一种快速安全安装的箱型耗能组合梁桥及其拼装方法

1.本发明涉及桥梁结构构造领域，具体涉及一种快速安全安装的箱型耗能组合梁桥及其拼装方法。


背景技术：

2.箱型梁桥是用于制作跨度较大的桥梁，其整体运输不便，往往需要将预制构件运送到现场来进行安装，在安装箱型梁桥时，容易出现以下问题：
3.1、桥梁需要承受风荷载、车辆荷载和潮汐荷载等，大多是动荷载，这些荷载得不到缓冲，常年累计容易对主要结构造成疲劳破坏，让桥面混凝土板和钢箱梁之间出现变形不协调的情况，会影响结构的耐久性和承载能力；
4.2、安装过程中，混凝土板和钢箱梁对齐时容易受施工荷载的影响，在混凝土板安放在钢箱梁上的瞬间容易应力集中，难以将所受到的荷载进行分散，容易让桥面板发生开裂；
5.3、在拼装时，各个构件之间的螺栓孔难以对齐，需要现场对结构进行微调，才能够让螺栓通过各个构件的螺栓孔进行有效连接，大大影响施工周期。


技术实现要素：

6.为了克服桥面板与箱型梁之间的荷载在传递时没有进行缓冲，容易发生局部变形和开裂的不足，本发明提供一种快速安全安装的箱型耗能组合梁桥，可以使荷载在传递时通过耗能板进行缓冲，避免混凝土板开裂。
7.本发明其技术问题所采用的技术方案是：
8.一种快速安全安装的箱型耗能组合梁桥，包括箱型板、横向隔板和预制中部桥面板，所述横向隔板间隔布置在所述箱型板上，所述预制中部桥面板与所述横向隔板的上端固定连接，所述快速安全安装的箱型耗能组合梁桥还包括预埋t型件、预埋钢板、第一连接板和用于缓冲预埋钢板所受荷载的耗能组件，所述预埋t型件和所述预埋钢板设置在所述预制中部桥面板上，所述预埋t型件的长度方向和所述预埋钢板的长度方向相互垂直，所述预埋t型件的中间段与所述预埋钢板的端部固定连接，所述预埋t型件的下端与所述横向隔板的上端固定连接，所述横向隔板的下端与所述箱型板固定连接，所述耗能组件包括耗能板、第一限位板和第二限位板，所述耗能板为倾斜布置，所述耗能板的上端面与第一限位板侧端固定连接，所述第一限位板的内侧与所述预埋钢板固定连接，所述耗能板的下端面与所述第二限位板的侧端固定连接，所述第二限位板内侧与所述第一连接板的上半段的外侧固定连接，所述第一连接板内侧与所述横向隔板的中部固定连接。
9.优选的，耗能板能有效的把横向隔板与预埋钢板进行连接，当预埋钢板受到了荷载的时候，一方面由于预埋钢板的端部与预埋t型件的中间端固定连接，可以把预埋钢板所受的力传递到预埋t型件上，让预埋t型件上的力再传递到横向隔板上，使受力逐层递减，另一方面，预埋钢板所受到的荷载也会传递到耗能板上，耗能板与预埋钢板的倾斜角度在30
°
～60
°
之间，可以接收在预埋钢板上的部分荷载，耗能板上设置矩形开口，可以让耗能板受到荷载的时产生轻微的弹塑性变形，从而达到耗能的目的，最终使得预埋钢板所受到的纵向荷载的力可以分散传递，防止集中受力，避免预埋钢板过度变形，最终防止桥面板开裂，从而提高荷载承受能力和使用寿命。
10.进一步，所述快速安全安装的箱型耗能组合梁桥还包括连接组件，所述连接组件包括传力板、第三限位板和第四限位板，所述传力板为倾斜布置，所述传力板的上端面与所述第三限位板侧端固定连接，所述第三限位板内侧与所述第一连接板的下半段的外侧固定连接，所述传力板的下端面与所述第四限位板侧端固定连接，所述第四限位板内侧与所述箱型板的底部固定连接。
11.优选的，传力板可以有效的把横向隔板与箱型板底部进行连接，一方面可以将横向隔板所受到的力分散到传力板上，而不是直接集中的传递到与横向隔板下端固定连接的箱型板底部的位置中，另一方面通过分散荷载的方法，可以让箱型板均匀受力，防止荷载集中，提高了横向隔板的局部刚度，从而避免过度变形，保持桥面板稳定，提高桥面板的使用年限。
