一种桥梁主梁叠合钢桁架梁的施工方法与流程

1.本发明属于轨道桥梁技术领域，涉及桥梁的施工方法。


背景技术：

2.轨道桥梁具有沉降量小、节约土地、安全舒适、沿途视野开阔、建设工作面多、对地质条件要求不高、建设工期短、后期易检修等优点。由于轨道交通中的受轨道扣件扣力限制、列车脱轨的安全要求和列车行驶舒适性的要求，我国铁路和地铁行业均对轨道桥梁装轨后在单位长度范围内的主梁下挠值作了限值要求。
3.混凝土桥梁经济、适用且耐久，但是受混凝土自身材料收缩徐变影响，在恒定荷载的长期作用下，其应变随时间增大，过大的变形将影响运行的舒适度，甚至影响轨道扣件的安全性，造成列车脱轨的运行风险，所以各行业均对主梁挠度值作了严格的限值要求，这种限值要求同时也限制了混凝土桥梁在单跨大于150m特大桥上的应用，使得混凝土桥梁较难应用于轨道领域里的特大跨跨径桥梁中。目前所采用的连续梁桥、连续刚构桥和连续-刚构协作体系桥均因随着跨度增加，桥梁中跨主梁的下挠值也会增大，导致主梁挠度值不满足各行业限值要求。


