一種雙折形組合梁結(jié)構(gòu)及其施工方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種雙折形組合梁結(jié)構(gòu)及其施工方法，其中組合梁結(jié)構(gòu)包括工字型主梁、鋼橫隔板、組合橋面板和橋面鋪裝層，橋面鋪裝層鋪設(shè)于組合橋面板上，工字型主梁包括主梁折形鋼腹板、焊接于主梁折形鋼腹板上方的主梁上翼緣鋼板以及焊接于主梁折形鋼腹板下方的主梁下翼緣鋼板，組合橋面板包括折形鋼底板以及澆筑于折形鋼底板上的超高性能混凝土層，鋼橫隔板包括橫隔板折形鋼板、焊接于橫隔板折形鋼板上方的橫隔板上翼緣鋼板以及焊接于橫隔板折形鋼板下方的橫隔板下翼緣鋼板，主梁上翼緣鋼板和橫隔板上翼緣鋼板均與折形鋼底板焊接。該組合梁結(jié)構(gòu)無需支架施工、受力性能好、承載能力高、結(jié)構(gòu)可靠度高。

Double folding type composite beam structure and construction method thereof

The invention discloses a double fold shaped composite beam structure and construction method thereof, wherein the composite beam structure including I-shaped girder, steel diaphragm, combination of bridge deck and bridge deck pavement, bridge deck pavement layer is paved on the bridge deck and I-shaped girder girder including fold shaped steel webs and welded to the girder girder above the fold steel webs on the flange plate and the girder to girder fold shaped steel webs under the flange welded steel plate, composite deck including fold shaped steel plate and concrete in the folded ultra high performance concrete layer on the steel plate, steel diaphragm diaphragm plate, including fold shaped diaphragm in diaphragm folding plate the top of the upper flange of welded steel plate and diaphragm in diaphragm folding plate under the flange plate welding, the girder flange plate and diaphragm flange plate and the folded steel plate welding. The composite beam structure needs no support construction, good mechanical performance, high bearing capacity and high reliability of the structure.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及橋梁結(jié)構(gòu)
，尤其涉及一種雙折形組合梁結(jié)構(gòu)及其施工方法。
技術(shù)介紹
