本發(fā)明涉及橋梁結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高裝配率的新型預(yù)應(yīng)力鋼-混凝土組合梁式橋。

背景技術(shù)：

鋼-混凝土組合梁式橋可充分發(fā)揮鋼材與混凝土各自的材料特性，且具有承載力高、剛度大、穩(wěn)定性好和連接簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用前景廣闊。

但在實(shí)際工程應(yīng)用中，鋼-混凝土組合梁式橋也存在一些亟需解決的問(wèn)題：

(1)傳統(tǒng)鋼-混凝土組合梁式橋的裝配程度不高，施工效率較低；多跨連續(xù)橋中存在負(fù)彎矩區(qū)混凝土受拉宜開(kāi)裂的問(wèn)題，并引起路面層開(kāi)裂，導(dǎo)致組合梁剛度和耐久性降低。

(2)鋼-混凝土組合梁式橋的設(shè)計(jì)需要控制鋼梁中的拉應(yīng)力幅值，以滿足橋梁結(jié)構(gòu)在往復(fù)荷載作用下的疲勞要求；傳統(tǒng)的構(gòu)造措施和設(shè)計(jì)方法很難充分利用高強(qiáng)鋼材的受拉強(qiáng)度，不利于高強(qiáng)鋼材在梁式橋中的推廣。

(3)鋼-混凝土組合梁式橋中，若采用傳統(tǒng)栓釘抗剪連接件，栓釘需密集布置，施工復(fù)雜；采用組合剛性抗剪連接件可有效降低連接件數(shù)量，但傳統(tǒng)組合剛性抗剪連接件加工復(fù)雜，成本較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種可防止負(fù)彎矩區(qū)混凝土開(kāi)裂的高裝配率預(yù)應(yīng)力鋼-混凝土組合梁式橋以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的而采用的技術(shù)方案是這樣的，一種裝配整體式預(yù)應(yīng)力鋼-混凝土組合梁式橋，包括縱向設(shè)置的兩片預(yù)應(yīng)力鋼梁，以及墩柱和托梁。

所述墩柱向上與托梁連接。所述兩片預(yù)應(yīng)力鋼梁通過(guò)支座架立在托梁上。

所述兩片預(yù)應(yīng)力鋼梁平行布置且梁面相對(duì)。所述兩片預(yù)應(yīng)力鋼梁頂部加蓋鋼筋混凝土橋面板。所述鋼筋混凝土橋面板頂部鋪設(shè)有路面層。

所述的預(yù)應(yīng)力鋼梁為工字鋼梁、閉口式箱型鋼梁或開(kāi)口式箱型鋼梁。在每個(gè)預(yù)應(yīng)力鋼梁跨中位置均布置有鋼梁預(yù)應(yīng)力鋼索組件。每個(gè)鋼梁預(yù)應(yīng)力鋼索組件包括鋼梁預(yù)應(yīng)力鋼索、兩個(gè)鋼索支座和兩個(gè)錨具。所述兩個(gè)鋼索支座固定在預(yù)應(yīng)力鋼梁的下翼緣板頂部。所述鋼梁預(yù)應(yīng)力鋼索直線張拉，并通過(guò)錨具錨固在兩個(gè)鋼索支座之間。

所述鋼筋混凝土橋面板包括多塊獨(dú)立的預(yù)制鋼筋混凝土板和微膨脹混凝土。所述多塊預(yù)制鋼筋混凝土板沿著橋梁縱向順次鋪設(shè)在預(yù)應(yīng)力鋼梁上部。相鄰兩塊預(yù)制鋼筋混凝土板之間存在間隙。預(yù)應(yīng)力鋼梁梁頂在間隙處預(yù)設(shè)有組合剛性抗剪連接件。每塊預(yù)制鋼筋混凝土板中均預(yù)埋有若干預(yù)留外伸鋼筋。相鄰兩塊預(yù)制鋼筋混凝土板通過(guò)預(yù)留外伸鋼筋相互連接。相鄰兩塊預(yù)制鋼筋混凝土板之間的間隙中澆筑有微膨脹混凝土。

所述多塊預(yù)制鋼筋混凝土板中包括若干預(yù)制支座預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土板和若干預(yù)制跨中鋼筋混凝土板。所述預(yù)制跨中鋼筋混凝土板布置在橋梁跨中位置。所述預(yù)制支座預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土板布置在橋梁其余位置。

