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CN113062197A - 一种装配式加劲大悬臂波形钢腹板pc组合箱梁及其施工方法 - Google Patents

一种装配式加劲大悬臂波形钢腹板pc组合箱梁及其施工方法 Download PDF

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CN113062197A
CN113062197A CN202110346442.1A CN202110346442A CN113062197A CN 113062197 A CN113062197 A CN 113062197A CN 202110346442 A CN202110346442 A CN 202110346442A CN 113062197 A CN113062197 A CN 113062197A
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张蕙鑫
周慧琴
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Zhejiang Normal University CJNU
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Zhejiang Normal University CJNU
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Abstract

本发明公开了一种装配式加劲大悬臂波形钢腹板PC组合箱梁及其施工方法。组合箱梁由波形钢腹板纵梁、波形钢肋板悬臂梁、预制顶板、预制底板、上托板、下托板、横向支撑、顶板接缝、底板接缝、预留孔后浇混凝土、横向体内预应力钢筋、纵向体外预应力钢筋组成。波形钢腹板纵梁包含双层波形钢腹板、腹板上钢翼板、腹板下钢翼板、纵向钉群。波形钢肋板悬臂梁则包含双层波形钢肋板、肋板上钢翼板、肋板下钢翼板、横向钉群。双层波形钢腹板、双层波形钢肋板仅在直板段与钢翼板螺栓连接,可充分发挥褶皱效应,提高预应力施加效率;波形钢肋板悬臂梁可显著降低悬臂根部应力水平,提高悬臂长度上限;预制装配的施工方法既保证施工质量,又大大缩短工期。

Description

一种装配式加劲大悬臂波形钢腹板PC组合箱梁及其施工方法
技术领域
本发明主要涉及桥梁工程及组合结构设计领域,具体涉及一种装配式加劲大悬臂波形钢腹板PC组合箱梁及其施工方法。
背景技术
目前,钢-混凝土组合结构已经广泛应用于我国桥梁建设。其中,波形钢腹板PC组合箱梁作为一种新型的钢-混凝土组合结构形式,不仅具有自重轻、造型美观、施工速度快等优点,还可提高预应力效率、消除传统PC箱梁常见的腹板开裂病害。但现有波形钢腹板PC组合箱梁还存在以下不足:波形钢腹板沿跨度方向采用通长焊缝与钢翼板连接,限制了波形钢板褶皱效应的充分发挥,降低了预应力施加的效率;波形钢腹板的使用导致梁体抗扭及抗畸变能力较弱,因此梁宽一般难以满足大交通量的需求;施工中包含大量焊接、支架与模板架设、钢筋绑扎、混凝土现浇等工作,难以保证施工质量。为此,亟需开发一种充分发挥波形钢板褶皱效应、适应大交通量、施工快速简便的波形钢腹板PC组合箱梁。
发明内容
本发明的目的在于针对现有波形钢腹板箱梁未充分利用褶皱效应、不适应大交通量、现场栓钉焊接及混凝土浇筑工作量大、施工工期较长等问题,提出一种装配式加劲大悬臂波形钢腹板PC组合箱梁及其施工方法。通过改善波形钢板与钢翼板的连接方式、增强悬臂板刚度、提高预制装配构件比例及调整施工工序以克服上述现有波形钢腹板箱梁的不足。