在公路(包含高速公路、一級公路及低等級公路)與市政道路上使用的中小跨徑橋梁(30m～50m)在我國具有廣泛的需求，根據(jù)交通運輸部統(tǒng)計資料，截止到2014年底，全國公路橋梁數(shù)量約為75.71萬座，其中40m跨徑以下橋梁占到總數(shù)的90％以上。由于受經(jīng)濟條件的制約和對交通的巨大需求，以往修建的中小跨徑橋梁絕大部分都是采用裝配式混凝土梁橋和預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋，其具有直接造價較低、構(gòu)造簡單、施工技術(shù)成熟等諸多優(yōu)點，在公路及市政橋梁中得到廣泛的應(yīng)用。但從混凝土橋梁的大量修建及使用情況來看，所顯現(xiàn)出的缺陷與不足也開始引起廣泛關(guān)注。我國近年來混凝土用量已超過30億m3，占世界混凝土用量的大部分，所產(chǎn)生的建筑垃圾將付出巨大的環(huán)保代價。混凝土的體積大、重量大不便于長距離運輸，基本上為現(xiàn)場建場、預(yù)制、安裝，場地還要破除，恢復(fù)土地和清運垃圾，造成極大的浪費。橋梁自身過重，對基礎(chǔ)的要求偏高，增加下部結(jié)構(gòu)的造價。早期修建的混凝土結(jié)構(gòu)橋梁與混凝土構(gòu)件頻繁出現(xiàn)不同程度的裂縫和下?lián)希瑢蛄涸斐梢欢〒p傷，并影響耐久性和正常使用功能，甚至對橋梁的安全可靠性產(chǎn)生嚴(yán)重的威脅。相對于混凝土結(jié)構(gòu)橋梁，鋼—混凝土組合結(jié)構(gòu)橋梁充分發(fā)揮鋼及混凝土兩種材料的各自優(yōu)勢，施工過程簡單，工期較短，具有受力性能好、質(zhì)量易控制、耐久性更有保證、經(jīng)濟性能較好等特點，在國外已取得廣泛應(yīng)用。作為橋梁發(fā)達國家的重要衡量標(biāo)志，日本13萬座橋梁中，鋼結(jié)構(gòu)及組合結(jié)構(gòu)橋梁約占41％；美國60萬座橋梁中，鋼結(jié)構(gòu)及組合結(jié)構(gòu)橋梁約占35％；法國的鋼與鋼-混凝土組合橋梁占比高達85％，而目前我國公路橋梁中，鋼結(jié)構(gòu)、鋼-混組合結(jié)構(gòu)橋梁的數(shù)量及其鋼材消耗量占比極小。統(tǒng)計顯示，全國鋼結(jié)構(gòu)和鋼-混組合結(jié)構(gòu)橋梁分別只有584座和1293座，數(shù)量總占比僅為0.25％，遠遠低于發(fā)達國家水平，這與我國目前作為鋼鐵大國及向橋梁大國、強國邁進的目標(biāo)是嚴(yán)重不匹配的。為落實中央提出的“綠色發(fā)展理念”，國家相關(guān)部委均制定了一系列政策以推動鋼結(jié)構(gòu)作為綠色建筑材料推廣應(yīng)用。隨著鋼鐵產(chǎn)能的提高和鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設(shè)技術(shù)的進步，我國目前已具備推廣鋼結(jié)構(gòu)、組合結(jié)構(gòu)橋梁的物質(zhì)基礎(chǔ)與技術(shù)條件。當(dāng)前，鋼鐵產(chǎn)能過剩、鋼材價格下降，是推進鋼結(jié)構(gòu)、組合結(jié)構(gòu)橋梁建設(shè)、提升公路橋梁建設(shè)品質(zhì)的良好契機，同時也是落實《國務(wù)院關(guān)于鋼鐵行業(yè)化解過剩產(chǎn)能實現(xiàn)脫困發(fā)展的意見》(國發(fā)[2016]6號)要求、促進鋼鐵行業(yè)轉(zhuǎn)型升級和供給側(cè)改革的重要舉措。鋼結(jié)構(gòu)、組合結(jié)構(gòu)橋梁在我國的橋梁市場上有著較大的發(fā)展空間與推廣價值。目前，在中小跨徑中常用的組合結(jié)構(gòu)橋梁形式為鋼板組合梁橋與鋼箱組合梁橋。與鋼板組合梁橋相比，鋼箱組合梁橋由于其較強的抗扭能力與整體性，更加適用于跨徑偏大的橋梁，但是其用鋼量偏高，鋼構(gòu)板件分塊面積大，對吊裝設(shè)備要求較高，造價偏高。鋼板組合梁橋主要承重構(gòu)件為鋼主梁，橋面系采用較厚的混凝土板，目前在國內(nèi)外中小跨徑橋梁中有著廣泛應(yīng)用。但是，此傳統(tǒng)的鋼板組合梁橋在設(shè)計、施工及運營中存在以下的不足：一、傳統(tǒng)的鋼板組合梁橋，腹板采用平鋼板，為保證腹板的受力與穩(wěn)定性，往往需要在腹板上設(shè)置較多的水平及豎向加勁肋，構(gòu)造較為復(fù)雜，對施工及加工制作造成了不便。為了保證腹板的局部穩(wěn)定性，往往采用較厚的鋼板，鋼材的材料使用效率未得到充分的利用。二、傳統(tǒng)的鋼板組合梁橋，其混凝土橋面板的施工需先設(shè)置模板，然后在模板上現(xiàn)場澆筑。這樣的施工步驟使得模板工程量和現(xiàn)場濕作業(yè)大，施工速度慢，模板無法完全由鋼梁支撐，需設(shè)置滿堂落地腳手架，臨時施工費用高。特別是在交通流量大的市政橋梁的建設(shè)中，支架施工將對現(xiàn)有城市交通造成嚴(yán)重的影響，不符合目前國內(nèi)積極提倡的“橋梁預(yù)制快速化施工”的建設(shè)理念，施工時間成本高，社會效益差。