所述預(yù)制支座預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土板中還預(yù)埋有若干根預(yù)應(yīng)力鋼筋。所述預(yù)應(yīng)力鋼梁和預(yù)制支座預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土板的接觸面處，預(yù)制支座預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土板設(shè)置有y形預(yù)留孔ⅰ，預(yù)應(yīng)力鋼梁梁頂預(yù)設(shè)有組合剛性抗剪連接件。所述組合剛性抗剪連接件插入y形預(yù)留孔ⅰ中。y形預(yù)留孔ⅰ采用微膨脹混凝土灌注密實(shí)。

所述預(yù)應(yīng)力鋼梁和預(yù)制跨中鋼筋混凝土板的接觸面處，預(yù)制跨中鋼筋混凝土板設(shè)置有y形預(yù)留孔ⅱ，預(yù)應(yīng)力鋼梁梁頂預(yù)設(shè)有組合剛性抗剪連接件。所述組合剛性抗剪連接件插入y形預(yù)留孔ⅱ中。y形預(yù)留孔ⅱ采用微膨脹混凝土灌注密實(shí)。

進(jìn)一步，所述預(yù)應(yīng)力鋼梁沿縱向分割為多節(jié)，相互拼接組成整體。相鄰兩節(jié)預(yù)應(yīng)力鋼梁的端部通過(guò)高強(qiáng)螺栓和/或焊縫拼接固定。

進(jìn)一步，相鄰兩塊預(yù)制鋼筋混凝土板的外伸預(yù)留鋼筋采用直螺紋套筒連接或焊接的方式連接。

進(jìn)一步，所述組合剛性抗剪連接件包括抗掀起栓釘和剛性抗剪塊。所述剛性抗剪塊與預(yù)應(yīng)力鋼梁梁頂固定連接。所述抗掀起栓釘焊接在剛性抗剪塊頂部。

進(jìn)一步，所述y形預(yù)留孔ⅰ和y形預(yù)留孔ⅱ的平面形狀為圓形或矩形。

本發(fā)明還公開(kāi)一種關(guān)于上述裝配整體式預(yù)應(yīng)力鋼-混凝土組合梁式橋的施工方法，包括以下步驟：

1)吊裝或現(xiàn)場(chǎng)施工墩柱、托梁等下部結(jié)構(gòu)。

2)在工廠加工預(yù)應(yīng)力鋼梁、預(yù)制支座預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土板和預(yù)制跨中鋼筋混凝土板。并張拉鋼梁預(yù)應(yīng)力鋼索對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼梁施加預(yù)應(yīng)力。

3)吊裝預(yù)應(yīng)力鋼梁。

4)吊裝預(yù)制跨中鋼筋混凝土板并定位，采用微膨脹混凝土灌注y形預(yù)留孔ⅱ。

5)吊裝預(yù)制支座預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土板并定位，采用微膨脹混凝土灌注y形預(yù)留孔ⅰ。

6)通過(guò)預(yù)留外伸鋼筋將相鄰兩塊預(yù)制鋼筋混凝土板固定連接。

7)采用微膨脹混凝土澆筑相鄰兩塊預(yù)制鋼筋混凝土板之間的間隙。

8)完成路面層施工。

本發(fā)明的技術(shù)效果是毋庸置疑的：

a)可有效控制鋼-混凝土組合梁式橋負(fù)彎矩區(qū)混凝土板的開(kāi)裂，改善結(jié)構(gòu)的使用性能和耐久性；

b)提高鋼-混凝土組合梁式橋的中鋼材抗拉強(qiáng)度的利用效率，有利于高強(qiáng)鋼材在鋼-混凝土組合梁式橋中的應(yīng)用，節(jié)約材料，降低結(jié)構(gòu)自重；

c)在保證連接性能的前提下，降低傳統(tǒng)組合剛性抗剪連接件加工難度與成本；

d)改善傳統(tǒng)鋼-混凝土組合梁式橋的施工工藝，提高橋面結(jié)構(gòu)的裝配程度，并優(yōu)化其受力性能，減輕結(jié)構(gòu)自重和吊裝重量，簡(jiǎn)化連接構(gòu)造，提高施工效率。

