一种钢砼组合梁结构及建造方法与流程

1.本发明涉及桥梁建设技术领域，更具体的说是涉及一种钢砼组合梁结构及建造方法。


背景技术：

2.当前桥梁建设中多采用混凝土主梁，其存在易发生病害，自重大，混凝土容易开裂且开裂后无法继续提供抗力的问题，开裂的混凝土提供的只有重量荷载，对钢筋的防锈保护作用将大大降低，后期修复困难。并且在施工时，现浇施工需要搭设支架，施工复杂，如采用预制方式，则存在吊装重量大的问题。
3.因此，提供一种施工简单快速的一种钢砼组合梁结构及建造方法是本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供了一种钢砼组合梁结构及建造方法，以解决上述背景技术提出的技术问题。
5.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
6.一种简支钢砼组合梁结构，包括钢桁架和混凝土层；下部的所述钢桁架和上部的所述混凝土层组合成整体；所述混凝土层将所述钢桁架的上层的水平型材包裹；
7.其中所述钢桁架包括多个纵向型材、多个横向型材、多个立型材和多个水平型材，多个间隔分布的所述纵向型材通过多个所述横向型材连接，多个间隔分布的所述水平型材分别通过多个所述立型材与多个所述纵向型材连接为一体；
8.所述混凝土层包括混凝土本体和压型钢板或模板，所述压型钢板或所述模板固定在所述水平型材的下方；所述混凝土本体浇注在所述压型钢板或所述模板上以包裹所述上层的水平型材。
9.通过采取以上方案，本发明的有益效果是：
10.结构简单，整体结构稳固，充分利用材料受拉和受压性能。
11.进一步的，所述水平型材为钢管或型钢。
12.进一步的，对于跨径较大的结构，在所述钢桁架的纵向型材内部或外侧放置预应力钢筋或钢绞线，然后对预应力钢筋或钢绞线进行张拉并锚固。
13.进一步的，预应力钢筋和钢绞线均为直线形结构或抛物线形结构；直线形结构放置在纵向型材内部或外侧；抛物线形结构贴附在纵向型材和立型材构成的平面上，并且与纵向型材和立型材交叉点处设置钢管转向器。
14.一种连续钢砼组合梁结构，在钢砼组合梁端部至1/8～1/4梁长范围内将第一混凝土本体浇筑在所述钢桁架的水平钢材上部，其他部分用第二混凝土本体将所述水平型材包在其中，在1/8～1/4梁长范围内的所述第一混凝土本体和所述第二混凝土本体的浇筑交界处设置横桥向贯通切缝；
15.具体包括桥墩、钢桁架、混凝土底板和混凝土层；
16.上部的纵向型材和横向型材构成上部水平型材，下部的纵向型材和横向型材构成下部水平型材，多个间隔分布的纵向型材通过多个所述横向型材连接为一体且放置在所述桥墩的顶部；所述混凝土底板浇注在下部水平型材靠近所述桥墩位置；
17.所述混凝土层包括第一混凝土本体、第二混凝土本体和压型钢板或模板，所述压型钢板或所述模板固定在所述上部水平型材的下方；所述第一混凝土本体浇注在所述上部水平型材中间段，并将上部水平型材包裹；所述第二混凝土本体浇注在所述水平型材的两端位置，并置于上部水平型材上部。
18.通过采取以上方案，本发明的有益效果是：
19.适用于连续钢砼组合梁，充分利用不同材料受拉和受压性能。
20.进一步的，所述水平型材为钢管或型钢。
21.进一步的，对于跨径较大的结构，在纵向型材内部或外侧放置预应力钢筋或钢绞线，然后对预应力钢筋或钢绞线进行张拉并锚固。
22.一种简支钢砼组合梁结构而进行的建造方法，包括以下顺序步骤：
23.1)搭设纵向型材；
