适于顶推施工的变截面连续梁桥结构及施工方法与流程

1.本发明涉及土木工程领域，尤其涉及一种适于顶推施工的变截面连续梁桥结构及施工方法。


背景技术：

2.顶推施工法施工时不影响桥下交通，不需要大型起重设备，也没有高空作业，特别适合于城市桥梁特大跨度桥梁，长线引桥或立体交叉的施工。但是变截面钢结构连续梁一般采用支架现浇法和悬臂施工法进行施工,不适用于顶推施工，支架现浇法和悬臂施工法对于场地要求较为苛刻，且工期较长不适用于城市桥梁施工。


技术实现要素：

3.本发明的目的是针对以上不足之处，提供了一种适于顶推施工的变截面连续梁桥结构及施工方法。
4.本发明解决技术问题所采用的方案是，一种适于顶推施工的变截面连续梁桥结构，包括变截面钢结构连续梁、桥墩，所述变截面钢结构连续梁为钢-混凝土组合板梁或钢-混凝土组合箱梁或钢箱梁，所述变截面钢结构连续梁经由上至下依次连接的桥面板、钢腹板和钢底板组成；所述钢腹板顺桥向采用变截面梁高，所述桥面板为混凝土桥面板或组合桥面板或正交异性钢桥面板以及在顺桥向为上述三者的两种或三种组成；所述变截面钢结构连续梁在中支点处为变高梁段，其余梁段为等高梁段，等高梁段长度大于相邻变高梁段，所述钢腹板顺桥向分为等高腹板和变高腹板，变高梁段采用变高腹板，等高梁段采用等高腹板，顺桥向相邻的钢腹板相连接，所述变高腹板由上至下依次连接的上部等高腹板块和下部异型腹板块组成，所述上部等高腹板块与等高腹板相等或梁高相差小于10cm ；变高梁段的底部与桥墩上端的盖梁连接固定。
5.进一步的，所述下部异型腹板块与桥墩的盖梁之间设置砂筒，砂筒位于盖梁上端的支座顺桥向的两侧，所述盖梁上端预埋竖向预应力螺纹钢筋，所述竖向预应力精轧螺纹钢上端与下部异型腹板块锚固。
6.进一步的，所述下部异型腹板块通过立柱与盖梁的两侧连接固定，所述立柱上端设有水平连接钢板，所述水平连接钢板与异型腹板块下端紧密贴合并开设相配合的连接孔，水平连接钢板与异型腹板块贯穿连接孔的高强螺栓相连接；所述立柱紧贴在盖梁侧表面，盖梁侧表面水平设置有精轧螺纹钢，精轧螺纹钢外端与立杆锚固。
7.进一步的，所述立柱为双拼工字钢或钢管或钢箱结构。
8.进一步的，所述上部等高腹板块的下端一侧与下部异型腹板块的上端一侧分别设置有相互配合的上水平钢板、下水平钢板，上、下水平钢板上均开设有相对应的圆孔，上水平钢板、下水平钢板经贯穿其上圆孔的高强螺栓相连接。
9.进一步的，所述钢-混凝土组合箱梁或钢箱梁内的横隔板分为上横隔板和下横隔
板，所述上横隔板的下端一侧或两侧设有水平钢板，所述下横隔板的上端一侧或两侧设有水平钢板，上横隔板与下横隔板上的水平钢板紧密贴合并对应开设圆。
10.进一步的，所述钢腹板为平钢腹板或波形钢腹板，所述平钢腹板焊接有横向加劲肋或焊接有横向加劲肋与纵向加劲肋。
11.一种变截面连续梁桥结构的顶推施工方法，包括以下步骤：（1）进行桥梁下部结构施工的同时，加工制作变截面钢结构连续梁，变梁高段的钢腹板由上部等高腹板块和下部异型腹板块两部分，需分别进行制作，并在工厂进行预拼装；（2）下部异型腹板块安装：在施工盖梁时预埋精轧螺纹钢，安装砂筒，安装下部异型腹板块，张拉布置于钢砂筒前后的精轧螺纹钢，通过砂筒与精轧螺纹钢固定下部异型腹板块；（3）上部等截面腹板块安装与顶推：在顶推施工平台上拼装钢结构连续梁节段，利用顶推施工平台的滑道将当前桥梁节段进行顶推，在已顶出的连续梁尾端进行拼接然后再次顶推，直至将钢结构连续梁合部顶推到位；（4）变高腹板连接：将上部等高腹板块与下部异型腹板块上的水平钢板紧密贴合并在开设圆孔位置使用高强螺栓贯穿水平钢板上的圆孔，高强螺栓布置为纵桥向两排，顺桥向满布；（5）临时固结拆除：变高度腹板连接完毕之后，通过卸砂孔排砂并拆除钢砂筒，割除精轧螺纹钢根部，拆除精轧螺纹钢；（6）桥面板施工：桥面板划分为若干个桥面混凝土预制板单元，桥面混凝土预制板单元在工厂预制，运至现场进行吊装或顶推拼接，桥面板架设于钢箱梁上，首先安装正弯矩区钢桥面板，绑扎连接相邻桥面混凝土预制板单元外伸钢筋，浇筑桥面混凝土预制板间湿接缝混凝土，通过焊接在钢箱梁上翼缘的剪力连接件，使混凝土桥面板与钢箱梁连成整体；正弯矩区桥面板施工完成后，按相同方法施工负弯矩区混凝土桥面板。