12.更优选的，通过传力板和耗能板组成了x或k的结构，提高局部刚度还能够将荷载分散，使得桥面板上的荷载可以均匀的传递到箱型板中去。进而达到减少桥梁振动和弹塑性耗能的目的，从而保护结构不出现局部屈曲，保证桥梁的承载力和耐久性。
13.进一步，所述第二限位板、所述横向隔板和所述第一连接板上开设有第一槽口孔，所述第二限位板位于所述第一连接板外侧，所述第一连接板位于所述横向隔板外侧，所述第二限位板、所述横向隔板和所述第一连接板之间螺栓连接。
14.再进一步，所述第三限位板、所述横向隔板和所述第一连接板上开设有第二槽口孔，所述第三限位板位于所述第一连接板外侧，所述第一连接板位于所述横向隔板外侧，所述第三限位板、所述横向隔板和所述第一连接板之间螺栓连接。
15.更进一步，所述快速安全安装的箱型耗能组合梁桥还包括第二连接板，所述第二连接板、所述预埋t型件和所述横向隔板上开设有第三槽口孔，所述第二连接板的上半段与所述预埋t型件之间、所述第二连接板的下半段与所述横向隔板之间螺栓连接。
16.优选的，通过第一槽口孔、第二槽口孔和第三槽口孔，可以使得桥梁结构在组合的时候无需精准定位，不需要微调就可以使得螺栓能够通过各个槽口孔进行固定连接，提高安装速度，不会因为制作误差导致孔与孔之间对不齐，出现螺栓钻不进孔中的问题，通过第一连接板可以实现耗能板、传力板和横向隔板之间的有效连接，通过第二连接板可以实现预埋t型板和横向隔板之间的有效连接，最终使得使得桥面板上的荷载可以均匀的传递到箱型板中去，避免荷载集中到桥面板中出现难以转移的问题发生，提高了箱型组合梁横向荷载的承受能力。
17.一种快速安全安装的箱型耗能组合梁桥的拼装方法，包括以下步骤：
18.(1)准备好制作箱型组合梁桥的材料；
19.(2)在工厂中加工预埋t型件、预埋钢板、箱型板、横向隔板和第一连接板，将预埋t型件的中间段与所述预埋钢板的端部固定连接；
20.(3)在预埋t型件和预埋钢板的基础上预制出中部桥面板，将中部桥面板和横向隔板运往工地；
21.(4)将横向隔板间隔布置在箱型板上，横向隔板的下端与箱型板底部固定连接，预埋t型件的下端与横向隔板的上端固定连接；
22.(5)将预埋钢板和第一限位板固定连接，第一限位板与耗能板的上端固定连接，耗能板的下端与第二限位板固定连接，第二限位板与第一连接板固定连接，第一限位板与横向隔板的中部固定连接，让耗能板把预埋钢板和横向隔板连接在一起；
23.(6)使耗能板、预制中部桥面板、预埋t型件、预埋钢板、横向隔板和箱型板形成整体。
24.优选的，在步骤(4)中，螺栓通过第二连接板和预埋t型件、第二连接板和横向隔板之间的第三槽口孔，实现固定连接。
25.优选的，在步骤(5)中，螺栓通过第二限位板，第一连接板和横向隔板之间的第一槽口孔，实现固定连接。
26.进一步的，所述快速安全安装的箱型耗能组合梁桥还包括连接组件，所述连接组件包括传力板、第三限位板和第四限位板，在步骤(5) 中，第一连接板与第三限位板固定连接，第三固定板与传力板上端固定连接，传力板下端与第四限位板侧端固定连接，第四限位板和箱型板底部固定连接，螺栓通过第三限位板，第一连接板和横向隔板之间的第二槽口孔，实现固定连接。
27.进一步的，在步骤(4)中，安装横向隔板时控制好间距，使得预埋t型件的下端与横向隔板的上端对齐，误差在1mm内。