24.2)在相邻纵向型材之间设置多个横向型材；
25.3)在纵向型材上部设置多个立型材；
26.4)多个立型材的顶部用纵向及横向分布的水平型材连接；
27.5)采用斜撑型材对部分相邻的立型材上下节点进行连接；
28.6)在水平型材下方设置压型钢板或模板，并在压型钢板或模板上浇筑混凝土本体，形成钢砼组合梁；
29.7)在混凝土层顶部浇筑桥面铺装层或铺设沥青砼作为桥面。
30.通过采取以上方案，本发明的有益效果是：
31.能够减轻结构自重，节省支模工序和模板，缩短施工周期，同时可以减小用钢量，增加稳定性和整体性。
32.一种连续钢砼组合梁结构而进行的建造方法，包括以下顺序步骤：
33.1)搭设纵向型材；
34.2)在相邻纵向型材之间设置多个横向型材；
35.3)在纵向型材上部设置多个立型材；
36.4)多个立型材的顶部用纵向及横向分布的上部水平型材连接，相邻上部水平型材之间中部位置设置下部水平型材；
37.5)采用斜撑型材对部分相邻的立型材上下节点进行连接；
38.6)在桥墩处将两侧的纵向型材进行连接；
39.7)在距梁端1/8
‑
1/4梁长之间压型钢板或模板上部以包裹水平型材的位置浇注第一混凝土本体，在梁端至1/8
‑
1/4梁长范围内顶部纵向水平型材和顶部横向水平型材的上部浇注第二混凝土本体；且在第一混凝土本体和第二混凝土本体之间设置横桥向贯通切缝；
40.8)在桥墩处两侧梁体梁端
‑
1/8梁长范围内浇注混凝土底板，以将纵向型材包裹，并将桥墩两侧的梁体连接。
41.通过采取以上方案，本发明的有益效果是：
42.适用于多跨桥梁形成的连续钢砼组合梁结构，能够减轻结构自重，节省支模工序和模板，缩短施工周期，同时可以减小用钢量，增加稳定性和整体性。
附图说明
43.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
44.图1附图为本发明提供的不设置预应力钢筋或钢绞线的简支钢砼组合梁主视图；
45.图2附图为本发明提供的不设置预应力钢筋或钢绞线的简支钢砼组合梁侧视图；
46.图3附图为本发明提供的设置预应力钢筋或钢绞线(直线形结构)的简支钢砼组合梁主视图；
47.图4附图为本发明提供的设置预应力钢筋或钢绞线(直线形结构)的简支钢砼组合梁侧视图；
48.图5附图为本发明提供的设置预应力钢筋或钢绞线(直线形结构)的连续钢砼组合梁主视图；
49.图6附图为本发明提供的设置预应力钢筋或钢绞线(直线形结构)的连续钢砼组合梁侧视图；
50.图7附图为本发明提供的设置钢绞线(抛物线形结构)的简支钢砼组合梁主视图；
51.图8附图为本发明提供的设置钢绞线(抛物线形结构)的简支钢砼组合梁侧视图。
具体实施方式
52.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
53.实施例1：
54.如图1
‑
2所示，一种简支钢砼组合梁结构，包括钢桁架和混凝土层；钢桁架包括多个纵向型材1、多个横向型材2、多个立型材3和多个水平型材4，多个间隔分布的纵向型材1通过多个横向型材2连接，多个间隔分布的水平型材4分别通过多个立型材3与多个纵向型材1连接为一体；混凝土层包括混凝土本体6和压型钢板或模板，压型钢板或模板固定在水平型材4的下方；混凝土本体6浇注在压型钢板或模板上以包裹水平型材4。本发明结构简单，整体结构稳固，提升受拉和受压性能。
