CN110777632B - 铁路装配式钢斜撑杆组合pc梁及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及铁路装配式钢斜撑杆组合PC梁及其施工方法，其装配式结构包括预应力混凝土箱梁、预应力混凝土箱梁悬挑翼缘和钢斜撑杆，预应力混凝土箱梁悬挑翼缘通过钢筋连接到预应力混凝土箱梁顶板的横向外端，相接处为横向拼接面；多节预应力混凝土箱梁以及各节预应力混凝土箱梁的预应力混凝土箱梁悬挑翼缘通过钢筋纵向连接，相接处为纵向拼接面；钢斜撑杆上端固定到预应力混凝土箱梁悬挑翼缘的横向外端，钢斜撑杆下端固定到预应力混凝土箱梁底板的横向外端。充分利用了预应力混凝土结构和钢结构的优点，外形美观，受力明确，可预制装配式施工，有着显著的经济效益，在桥梁领域具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及涉及桥梁施工技术领域，具体涉及一种铁路装配式钢斜撑杆组合PC梁及其施工方法。
背景技术
随着铁路建设任务的日益繁重，传统的预制双线标准跨简支梁已经不能满足所有桥位桥梁选型的要求。对于多线桥梁，桥宽较大，预制架设时对于吊装能力要求较高，且一般多线桥孔跨较少，经济效益较差。而若采用支架现浇，对于桥位较高或者跨越河流时，施工风险较大，且施工工期较长。
针对上述问题，采用钢箱梁的结构形式可以减轻桥梁的上部荷载，减少桥梁现场施工的工作量，缩短施工工期，但是对于刚度要求严格的桥梁，较宽钢箱梁的横向刚度较小，横向倾覆问题较为突出。
因此，研究一种适用于多线铁路（桥宽较宽）、跨越能力较大、结构外形美观、可节段预制装配施工的桥梁，已成为急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种铁路装配式钢斜撑杆组合PC梁及其施工方法，可充分利用预应力混凝土结构和钢结构的优势，解决现有技术的问题，结构自重轻，施工方便。
本发明所采用的技术方案为：
铁路装配式钢斜撑杆组合PC梁，其特征在于：
所述铁路装配式钢斜撑杆组合PC梁为装配式结构，包括预应力混凝土箱梁、预应力混凝土箱梁悬挑翼缘和钢斜撑杆；
预应力混凝土箱梁包括预应力混凝土箱梁顶板、预应力混凝土箱梁底板、预应力混凝土箱梁中腹板和预应力混凝土箱梁外腹板，预应力混凝土箱梁悬挑翼缘通过钢筋连接到预应力混凝土箱梁顶板的横向外端，相接处为横向拼接面；多节预应力混凝土箱梁以及各节预应力混凝土箱梁的预应力混凝土箱梁悬挑翼缘通过钢筋纵向连接，相接处为纵向拼接面；
钢斜撑杆上端固定到预应力混凝土箱梁悬挑翼缘的横向外端，钢斜撑杆下端固定到预应力混凝土箱梁底板的横向外端，钢斜撑杆沿纵向间隔设置，并左右对称。
预应力混凝土箱梁悬挑翼缘横向外端通长设置锚梁，锚梁通过钢筋连接到预应力混凝土箱梁悬挑翼缘，钢斜撑杆上端通过锚固件固定于锚梁。
锚梁沿着预应力混凝土箱梁中心线对称布置。
预应力混凝土箱梁底板的横向两端设置有锚块，锚块纵向间隔布置，锚块通过钢筋连接到预应力混凝土箱梁底板；
钢斜撑杆下端通过锚固件固定于锚块。
锚块沿着预应力混凝土箱梁中心线对称布置。
钢斜撑杆为型钢、方钢管、圆钢管、钢管混凝土中的一种。
锚固件包括加劲板和端锚板，端锚板焊接固定到钢斜撑杆端部，加劲板垂直焊接固定到钢斜撑杆端部外周和端锚板。