本发明的目的通过以下技术方案实现:一种装配式加劲大悬臂波形钢腹板PC组合箱梁,包括波形钢腹板纵梁、波形钢肋板悬臂梁、预制顶板、预制底板、上托板、下托板、横向支撑、顶板接缝、底板接缝、预留孔后浇混凝土、横向体内预应力钢筋和纵向体外预应力钢筋;
所述波形钢腹板纵梁由双层波形钢腹板、腹板上钢翼板、腹板下钢翼板和纵向钉群组成;所述腹板上钢翼板、腹板下钢翼板采用螺栓穿过螺孔通过T形钢连接件仅与双层波形钢腹板的直板段连接;所述腹板上钢翼板及腹板下钢翼板沿纵向断开布置,断开位置与双层波形钢腹板纵向接头的位置一致;所述腹板上钢翼板及腹板下钢翼板上间隔设置纵向钉群;
所述波形钢肋板悬臂梁由双层波形钢肋板、肋板上钢翼板、肋板下钢翼板和横向钉群组成;所述双层波形钢肋板采用变高度设计;所述肋板上钢翼板、肋板下钢翼板采用螺栓穿过螺孔通过T形钢连接件仅与双层波形钢肋板的直板段固定连接;所述肋板上钢翼板及肋板下钢翼板上间隔布设横向钉群;
所述预制顶板及预制底板分别采用向顶板接缝及底板接缝延伸出接头钢筋的预制混凝土板;所述预制顶板设有顶板纵向预留孔及顶板横向预留孔,预制底板设有底板纵向预留孔;所述预制顶板利用顶板纵向预留孔和顶板横向预留孔套于纵向钉群和横向钉群,所述预制底板利用底板纵向预留孔套于纵向钉群,分别定位安装在腹板上钢翼板、腹板下钢翼板的上表面;通过预留孔后浇混凝土将预制顶板、预制底板与波形钢腹板纵梁、波形钢肋板悬臂梁连接成整体;
所述上托板、下托板分别与腹板上钢翼板、腹板下钢翼板螺栓连接,其宽度分别略大于顶板接缝、底板接缝;所述横向支撑与上托板、腹板下钢翼板采用螺栓连接;
所述横向体内预应力钢筋仅在顶板接缝处安装,并通过扁锚锚固;在箱梁空腔内部安装纵向体外预应力钢筋。
进一步地,所述双层波形钢腹板及双层波形钢肋板均由两块波形钢板波峰与波峰、波谷及波谷相互对应连接而成;所述双层波形钢腹板可采用1600型波形钢板,所述双层波形钢肋板可采用1000型波形钢板;所述双层波形钢腹板及双层波形钢肋板中波形钢板的厚度根据板内的剪应力水平选取。
进一步地,所述波形钢肋板悬臂梁的双层波形钢肋板、肋板上钢翼板、肋板下钢翼板均与波形钢腹板纵梁螺栓连接;所述双层波形钢肋板长度为4-8m,纵向间距为2-4m。
进一步地,所述腹板上钢翼板、腹板下钢翼板、肋板上钢翼板、肋板下钢翼板的厚度不小于16mm,宽度应保证最外侧螺纹栓钉离钢翼板边缘不小于25mm。
进一步地,所述纵向钉群之间的纵向间距为1-2m,所述横向钉群之间的横向间距为0.5-2m,纵向钉群及横向钉群内部的螺纹栓钉间距为50-150mm。
进一步地,所述纵向钉群和横向钉群采用大直径螺纹栓钉,一般可采用22mm的直径;所述螺纹栓钉高度根据预制顶板及预制底板厚度确定,螺纹栓钉数目根据所需的抗剪连接程度确定;所述螺纹栓钉利用栓钉螺杆和栓钉螺母固定在钢板上。
进一步地,所述预制顶板和预制底板的长度为5-10m,厚度为25-30cm;所述顶板横向预留孔、顶板纵向预留孔及底板纵向预留孔的尺寸根据横向群钉及纵向钉群的布置确定;所述顶板横向预留孔、顶板纵向预留孔及底板纵向预留孔的形状为上大下小的倒棱台。
进一步地,所述顶板接缝及底板接缝的宽度为0.4-0.6m,厚度分别与预制顶板、预制底板相同;所述预制顶板、预制底板、顶板接缝、底板接缝、预留孔后浇混凝土均采用轻质高强混凝土。
进一步地,所述横向体内预应力钢筋由多股钢绞线组成;所述纵向体外预应力钢筋由多股钢绞线组成,其截面面积和张拉应力根据结构恒载及活载确定;其中,钢绞线的抗拉强度标准值不宜小于1860MPa。