55.本发明实施例还公开了一种简支钢砼组合梁结构的建造方法，适用于工厂加工、现场安装的长度小于20米的简支钢砼组合梁，其中纵向型材1、横向型材2、立型材3、水平型材4和斜撑型材5均选择为钢管，包括如下步骤：
56.1)规划钢砼组合梁结构整体排布形式，根据桥宽估算纵向型材1的数量，根据荷载大小进行结构各部分规格计算，以确定纵向型材1、横向型材2、立型材3、水平型材4、斜撑型
材5及压型钢板或模板的规格尺寸及混凝土本体6的厚度；横向型材2尺寸为纵向型材1规格的1/5
‑
1/2，相邻横向型材2间距为3
‑
5米；立型材3尺寸为纵向型材1规格的1/5
‑
1/3，相邻立型材3的间距为2
‑
5米；水平型材4直径为纵向型材1直径的1/5
‑
1/3；
57.2)搭设纵向型材1，根据规划位置调整纵向型材1的间距；
58.3)用多个横向型材2连接纵向型材1，相邻横向型材2间距为3
‑
5米；
59.4)纵向型材1上部设置立型材3，相邻立型材3间距为2
‑
5米；
60.5)用水平型材4连接立型材3，水平型材4沿纵向横向交叉分布；
61.6)在纵向方向上，用纵向斜撑型材51连接相邻立型材3上下节点，对于1/4梁长到梁端部分，应全部布设纵向斜撑型材51，纵向斜撑型材51方向为上端靠近梁端，下端靠近跨中；在横向方向上，用横向斜撑型材52连接相邻立型材3上下节点，相邻横向斜撑型材52间距3
‑
5米，形成型材骨架；
62.7)型材骨架采用横向分段工厂制作后，逐个现场吊装到位，用连接件连接成整体；
63.8)在水平型材4下方放置模板或压型钢板，放置位置根据计算的混凝土本体6厚度确定；压型钢板或模板与在水平型材4之间距离为10
‑
20cm，混凝土本体6顶面超过水平型材410
‑
35cm；
64.9)直接在压型钢板或模板上浇筑混凝土本体6；
65.10)浇筑混凝土桥面铺装层7；
66.11)在混凝土桥面铺装层7上铺设沥青混凝土，厚度5
‑
10cm。
67.实施例2：
68.如图3
‑
4所示，一种简支钢砼组合梁结构，包括钢桁架和混凝土层；钢桁架包括多个纵向型材1、多个横向型材2、多个立型材3和多个水平型材4，多个间隔分布的纵向型材1通过多个横向型材2连接，多个间隔分布的水平型材4分别通过多个立型材3与多个纵向型材1连接为一体；混凝土层包括混凝土本体6和压型钢板或模板，压型钢板或模板固定在水平型材4的下方；混凝土本体6浇注在压型钢板或模板上以包裹水平型材4。本发明结构简单，整体结构稳固，提升受拉和受压性能。
69.本发明实施例还公开了一种简支钢砼组合梁结构的建造方法，适用于工厂加工、现场安装的长度大于等于20米的简支钢砼组合梁，其中纵向型材1、横向型材2、立型材3、水平型材4和斜撑型材5均选择为钢管，包括如下步骤：
70.1)规划钢砼组合梁结构整体排布形式，根据桥宽估算纵向型材1的数量，根据荷载大小进行结构各部分规格计算，以确定纵向型材1、横向型材2、立型材3、水平型材4、斜撑型材5及压型钢板或模板的规格尺寸及混凝土本体6的厚度；
71.2)搭设纵向型材1，根据规划位置调整纵向型材1的间距；
72.3)用多个横向型材2连接纵向型材1，相邻横向型材2间距为3
‑
5米；
73.4)纵向型材1上部设置立型材3，相邻立型材3间距为2
‑
5米；
74.5)用水平型材4连接立型材3，水平型材4沿纵向横向交叉分布；
75.6)在纵向方向上，用纵向斜撑型材51连接相邻立型材3上下节点，对于1/4梁长到梁端部分，应全部布设纵向斜撑型材51，纵向斜撑型材51方向为上端靠近梁端，下端靠近跨中；在横向方向上，用横向斜撑型材52连接相邻立型材3上下节点，相邻横向斜撑型材52间距3
