采用波形鋼腹板的預(yù)制鋼-混凝土組合t梁及施工方法
【專利摘要】本發(fā)明公開的采用波形鋼腹板的預(yù)制鋼-混凝土組合T梁及施工方法，包括多個工字型波形鋼腹板鋼梁（1）和混凝土橋面板（3）組合而成的預(yù)制鋼-混凝土組合T梁梁段單元（4），相鄰組合T梁梁段單元（4）通過縱向連接段（5）和梁端濕接縫橫梁（11）形成整體。本發(fā)明既具有傳統(tǒng)采用平鋼板的鋼-混凝土組合梁結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，又能夠提高腹板的穩(wěn)定性和避免混凝土收縮徐變的影響，同時能有效克服鋼-混凝土組合梁目前施工方法上存在的不足，具有運輸方便、易于裝配、現(xiàn)場焊接量小、混凝土澆筑量小、施工速度快、對地面交通影響小等顯著優(yōu)點。
【專利說明】采用波形鋼腹板的預(yù)制鋼-混凝土組合T梁及施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于公路和城市道路的橋梁【技術(shù)領(lǐng)域】，主要涉及的是采用波形鋼腹板的預(yù)制鋼-混凝土組合T梁及施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]工字型全焊接鋼梁重量輕、承載力大，與混凝土橋面板組成的組合梁在公路和城市橋梁中應(yīng)用廣泛，但這種工字型鋼梁的腹板長期以來均采用平鋼板，優(yōu)點是平鋼板間焊接相對簡單；缺點是平鋼板焊接殘余應(yīng)力大，需要采用較多的加勁肋來提高腹板穩(wěn)定性，預(yù)應(yīng)力效率低，混凝土橋面板的收縮徐變會對鋼梁造成額外的附加應(yīng)力，支點位置的混凝土易開裂。
[0003]目前鋼-混凝土組合梁的施工方法主要有兩種，一種是整孔架設(shè)法，該方法整孔進行架設(shè)，優(yōu)點是施工速度快，缺點是梁長在25nT40m之間，運輸難度大，架設(shè)過程易出現(xiàn)穩(wěn)定性問題，實際應(yīng)用很少；另外一種是滿堂支架法，該方法是按一定間隔，搭設(shè)起支撐作用的腳手架，形成操作平臺，接著在支架上安裝鋼梁并進行焊接，然后澆注混凝土頂板，該方法優(yōu)點是不需要大型吊裝設(shè)備，在支架上進行小段鋼梁焊接匹配，解決了長梁運輸?shù)膯栴}，缺點是施工工期長、現(xiàn)場焊接量大、滿堂支架影響地面交通和周邊環(huán)境。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對現(xiàn)有鋼-混凝土組合梁結(jié)構(gòu)形式與施工方法存在的不足，提出了采用波形鋼腹板的預(yù)制鋼-混凝土組合T梁及施工方法。既具有傳統(tǒng)鋼-混凝土組合梁結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，又能夠提高腹板的穩(wěn)定性和避免混凝土收縮徐變的影響，同時能有效克服鋼-混凝土組合梁目前施工方法上存在的不足，具有運輸方便、易于裝配、現(xiàn)場焊接量小、混凝土澆筑量小、施工速度快、對地面交通影響小等顯著優(yōu)點。
[0005]本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的采取的技術(shù)方案是:采用波形鋼腹板的預(yù)制鋼-混凝土組合T梁，包括多個工字型波形鋼腹板鋼梁和混凝土橋面板組合而成的預(yù)制鋼-混凝土組合T梁梁段單元，相鄰梁段單元通過連接鋼板和澆筑混凝土濕接縫形成整體。
[0006]本發(fā)明所述預(yù)制鋼-混凝土組合T梁梁段單元為預(yù)制T型斷面梁。
[0007]本發(fā)明所述預(yù)制組合梁單元的混凝土橋面板間通過預(yù)制組合梁單元的橫向連接鋼筋和橫向混凝土濕接縫連接，通過預(yù)制組合梁單元的縱向連接鋼筋和梁端的濕接縫橫梁連接。