一种装配式加劲大悬臂波形钢腹板PC组合箱梁的施工方法,该方法包括以下步骤:
(1)在相邻的桥梁墩台间安装简易移动施工支架,将预制的所有构配件运送至桥址处。
(2)将栓钉螺杆穿过预留的栓钉孔通过栓钉螺母固定在腹板上钢翼板、腹板下钢翼板、肋板上钢翼板、上托板及下托板的上表面,形成纵向钉群、横向钉群、分布式螺纹栓钉。
(3)拼合两块波形钢板以形成双层波形钢腹板,螺栓穿过螺孔通过T形钢连接件将双层波形钢腹板的直板段与腹板上钢翼板、腹板下钢翼板固定连接,形成波形钢腹板纵梁。
(4)拼合两块变高度波形钢板以形成双层波形钢肋板,螺栓穿过螺孔通过T形钢连接件将双层波形钢肋板的直板段与肋板上钢翼板、肋板下钢翼板固定连接,形成波形钢肋板悬臂梁。
(5)将两根波形钢腹板纵梁吊到简易移动施工支架上,并进行定位,在两波形钢腹板纵梁之间安装若干上托板、下托板及横向支撑。
(6)将若干波形钢肋板悬臂梁吊到简易移动施工支架上,螺栓穿过螺孔将波形钢肋板悬臂梁与波形钢腹板纵梁固定连接。
(7)吊装若干预制底板至腹板下钢翼板的上表面,需要保证纵向钉群套在底板纵向预留孔内。
(8)在底板纵向预留孔、底板接缝处浇筑混凝土。
(9)吊装若干预制顶板至腹板上钢翼板的上表面,使纵向钉群、横向钉群分别套在顶板纵向预留孔、顶板横向预留孔内。
(10)在顶板接缝处安装并张拉横向体内预应力筋。
(11)在顶板纵向预留孔、顶板横向预留孔、顶板接缝处浇筑混凝土,待顶板接缝处的混凝土强度达到设计强度的90%,可释放横向体内预应力筋。
(12)安装并张拉纵向体外预应力筋,而后进行桥面铺装和附属设施的施工。
本发明的有益效果如下:
1、双层波形钢腹板与双层波形钢肋板仅在波形钢板的直板段与钢翼板螺栓连接,可充分发挥波形钢板的褶皱效应,进而提高预应力的施加效率。
2、引入波形钢肋板悬臂梁,减小自重的同时,增强梁体横向刚度,显著降低了悬臂根部的应力水平,可增加悬臂长度以满足大交通量的需求。
3、波形钢腹板及波形钢肋板采用双层的波形钢板拼合得到,提高了双层波形钢板的协同工作能力,大大增强了结构的抗剪及抗屈曲能力。
4、底板布置在腹板下钢翼板之上,后者可作为前者安装的永久模板,两者间的钉群连接区域构造简单、受力合理,预留孔混凝土浇筑空间大,易于保证施工质量。
5、腹板下钢翼板位于底板下方,消除了底板脱离的隐患,还可充分发挥钢材抗拉性能好的优点,防止底板混凝土过早开裂,从而提升结构承载能力、刚度及耐久性。
6、在顶板接缝内部张拉横向预应力钢筋,可显著减小顶板的设计厚度,增加混凝土压应力储备,降低混凝土开裂的风险。
7、采用上托板、下托板及横向支撑连接两根波形钢腹板纵梁,不仅提高了施工稳定性,大幅增强完工后结构的抗扭及抗畸变性能,而且可形成顶板及底板施工的承重结构及永久模板,减少了支架模板搭设拆除工作,避免影响桥下交通。
8、通过提高预制装配构件的比例、设计钉群-预留孔构造,减少了支架模板安装拆除、钢筋绑扎、混凝土浇筑养护的工作量,避免了栓钉焊接工作,大幅缩短工期。此外,预制装配构件均可在工厂标准化生产,可保证质量、节省成本且方便运输。
附图说明
图1为本发明的立体图;
图2为本发明的立面图;
图3为本发明的横断面I-I、II-II图;
图4为波形钢腹板纵梁装配图;
图5为波形钢肋板悬臂梁装配图;
图6为波形钢腹板纵梁连接部位局部详图;
图7为本发明的主要施工步骤图;