‑
5米，形成型材骨架；
76.7)型材骨架采用横向分段工厂制作后，逐个现场吊装到位，用连接件连接成整体；
77.8)在水平型材4下方放置模板或压型钢板，放置位置根据计算的混凝土本体6厚度确定；
78.9)直接在压型钢板或模板上浇筑混凝土本体6；
79.10)安装预应力钢筋8或钢绞线9，数量根据计算确定，预应力钢筋8或钢绞线9的均为直线形结构或抛物线形结构，直线形结构的放置在纵向型材1内部或外侧，梁长小于25米的优先采用直线形结构；
80.11)张拉并锚固预应力钢筋8或钢绞线9，并做防锈处理；
81.12)浇筑混凝土桥面铺装层7；
82.13)在混凝土桥面铺装层7上铺设沥青混凝土，厚度5
‑
10cm。
83.实施例3：
84.如图5
‑
6所示，一种连续钢砼组合梁结构，包括桥墩10、钢桁架、混凝土底板11和混凝土层；钢桁架包括多个纵向型材1、多个横向型材2、多个立型材3、多个上部水平型材及多个长度小于上部水平型材的下部水平型材，多个间隔分布的纵向型材1通过多个横向型材2连接为一体且固定在桥墩10的顶部；混凝土底板11浇注在多个纵向型材1靠近桥墩10位置；多个上部水平型材分别通过多个立型材3与多个纵向型材1连接为一体；下部水平型材设置在相邻上部水平型材之间的中部；混凝土层包括第一混凝土本体、第二混凝土本体和压型钢板或模板，压型钢板或模板固定在水平型材4的下方；第一混凝土本体浇注在距梁端1/8
‑
1/4梁长之间压型钢板或模板上部以包裹水平型材4的两端位置，第二混凝土本体浇注在梁端至1/8
‑
1/4梁长范围内顶部纵向的水平型材4和顶部横向的水平型材4的上部；混凝土底板11浇注在桥墩处两侧梁体梁端
‑
1/8梁长范围内底板以将下部纵向型材包裹，并将桥墩两侧的梁体连接。
85.本发明实施例还公开了一种连续钢砼组合梁结构的建造方法，适用于工厂加工、现场安装的长度大于等于20米的连续钢砼组合梁，其中纵向型材1、横向型材2、立型材3、水平型材4(上部水平型材和下部水平型材)和斜撑型材5均选择为钢管，包括如下步骤：
86.1)规划钢砼组合梁结构整体排布形式，根据桥宽估算纵向型材1的数量，根据荷载大小进行结构各部分规格计算，以确定纵向型材1、横向型材2、立型材3、水平型材4、斜撑型材5及压型钢板或模板的规格尺寸及混凝土本体6(第一混凝土本体和第二混凝土本体)的厚度；
87.2)搭设纵向型材1，根据规划位置调整纵向型材1的间距；
88.3)用多个横向型材2连接纵向型材1，相邻横向型材2间距为3
‑
5米；
89.4)纵向型材1上部设置立型材3，相邻立型材3间距为2
‑
5米；
90.5)用水平型材4连接立型材3，水平型材4沿纵向横向交叉分布；
91.6)在纵向方向上，用纵向斜撑型材51连接相邻立型材3上下节点，对于1/4梁长到梁端部分，应全部布设纵向斜撑型材51，纵向斜撑型材51方向为上端靠近梁端，下端靠近跨中；在横向方向上，用横向斜撑型材52连接相邻立型材3上下节点，相邻横向斜撑型材52间距3
‑
5米，形成型材骨架；
92.7)型材骨架采用横向分段工厂制作后，逐个现场吊装到位，用连接件连接成整体；
93.8)在桥墩处将两侧的梁体的纵向型材进行连接；
94.9)在水平型材4下部模板或放置压型钢板；
95.10)在桥墩10顶部及两侧1～5m范围内浇筑混凝土底板11以将纵向型材1包裹，高度为梁高的1/4～1/8；增加下部水平型材与上部水平型材并排焊接或增加上部水平型材中间部位的壁厚；