28.优选的，横向隔板上端与预埋t型件的下端对齐之后，可通过焊缝进行初步连接，然后将焊接部位抹平，使得第二连接板可以紧贴在预埋t型件和横向隔板的两侧，从而形成有效的加持，避免位移。
29.本发明的技术构思：通过耗能板把预埋钢板与横向隔板相连形成整体，在荷载从通过耗能板时，可以进行缓冲，降低传递到横向隔板的荷载；通过传力板把横向隔板的中部与箱型板底部相连形成整体，横向隔板受到的荷载直接可以从横向隔板的中部分散传递到箱型板的底部，起到分散荷载的作用，耗能板与传力板的组合可以形成x或k 的结构，可以使得缓冲耗能和分散荷载同时起到作用，减少桥梁振动和弹塑性耗能，同时可以保护结构不出现局部屈曲，保证桥梁的承载力和耐久性。
30.本发明的有益效果主要表现在：
31.1、在桥面板上的荷载传递到横向隔板时，通过耗能板来缓冲荷载，从而减弱荷载的传递，避免对桥梁主要结构受到疲劳破坏，提高结构的耐久性和承载能力。
32.2、当荷载传递到横向隔板中部时，可以将荷载分散开来，使得部分荷载可以通过传力板传递到箱型板上，避免全部荷载从横向隔板直接传递到箱型板中，避免横向隔板受到应力集中和在外荷载作用下出现局部屈曲，使结构的传力更加均衡，从避免桥面板发生开裂。
33.3、将螺栓的连接孔设置为槽口孔的形式可以实现钢箱-混凝土组合梁桥的准确定位，无需经常微调，让螺栓可以通过各个构件进行有效连接，保证钢-混凝土组合梁桥的施工效率，从而提高施工周期。
附图说明
34.图1为本发明的结构示意图。
35.图2为本发明的剖视立体图。
36.图3为本发明内部结构的右视图。
37.图4为图2中a处的放大图。
38.图5为图4中b处的放大图。
39.图6为本发明的爆炸结构示意图。
40.图7为本发明的爆炸结构部分示意图一。
41.图8为本发明的爆炸结构部分示意图二。
42.图9为本发明的爆炸结构部分示意图三。
43.图10为本发明中第二连接板的结构示意图。
44.图11为本发明中耗能组件的结构示意图。
45.图12为本发明中连接组件的结构示意图。
46.附图标记为：箱型板1、纵向隔板11、箱型腔12、横向隔板13、预制中部桥面板14、预埋t型件15、预埋钢板16、耗能组件3、连接组件4、抗剪件17、第二连接板21、第三槽口孔22、耗能板31、第一限位板32、第一螺栓孔33、第二限位板35、第一连接板36、第一槽口孔37、传力板41、第三限位板42、第二槽口孔43、第四限位板45、第二螺栓孔46、箱型侧腔101、支撑板102、通口103、预制侧部桥面板104、梯形钢板105、梯形槽106。
具体实施方式
47.下面结合附图对本发明作进一步描述。
48.实施例1
49.参照图1～图12，一种快速安全安装的箱型耗能组合梁桥，包括箱型板1、横向隔板13和预制中部桥面板14，所述横向隔板13间隔布置在所述箱型板1上，所述预制中部桥面板14与所述横向隔板13 的上端固定连接，所述快速安全安装的箱型耗能组合梁桥还包括预埋 t型件15、预埋钢板16、第一连接板36和用于缓冲预埋钢板16所受荷载的耗能组件3，所述预埋t型件15和所述预埋钢板16设置在所述预制中部桥面板14上，所述预埋t型件15的长度方向和所述预埋钢板16的长度方向相互垂直，所述预埋t型件15的中间段与所述预埋钢板16的端部固定连接，所述预埋t型件15的下端与所述横向隔板13的上端固定连接，所述横向隔板13的下端与所述箱型板1固定连接，所述耗能组件3包括耗能板31、第一限位板32和第二限位板 35，所述耗能板31为倾斜布置，所述耗能板31的上端面与第一限位板32侧端固定连接，所述第一限位板32的内侧与所述预埋钢板16 固定连接，所述耗能板31的下端面与所述第二限位板35的侧端固定连接，所述第二限位板35内侧与所述第一连接板36的上半段的外侧固定连接，所述第一连接板36内侧与所述横向隔板13的中部固定连接。
