一种装配式波形钢腹板组合梁桥桥面板结构及施工方法与流程

1.本发明涉及桥梁工程技术领域中的一种装配式波形钢腹板组合梁桥桥面板结构及施工方法。


背景技术：

2.随着经济与科技的持续发展，桥梁施工技术也在不断提升，节段预制拼装施工技术在桥梁工程建设中普遍应用。节段预制拼装技术需通过将预制板分块拼接成混凝土桥面板后再与其下的主梁结构连接，预制板可以在工厂中生产而无需现场浇注，节省施工工时。而且拼接好后的混凝土桥面板一般留有剪力槽，其与主梁结构预设的剪力键配合以承受水平向剪力，使混凝土桥面板能够与主梁结构共同受力。
3.由于剪力槽与剪力键是关键而薄弱的地方，其性能的优劣不仅影响预制桥面板的施工速度，还影响预制桥面板在运营期间的使用性能。而对于混凝土桥面板与主梁结构的连接方式，常见的钢－混凝土组合结构的桥面板与钢梁间连接方式主要有开孔钢板连接、螺栓连接等，由于螺栓连接施工相对复杂，多用于组合梁的后期栓钉失效加固，仅在少部分桥梁中使用，若采用传统开孔钢板连接件时，桥面板必须现场浇筑，无法实现快速装配。
4.目前装配式施工，大部分均采用预制桥面板间预留剪力槽与钢主梁设置集簇式栓钉连接件的方式，但这种连接方法主要存在以下问题：第一，施工方面，桥面板预留槽口空间较小，吊装桥面板进行安装时需要精确对位，施工难度大且施工质量无法保证，易出现裂缝；第二，受力方面，桥面板剪力槽口受力性能受纵向间距影响较大，易导致栓钉受力不均匀；第三，经济方面，由于裂缝的产生，易导致桥面板铺装产生裂缝，不但影响行车舒适性还增大了后期维护成本。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种装配式波形钢腹板组合梁桥桥面板结构及施工方法，能够降低桥面板的装配难度，提升安装效率，且使得剪力分布更为均匀。
6.根据本发明第一方面实施例，提供一种装配式波形钢腹板组合梁桥桥面板结构，包括：
7.箱梁本体，其包括底板、波形钢腹板和翼缘板，所述波形钢腹板和所述翼缘板的数量均为两个，所述翼缘板一一对应地连接在所述波形钢腹板的顶部，两个所述波形钢腹板与所述底板焊接并构成“c”形结构；
8.开口钢板，其焊接在所述翼缘板上并沿所述翼缘板形体方向延伸，所述开口钢板沿其形体方向等距设置有多个u形卡口，所述u形卡口的开口朝上；
9.桥面板组件，其包括第一桥面板和两个第二桥面板，两个所述第二桥面板分别对称设置在所述第一桥面板的两侧，所述第一桥面板与所述第二桥面板之间留有现浇槽，所述现浇槽的宽度小于所述翼缘板的宽度且所述现浇槽设置在所述翼缘板的顶部，所述第一
桥面板通过多个横向钢筋与两个所述第二桥面板连接，所述横向钢筋穿过所述u形卡口；
10.混凝土层，其浇注在所述现浇槽中以进行固结。
11.根据本发明第一方面实施例，进一步地，每个所述u形卡口中均穿过两个所述横向钢筋，两个所述横向钢筋沿竖直方向分布。
12.根据本发明第一方面实施例，进一步地，所述装配式波形钢腹板组合梁桥桥面板结构还包括横向钢板和多个纵向钢筋，所述横向钢板横置在所述现浇槽中，所述开口钢板在所述横向钢板处断开，所述横向钢板上设有多个孔洞以供所述纵向钢筋穿过，所述纵向钢筋与所述横向钢筋相互焊接。
13.根据本发明第一方面实施例，进一步地，所述桥面板组件的数量为至少两个，所述桥面板组件在纵桥向方向的端面设置有环形钢筋，相邻的两个所述桥面板组件上的所述环形钢筋相互交错并焊接，相邻的两个所述桥面板组件间留有湿接缝以浇注所述混凝土层。
14.根据本发明第一方面实施例，进一步地，所述装配式波形钢腹板组合梁桥桥面板结构还包括闭合钢筋，所述闭合钢筋呈封闭环状并与相邻的两个所述桥面板组件上的所述环形钢筋相互焊接。
15.根据本发明第一方面实施例，进一步地，所述横向钢筋贯穿所述湿接缝并与所述环形钢筋、所述闭合钢筋相互焊接为一体。
16.根据本发明第二方面实施例，提供一种装配式波形钢腹板组合梁桥桥面板施工方法，包括：
17.在工厂中制作并焊接所述箱梁本体，在所述箱梁本体中完成钢底板单元、横隔板单元、腹板单元等单元件的制作，再进行各节段的焊接组装；
18.将所述箱梁本体运输至施工现场，采用吊装或顶推或拖拉的方法进行所述箱梁本体的架设；
