[發(fā)明專(zhuān)利]局部不組合的懸索橋鋼-混凝土組合橋面系及其施工方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110052060.4
• 申請(qǐng)日: 2011-03-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102146658A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-08-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 聶建國(guó);李法雄;樊健生
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): E01D19/12
• 分類(lèi)號(hào): E01D19/12;E01D21/00;E01D11/02
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種可應(yīng)用于公路大跨度組合梁懸索橋的橋面系，屬于橋梁結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)懸索橋鋼-混凝土組合橋面系，如圖1所示，由鋼縱梁1、鋼橫梁2、風(fēng)嘴3、栓釘連接件4、預(yù)制混凝土板11以及現(xiàn)澆混凝土接縫6組成。節(jié)段鋼主梁結(jié)構(gòu)在工廠焊接后運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)吊裝定位。預(yù)制混凝土板11的板端須制作成齒形槽口，存在現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)量及施工難度較大等問(wèn)題，同時(shí)預(yù)制混凝土板11和現(xiàn)澆混凝土接縫6由于澆注空間狹小，混凝土澆注質(zhì)量難以保證，影響新老混凝土結(jié)合部的受力性能。另一方面，傳統(tǒng)懸索橋鋼-混凝土組合橋面系在鋼縱梁1和鋼橫梁2上方均設(shè)置栓釘連接件4，鋼縱梁1對(duì)混凝土板因溫度、收縮徐變等效應(yīng)引起的強(qiáng)迫變形具有明顯的約束作用，尤其在吊點(diǎn)處混凝土板因設(shè)置栓釘連接件4導(dǎo)致顯著的應(yīng)力集中現(xiàn)象，非常容易引起混凝土板發(fā)生開(kāi)裂現(xiàn)象，從而降低結(jié)構(gòu)的承載力及剛度，影響結(jié)構(gòu)的耐久性。這些問(wèn)題都給該類(lèi)結(jié)構(gòu)的推廣應(yīng)用造成了一定的困難。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種相對(duì)于傳統(tǒng)懸索橋鋼-混凝土組合橋面系，簡(jiǎn)化預(yù)制混凝土板的制作工藝，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)量及施工難度較小、同時(shí)降低鋼主梁與混凝土板在復(fù)雜受力區(qū)域的連接程度以及其對(duì)混凝土板溫度、收縮徐變等效應(yīng)的釋放作用，混凝土澆注質(zhì)量易于保證、結(jié)構(gòu)承載力、剛度和抗裂性能較高、經(jīng)濟(jì)性能較優(yōu)的懸索橋鋼-混凝土組合橋面系。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種局部不組合的懸索橋鋼-混凝土組合橋面系，由鋼縱梁1、鋼橫梁2、風(fēng)嘴3、栓釘連接件4、預(yù)制混凝土板5和現(xiàn)澆混凝土接縫6組成，通過(guò)吊索10懸吊于主纜下部；其特征在于，鋼縱梁1、鋼橫梁2和風(fēng)嘴3通過(guò)焊接連接成節(jié)段鋼主梁；預(yù)制混凝土板5和現(xiàn)澆混凝土接縫6僅與鋼橫梁2通過(guò)栓釘連接件4連接形成整體，鋼縱梁1上不設(shè)置栓釘連接件4，同時(shí)在吊點(diǎn)處鋼橫梁2端部一定區(qū)域內(nèi)不設(shè)置栓釘連接件4。