12.在步骤2中，可以采用另一种安装形式进行下部异型腹板块安装，在下部异型腹板块与盖梁纵桥向设置纵向焊接立柱，高强螺栓穿过立柱上部焊接的水平连接钢板上的连接孔使其与异型腹板块下端固结，盖梁侧面预埋的预应力精轧螺纹钢横向穿过立柱，立柱与盖梁紧密贴合，使盖梁与下部异型腹板块连接成一个整体；梁与墩固结时，施工桥墩时将预埋件安装在桥墩顶部，通过连接措施使梁与墩连接在一起。
13.在步骤6中，所述桥面板为正交异性钢桥面板时，钢桥面板作为连续梁的一部分一起顶推到桥位。
14.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：实现变截面钢结构连续梁桥的顶推施工，突破顶推施工对桥梁结构的几何外形的部分限制，使梁端在固定场地上周期性施工，施工质量以及施工进度得以保证，使城市变截面特大跨度桥梁的立体交叉施工成为可能，具有良好的发展前景。
附图说明
15.下面结合附图对本发明专利进一步说明。
16.图1为本发明组合箱梁桥立面图。
17.图2为钢箱梁上部等高腹板块结构示意图。
18.图3为钢箱梁下部异型腹板块结构示意图。
19.图4为钢箱梁变高腹板拼接结构示意图。
20.图5为变高梁段与桥墩的连接结构示意图一。
21.图6为变高梁段与桥墩的连接结构示意图二。
22.图7为立柱的安装结构示意图。
23.图8为变截面钢结构连续梁采用组合钢板梁时上部等高腹板块结构示意图。
24.图9为变截面钢结构连续梁采用组合钢板梁时下部异型腹板块结构示意图。
25.图10为变截面钢结构连续梁采用组合钢板梁时变高腹板拼接结构示意图。
26.图中：1-桥墩；2-盖梁；3-变截面钢结构连续梁；4-变高梁段；5-等高梁段；6-上部等高腹板块；7-上水平钢板；8-上横隔板；9-纵向加劲肋；10-横向加劲肋；11-下部异型腹板块；12-下水平钢板；13-下横隔板；14-支座；15-砂筒；16-竖向预应力螺纹钢；17-立柱；18-水平连接钢板；19-精轧螺纹钢。
具体实施方式
27.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。
28.实施例一，如图1-6所示，一种适于顶推施工的变截面连续梁桥结构，包括变截面钢结构连续梁3、桥墩1，所述变截面钢结构连续梁为钢-混凝土组合板梁或钢-混凝土组合箱梁或钢箱梁，所述变截面钢结构连续梁经由上至下依次连接的桥面板、钢腹板和钢底板组成；所述钢腹板顺桥向采用变截面梁高，所述桥面板为混凝土桥面板或组合桥面板或正交异性钢桥面板以及在顺桥向为上述三者的两种或三种组成；所述变截面钢结构连续梁在中支点处为变高梁段4，其余梁段为等高梁段5，等高梁段长度大于相邻变高梁段，所述钢腹板顺桥向分为等高腹板和变高腹板，顺桥向相邻的钢腹板相连接，所述变高腹板由上至下依次连接的上部等高腹板块6和下部异型腹板块11组成，所述上部等高腹板块与等高腹板相等或梁高相差小于10cm ；变高梁段的底部与桥墩上端的盖梁2连接固定，采用预埋件的方式使变高梁段与桥墩固定在一起。
29.在本实施例中，将变高腹板分为上部等高腹板块和下部异型腹板块两部分，实现变截面钢结构连续梁桥的顶推施工，突破顶推施工对桥梁结构的几何外形的部分限制，使梁端在固定场地上周期性施工，施工质量以及施工进度得以保证，使城市变截面特大跨度桥梁的立体交叉施工成为可能，具有良好的发展前景。
30.在本实施例中，所述下部异型腹板块与桥墩的盖梁之间设置砂筒15，砂筒位于盖梁上端的支座14顺桥向的两侧，所述盖梁上端预埋竖向预应力螺纹钢筋16，所述竖向预应力精轧螺纹钢上端与下部异型腹板块锚固，以作为临时支撑。
31.在本实施例中，所述上部等高腹板块的下端一侧与下部异型腹板块的上端一侧分别设置有相互配合的上水平钢板7、下水平钢板12，上、下水平钢板上均开设有相对应的圆孔，上水平钢板、下水平钢板经贯穿其上圆孔的高强螺栓相连接。