锚梁和锚块上设置有对应锚固件的预埋件，预埋件包括锚筋和预埋钢板，锚筋预制于锚梁和锚块内，预埋钢板与锚筋固结并位于锚梁和锚块端面；
锚固件的端锚板与预埋件的预埋钢板固结。
横向拼接面处设置有锯齿状连接键，横向拼接时横向拼接面涂有环氧树脂胶；
纵向拼接面处设置有锯齿状连接键，纵向拼接时纵向拼接面涂有环氧树脂胶。
铁路装配式钢斜撑杆组合PC梁的施工方法，其特征在于：
包括以下步骤：
步骤1：按设计要求预制带锚块的预应力混凝土箱梁和带锚梁的预应力混凝土箱梁悬挑翼缘，并加工钢斜撑杆、预埋件的锚筋和预埋钢板以及锚固件的加劲板和端锚板；将锚筋和预埋钢板连接成整体后预埋在锚梁和锚块的设计位置处，并按照设计连接方式将钢斜撑杆、加劲板和端锚板连接成整体；
步骤2：采用架桥机将各预制构件吊装至桥梁设计位置；
步骤3：在横向拼接面处涂抹环氧树脂胶；
步骤4：在架桥机上安装钢斜撑杆，将钢斜撑杆端部锚固件与锚梁和锚块内的预埋件相连；
步骤5：张拉横向预应力，横向各构件连接形成纵向拼接梁段；
步骤6：重复步骤2到步骤5，形成整孔梁所有纵向拼接段；
步骤7：在纵向拼接面处涂抹环氧树脂胶；
步骤8：按设计要求张拉全桥纵向预应力钢束形成钢斜撑杆组合PC梁。
本发明具有以下优点：
本发明采用钢斜撑杆以适应桥梁设计宽度的增大，相对于传统的单箱多室箱梁桥减小了桥梁上部以及下部结构的材料用量，相对于钢箱梁桥则具有更好的结构刚度和稳定性；梁体各个部件在工厂预制，运输吊装至现场拼接成整体，施工质量得以提升，施工工期得以优化，并且外形美观，有着显著的经济效益，在桥梁领域具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为本发明的铁路装配式钢斜撑杆组合PC梁沿梁长方向的立面结构示意图。
图2为本发明的铁路装配式钢斜撑杆组合PC梁横截面结构示意图。
图3为图1、图2中钢斜撑杆锚固件结构示意图。
图4为图1、图2中钢斜撑杆预埋件构示意图。
图中，1——预应力混凝土箱梁，1-1——预应力混凝土箱梁顶板，1-2——预应力混凝土箱梁底板，1-3——预应力混凝土箱梁中腹板，1-4——预应力混凝土箱梁外腹板，2——预应力混凝土箱梁悬挑翼缘，3——锚梁，4——钢斜撑杆，5——锚块，6——预埋件，6-1——锚筋，6-2——预埋钢板，7——锚固件，7-1——加劲板，7-2——端锚板，8——横向拼接面，9——纵向拼接面。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。
本发明涉及一种铁路装配式钢斜撑杆组合PC梁，为装配式结构，包括预应力混凝土箱梁1、预应力混凝土箱梁悬挑翼缘2和钢斜撑杆4。预应力混凝土箱梁1包括预应力混凝土箱梁顶板1-1、预应力混凝土箱梁底板1-2、预应力混凝土箱梁中腹板1-3和预应力混凝土箱梁外腹板1-4，预应力混凝土箱梁悬挑翼缘2通过钢筋连接到预应力混凝土箱梁顶板1-1的横向外端，相接处为横向拼接面8；多节预应力混凝土箱梁1以及各节预应力混凝土箱梁1的预应力混凝土箱梁悬挑翼缘2通过钢筋纵向连接，相接处为纵向拼接面9。钢斜撑杆4上端固定到预应力混凝土箱梁悬挑翼缘2的横向外端，钢斜撑杆4下端固定到预应力混凝土箱梁底板1-2的横向外端，钢斜撑杆4沿纵向间隔设置，并左右对称。