96.11)在距梁端1/8
‑
1/4梁长之间压型钢板或模板上部以包裹水平型材4的位置浇注第一混凝土本体，在梁端至1/8
‑
1/4梁长范围内顶部纵向水平型材和顶部横向水平型材的上部浇注第二混凝土本体；在桥墩处两侧梁体梁端
‑
1/8梁长范围内底板浇注混凝土底板，以将下部纵向型材包裹，并将桥墩两侧的梁体连接；
97.12)安装预应力钢筋8或钢绞线9，数量根据计算确定，预应力钢筋8或钢绞线9的均为直线形结构或抛物线形结构，直线形结构的放置在纵向型材1内部或外侧，梁长小于25米的优先采用直线形结构；
98.13)张拉并锚固预应力钢筋8或钢绞线9，并做防锈处理；
99.14)浇筑混凝土桥面铺装层7；
100.15)在混凝土桥面铺装层7上铺设沥青混凝土，厚度5
‑
10cm。
101.实施例4：
102.如图3、4所示，一种简支钢砼组合梁结构，包括钢桁架和混凝土层；钢桁架包括多个纵向型材1、多个横向型材2、多个立型材3和多个水平型材4，多个间隔分布的纵向型材1通过多个横向型材2连接，多个间隔分布的水平型材4分别通过多个立型材3与多个纵向型材1连接为一体；混凝土层包括混凝土本体6和压型钢板或模板，压型钢板或模板固定在水平型材4的下方；混凝土本体6浇注在压型钢板或模板上以包裹水平型材4。本发明结构简单，整体结构稳固，提升受拉和受压性能。
103.本发明实施例还公开了一种简支钢砼组合梁结构的建造方法，适用于现场安装的长度大于等于20米的简支钢砼组合梁，其中纵向型材1、横向型材2、立型材3、水平型材4和斜撑型材5均选择为钢管，包括如下步骤：
104.2)规划钢砼组合梁结构整体排布形式，根据桥宽估算纵向型材1的数量，根据荷载大小进行结构各部分规格计算，以确定纵向型材1、横向型材2、立型材3、水平型材4、斜撑型材5及压型钢板或模板的规格尺寸及混凝土本体6的厚度；
105.2)搭设纵向型材1，根据规划位置调整纵向型材1的间距；
106.3)用多个横向型材2连接纵向型材1，相邻横向型材2间距为3
‑
5米；
107.4)纵向型材1上部设置立型材3，相邻立型材3间距为2
‑
5米；
108.5)用水平型材4连接立型材3，水平型材4沿纵向横向交叉分布；
109.6)在纵向方向上，用纵向斜撑型材51连接相邻立型材3上下节点，对于1/4梁长到梁端部分，应全部布设纵向斜撑型材51，纵向斜撑型材51方向为上端靠近梁端，下端靠近跨中；在横向方向上，用横向斜撑型材52连接相邻立型材3上下节点，相邻横向斜撑型材52间距3
‑
5米；
110.7)在桥墩处将两侧的梁体的纵向型材进行连接；
111.8)在水平型材4下部模板或放置压型钢板，放置位置根据计算的混凝土本体6厚度确定；
112.9)在距梁端1/8
‑
1/4梁长之间压型钢板或模板上部以包裹水平型材4的位置浇注
第一混凝土本体，在梁端至1/8
‑
1/4梁长范围内顶部纵向水平型材和顶部横向水平型材的上部浇注第二混凝土本体；在桥墩处两侧梁体梁端
‑
1/8梁长范围内底板浇注混凝土底板，以将下部纵向型材包裹，并将桥墩两侧的梁体连接；
113.10)安装预应力钢筋8或钢绞线9，数量根据计算确定，预应力钢筋8或钢绞线9的均为直线形结构或抛物线形结构，直线形结构的放置在纵向型材1内部或外侧，梁长小于25米的优先采用直线形结构；
114.11)张拉并锚固预应力钢筋8或钢绞线9，并做防锈处理；
115.12)浇筑混凝土桥面铺装层7；
