CN110106772B - 一种公路冷弯u形组合梁桥及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种公路冷弯U形组合梁桥及其施工方法，结构上由若干U形钢板拼接为桥梁主体钢结构；U形钢板上为混凝土浇筑区，混凝土上铺设沥青层，桥头设置门架，桥两侧设置护栏及灯柱。与现有技术相比，本发明U形钢板冷弯成型无需焊接，避免出现焊接质量问题及焊接残余应力；将工厂拼接钢梁节段运至现场，然后浇筑混凝土成桥。钢梁节段代替施工模板，优化施工工艺，提高施工质量并缩短施工周期。冷弯U形组合梁抗弯承载力是同等跨径空心板梁的3倍，并且能够减少混凝土开裂病害，增强桥梁耐久性。

Description

一种公路冷弯U形组合梁桥及其施工方法

技术领域

本发明涉及一种桥梁结构，特别是U形组合梁桥、灯柱和护栏的结构及其制作方法，属于桥梁结构技术领域。

背景技术

传统的空心板梁混凝土用量大，混凝土节段自重大，对于交通不便的地区吊装运输不方便，且在运输、吊装的过程中混凝土板梁易损坏。既往混凝土空心板梁在服役期间，超载超重车辆增多以及长期的温度效应和收缩徐变容易使板梁出现开裂病害，危及桥梁主体的耐久性和安全性。此外，混凝土裂纹数量多、分布广，检测、修复及加固技术难度大，后期维护费用大，影响桥梁全寿命期的经济性能。

传统的空心板桥护栏多采用木结构和钢结构，木结构的耐久性差，易于出现虫蛀和风化腐蚀现象；喷漆钢结构外部的喷漆容易因为行人或车辆摩擦而脱落，钢筋裸漏在空气中，易出现锈蚀。这类护栏影响行车的安全性以及舒适性，后期的维护不方便，维护费用高。针对传统空心板梁自重大、开裂病害多及护栏耐久性差等问题，提出一种冷弯U形组合梁桥来解决。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种公路冷弯U形组合梁桥及其施工方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种公路冷弯U形组合梁桥，包括横向及纵向拼接的若干U形钢板，U形钢板的截面为U形，U形钢板的开口表面盖有钢筋混凝土板，所述钢筋混凝土板的四周侧面具有预留钢筋，预留钢筋为钩状，相邻两个钢筋混凝土板之间通过预留钢筋相扣；沿梁桥方向前后相邻的两个钢筋混凝土板之间为横向湿接缝，左右相邻的两个钢筋混凝土板之间为纵向湿接缝，所述横向湿接缝和纵向湿接缝内浇筑有混凝土，所述钢筋混凝土板表面铺设有沥青层。