三、傳統(tǒng)的鋼板組合梁橋，橋面板采用普通的混凝土，抗拉強度低。往往出現(xiàn)橋面板混凝土開裂的情況，影響結(jié)構(gòu)的耐久性和使用性能，同時降低組合截面的軸向剛度和抗彎剛度。為控制負(fù)彎矩區(qū)橋面板混凝土的拉應(yīng)力，往往采用調(diào)整混凝土澆筑次序、中支點頂升、施加縱向預(yù)應(yīng)力的方法，效果不是很理想，且造成施工工序繁雜。綜上所述，為迎接國家大力發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)、組合結(jié)構(gòu)橋梁的良好機遇，尤其是在公路、市政道路的中小跨徑橋梁建設(shè)中，急需開發(fā)一種無需支架施工、受力性能好、質(zhì)量有保證，能適用于快速化施工的新型橋梁結(jié)構(gòu)。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是，克服以上
技術(shù)介紹
中提到的不足和缺陷，提供一種無需支架施工、受力性能好、承載能力高、結(jié)構(gòu)可靠度高，能適用于快速化施工的雙折形組合橋梁結(jié)構(gòu)及其施工方法。為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)提出的技術(shù)方案為：一種雙折形組合梁結(jié)構(gòu)，包括工字型主梁、鋼橫隔板、組合橋面板和橋面鋪裝層，所述工字型主梁與鋼橫隔板連接，所述組合橋面板設(shè)置于工字型主梁和鋼橫隔板的上方，所述橋面鋪裝層鋪設(shè)于組合橋面板上，所述工字型主梁包括主梁折形鋼腹板、焊接于所述主梁折形鋼腹板上方的主梁上翼緣鋼板以及焊接于所述主梁折形鋼腹板下方的主梁下翼緣鋼板，所述鋼橫隔板包括橫隔板折形鋼板、焊接于所述橫隔板折形鋼板上方的橫隔板上翼緣鋼板以及焊接于所述橫隔板折形鋼板下方的橫隔板下翼緣鋼板，所述主梁上翼緣鋼板和橫隔板上翼緣鋼板均與所述組合橋面板固接。本專利技術(shù)的雙折形組合梁采用折形鋼板，除連接鋼橫隔板處外其余地方無需設(shè)置豎向及橫向加勁肋，相比于傳統(tǒng)的腹板采用平鋼板的組合梁橋，減少了鋼結(jié)構(gòu)焊接損傷，且構(gòu)造更為簡單；鋼橫隔板作為橋面板的支撐體系，相比于普通的直形鋼板，采用折形鋼板的橫隔板可以增強鋼板的局部穩(wěn)定性，減少甚至不設(shè)置加勁肋，減少焊接損傷，且增加橋梁景觀效果。該雙折形組合梁的鋼構(gòu)件全部在工廠預(yù)制完成，可在現(xiàn)場實現(xiàn)快速拼裝；且折形鋼底板作為現(xiàn)澆澆筑超高性能混凝土的受力模板，無需搭設(shè)施工支架，簡化了施工步驟，顯著縮短了施工周期，加快了施工進度。該橋梁結(jié)構(gòu)充分發(fā)揮了鋼材與超高性能混凝土材料的使用效率，突出了材料組合的有益效果，具有受力性能好，承載能力強、耐久性能好、結(jié)構(gòu)可靠度高等優(yōu)點。作為對上述技術(shù)方案的進一步改進：優(yōu)選的，所述工字型主梁上設(shè)置有豎向加勁肋板，所述鋼橫隔板的端部設(shè)有橫隔板連接板，所述鋼橫隔板通過橫隔板連接板及緊固件與豎向加勁肋板固接。采用緊固件連接(即常說的栓接)，操作簡便快捷，可以加快橋梁施工進度，且連接質(zhì)量可靠。此處若采用焊接，則需進行仰焊，施工質(zhì)量不易保證。優(yōu)選的，所述豎向加勁肋板與所述主梁折形鋼腹板等高，且豎向加勁肋板上部開設(shè)有若干螺栓孔，所述鋼橫隔板兩端的橫隔板連接板通過螺栓固接于兩豎向加勁肋板之間。此加勁肋板既可作為工字型主梁的豎向加勁肋，又可作為橫隔板與工字型主梁連接的連接板，確保各片工字型主梁共同參與受力。優(yōu)選的，相鄰的兩個工字型主梁與其中間的鋼橫隔板組成“門”字形單元結(jié)構(gòu)，且所述雙折形組合梁結(jié)構(gòu)是由多個前述的“門”字形單元結(jié)構(gòu)并列緊靠連接而成。采用多個“門”字型單元結(jié)構(gòu)并流緊靠組成雙折形組合梁結(jié)構(gòu)，該組合梁結(jié)構(gòu)可適用于不同寬度此類型橋梁的建造。優(yōu)選的，所述組合橋面板包括：折形鋼底板；以及以上述折形鋼底板為模板并澆筑其上形成的超高性能混凝土層。