應用于寬混凝土肋板梁的橫向桁式鋼結構及其施工方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種應用于寬混凝土肋板梁的橫向桁式鋼結構及其施工方法，上弦桿、下弦桿端頭接端腹桿，中間接中腹桿，端腹桿接混凝土梁肋；上弦桿通過剪力釘、橋面板混凝土順、橫橋向現(xiàn)澆縫接預制混凝土橋面板，混凝土梗脅；在混凝土梗脅與梁肋交接處設抗拔鍵。施工方法是，上、下弦桿及端腹桿組焊成框架，焊接節(jié)點板，焊接或栓接中腹桿，焊接剪力釘及抗拔鍵；運輸至現(xiàn)場準備安裝；安裝梁肋底模，吊裝并調整就位；安裝梁肋側模及梗脅底模，綁扎鋼筋、安裝預應力管道；澆注梁肋及梗脅混凝土，預制混凝土橋面板就位，澆注橋面板混凝土順、橫橋向現(xiàn)澆縫。采用本發(fā)明在車輛荷載作用下，上弦桿與預制混凝土橋面板共同受壓、下弦桿承受拉力傳遞于梁肋。
【專利說明】應用于寬混凝土肋板梁的橫向桁式鋼結構及其施工方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種應用于寬混凝土肋板梁的橫向桁式鋼結構及其施工方法。
【背景技術】
[0002]混凝土肋板式梁因其構造簡潔、受力明確、施工簡單，在斜拉橋、拱橋及懸索橋中都有應用，尤其在跨度500m及以下的斜拉橋中應用最為廣泛。但隨著經(jīng)濟發(fā)展、交通量增力口，橋面車道數(shù)由以前常見的4車道，增加到6、8車道甚至更多，橋寬也相應增加，以往常用的預應力混凝土橫梁自重所占比例增大，預應力引起的寬梁效應增加，混凝土肋板式梁的經(jīng)濟、技術優(yōu)勢不再明顯。
[0003]混凝土肋板梁為典型的縱橫梁受力體系，傳力途徑:車輛荷載經(jīng)混凝土橋面板，橫梁，兩側混凝土梁肋傳至拉索或吊索。其中橫梁是關鍵的傳力構件，主要受剪力和彎矩，其幾何尺寸受橋面寬度控制。
[0004]目前橫梁一般采用預應力混凝土結構，隨著交通量及車道數(shù)的增加，橫梁的幾何尺寸及配索增加明顯，繼續(xù)采用預應力混凝土橫梁存在如下一些不足:
[0005](I)在受力方面，橫梁的彎矩隨著長度呈平方級數(shù)增長，致其自重及配索量增加，寬梁效應明顯。
[0006](2)在經(jīng)濟性方面，拉索、主塔(或拱肋)、基礎及主梁施工臨時結構隨著橫梁自重增加而增加，經(jīng)濟優(yōu)勢降低。
[0007](3)在耐久性方面，由于寬梁效應，有開裂的風險，需要采取額外的措施保證耐久性。
[0008](4)在施工方面，橫梁長度增大、自重增加，施工掛籃橫梁易于變形下?lián)稀?br> [0009]為解決寬橋面預應力橫梁存在的上述不足，目前也有一些有益的嘗試，例如設翼緣將非機動車道及人行道等置于橫梁范圍外，但翼緣寬度有限，該措施未能從實質上解決寬橋面預應力橫梁存在的問題。

【發(fā)明內容】

[0010]本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)狀，旨在提供一種可使上弦桿與預制混凝土橋面板共同受壓、下弦桿單獨承受拉力，并可傳遞于梁肋的應用于寬混凝土肋板梁的橫向桁式鋼結構及其施工方法。
[0011]本發(fā)明目的的實現(xiàn)方式為，應用于寬混凝土肋板梁的橫向桁式鋼結構，上弦桿、下弦桿端頭接端腹桿，中間通過節(jié)點板接中腹桿，端腹桿通過剪力釘接混凝土梁肋；上弦桿通過剪力釘、橋面板混凝土順橋向現(xiàn)澆縫、橋面板橫橋向現(xiàn)澆縫接預制混凝土橋面板，混凝土梗脅；在混凝土梗脅與混凝土梁肋交接處設抗拔鍵。