[0008]本發(fā)明所述工字型波形鋼腹板鋼梁的縱向連接位置在臨時支架頂部。
[0009]本發(fā)明實現(xiàn)采用波形鋼腹板的預(yù)制鋼-混凝土組合T梁的施工方法，首先在工廠預(yù)制含波形鋼腹板的鋼-混凝土組合T梁；其次，在橋位處施工永久橋臺和橋墩、在橋墩處搭設(shè)臨時支架形成少支架體系，將工廠預(yù)制完成的鋼-混凝土組合T梁分段安裝在支架體系上，組合梁的縱橫向預(yù)留有連接鋼筋；然后，將預(yù)制鋼-混凝土組合T梁的縱向和橫向鋼結(jié)構(gòu)部分進行栓接或焊接，以形成梁格體系；最后，將預(yù)制鋼-混凝土組合T梁的縱橫向預(yù)留鋼筋進行綁扎和焊接連接，澆注預(yù)制組合梁單元頂板橫向混凝土濕接縫和梁端濕接縫橫梁，待混凝土強度達到要求后完成梁體間的連接施工，拆除臨時支架。
[0010]本發(fā)明實現(xiàn)采用波形鋼腹板的預(yù)制鋼-混凝土組合T梁的施工方法，所述鋼-混凝土組合T梁梁段單元預(yù)制的過程為，將工字型波形鋼腹板鋼梁擺放平整，在工字型波形鋼腹板鋼梁上翼緣焊接混凝土與鋼梁間的剪力連接鍵，將混凝土頂板中的鋼筋與剪力連接鍵綁扎或焊接在一起，布設(shè)頂板混凝土模板，澆注預(yù)制組合梁單元的混凝土橋面板并進行養(yǎng)護，混凝土達到強度拆除模板，完成鋼-混凝土組合T梁梁段單元預(yù)制；
本發(fā)明在所述架設(shè)及澆筑混凝土過程中對鋼梁進行臨時固定，將工字型波形鋼腹板鋼梁橫向通過橫向臨時連接以形成梁格體系。
[0011]本發(fā)明在所述工字型波形鋼腹板鋼梁連接完畢、組合梁單元梁端濕接縫橫梁澆注前對臨時支架的支點進行小幅頂升，然后澆注濕接縫橫梁，待混凝土強度達到要求后對臨時支架的支點復(fù)位，以調(diào)整優(yōu)化鋼梁與混凝土板間的內(nèi)力分配。
[0012]本發(fā)明較現(xiàn)有技術(shù)有下述優(yōu)點:
(1)梁段構(gòu)造簡單，尺寸標準統(tǒng)一，易于工廠標準化預(yù)制，符合常規(guī)運輸要求，避免了梁體過長過寬帶來的施工和運輸問題，可實施性得到提高；
(2)底板受拉區(qū)域采用鋼結(jié)構(gòu)，頂板受壓區(qū)域采用混凝土結(jié)構(gòu)，腹板易失穩(wěn)區(qū)域采用波形鋼板結(jié)構(gòu)，充分利用了多種材料或結(jié)構(gòu)的特性，材料利用率高，抗屈曲能力顯著提高；
(3)梁體重量輕，采用小型機械設(shè)備就能完成吊裝施工，配合少支架施工方法的連接部可多點并行施工，工序少，現(xiàn)場施工工作量小，施工架設(shè)速度快，少支架對地面占用面積小，對原有交通影響小。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是預(yù)制鋼-混凝土組合T梁施工步驟圖(一)。
[0014]圖2是預(yù)制鋼-混凝土組合T梁施工步驟圖(二)。
[0015]圖3是預(yù)制鋼-混凝土組合T梁吊裝完畢的立面圖。
[0016]圖4是工字型波形鋼腹板鋼梁間的縱向連接段局部放大圖。
[0017]圖5是預(yù)制鋼-混凝土組合T梁施工步驟圖(三)。
[0018]圖6是圖5的橫斷面圖。
[0019]圖7是圖5非橫梁位置的濕接縫連接示意圖。
[0020]圖8是圖5橫梁位置的濕接縫連接示意圖。
[0021]圖9是預(yù)制鋼-混凝土組合T梁施工步驟圖(四)。
[0022]圖中:1、工字型波形鋼腹板鋼梁(1-1、底板；1_2、腹板；1_3、頂板)；2、鋼-混凝土剪力連接鍵；3、混凝土橋面板(3-1橫向連接鋼筋；3-2、縱向連接鋼筋)；4、梁段單元；5、縱向連接段；6、永久橋臺或橋墩；7、臨時支架；8、橫向臨時連接；9、濕接縫位置剪力連接鍵；10、連接螺栓或焊縫；11、濕接縫橫梁；12、橫向混凝土濕接縫；13、人孔。
