公开号：	CN109958049A
代理机构：	杭州求是专利事务所有限公司
代理人：	忻明年
分类号：	E01D2/04(2006.01);E;E01;E01D;E01D2
申请人地址：	310058 浙江省杭州市西湖区浙大路38号
主权项：	1.一种模块化钢-混组合小箱梁简支连续桥，其特征在于包括：纵钢主梁(1)、高性能混凝土桥面板(2)、钢横隔板(3)、超高性能混凝土接缝(4)、横隔板锚固板(5)、U型钢筋(6)、托板(7)、群栓钉(8)、高强螺栓(9)、纵向预应力束筋及管道(10)、底板连接钢板(11)、腹板连接钢板(12)、翼板连接钢板(13)、焊接钢板(14)、连接焊缝(15)、连续工字型钢梁(16)、高性能桥面连续混凝土(17)和普通连续钢筋(18)；在靠近桥墩中支点的连续梁段的一段连接区域用具有足够抗拉或压的腹板连接钢板(12)及底板连接钢板(11)分别与小箱梁的主梁的腹板、底板相互栓接；其次，两简支梁在中支墩处转连续的梁两端钢腹板上翼板衔接处应预留出一段长为L2可供焊接钢板(14)、长为L1翼板连接钢板(13)，即2L2+L1长度，通过焊接钢板(14)于待连接的钢梁上、再用翼板连接钢板(13)对焊连接，实现桥面及钢梁的连续化；同时在钢板(13、14)上进一步布设与焊接若干连续工字型钢梁(16)，以加强其桥面连续的刚度和强度；在工字型钢梁(16)之间加设普通连续铺装钢筋网和预埋局部纵向预应力束筋及管道(10)，再在连接段上浇筑高性能桥面连续混凝土(17)，待其强度达到设计强度的80％后，进行纵向预应力的张拉，以进一步提高负弯矩区段连续桥面混凝土的抗裂性和耐久性；在两纵钢主梁的焊接钢板(14)之间，待连续段的底板连接钢板(11)，腹板连接钢板(12)及端钢横隔板(3)连接完后，再用两端带坡口的一块长为L1的翼板连续钢板(13)盖在两组需相互连接的U型钢梁端部的上方，使其与焊接钢板(14)在同一水平面上，并用电焊实现翼板连续钢板(13)及焊接钢板(14)的相互对接连续；该翼板连接钢板除承受传递连续后梁弯曲的部分水平力外，在后续浇筑高性能连续桥面混凝土(17)时还起模板作用，同时与在其上后续施焊若干条纵向加强刚度与受力的槽型或工字型钢梁(16)及连续桥面混凝土(17)一起共同受力，确保梁与梁纵向与梁端横向之间的完全连续。 2.根据权利要求1所述的一种模块化钢-混组合小箱梁简支连续桥，其特征在于：连接段的单梁及纵向连接构件由纵钢主梁(1)，放置在与钢主梁上的焊接钢板(14)、翼板连接钢板(13)，放置于焊接钢板(14)及翼板连接钢板(13)上的连续工字型钢梁(16)及现浇高性能桥面连续混凝土(17)，连接纵钢主梁的带螺栓孔的腹板连接钢板(12)和底板连接钢板(11)、相应高强螺栓(9)、纵向预应力束筋及管道(10)组成；连接段单梁与单梁的横向连接构件主要由钢横隔板(3)、钢横隔板锚固板(5)与连续普通钢筋(18)及高性能桥面连续混凝土(17)组成；需注明的是，区别于简支段采用超高性能混凝土接缝(4)进行桥面横向连续，因连续段采用沿横截面满布的焊接钢板、翼板连接钢板及整体现浇高性能桥面连续混凝土(17)，故不需要简支段的超高性能混凝土接缝(4)。 3.根据权利要求2所述的一种模块化钢-混组合小箱梁简支连续桥，其特征在于：所述的钢横隔板(3)分为箱内钢横隔板和箱外钢横隔板；除简支梁段在跨中、1/4跨截面应设置横隔板确保荷载的横向分布外，在每个梁的两端支撑线也应布置横隔板，以确保梁架设和运营时的稳定及协同工作，即在靠近梁支座中心线处也应布置箱内钢横隔板(3)和箱外钢横隔板(3)；且钢横隔板的高度小于纵钢主梁的高度；钢横隔板与纵钢主梁通过固定于主梁的横隔板锚固板(5)连接，锚固板截面呈L型；钢横隔板(3)与锚固板5采用高强螺栓(9)连接；所述的高强螺栓(9)，用于实现纵向主梁(1)与底板连接钢板(11)、腹板连接钢板及横隔梁与横隔板锚固板(5)之间的有效连接。 4.