预应力混凝土箱梁悬挑翼缘2横向外端通长设置锚梁3，锚梁3通过钢筋连接到预应力混凝土箱梁悬挑翼缘2，钢斜撑杆4上端通过锚固件7固定于锚梁3。锚梁3沿着预应力混凝土箱梁1中心线对称布置。
预应力混凝土箱梁底板1-2的横向两端设置有锚块5，锚块5纵向间隔布置，锚块5通过钢筋连接到预应力混凝土箱梁底板1-2；钢斜撑杆3下端通过锚固件5固定于锚块4。锚块5沿着预应力混凝土箱梁1中心线对称布置。
钢斜撑杆4为型钢、方钢管、圆钢管、钢管混凝土中的一种。锚固件7包括加劲板7-1和端锚板7-2，端锚板7-2焊接固定到钢斜撑杆4端部，加劲板7-1垂直焊接固定到钢斜撑杆4端部外周和端锚板7-2。锚梁3和锚块5上设置有对应锚固件7的预埋件6，预埋件6包括锚筋6-1和预埋钢板6-2，锚筋6-1预制于锚梁3和锚块5内，预埋钢板6-2与锚筋6-1固结并位于锚梁3和锚块5端面；锚固件7的端锚板7-2与预埋件6的预埋钢板6-2通过螺栓固结。
横向拼接面8处设置有锯齿状连接键，横向拼接时横向拼接面8涂有环氧树脂胶；纵向拼接面9处设置有锯齿状连接键，纵向拼接时纵向拼接面9涂有环氧树脂胶。
上述铁路装配式钢斜撑杆组合PC梁的施工方法，其特征在于：
包括以下步骤：
步骤1：按设计要求预制带锚块5的预应力混凝土箱梁1和带锚梁3的预应力混凝土箱梁悬挑翼缘2，并加工钢斜撑杆4、预埋件6的锚筋6-1和预埋钢板6-2以及锚固件7的加劲板7-1和端锚板7-2；将锚筋6-1和预埋钢板6-2连接成整体后预埋在锚梁3和锚块5的设计位置处，并按照设计连接方式将钢斜撑杆4、加劲板7-1和端锚板7-2连接成整体；
步骤2：采用架桥机将各预制构件吊装至桥梁设计位置；
步骤3：在横向拼接面8处涂抹环氧树脂胶；
步骤4：在架桥机上安装钢斜撑杆4，将钢斜撑杆4端部锚固件7与锚梁3和锚块4内的预埋件6相连；
步骤5：张拉横向预应力，横向各构件连接形成纵向拼接梁段；
步骤6：重复步骤2到步骤5，形成整孔梁所有纵向拼接段；
步骤7：在纵向拼接面9处涂抹环氧树脂胶；
步骤8：按设计要求张拉全桥纵向预应力钢束形成钢斜撑杆组合PC梁。
本发明所阐述的铁路装配式钢斜撑杆组合PC梁及其施工方法，充分利用了预应力混凝土结构和钢结构的优点，外形美观，受力明确，可预制装配式施工，有着显著的经济效益，在桥梁领域具有广阔的应用前景。
本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。
Claims (7)
1.铁路装配式钢斜撑杆组合PC梁的施工方法，其特征在于：
所述铁路装配式钢斜撑杆组合PC梁为装配式结构，包括预应力混凝土箱梁（1）、预应力混凝土箱梁悬挑翼缘（2）和钢斜撑杆（4）；
预应力混凝土箱梁（1）包括预应力混凝土箱梁顶板（1-1）、预应力混凝土箱梁底板（1-2）、预应力混凝土箱梁中腹板（1-3）和预应力混凝土箱梁外腹板（1-4），预应力混凝土箱梁悬挑翼缘（2）通过钢筋连接到预应力混凝土箱梁顶板（1-1）的横向外端，相接处为横向拼接面（8）；多节预应力混凝土箱梁（1）以及各节预应力混凝土箱梁（1）的预应力混凝土箱梁悬挑翼缘（2）通过钢筋纵向连接，相接处为纵向拼接面（9）；