作为进一步的优选方案，所述U形钢板的边缘位置焊接有焊钉连接件，焊钉连接件位于U形钢板混凝土湿接缝内。

作为进一步的优选方案，在纵向设置的两个U形钢板之间安装有用于连接固定的连接钢板，U形钢板的侧面和底部均设置有连接钢板。

作为进一步的优选方案，相扣的两个预留钢筋之间设置有贯穿钢筋。

作为进一步的优选方案，所述横向湿接缝贴有止水胶带。

作为进一步的优选方案，所述梁桥两侧布置有护栏和路灯。

作为进一步的优选方案，所述梁桥两侧的U形钢板边缘设置有预埋件，预埋件的上部焊接有护栏立柱和路灯，所述护栏安装在护栏立柱上。

一种公路冷弯U形组合梁桥的施工方法，包括以下步骤：

步骤一：用临时墩和贝雷梁架起支架结构；

步骤二：在工厂预制U形钢板的同时，在造桥现场分段浇筑钢筋混凝土板，并在侧边预留钢筋和预埋件；

步骤三：在工厂将焊钉连接件焊接在U形钢板，并将U形钢板运至现场，精确对位架设；

步骤四：将连接钢板用螺栓固定在两个U形钢板对接位置，形成钢梁节段；

步骤五：分块将钢筋混凝土板放置在U形钢板上，在钢筋混凝土板与U形钢板连接处以及两个U形钢板交接处放置止水胶带；

步骤六：在两块钢筋混凝土板的预留钢筋搭接处穿纵向或横向钢筋，纵向湿接缝和横向湿接缝用混凝土填满，形成混凝土桥面板；

步骤七：待横向湿接缝和纵向湿接缝达到设计强度后，在桥面板铺设沥青面层；

步骤八：待沥青面层达到设计强度，将斗拱灯柱和护栏立柱分别与预埋件焊接；

步骤九：将护栏穿进护栏立柱上。

与现有技术相比，本发明的一种公路冷弯U形组合梁桥及其施工方法，可充分利用钢材较强的抗拉性能及混凝土的抗压性能。U形钢板冷弯成型无需焊接，避免出现焊接质量问题及焊接残余应力。相比于混凝土空心板梁，本发明可减少混凝土开裂病害；相比于纯钢梁，本发明显著改善钢板的疲劳性能。冷弯U形组合梁的抗弯承载力是同等跨径空心板梁桥的3倍，由于U形钢板组合梁中性轴在混凝土板下方且靠近混凝土板，混凝土处于全受压状态，不产生混凝土受拉开裂病害；钢梁处于受拉区，不易产生钢梁的疲劳损伤。护栏中的钢筋用竹材包裹起来，避免钢筋直接暴露在空气中，减缓了钢筋的锈蚀，且竹材易于维修替换，经济性能好。利用冷弯U形钢板替代模板，优化施工工艺，缩短施工工期，节省建造成本；利用混凝土分块预制，分段安装的特点，能够减小徐变收缩效应影响。

附图说明

图1是梁桥的立面图；

图2是梁桥的横向截面图；

图3是两个U形钢板的连接示意图；

图4是本发明的内部结构图；

图5是U形钢板的截面图；

图6是预埋件示意图；

图7是护栏立柱顶部示意图；

图8是斗拱灯柱顶部示意图；

图9是护栏示意图；

图10是钢筋混凝土板分布图；

其中，1-U形钢板，2-焊钉连接件，3-纵向湿接缝，4-连接钢板，5-护栏立柱，6-预埋件，7-倒宝塔护栏立柱顶部，8-斗拱灯柱，9-护栏，10-横向湿接缝，11-钢筋混凝土板，12-预留钢筋，13-沥青层。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选技术方案。

实施例1

如图所示，本发明的一种冷弯U形组合梁桥，根据分析得知，所述的冷弯U形组合梁桥跨径在10m到20m范围内，相比同等跨径空心板梁的钢材用量降低约30%-50%，吊装质量降低约50%-70%；所述纵向湿接缝3和横向湿接缝10与U形钢板1之间用焊钉连接件连接，增强钢混界面的连接性能。U形钢板组合梁桥的抗弯承载力是同等跨径空心板梁的3倍；

所述斗拱灯柱8采用氧化钢板，顶部构造为斗拱结构；护栏横栏内部放置钢筋，外部采用竹材，将竹子截成等长，沿直径剖开，得到的半圆形竹片利用麻绳包裹预先做好的横栏钢筋上，共同受力防止行人及车辆掉落；所述护栏立柱采用钢筋混凝土结构，立柱顶部采用倒宝塔形。

纵向湿接缝3和横向湿接缝10内设置有焊钉连接件2，所述焊钉连接件2焊接在U形钢板1上。

沥青层13上沿纵桥向端部为斗拱灯柱8，所述斗拱灯柱8顶部为斗拱结构；所述沥青层13上沿横桥向两端为栏杆，所述护栏立柱5顶部为倒宝塔形，护栏横栏外部为竹材，内部为钢筋。

纵向湿接缝3和横向湿接缝10处的U肋上放置预制好的钢筋混凝土板11；所述钢筋混凝土板11预留钢筋12以及预埋件6；所述预留钢筋12搭接处穿纵向或横向钢筋，相扣的两个预留钢筋12之间设置有贯穿钢筋，起到销栓作用。

一种公路冷弯U形组合梁桥及其制作方法，包括：

A.砌筑桥台；

B.焊接钢架笼填充浆砌片石；

C.搭建支架：施工通道采用临时墩和贝雷梁作为支架下部结构，其它采用脚手架钢管；对支架进行预压（自重和施工荷载的110%）消除地基沉降及支架非弹性变形；测出支架竖向弹性变形，立模时应计入支架竖向弹性变形和结构自重弹性变形的影响；安放盆式橡胶支座，架设U形钢板1；

D.吊装U形钢板1，精确对位架设；

E.用高强螺栓使连接钢板4和U形钢板1连接，包括U形钢板1侧面和底部的连接；

F.清除钢梁上翼缘和连接件的锈蚀、污垢，保持表面清洁；

G.将钢筋混凝土板11定位放置在U肋上，并在预留钢筋12搭接处穿纵向或横向钢筋，在钢筋混凝土板11与U形钢板1连接处以及两个U形钢板1交接处放置止水胶带，在纵向湿接缝3和横向湿接缝10处浇筑C50混凝土；