[0012]應用于寬混凝土肋板梁的橫向桁式鋼結構的施工方法，具體步驟如下:
[0013]I)上、下弦桿及端腹桿組焊成框架，焊接節(jié)點板，焊接或栓接中腹桿，焊接剪力釘及抗拔鍵；[0014]2)將焊接節(jié)點板、中腹桿、剪力釘及抗拔鍵的框架運輸至現(xiàn)場準備安裝；
[0015]3)在掛籃或支架上安裝梁肋底模，焊接節(jié)點板、中腹桿、剪力釘及抗拔鍵的框架吊裝并調整就位；
[0016]4)安裝梁肋側模及梗脅底模，綁扎鋼筋、安裝預應力管道；
[0017]5)澆注梁肋及梗脅混凝土并養(yǎng)護至齡期；
[0018]6)在焊接節(jié)點板、中腹桿、剪力釘及抗拔鍵的上弦桿頂敷設橫向密封橡膠條，并吊裝預制混凝土橋面板就位；
[0019]7)安裝縱向現(xiàn)澆縫施工吊架，在吊架頂敷設縱向密封橡膠條；
[0020]8)澆注橋面板混凝土順橋向現(xiàn)澆縫、橋面板橫橋向現(xiàn)澆縫，養(yǎng)護至齡期，拆除臨時吊架。
[0021]采用本發(fā)明上弦桿及端腹桿通過剪力釘及抗拔鍵與混凝土肋板梁結合，在車輛荷載作用下，上弦桿與預制混凝土橋面板共同受壓、下弦桿單獨承受拉力，經(jīng)腹桿傳遞的豎向剪力通過端腹桿與梁肋之間的剪力釘傳遞于梁肋。
[0022]本發(fā)明能充分發(fā)揮混凝土受壓，鋼材受拉的力學性能，有效降低了寬混凝土肋板梁橫向結構的自重，減小了拉索、塔(拱肋)及基礎的規(guī)模，規(guī)避了寬梁效應；采用工廠預制，可以大大加快施工進度，節(jié)約施工成本，經(jīng)濟效益顯著。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明立面結構示意圖；
[0024]圖2為圖1的A-A剖面圖；
[0025]圖3為圖1的B-B剖面圖；
[0026]圖4為圖1中的抗拔鍵管的結構俯視圖。
【具體實施方式】
[0027]下面結合附圖對本發(fā)明進一步說明。
[0028]參照圖1-4，上弦桿1、下弦桿2端頭接端腹桿3，中間通過節(jié)點板5接中腹桿4，端腹桿3通過剪力釘6接混凝土梁肋10，上弦桿I通過剪力釘6、橋面板混凝土順橋向現(xiàn)澆縫
11、橋面板橫橋向現(xiàn)澆縫12接預制混凝土橋面板8，混凝土梗脅9，在上弦桿I與混凝土梁肋10交接處設抗拔鍵7 (見圖4)。
[0029]上弦桿1、下弦桿2及端腹桿3截面為“工”字型截面、中腹桿4截面為“L”型截面，抗拔鍵7為一端為半圓弧形的U形鋼筋，各部件之間通過焊縫或螺栓連接。
[0030]上弦桿I及端腹桿3通過剪力釘6及抗拔鍵7與混凝土肋板梁結合，在車輛荷載作用下，上弦桿與橋面板共同受壓、下弦桿單獨承受拉力，經(jīng)腹桿傳遞的豎向剪力通過端腹桿與梁肋之間的剪力釘傳遞于梁肋。
[0031]應用于寬混凝土肋板梁的橫向桁式鋼結構的施工方法，具體步驟如下:
[0032]I)上、下弦桿1、2及端腹桿3組焊成框架，焊接節(jié)點板5，焊接或栓接中腹桿4，焊接剪力釘6及抗拔鍵7 ；
[0033]2)將焊接節(jié)點板、中腹桿、剪力釘及抗拔鍵的框架運輸至現(xiàn)場準備安裝；
[0034]3)在掛籃或支架上安裝梁肋底模，焊接節(jié)點板、中腹桿、剪力釘及抗拔鍵的框架吊裝并調整就位；