50.本实施例中，通过耗能板31能有效的把横向隔板13与预埋钢板 16进行连接，当预埋钢板16受到了荷载的时候，一方面由于预埋钢板16的端部与预埋t型件15的中间端固定连接的，可以把预埋钢板 16受的力传递到预埋t型件15上，让预埋t型件15上的力再传递到横向隔板13上，使受力逐层递减，另一方面，预埋钢板16受到的荷载也会传递到耗能板31上，耗能板31与预埋钢板16的倾斜角度是 30
°
～60
°
之间，可以接收部分荷载，同时通过耗
能板31上的矩形开口设置，可以让耗能板31受到荷载的时产生轻微的弹塑性变形，从而达到耗能的目的，最终使得预埋钢板16所受到的纵向荷载的力可以分散传递，防止集中受力，避免预埋钢板16过度变形，最终防止桥面板开裂，从而提高荷载承受能力和使用寿命。
51.所述快速安全安装的箱型耗能组合梁桥还包括连接组件4，所述连接组件4包括传力板41、第三限位板42和第四限位板45，所述传力板41为倾斜布置，所述传力板41的上端面与所述第三限位板42 侧端固定连接，所述第三限位板42内侧与所述第一连接板36的下半段的外侧固定连接，所述传力板41的下端面与所述第四限位板45侧端固定连接，所述第四限位板45内侧与所述箱型板1的底部固定连接。所述第一限位板32和所述预埋钢板16上开设有第一螺栓孔33，螺栓通过第一螺栓孔33与所述第一限位板32和所述预埋钢板16螺栓连接；所述第四限位板45与所述箱型板1底部开设有第二螺栓孔46，螺栓通过第二螺栓孔46与所述第四限位板45和所述箱型板1底部螺栓连接。
52.通过传力板可以有效的把横向隔板与箱型板底部进行连接，一方面可以将横向隔板13所受到的力分散到传力板41上，而不是直接集中的传递到与横向隔板13下端固定连接的箱型板1底部的位置中，另一方面通过分散荷载和间接传递受力的方法，可以让箱型板1均匀受力，防止荷载集中，提高了横向隔板13的局部刚度，从而避免过度变形，保持桥面板稳定，提高桥面板的使用年限。通过传力板41和耗能板31组成了x或k的结构，提高局部刚度还能够将荷载分散，使得桥面板上的荷载可以均匀的传递到箱型板1中去。进而达到减少桥梁振动和弹塑性耗能的目的，从而保护结构不出现局部屈曲，保证桥梁的承载力和耐久性。
53.所述第二限位板35、所述横向隔板13和所述第一连接板36上开设有第一槽口孔37，所述第二限位板35位于所述第一连接板36外侧，所述第一连接板36位于所述横向隔板13外侧，所述第二限位板35、所述横向隔板13和所述第一连接板36之间螺栓连接。所述第三限位板42、所述横向隔板13和所述第一连接板36上开设有第二槽口孔43，所述第三限位板42位于所述第一连接板36外侧，所述第一连接板36 位于所述横向隔板13外侧，所述第三限位板42、所述横向隔板13和所述第一连接板36之间螺栓连接。所述快速安全安装的箱型耗能组合梁桥还包括第二连接板21，所述第二连接板21、所述预埋t型件15 和所述横向隔板13上开设有第三槽口孔22，所述第二连接板21的上半段与所述预埋t型件15之间、所述第二连接板21的下半段与所述横向隔板13之间螺栓连接。通过第一槽口孔37、第二槽口孔43和第三槽口孔22，可以使得桥梁结构在组合的时候无需精准定位，不需要仔细微调就可以使得螺栓能够通过各个槽口孔，提高安装速度，不会因为制作误差导致孔与孔之间对不齐，使得螺栓钻不进孔中，通过第一连接板36和第二连接板21可以达到有效连接，最终使得使得桥面板上的荷载可以均匀的传递到箱型板1中去，避免荷载集中到桥面板中出现难以转移的问题发生，提高了箱型组合梁横向荷载的承受能力。