在組合結(jié)構(gòu)橋梁中，隨著少主梁橋的推廣應(yīng)用及主梁間距的逐漸增大，傳統(tǒng)的鋼筋混本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種雙折形組合梁結(jié)構(gòu)，包括工字型主梁(1)、鋼橫隔板(2)、組合橋面板(3)和橋面鋪裝層(4)，所述工字型主梁(1)與鋼橫隔板(2)連接，所述組合橋面板(3)設(shè)置于工字型主梁(1)和鋼橫隔板(2)的上方，所述橋面鋪裝層(4)鋪設(shè)于組合橋面板(3)上，其特征在于：所述工字型主梁(1)包括主梁折形鋼腹板(101)、焊接于所述主梁折形鋼腹板(101)上方的主梁上翼緣鋼板(102)以及焊接于所述主梁折形鋼腹板(101)下方的主梁下翼緣鋼板(103)，所述鋼橫隔板(2)包括橫隔板折形鋼板(201)、焊接于所述橫隔板折形鋼板(201)上方的橫隔板上翼緣鋼板(202)以及焊接于所述橫隔板折形鋼板(201)下方的橫隔板下翼緣鋼板(203)，所述主梁上翼緣鋼板(102)和橫隔板上翼緣鋼板(202)均與所述組合橋面板(3)固接。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種雙折形組合梁結(jié)構(gòu)，包括工字型主梁(1)、鋼橫隔板(2)、組合橋面板(3)和橋面鋪裝層(4)，所述工字型主梁(1)與鋼橫隔板(2)連接，所述組合橋面板(3)設(shè)置于工字型主梁(1)和鋼橫隔板(2)的上方，所述橋面鋪裝層(4)鋪設(shè)于組合橋面板(3)上，其特征在于：所述工字型主梁(1)包括主梁折形鋼腹板(101)、焊接于所述主梁折形鋼腹板(101)上方的主梁上翼緣鋼板(102)以及焊接于所述主梁折形鋼腹板(101)下方的主梁下翼緣鋼板(103)，所述鋼橫隔板(2)包括橫隔板折形鋼板(201)、焊接于所述橫隔板折形鋼板(201)上方的橫隔板上翼緣鋼板(202)以及焊接于所述橫隔板折形鋼板(201)下方的橫隔板下翼緣鋼板(203)，所述主梁上翼緣鋼板(102)和橫隔板上翼緣鋼板(202)均與所述組合橋面板(3)固接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙折形組合梁結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述工字型主梁(1)上設(shè)置有豎向加勁肋板(104)，所述鋼橫隔板(2)的端部設(shè)有橫隔板連接板(204)，所述鋼橫隔板(2)通過橫隔板連接板(204)及緊固件與豎向加勁肋板(104)固接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙折形組合梁結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述豎向加勁肋板(104)與所述主梁折形鋼腹板(101)等高，且豎向加勁肋板(104)上部開設(shè)有若干螺栓孔，所述鋼橫隔板(2)兩端的橫隔板連接板(204)通過螺栓固接于兩豎向加勁肋板(104)之間。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙折形組合梁結(jié)構(gòu)，其特征在于：相鄰的兩個工字型主梁(1)與其中間的鋼橫隔板(2)組成“門”字形單元結(jié)構(gòu)，且所述雙折形組合梁結(jié)構(gòu)是由多個前述的“門”字形單元結(jié)構(gòu)并列緊靠連接而成。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的雙折形組合梁結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述組合橋面板(3)包括：折形鋼底板(301)；以及以上述折形鋼底板(301)為模板并澆筑其上形成的超高性能混凝土層(302)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙折形組合梁結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述超高性能混凝土層(302)的厚度為10-20cm，超高性能混凝土層(302)中預(yù)埋設(shè)置有縱橫向鋼筋網(wǎng)(...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳洪偉，彭江輝，向建軍，李瑜，劉榕，王甜，崔劍峰，羅強，蘇振宇，
申請(專利權(quán))人：湖南省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院，
類型：發(fā)明
國別省市：湖南;43