[0035]4)安裝梁肋側模及梗脅底模，綁扎鋼筋、安裝預應力管道；
[0036]5)澆注梁肋及梗脅混凝土并養(yǎng)護至齡期；
[0037]6)在焊接節(jié)點板、中腹桿、剪力釘及抗拔鍵的上弦桿頂敷設橫向密封橡膠條，并吊裝預制混凝土橋面板8就位；
[0038]7)安裝縱向現(xiàn)澆縫施工吊架，在吊架頂敷設縱向密封橡膠條；
[0039]8)澆注橋面板混凝土順橋向現(xiàn)澆縫11、橋面板橫橋向現(xiàn)澆縫12，養(yǎng)護至齡期，拆除臨時吊架。
[0040]本發(fā)明預制混凝土橋面板8，減小了混凝土收縮、徐變的影響。在混凝土梗脅與混凝土梁肋交接處設抗拔鍵7，可抵抗局部荷載工況下在結構端產生的負彎矩。
[0041]為消除由框架、預制橋面板及橋面鋪裝自重產生的下?lián)夕?，保證成橋后橫向線形，上弦桿I兩端與端腹桿3應有中間高兩端低的預拱度Λ/L，式中L為上弦桿I長度的1/2。
[0042]本發(fā)明由上弦桿1、下弦桿2、端腹桿3及中腹桿4組成的框架可在工廠制作，在工廠制作時，上弦桿I以兩端與端腹桿3中心線交點為基點向上旋轉Λ/L弧度，形成中間高兩端低的預拱度。
【權利要求】
1.應用于寬混凝土肋板梁的橫向桁式鋼結構，其特征在于上弦桿、下弦桿端頭接端腹桿，中間通過節(jié)點板接中腹桿，端腹桿通過剪力釘接混凝土梁肋；上弦桿通過剪力釘、橋面板混凝土順橋向現(xiàn)澆縫、橋面板橫橋向現(xiàn)澆縫接預制混凝土橋面板，混凝土梗脅；在混凝土梗脅與混凝土梁肋交接處設抗拔鍵。
2.根據(jù)權利要求1所述的應用于寬混凝土肋板梁的橫向桁式鋼結構，其特征在于上弦桿(I)、下弦桿(2)及端腹桿(3)截面為“工”字型截面、中腹桿(4)截面為“L”型截面，抗拔鍵(7)為一端為半圓弧形的U形鋼筋。
3.權利要求1所述的應用于寬混凝土肋板梁的橫向桁式鋼結構的施工方法，其特征在于具體步驟如下: 1)上、下弦桿及端腹桿組焊成框架，焊接節(jié)點板，焊接或栓接中腹桿，焊接剪力釘及抗拔鍵； 2)將焊接節(jié)點板、中腹桿、剪力釘及抗拔鍵的框架運輸至現(xiàn)場準備安裝； 3)在掛籃或支架上安裝梁肋底模，焊接節(jié)點板、中腹桿、剪力釘及抗拔鍵的框架吊裝并調整就位； 4)安裝梁肋側模及梗脅底模，綁扎鋼筋、安裝預應力管道； 5)澆注梁肋及梗脅混凝土并養(yǎng)護至齡期； 6)在焊接節(jié)點板、中腹桿、剪力釘及抗拔鍵的上弦桿頂敷設橫向密封橡膠條，并吊裝預制混凝土橋面板就位； 7)安裝縱向現(xiàn)澆縫施工吊架，在吊架頂敷設縱向密封橡膠條； 8)澆注橋面板混凝土順橋向現(xiàn)澆縫、橋面板橫橋向現(xiàn)澆縫，養(yǎng)護至齡期，拆除臨時吊架。
4.根據(jù)權利要求3所述的應用于寬混凝土肋板梁的橫向桁式鋼結構的施工方法，其特征在于上弦桿(I)兩端與端腹桿(3)有中間高兩端低的預拱度Λ/L，式中Λ為由框架、預制橋面板及橋面鋪裝自重產生的下?lián)希琇為上弦桿(I)長度的1/2。
【文檔編號】E01D11/04GK103911948SQ201410129117
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年4月1日 優(yōu)先權日:2014年4月1日
【發(fā)明者】張巨生, 高寶峰, 梅新詠, 徐偉, 周建波, 李江剛, 李世文, 李翠霞, 羅華瑩, 湯懷勝 申請人:中鐵大橋勘測設計院集團有限公司