19.在工厂中制作所述桥面板组件，采用所述横向钢筋贯穿所述第一桥面板和所述第二桥面板，并在所述第一桥面板与所述第二桥面板间留有现浇槽；
20.在所述翼缘板上焊接所述开口钢板，将制作好的所述桥面板组件吊装至所述箱梁本体上，所述现浇槽位置与所述翼缘板位置对应，所述横向钢筋从所述u形卡口中穿过；
21.在所述现浇槽中浇注混凝土并淹没所述开口钢板和所述横向钢筋，养生后生成所述混凝土层并对所述第一桥面板和所述第二桥面板进行粘结。
22.根据本发明第二方面实施例，进一步地，所述桥面板组件的数量为至少两个，所述桥面板组件在纵桥向方向的端面设置有环形钢筋，相邻的两个所述桥面板组件上的所述环形钢筋相互交错并焊接，相邻的两个所述桥面板组件间留有湿接缝以浇注所述混凝土层；在浇注前先对所述环形钢筋进行相互焊接。
23.根据本发明第二方面实施例，进一步地，相邻的两个所述桥面板组件上的所述环形钢筋通过闭合钢筋相互焊接。
24.根据本发明第二方面实施例，进一步地，完成混凝土浇注并养护后，安装护栏或防撞墙，进行所述桥面板组件的铺装施工。
25.本发明实施例的有益效果至少包括：本发明通过焊接在翼缘板上的开口钢板承受剪力，相较于传统的剪力键具有更高抗剪刚度和延性；且通过吊装桥面板进行安装时，横向钢筋与开口钢板上的u形卡口对应即可，相较于传统的孔轴连接其装配更为简单且容易对
准，提升安装效率。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。
27.图1是本发明第一方面实施例装配式波形钢腹板组合梁桥桥面板结构的三维图；
28.图2是本发明第一方面实施例装配式波形钢腹板组合梁桥桥面板结构中桥面板组件的三维图；
29.图3是本发明第一方面实施例装配式波形钢腹板组合梁桥桥面板结构中现浇槽处的局部放大图；
30.图4是本发明第一方面实施例装配式波形钢腹板组合梁桥桥面板结构中环形钢筋直接焊接的示意图；
31.图5是本发明第一方面实施例装配式波形钢腹板组合梁桥桥面板结构中环形钢筋通过闭合钢筋焊接的示意图。
32.附图标记：100-箱梁本体、110-底板、120-波形钢腹板、130-翼缘板、200-开口钢板、210-u形卡口、300-桥面板组件、310-第一桥面板、320-第二桥面板、330-现浇槽、400-横向钢筋、500-横向钢板、600-纵向钢筋、700-环形钢筋、800-湿接缝、900-闭合钢筋。
具体实施方式
33.本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
34.在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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发明和简化描述，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发明的限制。
35.在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
36.本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
37.本发明第一方面实施例提供了一种装配式波形钢腹板组合梁桥桥面板结构，其在翼缘板130上焊接开口钢板200，并将桥面板组件300上的横向钢筋400与开口钢板200上的u形卡口210一一对应，在浇注完混凝土后固结为一个整体。横向钢筋400不但提高了开口钢板200连接件抗剪刚度和延性，而且，横向钢筋400与u形卡口210更好对准，相较于传统的孔
轴连接，其装配精度要求更低，因而能够提升装配效率，减少装配所耗费的工时。
38.本发明第二方面实施例提供了一种装配式波形钢腹板组合梁桥桥面板施工方法，基于上述所述的装配式波形钢腹板组合梁桥桥面板结构，主要描述了本装配式波形钢腹板组合梁桥桥面板结构的施工流程。
39.参照图1，本发明第一方面实施例中的装配式波形钢腹板组合梁桥桥面板结构，包括箱梁本体100、开口钢板200、桥面板组件300和混凝土层。其中，箱梁本体100为桥梁主体结构，其具体包括底板110、波形钢腹板120和翼缘板130。波形钢腹板120和翼缘板130的数量均为两个且一一对应设置，翼缘板130连接在波形钢腹板120的顶部。两个波形钢腹板120的底部与底板110焊接并构成“c”形结构，该“c”形结构的中央用于浇注混凝土以强化箱梁结构。