【具體實施方式】
[0023]結(jié)合附圖，給出本發(fā)明的實施例如下，但本發(fā)明不局限以下實施例，本發(fā)明亦可用于多跨連續(xù)梁施工。[0024]如圖1-9所示:本實施例所述的采用波形鋼腹板的預(yù)制鋼-混凝土組合T梁，包括多個由工字型波形鋼腹板鋼梁I和鋼筋混凝土橋面板3組合而成的預(yù)制鋼-混凝土組合T梁梁段單元4，相鄰鋼-混凝土組合T梁梁段單元4通過工字型波形鋼腹板鋼梁間的縱向連接段5和澆筑預(yù)制組合梁單元梁端的濕接縫橫梁11形成整體，所述組合梁梁段單元4在橫向預(yù)留有連接鋼筋3-1，縱向預(yù)留有連接鋼筋3-2。所述工字型波形鋼腹板鋼梁I由頂板的平鋼板1-3、底板的平鋼板1-1和腹板的波形鋼板1-2組成。所述預(yù)制鋼-混凝土組合T梁梁段單元4為預(yù)制T型斷面梁。所述的預(yù)制鋼-混凝土組合T梁梁段單元4其工字型波形鋼腹板鋼梁的頂板1-3通過剪力連接鍵2與預(yù)制組合梁單元的混凝土橋面板3進行連接。所述預(yù)制鋼-混凝土組合T梁梁段單元4的工字型波形鋼腹板鋼梁I間的縱橫向通過連接螺栓或焊縫10進行連接。所述預(yù)制組合梁單元的混凝土橋面板3間通過橫向連接鋼筋3-1和橫向混凝土濕接縫12連接，通過縱向連接鋼筋3-2和梁端的濕接縫橫梁11連接。所述梁端濕接縫橫梁11預(yù)留有便于施工和檢查的通行人孔13。所述工字型波形鋼腹板鋼梁的頂板1-3上含有剪力連接鍵2，剪力連接鍵2與鋼筋通過焊接或綁扎進行連接，澆筑混凝土后與工字型波形鋼腹板鋼梁形成整體。所述工字型波形鋼腹板鋼梁I的縱向連接位置在臨時支架7頂部。
[0025]上述采用波形鋼腹板的預(yù)制鋼-混凝土組合T梁施工方法的具體施工步驟如下: 首先，如圖1所示:鋼-混凝土組合T梁梁段單元4預(yù)制的過程為，將單個工字型波形
鋼腹板鋼梁I擺放平整，在工字型波形鋼腹板鋼梁I上翼緣焊接混凝土與鋼梁間的剪力連接鍵2，將混凝土頂板中的鋼筋與剪力連接鍵2綁扎或焊接在一起，布設(shè)頂板混凝土模板，澆注預(yù)制組合梁單元的混凝土橋面板3并進行養(yǎng)護，混凝土達到強度拆除模板，完成鋼-混凝土組合T梁梁段單元4預(yù)制；
其次，如圖2、3所示:施工永久橋臺和橋墩6，在橋墩處搭設(shè)臨時支架7。臨時支架7可采用鋼管腳手架或型鋼，將工廠預(yù)制完成的鋼-混凝土組合T梁4分段吊裝在永久橋臺或橋墩6和臨時支架7組成的少支架體系上，組合梁的橫向預(yù)留有連接鋼筋3-1，縱向預(yù)留有連接鋼筋3-2 ；
然后，如圖4~8所示:在架設(shè)完成的鋼-混凝土組合T梁4縱向使用連接螺栓或焊縫10連接工字型波形鋼腹板鋼梁I間的縱向連接段5 ;在架設(shè)及澆筑混凝土過程中對鋼梁進行臨時固定，將工字型波形鋼腹板鋼梁I橫向通過橫向臨時連接8以形成梁格體系，提高梁體的穩(wěn)定性，其形式如圖6所示。
[0026]最后，如圖9所示:將組合T梁梁段單元4的橫向預(yù)留連接鋼筋3-1進行綁扎和焊接連接，將縱向預(yù)留連接鋼筋3-2和組合梁單元縱向濕接縫位置的剪力連接鍵9進行綁扎和焊接連接，澆注組合T梁4頂板橫向混凝土濕接縫12和梁端濕接縫橫梁11，待混凝土強度達到要求后完成梁體間的連接施工，拆除臨時支架7。
[0027] 除了上述施工過程外，可在工字型波形鋼腹板鋼梁I連接完畢、組合梁單元梁端濕接縫橫梁11澆注前對臨時支架7的支點進行小幅頂升，然后澆注濕接縫橫梁11，待混凝土強度達到要求后對臨時支架7的支點復(fù)位，以調(diào)整優(yōu)化鋼梁與混凝土板間的內(nèi)力分配。
【權(quán)利要求】