附圖說(shuō)明

圖1為梁式橋結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為梁式橋俯視圖；

圖3為預(yù)制支座預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土板俯視圖；

圖4為預(yù)制跨中鋼筋混凝土板俯視圖；

圖5為實(shí)施例1中y形預(yù)留孔??；

圖6為實(shí)施例2中y形預(yù)留孔ⅰ；

圖7為組合剛性抗剪連接件結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：預(yù)應(yīng)力鋼梁1、預(yù)制支座應(yīng)力鋼筋混凝土板2、y形預(yù)留孔ⅰ201、預(yù)應(yīng)力鋼筋202、預(yù)預(yù)制跨中鋼筋混凝土板3、y形預(yù)留孔ⅱ301、墩柱4、托梁5、路面層6、預(yù)留外伸鋼筋9、組合剛性抗剪連接件10、抗掀起栓釘1001、剛性抗剪塊1002、微膨脹混凝土11、支座12、鋼梁預(yù)應(yīng)力鋼索16、鋼索支座17、錨具18。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但不應(yīng)該理解為本發(fā)明上述主題范圍僅限于下述實(shí)施例。在不脫離本發(fā)明上述技術(shù)思想的情況下，根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識(shí)和慣用手段，做出各種替換和變更，均應(yīng)包括在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。

實(shí)施例1：

本實(shí)施例公開(kāi)一種裝配整體式預(yù)應(yīng)力鋼-混凝土組合梁式橋，包括縱向設(shè)置的兩片預(yù)應(yīng)力鋼梁1，以及墩柱4和托梁5。

參見(jiàn)圖1和圖2，所述墩柱4向上與托梁5連接。所述兩片預(yù)應(yīng)力鋼梁1通過(guò)支座12架立在托梁5上。

所述兩片預(yù)應(yīng)力鋼梁1平行布置且梁面相對(duì)。所述兩片預(yù)應(yīng)力鋼梁1頂部加蓋鋼筋混凝土橋面板。所述鋼筋混凝土橋面板頂部鋪設(shè)有路面層6。

所述的預(yù)應(yīng)力鋼梁1為工字鋼梁。所述預(yù)應(yīng)力鋼梁1沿縱向分割為多節(jié)，相互拼接組成整體。相鄰兩節(jié)預(yù)應(yīng)力鋼梁1的端部通過(guò)高強(qiáng)螺栓拼接固定。在每個(gè)預(yù)應(yīng)力鋼梁1跨中位置均布置有鋼梁預(yù)應(yīng)力鋼索組件。每個(gè)鋼梁預(yù)應(yīng)力鋼索組件包括鋼梁預(yù)應(yīng)力鋼索16、兩個(gè)鋼索支座17和兩個(gè)錨具18。所述兩個(gè)鋼索支座17固定在預(yù)應(yīng)力鋼梁1的下翼緣板頂部。所述鋼梁預(yù)應(yīng)力鋼索16直線張拉，并通過(guò)錨具18錨固在兩個(gè)鋼索支座17之間。張拉鋼梁預(yù)應(yīng)力鋼索16后，預(yù)應(yīng)力鋼梁1的下翼緣板中產(chǎn)生壓應(yīng)力，上翼緣板中產(chǎn)生拉應(yīng)力。

所述鋼筋混凝土橋面板包括多塊獨(dú)立的預(yù)制鋼筋混凝土板和微膨脹混凝土11。所述多塊預(yù)制鋼筋混凝土板沿著橋梁縱向順次鋪設(shè)在預(yù)應(yīng)力鋼梁1上部。相鄰兩塊預(yù)制鋼筋混凝土板之間存在間隙，即后澆帶。預(yù)應(yīng)力鋼梁1梁頂在間隙處預(yù)設(shè)有組合剛性抗剪連接件10。每塊預(yù)制鋼筋混凝土板中均預(yù)埋有縱橫間隔布置的預(yù)留外伸鋼筋9。相鄰兩塊預(yù)制鋼筋混凝土板通過(guò)預(yù)留外伸鋼筋9相互焊接連接在一起。相鄰兩塊預(yù)制鋼筋混凝土板之間的間隙中澆筑有微膨脹混凝土11。