图中,1—波形钢腹板纵梁、1-1—双层波形钢腹板、1-2—腹板上钢翼板、1-3—腹板下钢翼板、1-4—纵向钉群、2—波形钢肋板悬臂梁、2-1—双层波形钢肋板、2-2—肋板上钢翼板、2-3—肋板下钢翼板、2-4—横向钉群、3—预制顶板、3-1—顶板纵向预留孔、3-2—顶板横向预留孔、4—预制底板、4-1—底板纵向预留孔、5—上托板、6—下托板、7—横向支撑、8—顶板接缝、9—底板接缝、10—预留孔后浇混凝土、11—横向体内预应力钢筋、12—纵向体外预应力钢筋、13—螺纹栓钉、13-1—栓钉螺杆、13-2—栓钉螺母、14-1—螺栓螺杆、14-2—螺栓螺母、15—T形钢连接件。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施例来对本发明作进一步描述。
如图1、图2及图3所示,本发明提供的一种装配式加劲大悬臂波形钢腹板PC组合箱梁,包括波形钢腹板纵梁1、波形钢肋板悬臂梁2、预制顶板3、预制底板4、上托板5、下托板6、横向支撑7、顶板接缝8、底板接缝9、预留孔后浇混凝土10、横向体内预应力钢筋11、纵向体外预应力钢筋12。
如图4及图6所示,波形钢腹板纵梁1由双层波形钢腹板1-1、腹板上钢翼板1-2、腹板下钢翼板1-3、纵向钉群1-4组成;所述腹板上钢翼板1-2、腹板下钢翼板1-3采用螺栓穿过螺孔通过T形钢连接件15仅与双层波形钢腹板1-1的直板段连接;所述腹板上钢翼板1-2及腹板下钢翼板1-3宜沿纵向断开布置,断开位置宜与双层波形钢腹板1-1纵向接头的位置一致;所述腹板上钢翼板1-2及腹板下钢翼板1-3上间隔设置纵向钉群1-4。双层波形钢腹板1-1仅在波形钢板的直板段与腹板上钢翼板1-2、腹板下钢翼板1-3连接,可充分发挥波形钢板的褶皱效应,进而提高预应力的施加效率。
如图5所示,波形钢肋板悬臂梁2则由双层波形钢肋板2-1、肋板上钢翼板2-2、肋板下钢翼板2-3、横向钉群2-4组成;所述肋板上钢翼板2-2、肋板下钢翼板2-3采用螺栓穿过螺孔通过T形钢连接件15仅与双层波形钢肋板2-1的直板段固定连接;所述肋板上钢翼板2-2及肋板下钢翼板2-3上间隔布设横向钉群2-4;所述波形钢肋板悬臂梁2的双层波形钢肋板2-1、肋板上钢翼板2-2、肋板下钢翼板2-3均与波形钢腹板纵梁1螺栓连接。双层波形钢肋板2-1仅在波形钢板的直板段与肋板上钢翼板2-2、肋板下钢翼板2-3连接,可充分发挥波形钢板的褶皱效应,进而提高预应力的施加效率。此外,波形钢肋板悬臂梁2减小自重的同时,增强梁体横向刚度,显著降低了悬臂根部的应力水平,可增加悬臂长度以满足大交通量的需求。
所述双层波形钢肋板2-1采用变高度设计,长度为4-8m,纵向间距为2-4m。
如图4、图5所示,双层波形钢腹板1-1及双层波形钢肋板2-1均由两块波形钢板波峰与波峰、波谷及波谷相互对应连接而成;其中,双层波形钢腹板1-1可采用1600型波形钢板,双层波形钢肋板2-1可采用1000型波形钢板;所述双层波形钢腹板1-1及双层波形钢肋板2-1中波形钢板的厚度根据板内的剪应力水平选取。双层波形钢腹板1-1及双层波形钢肋板1-2采用双层的波形钢板拼合得到,提高了双层波形钢板的协同工作能力,大大增强了结构的抗剪及抗屈曲能力。
所述腹板上钢翼板1-2、腹板下钢翼板1-3、肋板上钢翼板2-2、肋板下钢翼板2-3的厚度不小于16mm,宽度应保证最外侧螺纹栓钉13离钢翼板边缘不小于25mm。
所述纵向钉群1-4之间的纵向间距为1-2m,横向钉群2-4之间的横向间距为0.5-2m,纵向钉群1-4及横向钉群2-4内部的螺纹栓钉13间距为50-150mm。
所述纵向钉群1-4和横向钉群2-4采用大直径螺纹栓钉13,一般可采用22mm的直径;所述螺纹栓钉13高度根据预制顶板3及预制底板4厚度确定,螺纹栓钉13数目根据所需的抗剪连接程度确定;所述螺纹栓钉13利用栓钉螺杆13-1和栓钉螺母13-2固定在钢板上。