1.一種采用波形鋼腹板的預(yù)制鋼-混凝土組合T梁，其特征是:包括多個工字型波形鋼腹板鋼梁(I)和混凝土橋面板(3)組合而成的預(yù)制鋼-混凝土組合T梁梁段單元(4)，相鄰組合T梁梁段單元(4)通過縱向連接段(5)和梁端濕接縫橫梁(11)形成整體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用波形鋼腹板的預(yù)制鋼-混凝土組合T梁，其特征是:所述預(yù)制鋼-混凝土組合T梁梁段單元(4)為預(yù)制T型斷面梁。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用波形鋼腹板的預(yù)制鋼-混凝土組合T梁，其特征是:所述預(yù)制組合梁單元的混凝土橋面板(3)間通過預(yù)制組合梁單元(4)的橫向連接鋼筋(3-1)和橫向混凝土濕接縫(12)連接，通過預(yù)制組合梁單元的縱向連接鋼筋(3-2)和梁端的濕接縫橫梁(11)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用波形鋼腹板的預(yù)制鋼-混凝土組合T梁，其特征是:所述工字型波形鋼腹板鋼梁(I)的縱向連接位置在臨時支架(7)頂部。
5.一種實現(xiàn)權(quán)利要求1所述采用波形鋼腹板的預(yù)制鋼-混凝土組合T梁施工方法，其特征是，首先在工廠預(yù)制含波形鋼腹板的鋼-混凝土組合T梁(4);其次，在橋位處施工永久橋臺或橋墩和臨時支架形成少支架體系，將工廠預(yù)制完成的鋼-混凝土組合T梁(4)分段安裝在支架體系上，組合梁的縱橫向預(yù)留有連接鋼筋(2-1，2-2);然后，將預(yù)制鋼-混凝土組合T梁的縱向和橫向鋼結(jié)構(gòu)部分進行栓接或焊接，以形成梁格體系；最后，將預(yù)制鋼-混凝土組合T梁(4)的縱橫向預(yù)留鋼筋進行綁扎和焊接連接，澆注預(yù)制組合梁單元頂板橫向混凝土濕接縫(12)和梁端濕接縫橫梁(11)，待混凝土強度達到要求后完成梁體間的連接施工，拆除臨時支架。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的采用波形鋼腹板的預(yù)制鋼-混凝土組合T梁施工方法，其特征是:鋼-混凝土組合T梁梁段單元(4)預(yù)制的過程為，將工字型波形鋼腹板鋼梁(I)擺放平整，在工字型波形鋼腹板鋼梁(I)上翼緣焊接混凝土與鋼梁間的剪力連接鍵(2)，將混凝土頂板中的鋼筋與剪力連接鍵(2 )綁扎或焊接在一起，布設(shè)頂板混凝土模板，澆注預(yù)制組合梁單元的混凝土橋面板(3)并進行養(yǎng)護，混凝土達到強度拆除模板，完成鋼-混凝土組合T梁梁段單元(4)預(yù)制。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的采用波形鋼腹板的預(yù)制鋼-混凝土組合T梁施工方法，其特征是:在架設(shè)及澆筑混凝土過程中對鋼梁進行臨時固定，將工字型波形鋼腹板鋼梁(I)橫向通過橫向臨時連接(8)以形成梁格體系。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的采用波形鋼腹板的預(yù)制鋼-混凝土組合T梁施工方法，其特征是:在所述工字型波形鋼腹板鋼梁(I)連接完畢、組合梁單元梁端濕接縫橫梁(11)澆注前對臨時支架(7)的支點進行小幅頂升，然后澆注濕接縫橫梁(11)，待混凝土強度達到要求后對臨時支架(7)的支點復(fù)位，以調(diào)整優(yōu)化鋼梁與混凝土板間的內(nèi)力分配。
【文檔編號】E01D19/00GK103924505SQ201410189813
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年5月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月7日
【發(fā)明者】湯意, 李斐然, 張存超, 李宇鵬, 熊非, 李國普, 王國磊, 張旭慧 申請人:河南省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院有限責任公司