所述多塊預(yù)制鋼筋混凝土板中包括多塊預(yù)制支座預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土板2和2塊預(yù)制跨中鋼筋混凝土板3。所述預(yù)制跨中鋼筋混凝土板3布置在橋梁跨中位置。所述預(yù)制支座預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土板2布置在橋梁其余位置。

參見(jiàn)圖1和圖3，所述預(yù)制支座預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土板2中還預(yù)埋有6根預(yù)應(yīng)力鋼筋202。通過(guò)先張法張拉混凝土板，對(duì)預(yù)制支座預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土板2施加縱向的預(yù)壓力。所述預(yù)應(yīng)力鋼梁1和預(yù)制支座預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土板2的接觸面處，預(yù)制支座預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土板2設(shè)置有y形預(yù)留孔ⅰ201，預(yù)應(yīng)力鋼梁1梁頂預(yù)設(shè)有組合剛性抗剪連接件10。所述組合剛性抗剪連接件10插入y形預(yù)留孔ⅰ201中。y形預(yù)留孔ⅰ201采用微膨脹混凝土11灌注密實(shí)。參見(jiàn)圖5，在本實(shí)施例中，所述y形預(yù)留孔ⅰ201的平面形狀為矩形。

參見(jiàn)圖1和圖4，所述預(yù)應(yīng)力鋼梁1和預(yù)制跨中鋼筋混凝土板3的接觸面處，預(yù)制跨中鋼筋混凝土板3設(shè)置有y形預(yù)留孔ⅱ301，預(yù)應(yīng)力鋼梁1梁頂預(yù)設(shè)有組合剛性抗剪連接件10。所述組合剛性抗剪連接件10插入y形預(yù)留孔ⅱ301中。y形預(yù)留孔ⅱ301采用微膨脹混凝土11灌注密實(shí)。

實(shí)施例2：

本實(shí)施例公開(kāi)一種裝配整體式預(yù)應(yīng)力鋼-混凝土組合梁式橋，包括縱向設(shè)置的兩片預(yù)應(yīng)力鋼梁1，以及墩柱4和托梁5。

所述墩柱4向上與托梁5連接。所述兩片預(yù)應(yīng)力鋼梁1通過(guò)支座12架立在托梁5上。

所述兩片預(yù)應(yīng)力鋼梁1平行布置且梁面相對(duì)。所述預(yù)應(yīng)力鋼梁1沿縱向分割為多節(jié)，相互拼接組成整體。相鄰兩節(jié)預(yù)應(yīng)力鋼梁1的端部通過(guò)對(duì)接焊縫拼接固定。所述兩片預(yù)應(yīng)力鋼梁1頂部加蓋鋼筋混凝土橋面板。所述鋼筋混凝土橋面板頂部鋪設(shè)有路面層6。

所述的預(yù)應(yīng)力鋼梁1為開(kāi)口式箱型鋼梁。在每個(gè)預(yù)應(yīng)力鋼梁1跨中位置均布置有鋼梁預(yù)應(yīng)力鋼索組件。每個(gè)鋼梁預(yù)應(yīng)力鋼索組件包括鋼梁預(yù)應(yīng)力鋼索16、兩個(gè)鋼索支座17和兩個(gè)錨具18。所述兩個(gè)鋼索支座17固定在預(yù)應(yīng)力鋼梁1的下翼緣板頂部。所述鋼梁預(yù)應(yīng)力鋼索16直線張拉，并通過(guò)錨具18錨固在兩個(gè)鋼索支座17之間。張拉鋼梁預(yù)應(yīng)力鋼索16后，預(yù)應(yīng)力鋼梁1的下翼緣板中產(chǎn)生壓應(yīng)力，上翼緣板中產(chǎn)生拉應(yīng)力。