如图1、图2所示,预制顶板3及预制底板4分别采用向顶板接缝8及底板接缝9延伸出接头钢筋的预制混凝土板,长度为5-10m,厚度为25-30cm;预制顶板3设有顶板纵向预留孔3-1及顶板横向预留孔3-2,预制底板4仅设有底板纵向预留孔4-1;顶板横向预留孔3-2、顶板纵向预留孔3-1及底板纵向预留孔4-1的尺寸根据横向群钉2-4及纵向钉群1-4的布置确定;所述顶板横向预留孔3-2、顶板纵向预留孔3-1及底板纵向预留孔4-1的形状为上大下小的倒棱台。
所述预制顶板3利用顶板纵向预留孔3-1和顶板横向预留孔3-2套于纵向钉群1-4和横向钉群2-4,预制底板4利用底板纵向预留孔4-1套于纵向钉群1-4,分别定位安装在腹板上钢翼板1-2、腹板下钢翼板1-3的上表面;通过预留孔后浇混凝土10将预制顶板3、预制底板4与波形钢腹板纵梁1、波形钢肋板悬臂梁2连接成整体。预制底板4布置在腹板下钢翼板1-3之上,后者可作为前者安装的永久模板,两者间的钉群连接区域构造简单、受力合理,预留孔混凝土浇筑空间大,易于保证施工质量。同时,腹板下钢翼板1-3位于预制底板4下方,消除了底板脱离的隐患,还可充分发挥钢材抗拉性能好的优点,防止底板混凝土过早开裂,从而提升结构承载能力、刚度及耐久性。
所述顶板接缝8及底板接缝9的宽度为0.4-0.6m,厚度分别与预制顶板3、预制底板4相同。所述预制顶板3、预制底板4、顶板接缝8、底板接缝9、预留孔后浇混凝土10均采用轻质高强混凝土。
所述上托板5、下托板6分别与腹板上钢翼板1-2、腹板下钢翼板1-3螺栓连接,其宽度分别略大于顶板接缝8、底板接缝9;其中上托板5与下托板6上表面安装分布式的螺纹栓钉13;所述横向支撑7与上托板5、腹板下钢翼板1-3采用螺栓连接。
所述横向体内预应力钢筋11由多股钢绞线组成,仅在顶板接缝8处安装,并通过扁锚锚固;所述纵向体外预应力钢筋12由多股钢绞线组成,其截面面积和张拉应力根据结构恒载及活载确定;其中,钢绞线的抗拉强度标准值不宜小于1860MPa。在顶板接缝8内部张拉横向预应力钢筋11,可显著减小顶板的设计厚度,增加混凝土压应力储备,降低混凝土开裂风险。
如图4、图5、图7所示,本发明提出的一种装配式加劲大悬臂波形钢腹板PC组合箱梁的施工方法,包括如下步骤:
(1)在相邻的桥梁墩台间安装简易移动施工支架,将预制的所有构配件运送至桥址处;
(2)将栓钉螺杆13-1穿过预留的栓钉孔通过栓钉螺母13-2固定在腹板上钢翼板1-2、腹板下钢翼板1-3、肋板上钢翼板2-2、上托板5及下托板6的上表面,形成纵向钉群1-4、横向钉群2-4、分布式螺纹栓钉13;
(3)拼合两块波形钢板以形成双层波形钢腹板1-1,螺栓穿过螺孔通过T形钢连接件15将双层波形钢腹板1-1的直板段与腹板上钢翼板1-2、腹板下钢翼板1-3固定连接,形成波形钢腹板纵梁1;
(4)拼合两块变高度波形钢板以形成双层波形钢肋板2-1,螺栓穿过螺孔通过T形钢连接件15将双层波形钢肋板2-1的直板段与肋板上钢翼板2-2、肋板下钢翼板2-3固定连接,形成波形钢肋板悬臂梁2;
(5)将两根波形钢腹板纵梁1吊到简易移动施工支架上,并进行定位,在两波形钢腹板纵梁1之间安装若干上托板5、下托板6及横向支撑7;
(6)将若干波形钢肋板悬臂梁2吊到简易移动施工支架上,螺栓穿过螺孔将波形钢肋板悬臂梁2与波形钢腹板纵梁1固定连接;
(7)吊装若干预制底板4至腹板下钢翼板1-3的上表面,需要保证纵向钉群1-4套在底板纵向预留孔4-1内;
(8)在底板纵向预留孔4-1、底板接缝9处浇筑混凝土;
(9)吊装若干预制顶板3至腹板上钢翼板1-2的上表面,使纵向钉群1-4、横向钉群2-4分别套在顶板纵向预留孔3-1、顶板横向预留孔3-2内;