H.覆盖土工布养护28d；拆除模板，拆除支架，进行表面处理；设置伸缩缝，浇筑桥头搭板；

I.浇筑沥青层13,待沥青层13达到设计强度后，将立柱槽钢与预埋件6焊接，安装护栏和斗拱灯柱8；

J.护栏立柱5、护栏9、斗拱灯柱8防锈漆涂装；

K.成桥。

具体分为以下几个步骤：

U形钢板1定位架设：架设主桥组合梁支架施工通道采用临时墩和贝雷梁作为支架下部结构，其他采用脚手架钢管；对支架进行预压消除地基沉降及支架非弹性变形；测出支架竖向变形立模时计入支座竖向弹性变形和结构自重弹性变形的影响。吊装U形钢板1，并进行对位架设。

螺栓连接：用高强度摩擦性螺栓将连接钢板4与U形钢板1连接，包括U形钢板1侧面和底面的连接。

浇筑：将钢筋混凝土板11放置在U肋上，并在预留钢筋12搭接处穿纵向或横向钢筋，在钢筋混凝土板11与U形钢板1连接处以及两个U形钢板1交接处放置止水胶带，然后在纵向湿接缝3和横向湿接缝10处浇筑混凝土，由于选用的是自密实轻质高强混凝土，无需振捣，养护28天之后拆模。

焊接：将护栏立柱5以及斗拱灯柱8焊接到预埋件6上，焊接采用角焊缝。

护栏架设：将钢筋穿过护栏立柱5上面预留的孔洞，并固定好,将竹子制成等长，沿直径将其抛开，得到半圆形的竹片，做好防水处理，将两片竹片利用麻绳将其困扎到预先做好的横栏钢筋上。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果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具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种公路冷弯U形组合梁桥，其特征在于：包括横向及纵向拼接的若干U形钢板（1），U形钢板（1）的开口表面盖有预制钢筋混凝土板（11），所述钢筋混凝土板（11）的四周侧面具有预留钢筋（12），预留钢筋（12）端部为钩状，相邻两个钢筋混凝土板（11）之间通过预留钢筋（12）相扣，相扣的两个预留钢筋（12）之间设置有贯穿钢筋；沿梁桥方向前后相邻的两个钢筋混凝土板（11）之间为横向湿接缝（10），左右相邻的两个钢筋混凝土板（11）之间为纵向湿接缝（3），所述U形钢板（1）的边缘位置焊接有焊钉连接件（2），所述横向湿接缝（10）和纵向湿接缝（3）内具有焊钉连接件（2）并浇筑有混凝土；所述钢筋混凝土板（11）表面铺设有沥青层。

2.根据权利要求1所述的一种公路冷弯U形组合梁桥，其特征在于：所述梁桥两侧布置的护栏横栏为半圆形竹片包覆横栏钢筋后，利用麻绳包裹竹片外部。

3.根据权利要求1-2中任意一项所述的一种公路冷弯U形组合梁桥的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：用临时墩和贝雷梁架起支架结构；

步骤二：在工厂预制U形钢板（1）的同时，在造桥现场分段浇筑钢筋混凝土板（11），并在侧边预留钢筋（12）和预埋件（6）；

步骤三：在工厂将焊钉连接件（2）焊接在U形钢板（1），并将U形钢板运至现场，精确对位架设；

步骤四：将连接钢板（4）用螺栓固定在两个U形钢板（1）对接位置，形成钢梁节段；

步骤五：分块将钢筋混凝土板（11）放置在U形钢板（1）上，在钢筋混凝土板（11）与U形钢板（1）连接处以及两个U形钢板（1）交接处放置止水胶带；

步骤六：在两块钢筋混凝土板（11）的预留钢筋（12）搭接处穿纵向或横向钢筋，纵向湿接缝（3）和横向湿接缝（10）用混凝土填满，形成混凝土桥面板；

步骤七：待横向湿接缝（10）和纵向湿接缝（3）达到设计强度后，在桥面板铺设沥青面层；

步骤八：待沥青面层达到设计强度，将斗栱灯柱（8）和护栏立柱（5）分别与预埋件（6）焊接；

步骤九：将护栏穿进护栏立柱（5）上。

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