54.所述箱型耗能组合梁桥还包括两个纵向隔板11和两个预制侧部桥面板104，所述预制侧部桥面板104和所述预制中部桥面板14安装在所述纵向隔板11上，所述侧部桥面板、所述纵向隔板11和所述箱型板1之间形成箱型侧腔101，所述箱型侧腔101上整列布置有支撑板102，所述支撑板102和所述横向隔板13上开设有通口103。
55.进一步的，所述箱型板1上面设有梯形钢板105，所述支撑板102 和所述横向隔板13上开设有用于通过所述梯形钢板105的梯形槽 106。所述横向隔板13和所述箱型板1底部通过连接组件4相连，所述预埋t型件15上翼缘和所述预埋钢板16上表面设有抗剪件17。优
选的，纵向隔板11一方面可以承受纵向荷载，另一方面通过两块纵向隔板11的设置可以将箱型板1的内部分成箱型腔12和两侧的箱型侧腔101，提高桥面板的宽度，箱型腔12上均匀排列有横向隔板13，箱型侧腔101上均匀排列有支撑板102，从而提高组合桥梁的整体性和稳定性，在支撑板102上开设通口103，可以减轻支撑板102的重量，还能节省材料，达到资源最大化利用，通过梯形钢板105和梯形槽106 的设置，可以让支撑板102和横向隔板13与箱型板1的接触面积变大，从而在初步安装的时候可以更加稳定，然后在进行焊接固定，避免位移，提高对齐效果，还能增加荷载传递的范围，实现桥面板上所收到的复杂荷载都能够大部分传递到箱型板1中，从而避免过度变形，最终保持了桥面板不会被破坏，提高了桥面板的使用年限。
56.所述纵向隔板11与所述箱型板1通过焊接连接，设置成两块，可以用于支撑预制中部桥面板14，第二连接板21将横向隔板13与预埋t型件15相连，形成整体，起到精准定位作用，耗能组件3将预埋钢板16与横向隔板13相连，形成整体，起到缓冲和耗能作用，连接组件4将横向隔板13与箱型腔12底部相连，形成整体，耗能组件3与连接组件4使得横向隔板13得到支撑，形成x的结构，提高局部刚度还能够将荷载分散，进而达到减少桥梁振动和弹塑性耗能的目的，以期保护结构不出现局部屈曲，保证桥梁的承载力和耐久性。
57.实施例2
58.参照图1～图12，一种快速安全安装的箱型耗能组合梁桥的拼装方法，包括以下步骤：
59.(1)准备好制作箱型组合梁桥的材料；
60.(2)在工厂中加工预埋t型件15、预埋钢板16、箱型板1、横向隔板13和第一连接板36，将预埋t型件15的中间段与所述预埋钢板16的端部固定连接；
61.(3)在预埋t型件15和预埋钢板16的基础上预制出中部桥面板，将中部桥面板和横向隔板13运往工地；
62.(4)将横向隔板13间隔布置在箱型板1上，横向隔板13的下端与箱型板1底部固定连接，预埋t型件15的下端与横向隔板13的上端固定连接；
63.(5)将预埋钢板16和第一限位板32固定连接，第一限位板32 与耗能板31的上端固定连接，耗能板31的下端与第二限位板35固定连接，第二限位板35与第一连接板36固定连接，第一限位板32与横向隔板13的中部固定连接，让耗能板31把预埋钢板16和横向隔板 13连接在一起；
64.(6)使耗能板31、预制中部桥面板14、预埋t型件15、预埋钢板16、横向隔板13和箱型板1形成整体。