所述鋼筋混凝土橋面板包括多塊獨(dú)立的預(yù)制鋼筋混凝土板和微膨脹混凝土11。所述多塊預(yù)制鋼筋混凝土板沿著橋梁縱向順次鋪設(shè)在預(yù)應(yīng)力鋼梁1上部。相鄰兩塊預(yù)制鋼筋混凝土板之間存在間隙，即后澆帶。預(yù)應(yīng)力鋼梁1梁頂在間隙處預(yù)設(shè)有組合剛性抗剪連接件10。參見(jiàn)圖7，所述組合剛性抗剪連接件10包括抗掀起栓釘1001和剛性抗剪塊1002。所述剛性抗剪塊1002與預(yù)應(yīng)力鋼梁1梁頂固定連接。所述抗掀起栓釘1001焊接在剛性抗剪塊1002頂部。所述每塊預(yù)制鋼筋混凝土板中均預(yù)埋有縱橫間隔布置的預(yù)留外伸鋼筋9。相鄰兩塊預(yù)制鋼筋混凝土板的預(yù)留外伸鋼筋9采用直螺紋套筒連接。相鄰兩塊預(yù)制鋼筋混凝土板通過(guò)預(yù)留外伸鋼筋9相互連接。相鄰兩塊預(yù)制鋼筋混凝土板之間的間隙中澆筑有微膨脹混凝土11。

所述多塊預(yù)制鋼筋混凝土板中包括多塊預(yù)制支座預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土板2和2塊預(yù)制跨中鋼筋混凝土板3。所述預(yù)制跨中鋼筋混凝土板3布置在橋梁跨中位置。所述預(yù)制支座預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土板2布置在橋梁其余位置。

所述預(yù)制支座預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土板2中還預(yù)埋有6根預(yù)應(yīng)力鋼筋202。通過(guò)先張法張拉混凝土板，對(duì)預(yù)制支座預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土板2施加縱向的預(yù)壓力。所述預(yù)應(yīng)力鋼梁1和預(yù)制支座預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土板2的接觸面處，預(yù)制支座預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土板2設(shè)置有y形預(yù)留孔ⅰ201，預(yù)應(yīng)力鋼梁1梁頂預(yù)設(shè)有組合剛性抗剪連接件10。所述組合剛性抗剪連接件10插入y形預(yù)留孔ⅰ201中。y形預(yù)留孔ⅰ201采用微膨脹混凝土11灌注密實(shí)。參見(jiàn)圖6，在本實(shí)施例中，所述y形預(yù)留孔ⅰ201的平面形狀為圓形。

所述預(yù)應(yīng)力鋼梁1和預(yù)制跨中鋼筋混凝土板3的接觸面處，預(yù)制跨中鋼筋混凝土板3設(shè)置有y形預(yù)留孔ⅱ301，預(yù)應(yīng)力鋼梁1梁頂預(yù)設(shè)有組合剛性抗剪連接件10。所述組合剛性抗剪連接件10插入y形預(yù)留孔ⅱ301中。y形預(yù)留孔ⅱ301采用微膨脹混凝土11灌注密實(shí)。

實(shí)施例3：

本實(shí)施例公開(kāi)關(guān)于實(shí)施例1和實(shí)施例2任意一種裝配整體式預(yù)應(yīng)力鋼-混凝土組合梁式橋的施工方法，包括以下步驟：

1)吊裝或現(xiàn)場(chǎng)施工墩柱4、托梁5等下部結(jié)構(gòu)。

2)在工廠加工預(yù)制支座預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土板2和預(yù)制跨中鋼筋混凝土板3。預(yù)應(yīng)力鋼梁1分節(jié)在工廠預(yù)制，在預(yù)應(yīng)力鋼梁1梁頂預(yù)設(shè)組合剛性抗剪連接件10，并張拉預(yù)應(yīng)力鋼索16對(duì)跨中段預(yù)應(yīng)力鋼梁1施加預(yù)應(yīng)力。預(yù)應(yīng)力鋼梁1、預(yù)制支座預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土板2和預(yù)制跨中鋼筋混凝土板3在工廠試拼合格后運(yùn)往現(xiàn)場(chǎng)。

3)吊裝預(yù)應(yīng)力鋼梁1，采用高強(qiáng)螺栓和/或?qū)雍缚p連接相鄰段預(yù)應(yīng)力鋼梁1。

4)吊裝預(yù)制跨中鋼筋混凝土板3并定位，采用微膨脹混凝土11灌注y形預(yù)留孔ⅱ301。

5)吊裝預(yù)制支座預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土板2并定位，采用微膨脹混凝土11灌注y形預(yù)留孔ⅰ201。

6)通過(guò)預(yù)留外伸鋼筋9將相鄰兩塊預(yù)制鋼筋混凝土板固定連接。

7)采用微膨脹混凝土11澆筑相鄰兩塊預(yù)制鋼筋混凝土板之間的間隙。

8)完成路面層6施工。