32.在本实施例中，所述钢-混凝土组合箱梁或钢箱梁内的横隔板分为上横隔板8和下横隔板13，所述上横隔板的下端一侧或两侧设有水平钢板，所述下横隔板的上端一侧或两
侧设有水平钢板，上横隔板与下横隔板上的水平钢板紧密贴合并对应开设圆。
33.在本实施例中，所述钢腹板为平钢腹板或波形钢腹板，所述平钢腹板焊接有横向加劲肋10或焊接有横向加劲肋与纵向加劲肋9。
34.一种变截面连续梁桥结构的顶推施工方法，包括以下步骤：（1）进行桥梁下部结构施工的同时，加工制作变截面钢结构连续梁，变梁高段的钢腹板由上部等高腹板块和下部异型腹板块两部分，需分别进行制作，并在工厂进行预拼装；（2）下部异型腹板块安装：在施工盖梁时预埋精轧螺纹钢，安装砂筒，安装下部异型腹板块，张拉布置于钢砂筒前后的精轧螺纹钢，通过砂筒与精轧螺纹钢固定下部异型腹板块；（3）上部等截面腹板块安装与顶推：在顶推施工平台上拼装钢结构连续梁节段，利用顶推施工平台的滑道将当前桥梁节段进行顶推，在已顶出的连续梁尾端进行拼接然后再次顶推，直至将钢结构连续梁合部顶推到位；（4）变高腹板连接：将上部等高腹板块与下部异型腹板块上的水平钢板紧密贴合并在开设圆孔位置使用高强螺栓贯穿水平钢板上的圆孔，高强螺栓布置为纵桥向两排，顺桥向满布；（5）临时固结拆除：变高度腹板连接完毕之后，通过卸砂孔排砂并拆除钢砂筒，割除精轧螺纹钢根部，拆除精轧螺纹钢；（6）桥面板施工：桥面板划分为若干个桥面混凝土预制板单元，桥面混凝土预制板单元在工厂预制，运至现场进行吊装或顶推拼接，桥面板架设于钢箱梁上，首先安装正弯矩区钢桥面板，绑扎连接相邻桥面混凝土预制板单元外伸钢筋，浇筑桥面混凝土预制板间湿接缝混凝土，通过焊接在钢箱梁上翼缘的剪力连接件，使混凝土桥面板与钢箱梁连成整体；正弯矩区桥面板施工完成后，按相同方法施工负弯矩区混凝土桥面板。
35.在步骤6中，先进行防撞墙与护栏的安装，再进行桥面板的铺张施工；在步骤2中，可以采用另一种安装形式进行下部异型腹板块安装，在下部异型腹板块与盖梁纵桥向设置纵向焊接立柱，高强螺栓穿过立柱上部焊接的水平连接钢板上的连接孔使其与异型腹板块下端固结，盖梁侧面预埋的预应力精轧螺纹钢横向穿过立柱，立柱与盖梁紧密贴合，使盖梁与下部异型腹板块连接成一个整体；梁与墩固结时，施工桥墩时将预埋件安装在桥墩顶部，通过连接措施使梁与墩连接在一起。
36.在步骤6中，所述桥面板为正交异性钢桥面板时，钢桥面板作为连续梁的一部分一起顶推到桥位。
37.实施例二：如图7所示，在本实施例与实施例一的区别在于，所述下部异型腹板块通过立柱17与盖梁的两侧连接固定，所述立柱上端设有水平连接钢板18，所述水平连接钢板与异型腹板块下端紧密贴合并开设相配合的连接孔，水平连接钢板与异型腹板块贯穿连接孔的高强螺栓相连接；所述立柱紧贴在盖梁侧表面，盖梁侧表面水平设置有精轧螺纹钢19，精轧螺纹钢外端与立杆锚固，以作为临时支撑。
38.在本实施例中，所述立柱为双拼工字钢或钢管或钢箱结构。
39.实施例三：如图8-10所示，本实施例与实施例一的区别在于，所述变截面钢结构连续梁采用组合钢板梁。
40.本专利如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，
固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接( 例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构( 例如使用铸造工艺一体成形制造出来) 所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。
41.在本专利的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。
42.上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。