65.所述步骤(4)中，螺栓通过第二连接板21和预埋t型件15、第二连接板21和横向隔板13之间的第三槽口孔22，实现固定连接。在步骤(5)中，螺栓通过第二限位板35，第一连接板36和横向隔板13 之间的第一槽口孔37，实现固定连接。
66.所述快速安全安装的箱型耗能组合梁桥还包括连接组件4，所述连接组件4包括传力板41、第三限位板42和第四限位板45，在步骤 (5)中，第一连接板36与第三限位板42固定连接，第三固定板与传力板41上端固定连接，传力板41下端与第四限位板45侧端固定连接，第四限位板45和箱型板1底部固定连接，螺栓通过第三限位板42，第一连接板36和横向隔板13之间的第二槽口孔43，实现固定连接。
67.所述步骤(4)中，安装横向隔板13时控制好间距，使得预埋t 型件15的下端与横向隔板13的上端对齐，误差在1mm内。横向隔板13上端与预埋t型件15的下端对齐之后，可通过焊缝进行初步连接，然后将焊接部位抹平，使得第二连接板21可以紧贴在预埋t型件15和横向隔板13的两侧，从而形成有效的加持，避免位移。
68.本实施例的具体工作过程为：
69.(1)准备好制作箱型组合梁桥的材料，包括混凝土、钢材和螺栓；
70.(2)在工厂中加工预埋t型件15，并在预埋t型件15上翼缘焊接抗剪件17；在工厂中加工预埋钢板16，并在预埋钢板16上表面焊接抗剪件17；将预埋钢板16设于两个预埋t型件15的中间，预埋钢板16的一端焊接在其中一个预埋t型件15上，预埋钢板16的另一端焊接在另一个预埋t型件15上，形成整体；在工厂中预制出侧部桥面板，在预埋t型件15和预埋钢板16的基础上预制出中部桥面板，将桥面板和工厂制作出来的耗能板31、支撑板102、横向隔板13和传力板41运往工地，待安装；
71.(3)在工厂中制作箱型板1、纵向隔板11和梯形钢板105，然后将纵向隔板11和梯形钢板105焊接在箱型板1上，形成整体，然后运往工地，待安装；
72.(4)分别在每个支撑板102和横向隔板13上开设多个与梯形钢板105相适配的梯形槽106，然后依次将横向隔板13和支撑板102安装到箱型板1中，然后将侧部桥面板，预制中部桥面板安装到支撑板 102和纵向隔板11上；然后将预埋t型件15的下端与横向隔板13的上端通过焊缝进行连接，接着将预埋t型件15、横向隔板13和第二连接板21上的第三槽口孔22对准，然后通过螺栓进行连接，使得预埋t型件15与横向隔板13形成整体；
73.(5)将第一限位板32和预埋钢板16上的第一螺栓孔33对齐，通过螺栓进行连接，然后将第二限位板35，第一连接板36和横向隔板13上的第一槽口孔37进行对齐，通过螺栓进行初步拧紧，先让耗能板31将预埋钢板16和横向隔板13连接在一起；然后将第四限位板 45和箱型腔12底部的第二螺栓孔46对齐，通过螺栓初步拧紧，接着将第三限位板42、第一连接板36和横向隔板13上的第二槽口孔43 对齐，通过螺栓进行初步拧紧，让传力板41将横向隔板13和箱型腔 12底部连接在一起；
74.(6)然后交替对螺栓进行最终拧紧，使得通过耗能板31和传力板41将预制中部桥面板14、预埋t型件15、预埋钢板16、横向隔板 13和箱型板1形成整体。
75.本说明书的实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，仅作说明用途。本发明的保护范围不应当被视为仅限于本实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域的普通技术人员根据本发明构思所能想到的等同技术手段。