钢斜撑杆（4）上端固定到预应力混凝土箱梁悬挑翼缘（2）的横向外端，钢斜撑杆（4）下端固定到预应力混凝土箱梁底板（1-2）的横向外端，钢斜撑杆（4）沿纵向间隔设置，并左右对称；
预应力混凝土箱梁悬挑翼缘（2）横向外端通长设置锚梁（3），锚梁（3）通过钢筋连接到预应力混凝土箱梁悬挑翼缘（2），钢斜撑杆（4）上端通过锚固件（7）固定于锚梁（3）；
锚梁（3）和锚块（5）上设置有对应锚固件（7）的预埋件（6），预埋件（6）包括锚筋（6-1）和预埋钢板（6-2），锚筋（6-1）预制于锚梁（3）和锚块（5）内，预埋钢板（6-2）与锚筋（6-1）固结并位于锚梁（3）和锚块（5）端面；
锚固件（7）的端锚板（7-2）与预埋件（6）的预埋钢板（6-2）固结；
所述施工方法包括以下步骤：
步骤1：按设计要求预制带锚块（5）的预应力混凝土箱梁（1）和带锚梁（3）的预应力混凝土箱梁悬挑翼缘（2），并加工钢斜撑杆（4）、预埋件（6）的锚筋（6-1）和预埋钢板（6-2）以及锚固件（7）的加劲板（7-1）和端锚板（7-2）；将锚筋（6-1）和预埋钢板（6-2）连接成整体后预埋在锚梁（3）和锚块（5）的设计位置处，并按照设计连接方式将钢斜撑杆（4）、加劲板（7-1）和端锚板（7-2）连接成整体；
步骤2：采用架桥机将各预制构件吊装至桥梁设计位置；
步骤3：在横向拼接面（8）处涂抹环氧树脂胶；
步骤4：在架桥机上安装钢斜撑杆（4），将钢斜撑杆（4）端部锚固件（7）与锚梁（3）和锚块（5）内的预埋件（6）相连；
步骤5：张拉横向预应力，横向各构件连接形成纵向拼接梁段；
步骤6：重复步骤2到步骤5，形成整孔梁所有纵向拼接段；
步骤7：在纵向拼接面（9）处涂抹环氧树脂胶；
步骤8：按设计要求张拉全桥纵向预应力钢束形成钢斜撑杆组合PC梁。
2.根据权利要求1所述的铁路装配式钢斜撑杆组合PC梁的施工方法，其特征在于：
锚梁（3）沿着预应力混凝土箱梁（1）中心线对称布置。
3.根据权利要求2所述的铁路装配式钢斜撑杆组合PC梁的施工方法，其特征在于：
预应力混凝土箱梁底板（1-2）的横向两端设置有锚块（5），锚块（5）纵向间隔布置，锚块（5）通过钢筋连接到预应力混凝土箱梁底板（1-2）；
钢斜撑杆（4）下端通过锚固件（7）固定于锚块（5）。
4.根据权利要求3所述的铁路装配式钢斜撑杆组合PC梁的施工方法，其特征在于：
锚块（5）沿着预应力混凝土箱梁（1）中心线对称布置。
5.根据权利要求4所述的铁路装配式钢斜撑杆组合PC梁的施工方法，其特征在于：
钢斜撑杆（4）为型钢、方钢管、圆钢管、钢管混凝土中的一种。
6.根据权利要求5所述的铁路装配式钢斜撑杆组合PC梁的施工方法，其特征在于：
锚固件（7）包括加劲板（7-1）和端锚板（7-2），端锚板（7-2）焊接固定到钢斜撑杆（4）端部，加劲板（7-1）垂直焊接固定到钢斜撑杆（4）端部外周和端锚板（7-2）。
7.根据权利要求6所述的铁路装配式钢斜撑杆组合PC梁的施工方法，其特征在于：
横向拼接面（8）处设置有锯齿状连接键，横向拼接时横向拼接面（8）涂有环氧树脂胶；
纵向拼接面（9）处设置有锯齿状连接键，纵向拼接时纵向拼接面（9）涂有环氧树脂胶。
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