116.13)在混凝土桥面铺装层7上铺设沥青混凝土，厚度5
‑
10cm。
117.实施例5：
118.如图7
‑
8所示，一种连续钢砼组合梁结构，包括桥墩10、钢桁架、混凝土底板11和混凝土层；钢桁架包括多个纵向型材1、多个横向型材2、多个立型材3、多个上部水平型材及多个长度小于上部水平型材的下部水平型材，多个间隔分布的纵向型材1通过多个横向型材2连接为一体且固定在桥墩10的顶部；混凝土底板11浇注在多个纵向型材1靠近桥墩10位置；多个上部水平型材分别通过多个立型材3与多个纵向型材1连接为一体；下部水平型材设置在相邻上部水平型材之间的中部；混凝土层包括第一混凝土本体、第二混凝土本体和压型钢板或模板，压型钢板或模板固定在上部水平型材的下方；第一混凝土本体浇注在上部水平型材和下部水平型材的上部；第二混凝土本体浇注在压型钢板或模板上部以包裹上部水平型材的两端位置。本发明适用于连续钢砼组合梁，提升受拉和受压性能。
119.本发明实施例还公开了一种连续钢砼组合梁结构的建造方法，适用于工厂加工、现场安装的梁长50米以上的简支结构钢混组合梁，其中纵向型材1、横向型材2、立型材3、水平型材4(上部水平型材和下部水平型材)和斜撑型材5均选择为钢管，包括如下步骤：
120.1)规划钢砼组合梁结构整体排布形式，根据桥宽估算纵向型材1的数量，根据荷载大小进行结构各部分规格计算，以确定纵向型材1、横向型材2、立型材3、水平型材4、斜撑型材5及压型钢板或模板的规格尺寸及混凝土本体6(第一混凝土本体和第二混凝土本体)的厚度；
121.2)搭设纵向型材1，根据规划位置调整纵向型材1的间距；
122.3)用多个横向型材2连接纵向型材1，相邻横向型材2间距为3
‑
5米；
123.4)纵向型材1上部设置立型材3，相邻立型材3间距为2
‑
5米；
124.5)用水平型材4连接立型材3，水平型材4沿纵向横向交叉分布；
125.6)在纵向方向上，用纵向斜撑型材51连接相邻立型材3上下节点，对于1/4梁长到梁端部分，应全部布设纵向斜撑型材51，纵向斜撑型材51方向为上端靠近梁端，下端靠近跨中；在横向方向上，用横向斜撑型材52连接相邻立型材3上下节点，相邻横向斜撑型材52间距3
‑
5米，形成型材骨架；
126.7)型材骨架采用横向分段工厂制作后，逐个现场吊装到位，用连接件连接成整体；
127.8)在水平型材4下方放置模板或压型钢板，放置位置根据计算的混凝土本体6厚度确定；
128.9)在桥墩10顶部及两侧1～5m范围内浇筑混凝土底板11以将纵向型材1包裹，高度为梁高的1/4～1/8；增加下部水平型材与上部水平型材并排焊接或增加上部水平型材中间
部位的壁厚；
129.10)在压型钢板或模板上浇筑第二混凝土本体，在下部水平型材和上部水平型材或增加壁厚的上部水平型材上部浇注第一混凝土本体；
130.11)安装预应力钢筋8或钢绞线9，数量根据计算确定，预应力钢筋8或钢绞线9的均为直线形结构或抛物线形结构，本实施例中采用抛物线形结构，放置在纵向型材1内部或外侧；
131.12)张拉并锚固钢绞线9，并做防锈处理；
132.13)浇筑混凝土桥面铺装层7；
133.14)在混凝土桥面铺装层7上铺设沥青混凝土，厚度5
‑
10cm。
134.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
135.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。