技术实现要素：

4.为解决背景技术中所述的问题，本发明提出了一种桥梁主梁叠合钢桁架梁的施工方法。
5.本发明的施工方法，包括以下步骤：
6.步骤一、钢桁架梁的搭建：将多根桁架上平联撑杆放置于平行的桁架上弦杆之间并与桁架上弦杆固定连接，将多根桁架腹杆的一端均与桁架上弦杆固定连接，桁架腹杆的另一端均与桥面节点固定连接；
7.步骤二、节点钢机构的预埋：在混凝土主梁上的中跨桥面板上预埋多个节点钢机构；
8.步骤三：将钢桁架梁的桥面节点与节点钢机构固定连接。
9.本发明通过在混凝土主梁的中跨桥面板上预埋节点钢机构，安装钢桁架梁，形成了混凝土主梁与钢桁架梁共同受力的结构体系，使得混凝土主梁和钢桁架梁共同承受桥梁自重和车辆产生的弯矩，提升了桥梁主梁结构的强度和刚度，有效地减小混凝土轨道桥梁中跨下挠值，使得混凝土主梁的挠度值满足各行业限值要求，该结构还能有效地减小了混凝土桥梁的后期徐变变形，提升了轨道列车运行的舒适度和安全性。
10.进一步地，所述的步骤一中，将桁架腹杆两两构成倒v型腹杆组件，将倒v型腹杆组件的顶端与桁架上弦杆上均匀布置的桁架连接节点固定连接，将倒v型腹杆组件的底端通过桥面节点与节点钢机构固定连接。桁架连接节点采用均匀设置，桁架腹杆两两构成倒v型腹杆组件，与桁架腹杆相连接的多组节点钢机构也均匀设置在中跨桥面板上，从而使得桥梁主梁结构受力均匀，承受力高，进一步减小混凝土轨道桥梁中跨下挠。
11.更进一步地，所述的步骤一中，将钢桁架梁两端的一根桁架腹杆的另一端与桥面端节点固定连接，将钢桁架梁中部的相邻的两根桁架腹杆的另一端与桥面中间节点固定连接。通过设置桥面端节点和桥面中间节点，桥面中间节点可同时与两根桁架腹杆的底端固定连接，进一步提升了桥梁主梁结构的承受力，更进一步地减小了混凝土桥梁的中跨下挠。
12.进一步地，所述的步骤二中，节点钢机构的预埋包括以下步骤：
13.s1、将多根竖向钢构件的下部插入到混凝土主梁的中跨桥面板混凝土中；
14.s2、在竖向钢构件的内侧垂直焊接锚固板；
15.s3、在锚固板上安装竖向锚固筋，将锚固板与混凝土主梁连接起来；
16.s4、在锚固板及竖向锚固筋的上方设置封锚混凝土进行封闭。
17.节点钢机构通过竖向钢构件、锚固板和竖向锚固筋的设置，大大提升了桥梁主梁结构的竖向刚度；封锚混凝土对竖向钢构件、锚固板和竖向锚固筋起到了密封防锈防腐的作用。
18.更进一步地，所述的s2中，在竖向钢构件的外侧还垂直焊接多根剪力钉。节点钢机构通过剪力钉的设置，大大提升了钢构件与混凝土主梁之间的连接牢靠程度。
19.更进一步地，所述的s2中，剪力钉一部分设置于混凝土主梁的中跨桥面板之下的竖向钢构件的外侧，另一部分设置于混凝土主梁的中跨桥面板之上的竖向钢构件的外侧；所述的s4中，在混凝土主梁的中跨桥面板之上的剪力钉上也设置封锚混凝土进行封闭。通过在中跨桥面板上下均设置剪力钉，使得在提升桥梁主梁结构的侧向刚度的同时也提升了封锚混凝土的附着连接牢靠强度，使得封锚混凝土不易开裂脱落，同时剪力钉也通过封锚混凝土实现了密封防锈防腐。
20.本发明的施工方法通过在混凝土主梁的中跨桥面板上叠合安装钢桁架梁，形成了混凝土主梁与钢桁架梁共同受力的结构体系，将混凝土主梁的中跨桥面板上预埋的节点钢机构与钢桁架梁固定连接后，可大大提升桥梁主梁结构的强度和刚度，有效地减小混凝土轨道桥梁中跨下挠值，使得混凝土主梁的挠度值满足各行业限值要求；混凝土主梁叠合钢桁架梁后，还能有效地减小了桥梁的后期徐变变形，提升了轨道列车运行的舒适度和安全性；此外，由于钢桁架梁位于混凝土主梁的中跨桥面板上，更加易于维护与检修。该施工方法可应用于连续梁桥、连续刚构桥和连续-刚构协作体系桥，可大大提升桥梁的强度和刚度，有效地减小混凝土轨道桥梁中跨下挠值，施工方法简单，应用面广，实用性强。
附图说明
21.图1为叠合钢桁架梁的桥梁主梁结构的示意图。
22.图2为图1的局部示意图横断图。
23.图3为图1和图2中的e-e截面图。
24.图4为图3中f的大样图。
25.图5为钢桁架梁与大跨度连续梁桥叠合的立面图。
26.图6为钢桁架梁与大跨度连续刚构桥叠合的立面图。
27.图7为钢桁架梁与大跨度连续-刚构协作体系桥叠合的立面图。其中：a-混凝土主梁；b-钢桁架梁；c-桥墩；d-桥墩基础；1-桁架上弦杆；1.1-桁架连接节点；2-桁架腹杆；3-桁架上平联撑杆；4-桥面端节点；5-桥面中间节点；6-节点钢机构；6.1-竖向钢构件；6.2-剪力
钉；6.3-锚固板；6.4-竖向锚固筋；6.5-封锚混凝土。
具体实施方式
28.下面结合附图详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅做举例而已，同时通过说明，将更加清楚地理解本发明的优点。本领域的普通的技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。实施例中所述的位置关系均与附图所示一致，实施例中其他未详细说明的部分均为现有技术。