40.参照图3和图4，开口钢板200与翼缘板130一一对应设置，开口钢板200焊接在翼缘板130上并沿翼缘板130的形体方向延伸。开口钢板200沿其形体方向等距设置有多个开口朝上的u形卡口210。
41.参照图2，桥面板组件300安装在箱梁本体100的顶部。桥面板组件300包括一个第一桥面板310和两个第二桥面板320，两个第二桥面板320分别对称设置在第一桥面板310的两侧并相互拼合成整体。在第一桥面板310和第二桥面板320之间留有现浇槽330，其宽度小于翼缘板130的宽度且现浇槽330对应设置在翼缘板130的顶部。第一桥面板310通过多个横向钢筋400及横向钢板500与两个第二桥面板320连接，横向钢筋400与u形卡口210一一对应并穿过u形卡口210。在一些实施例中，也可采用两个或多个横向钢筋400穿过同一个u形卡口210的方式增强连接强度，横向钢筋400沿竖直方向分布。安装好后在现浇槽330中进行混凝土浇注，通过混凝土层将现浇槽330中的开口钢板200和横向钢筋400固结在一起，完成第一桥面板310和第二桥面板320的连接。
42.进一步地，本装配式波形钢腹板组合梁桥桥面板结构还包括横向钢板500和多个纵向钢筋600，横向钢板500横置在现浇槽330中，横向钢板500上设有多个孔洞以供纵向钢筋600穿过，纵向钢筋600沿现浇槽330的形体方向放置并与横向钢筋400焊接成一个整体，组成框架式结构，使得整体结构的连接强度更高。
43.进一步地，参照图4，桥面板组件300的数量为至少两个，桥面板组件300在纵桥向方向的端面设置有环形钢筋700并向外露出，相邻的两个桥面板组件300上的环形钢筋700相互交错并焊接，从而实现纵桥向的两个桥面板组件300的相互连接。相邻的两个桥面板组件间留有湿接缝800以浇注混凝土层，浇注后混凝土将湿接缝800中的环形钢筋700进行固结，以实现相邻两个桥面板组件300的连接。
44.进一步地，在一些实施例中，参照图5，本装配式波形钢腹板组合梁桥桥面板结构还包括闭合钢筋900，其为封闭环状，相邻的两个桥面板组件300上的环形钢筋700通过闭合钢筋900相互焊接，适用于湿接缝800宽度较大而需要通过闭合钢筋900间接连接的情况。为了提升整体连接强度，横向钢筋400贯穿湿接缝800并与环形钢筋700、闭合钢筋900相互焊接为一体。
45.本发明第二方面实施例中的装配式波形钢腹板组合梁桥桥面板施工方法，基于上述所述的装配式波形钢腹板组合梁桥桥面板结构，其包括以下施工步骤：
46.s100.在工厂中制作并焊接箱梁本体100，在箱梁本体100中完成钢底板单元、横隔
板单元、腹板单元等单元件的制作，再进行各节段的焊接组装。
47.s200.将箱梁本体100运输至施工现场，采用吊装或顶推或拖拉的方法进行箱梁本体100的架设。
48.s300.在工厂中制作桥面板组件300，采用横向钢筋400贯穿第一桥面板310和第二桥面板320，并在第一桥面板310与第二桥面板320间留有现浇槽330。
49.s400.在翼缘板130上焊接开口钢板200，使开口钢板200沿翼缘板130延伸，将制作好的桥面板组件300吊装至箱梁本体100上，使得现浇槽330位置与翼缘板130位置对应，横向钢筋400与u形卡口210一一对应并从u形卡口210中穿过。
50.s500.在现浇槽330中浇注混凝土并淹没开口钢板200和横向钢筋400，养生后生成混凝土层并对第一桥面板310和第二桥面板320进行粘结。
51.进一步地，对于桥面板组件300的数量为两个或两个以上的情况，相邻两个桥面板组件300通过环形钢筋700直接焊接，或通过闭合钢筋900对环形钢筋700实现间接焊接，然后在湿接缝800进行浇注并淹没环形钢筋700和闭合钢筋900，实现相邻两个桥面板组件300的连接。
52.进一步地，完成箱梁本体100所有区域的混凝土浇注后，安装护栏或防撞墙，进行桥面板组件300的铺装施工。
53.以上是对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。