一種局部不組合的懸索橋鋼-混凝土組合橋面系的施工方法，其特征在于，包括鋼結(jié)構(gòu)加工、橋面混凝土板的安裝與連接、節(jié)段組合橋面系架設(shè)拼裝步驟，具體如下：

a.在工廠將鋼縱梁1、鋼橫梁2、風(fēng)嘴3焊接形成節(jié)段鋼主梁；僅在鋼橫梁2上翼緣頂面熔焊栓釘連接件4，鋼縱梁1上不設(shè)置栓釘連接件4，同時(shí)在吊點(diǎn)處鋼橫梁2梁端一定區(qū)域范圍內(nèi)不設(shè)置栓釘連接件4；

b.預(yù)制混凝土板5在工廠預(yù)制時(shí)設(shè)置板端預(yù)留鋼筋7并設(shè)置角形抗剪鋼筋8；

c.施工時(shí)首先將預(yù)制混凝土板5吊裝就位，利用鋼縱梁1和鋼橫梁2作為支撐鋼骨架，鋪設(shè)接縫內(nèi)縱橫向鋼筋9并綁扎，對(duì)相鄰預(yù)制混凝土板5的板端預(yù)留鋼筋7進(jìn)行焊接；以預(yù)制混凝土板5作為模板，澆筑現(xiàn)澆混凝土接縫6，待混凝土硬化之后，形成一種局部不組合的懸索橋鋼-混凝土節(jié)段組合橋面系；

d.待橋面板混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度且養(yǎng)護(hù)充分之后，由船舶或公路運(yùn)輸方式將所述節(jié)段組合橋面系運(yùn)輸至橋位現(xiàn)場(chǎng)吊裝拼接，最后形成懸索橋鋼-混凝土組合橋面系。

本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)混凝土板受壓，下部鋼梁受拉，通過(guò)組合作用充分發(fā)揮混凝土與鋼材優(yōu)異的材料性能。相比于傳統(tǒng)的懸索橋鋼-混凝土組合橋面系，本發(fā)明通過(guò)降低鋼主梁和混凝土板的連接程度釋放了混凝土板因溫度、收縮徐變等效應(yīng)引起的強(qiáng)迫變形，有效緩解了吊點(diǎn)處混凝土板的應(yīng)力集中現(xiàn)象，降低了混凝土開(kāi)裂風(fēng)險(xiǎn)。混凝土板與鋼橫梁組合形成受力特性更為明確的簡(jiǎn)支組合梁受力體系，具有承載力高、施工方便、自重輕、抗震性能好等優(yōu)點(diǎn)，并且提高了結(jié)構(gòu)耐久性，是對(duì)傳統(tǒng)懸索橋鋼-混凝土組合橋面系的重要改進(jìn)。

(2)采用本發(fā)明的一種局部不組合的懸索橋鋼-混凝土組合橋面系，由工廠節(jié)段預(yù)制，運(yùn)輸至橋位現(xiàn)場(chǎng)架設(shè)拼裝，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)量小，施工質(zhì)量易于保證，對(duì)橋位環(huán)境干擾小，綠色環(huán)保，符合可持續(xù)性發(fā)展要求。其中，在工廠節(jié)段預(yù)制時(shí)，預(yù)制混凝土板可作為現(xiàn)澆混凝土接縫的施工模板，可避免支模工序，降低混凝土濕作業(yè)量和施工難度，縮短施工周期，加快施工進(jìn)度。

(3)通過(guò)角形抗剪鋼筋的抗剪作用、板端鋼筋的拉結(jié)作用以及預(yù)制板與現(xiàn)澆混凝土層的界面粘結(jié)作用形成混凝土疊合結(jié)構(gòu)，其整體性能良好，可保證結(jié)構(gòu)在達(dá)到承載力極限狀態(tài)前不發(fā)生粘結(jié)破壞。

(4)通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)預(yù)制板構(gòu)造進(jìn)行改進(jìn)，將預(yù)制板板端齒形槽口改成階梯形狀，簡(jiǎn)化了預(yù)制混凝土板制作工藝，避免了傳統(tǒng)預(yù)制混凝土板開(kāi)裂和耐久性等問(wèn)題，施工方便、受力性能良好。

(5)局部不組合的懸索橋鋼-混凝土組合橋面系相比于傳統(tǒng)懸索橋鋼-混凝土組合橋面系在受力性能、施工性能得到顯著改善的同時(shí)，用鋼量幾乎沒(méi)有增加，經(jīng)濟(jì)性能較優(yōu)。

附圖說(shuō)明