29.如图1所示，混凝土主梁a的中跨桥面板上预埋有多组节点钢机构6，钢桁架梁b通过节点钢机构6叠加安装在混凝土主梁a上。
30.具体地，如图1、图2和图3所示，钢桁架梁b由桁架上弦杆1、多根桁架腹杆2、多根桁架上平联撑杆3和桥面节点构成，在本实施例中，桁架上弦杆1为两根，位于混凝土主梁a的上方并与混凝土主梁a长度方向平行，多根桁架上平联撑杆3均匀地垂直设置在两根桁架上弦杆1之间并与桁架上弦杆1固定连接，桁架上弦杆1上均匀地设置有多个桁架连接节点1.1；桁架腹杆2两两构成倒v型腹杆组件，该倒v型腹杆组件的开口角度为60
°
，倒v型腹杆组件的顶端与桁架连接节点1.1固定连接，倒v型腹杆组件的底端与桥面节点固定连接，桥面节点由钢桁架梁b两侧的桥面端节点4和钢桁架梁b中部的多个桥面中间节点5构成，因而钢桁架梁b两端的倒v型腹杆组件的其中一根桁架腹杆2的底端与桥面端节点4固定连接，钢桁架梁b中部的相邻的两根桁架腹杆2的底端与桥面中间节点5固定连接，即每个桥面中间节点5均与两组倒v型腹杆组件固定连接；节点钢机构6位于相邻的两个桁架连接节点1.1中点的正下方，桥面端节点4和桥面中间节点5上端与桁架腹杆2固定连接，下端与节点钢机构6固定连接，从而钢桁架梁b通过节点钢机构6叠加安装在混凝土主梁a上。
31.另外，钢桁架梁b的桁架上弦杆1的数量可不止两根，桁架上弦杆1的数量可依据桥面的长度与要求的强度进行设置；桥面节点也可均为同一结构；桁架腹杆2也可不构成倒v型腹杆组件，单根的桁架腹杆2直接通过桥面节点与对应的节点钢机构6固定连接；桁架腹杆2构成的倒v型腹杆组件的v型开口的角度可依据实际要求而设置。
32.如图3和图4所示，节点钢机构6由竖向钢构件6.1、剪力钉6.2、锚固板6.3、竖向锚固筋6.4和封锚混凝土6.5构成；竖向钢构件6.1的顶端与桥面端节点4或桥面中间节点5固定连接，竖向钢构件6.1的下部插入混凝土主梁a的中跨桥面板之下，多个剪力钉7均匀垂直焊接于竖向钢构件6.1的外侧，具体地，剪力钉6.2一部分设置于混凝土主梁a的中跨桥面板之下的竖向钢构件6.1的外侧，另一部分设置于混凝土主a的中跨桥面板之上的竖向钢构件6.1的外侧；锚固板6.3与竖向钢构件6.1的内侧垂直焊接连接，多根竖向锚固筋6.4设置于锚固板6.3上，用于连接锚固板6.3与混凝土主梁a，封锚混凝土6.5设置于锚固板6.3及竖向锚固筋6.4的上方，封锚混凝土6.5同时将位于混凝土主a的中跨桥面板之上的剪力钉6.2进行封闭，从而达到密封防腐的作用。
33.另外，竖向锚固筋6.4的设置数量和位置可依据实际要求而定，在本实施例中，桥面端节点4下方的节点钢机构6的锚固板6.3上均匀地设置有四根竖向锚固筋6.4，桥面中间节点5下方的节点钢机构6的锚固板6.3上也设置有四根竖向锚固筋6.4，沿着桥面中间节点5的中点对称分布。
34.桥梁主梁叠合钢桁架梁的施工方法，包括以下步骤：
35.步骤一、钢桁架梁b的搭建：将多根桁架上平联撑杆3放置于平行的桁架上弦杆1之间并与桁架上弦杆1固定连接，将多根桁架腹杆2的一端均与桁架上弦杆1固定连接，桁架腹杆2的另一端均与桥面节点固定连接；
36.步骤二、节点钢机构6的预埋：在混凝土主梁a上的中跨桥面板上预埋多个节点钢机构6；
37.步骤三：将钢桁架梁b的桥面节点与节点钢机构6固定连接。
38.在本实施例中，桥面节点由钢桁架梁b两侧的桥面端节点4和钢桁架梁b中部的多个桥面中间节点5构成，桁架腹杆2两两构成倒v型腹杆组件。
39.因此，施工方法的步骤一的钢桁架梁b的搭建中，将倒v型腹杆组件的顶端与桁架上弦杆1上均匀布置的桁架连接节点1.1固定连接，将倒v型腹杆组件的底端通过桥面节点与节点钢机构6固定连接；将钢桁架梁b两端的一根桁架腹杆2的另一端与桥面端节点4固定连接，将钢桁架梁b中部的相邻的两根桁架腹杆2的另一端与桥面中间节点5固定连接。
40.所述的步骤二中，节点钢机构6的预埋包括以下步骤：
41.s1、将多根竖向钢构件6.1的下部插入到混凝土主梁a的中跨桥面板之下；
42.s2、在竖向钢构件6.1的内侧垂直焊接锚固板6.3，在竖向钢构件6.1的外侧还垂直焊接多根剪力钉6.2，一部分剪力钉6.2设置于混凝土主梁a的中跨桥面板之下的竖向钢构件6.1的外侧，另一部分剪力钉6.2设置于混凝土主梁a的中跨桥面板之上的竖向钢构件6.1的外侧；
43.s3、在锚固板6.3上安装竖向锚固筋6.4，将锚固板6.3与混凝土主梁a连接起来；
44.s4、在锚固板6.3和竖向锚固筋6.4的上方以及中跨桥面板之上的剪力钉6.2的外侧设置封锚混凝土6.5进行封闭。
45.如图5所示，钢桁架梁b可叠合安装在大跨度连续梁桥的主梁上；如图6所示，钢桁架梁b也可叠合安装在大跨度连续刚构桥的主梁上；如图7所示，钢桁架梁b也可叠合安装在大跨度连续-刚构协作体系桥的主梁上。其中，c为桥墩；d为桥墩基础。可知该叠合钢桁架梁的桥梁主梁结构及该结构的施工方法的应用面广，实用性强。
46.以上结合附图及具体实施例详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。