根据权利要求3所述的一种模块化钢-混组合小箱梁简支连续桥，其特征在于：所述的连接钢板有翼板连接钢板(13)、腹板连接钢板(12)、底板连接钢板(11)三种，分别与焊接钢板(14)、腹板、底板连接，相应的厚度分别与焊接钢板、钢主梁腹板、底板保持一致，实现结构平顺，受力均匀。 5.根据权利要求4所述的一种模块化钢-混组合小箱梁简支连续桥，其特征在于：所述的焊接钢板(14)须与钢主梁一同在工厂加工制作完成连接，其沿桥跨长为L2，宽度与单梁混凝土板全宽一致，厚度在6mm-8mm，一端与钢主梁的托板(7)实现平顺连接，焊接钢板与钢主梁腹板采用沿腹板双面施焊连接，并确保承受与传递连续后梁弯曲与受剪产生的部分水平力；同时，为方便与上翼板连接钢板连接，其一端需做成坡口形式。 6.根据权利要求5所述的一种模块化钢-混组合小箱梁简支连续桥，其特征在于：所述的连续工字型16钢梁沿着焊接钢板(14)、翼板连接钢板(13)布置，并对其沿下翼板两侧进行连续施焊，从而进一步增加连接段结构的刚度与整体性，且其长度取翼板连接钢板与两块焊接钢板长度之和，即L3＝2L2+L1。 7.根据权利要求6所述的一种模块化钢-混组合小箱梁简支连续桥，其特征在于：所述的纵预应力束筋及管道(10)需根据连续后的活载受力需要在连续段高性能桥面连续混凝土板(17)中布置；待高性能桥面连续混凝土(17)完成浇筑并达到一定强度后进行张拉；；所述的高性能桥面连续混凝土(17)，采用已在工程中应用的28d平均抗压强度应大于等于60MPa；浇筑后的桥面连续高性能混凝土桥面板的厚度，与预制混凝土桥面板或桥面铺装平齐；所述的普通连续钢筋(18)，依照相关规范进行双层布置，顶层钢筋连续，底层钢筋与工字型槽钢进行相连，且与槽钢连接端的箍筋做成K型撑形成有效连接。 8.根据权利要求7所述的一种模块化钢-混组合小箱梁简支连续桥的施工方法，其特征在于包括如下步骤：步骤(1).模块化钢梁、预制混凝土桥面板、各连接板件和连接高强螺栓等运输至桥址和安装；该步骤包括：a)纵向钢主梁(1)的制作；b)简支段高性能混凝土桥面板(2)的预制；c)各连接板件和连接高强螺栓的制作等；对于简支架设的钢-混凝土组合梁，因施工步骤与之前专利相类似，故不予赘述；需特别注明的是，在纵向钢主梁(1)制作这一步骤中，除了与之前专利要求的横隔梁锚固板(5)、托板(7)、群栓钉(8)、钢横隔板(3)的预制与安装外，还需额外预制焊接钢板(14)、腹板连接钢板(12)、底板连接钢板(11)、翼板连接钢板(13)及进行相应孔洞预留等，并在钢梁制作时将焊接钢板(14)与钢主梁(1)按设计要求在相应部位完成焊接连接；步骤(2).连续段钢主梁连续；将预制各钢主梁吊装至桥址盖梁预设位置处后，采用高强螺栓(9)分别对两组小箱梁钢主梁(1)的底板与底板连接钢板(11)及腹板与腹板连接钢板(12)进行连接，待连接完成后，再对钢-混组合小箱梁两端钢横隔板(3)、钢横隔梁锚固板5进行连接；而后吊装各跨的分块预制的混凝土桥面板于设有连接群栓钉(8)的钢梁上，吊装完成后，将带坡口的翼板连接钢板(13)放置于两块焊接钢板(14)之间进行焊接，完成钢主梁(1)中墩支点上翼缘钢板的连续，之后对不同幅的钢主梁的焊接钢板(14)、翼板连接钢板(13)进行焊接，实现连续段横向钢主梁连续；再在各幅钢主梁的2块焊接钢板(14)及其之间的翼板连接钢板(13)上布置连续工字型钢梁(16)，并对其沿桥跨方向进行角焊；在各工字型钢梁间布置相应的普通连续钢筋(18)及纵向预应力束筋及管道(10)；步骤(3).横向连接；此阶段除对小箱梁间的外钢横隔板(3)进行连接拼装，还需对简支段高性能混凝土桥面板(2)纵向接缝采用预留的U型钢筋(6)进行连接，且在其对接嵌套环中按设计穿入放置纵向受力的防腐环氧钢筋并绑扎固定，再在桥面板接缝中浇筑超高性能混凝土接缝(4)；同时对简支段高性能混凝土桥面板(2)中群栓钉(8)的预留孔的超高性能混凝土进行浇筑；步骤(4).进行连接段高性能桥面连续混凝土(17)的浇筑；待混凝土达到设计强度的80％后进行连接段纵向预应力束筋张拉；步骤(5).桥面铺装及附属设施的施工；在完成步骤1-4后，对桥面进行铺装和附属设施的施工；桥面铺装采用沥青混凝土铺装层。
所属类别：	发明专利