[发明专利]一种二次叠合混凝土桥面板‑钢梁组合桥梁结构及其施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢-混凝土组合桥梁，特别涉及一种二次叠合混凝土桥面板-钢梁组合桥梁结构及其施工方法。

背景技术

钢-混凝土组合桥梁是将混凝土桥面板通过剪力连接件与钢主梁连接形成整体共同受力的桥梁结构形式。与传统混凝土桥梁相比，钢-混凝土组合桥梁自重轻，抗震性能好，活载效率高，施工速度快，且主梁高度小，结构纤细，显著增大桥下净空，同时提升桥梁景观效果；与钢桥相比，经济性好，整体抗弯承载力提高，避免了钢桥面铺装层易损的难题，由于其显著的技术经济综合优势，在桥梁建设中不断得到广泛应用。

目前城市高架桥与跨线桥主要以(预应力)混凝土桥梁为主，满堂支架占路施工，支撑排架立杆密集，施工风险大、周期长且污染环境，严重影响周围人民出行与日常生活，随着桥梁绿色建设理念地不断深入，桥梁建设不断向工厂化、标准化、大型化、装配化方向发展以大幅减小桥梁建设对自然环境与人民生活的影响，而城市高架桥与跨线桥施工作业空间有限，工期紧迫，通过二次叠合技术，整体浇筑或者拼装双层混凝土桥面板，同时将钢-混凝土组合桥梁分片预制，整孔吊装，能够显著降低对桥梁施工作业空间需求，节约施工工期，减少施工对环境的污染，避免落地支架施工造成的城市拥堵难题，又可确保各主梁共同受力，充分发挥了预制与现浇混凝土桥面板综合优势；同时利用混凝土内养护、补偿收缩与增韧等复合技术，增强混凝土桥面板韧性，解决超大超薄混凝土桥面板收缩开裂，特别是组合连续梁桥负弯矩区受拉易开裂及其引起的渗水锈蚀等难题，显著提高钢-混凝土组合桥梁结构耐久性，促进我国桥梁向工厂化、标准化、装配化等发展。

发明内容

本发明的目的是提供一种二次叠合混凝土桥面板-钢梁组合桥梁结构及其施工方法，克服传统城市高架桥与跨线桥建设中存在的不足，同时提升桥梁整体力学性能，降低混凝土收缩徐变影响，有效防止混凝土桥面板开裂，确保桥梁长寿耐久，解决城市高架桥与跨线桥施工对桥下交通严重阻碍的难题，促进桥梁向工厂化、标准化、装配化发展。

为解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：一种二次叠合混凝土桥面板-钢梁组合桥梁结构，其特征在于它包括主梁、二次叠合混凝土桥面板(底层与顶层双层混凝土桥面板)和剪力钉；所述主梁上设置集束式或均布式的剪力钉；主梁沿横桥向拼装架设若干(如2～20片)，所有主梁沿桥梁纵向连接形成整体，构成多孔一联；二次叠合混凝土桥面板通过剪力钉与主梁相连形成整体。

所述的二次叠合混凝土桥面板由底层混凝土桥面板和顶层混凝土桥面板组成，底层混凝土桥面板位于主梁上，顶层混凝土桥面板位于底层混凝土桥面板上，底层混凝土桥面板、顶层混凝土桥面板均通过剪力钉(分别通过短的剪力钉、长的剪力钉)与主梁相连形成整体，共同承担荷载。

按照上述技术方案，所述沿横桥向拼装架设若干的主梁，相邻主梁之间的距离为1.0～5.0米(根椐桥梁设计宽度确定主梁个数)。

所述的剪力钉，沿桥梁纵向每排剪力钉可分别根据二次叠合双层混凝土桥面板厚度间隔采用不同直径不同长度形式。剪力钉的直径为Ф13mm～Ф30mm，长度为50mm～450mm，单个剪力钉沿桥梁纵向间距为95mm～125mm，横向间距为50mm～125mm，剪力钉群沿桥梁纵向可不等间距布置，剪力钉群间距为500mm～1000mm。

上述一种二次叠合混凝土桥面板-钢梁组合桥梁结构的施工方法，其特征在于包括如下步骤：

1)主梁采用下述方式之一：

①所述的主梁为槽形钢梁和FRP板连接形成，槽形钢梁的上翼缘板设置剪力钉，FRP板位于槽形钢梁的顶面，FRP板通过剪力钉与槽形钢梁固定；

②所述的主梁为工字形钢梁和FRP板连接形成，工字形钢梁的上翼缘板设置剪力钉，FRP板位于工字形钢梁的顶面，FRP板通过剪力钉与工字形钢梁固定；

③所述的主梁为箱形钢梁，箱形钢梁的顶板设置剪力钉；

④所述的主梁为T形钢梁，T形钢梁的上翼缘钢板设置剪力钉；

⑤所述的主梁为工字形钢梁，工字形钢梁的上翼缘钢板设置剪力钉；

⑥所述的主梁为槽形钢梁，槽形钢梁的上翼缘钢板设置剪力钉；

2)拼装主梁、底层混凝土桥面板与顶层混凝土桥面板形成二次叠合混凝土桥面板，其实施采用下述方式之一：