(10)在顶板接缝8处安装并张拉横向体内预应力筋11;
(11)在顶板纵向预留孔3-1、顶板横向预留孔3-2、顶板接缝8处浇筑混凝土,待顶板接缝8处的混凝土强度达到设计强度的90%,可释放横向体内预应力筋11;
(12)安装并张拉纵向体外预应力筋12,而后进行桥面铺装和附属设施的施工。
本发明通过提高预制装配构件的比例、设计钉群-预留孔构造,减少了支架模板安装拆除、钢筋绑扎、混凝土浇筑养护的工作量,避免了栓钉焊接工作,大幅缩短工期。同时,预制装配构件均可在工厂标准化生产,可保证质量、节省成本且方便运输。此外,采用上托板5、下托板6及横向支撑7连接两根波形钢腹板纵梁1,不仅提高了施工稳定性,大幅增强完工后结构的抗扭及抗畸变性能,而且可形成顶板及底板施工的承重结构及永久模板,减少了支架模板搭设拆除工作,避免影响桥下交通。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种装配式加劲大悬臂波形钢腹板PC组合箱梁,其特征在于,包括波形钢腹板纵梁(1)、波形钢肋板悬臂梁(2)、预制顶板(3)、预制底板(4)、上托板(5)、下托板(6)、横向支撑(7)、顶板接缝(8)、底板接缝(9)、预留孔后浇混凝土(10)、横向体内预应力钢筋(11)和纵向体外预应力钢筋(12)等;
所述波形钢腹板纵梁(1)由双层波形钢腹板(1-1)、腹板上钢翼板(1-2)、腹板下钢翼板(1-3)和纵向钉群(1-4)组成;所述腹板上钢翼板(1-2)、腹板下钢翼板(1-3)采用螺栓穿过螺孔通过T形钢连接件(15)仅与双层波形钢腹板(1-1)的直板段连接;所述腹板上钢翼板(1-2)及腹板下钢翼板(1-3)沿纵向断开布置,断开位置与双层波形钢腹板(1-1)纵向接头的位置一致;所述腹板上钢翼板(1-2)及腹板下钢翼板(1-3)上间隔设置纵向钉群(1-4);
所述波形钢肋板悬臂梁(2)由双层波形钢肋板(2-1)、肋板上钢翼板(2-2)、肋板下钢翼板(2-3)和横向钉群(2-4)组成;所述双层波形钢肋板(2-1)采用变高度设计;所述肋板上钢翼板(2-2)、肋板下钢翼板(2-3)采用螺栓穿过螺孔通过T形钢连接件(15)仅与双层波形钢肋板(2-1)的直板段固定连接;所述肋板上钢翼板(2-2)及肋板下钢翼板(2-3)上间隔布设横向钉群(2-4);
所述预制顶板(3)及预制底板(4)分别采用向顶板接缝(8)及底板接缝(9)延伸出接头钢筋的预制混凝土板;所述预制顶板(3)设有顶板纵向预留孔(3-1)及顶板横向预留孔(3-2),预制底板(4)设有底板纵向预留孔(4-1);所述预制顶板(3)利用顶板纵向预留孔(3-1)和顶板横向预留孔(3-2)套于纵向钉群(1-4)和横向钉群(2-4),所述预制底板(4)利用底板纵向预留孔(4-1)套于纵向钉群(1-4),分别定位安装在腹板上钢翼板(1-2)、腹板下钢翼板(1-3)的上表面;通过预留孔后浇混凝土(10)将预制顶板(3)、预制底板(4)与波形钢腹板纵梁(1)、波形钢肋板悬臂梁(2)连接成整体;
所述上托板(5)、下托板(6)分别与腹板上钢翼板(1-2)、腹板下钢翼板(1-3)螺栓连接,其宽度分别略大于顶板接缝(8)、底板接缝(9);所述横向支撑(7)与上托板(5)、腹板下钢翼板(1-3)采用螺栓连接;
所述横向体内预应力钢筋(11)仅在顶板接缝(8)处安装,并通过扁锚锚固;在箱梁空腔内部安装纵向体外预应力钢筋(12)。
2.根据权利要求1所述的一种装配式加劲大悬臂波形钢腹板PC组合箱梁,其特征在于,所述双层波形钢腹板(1-1)及双层波形钢肋板(2-1)均由两块波形钢板波峰与波峰、波谷及波谷相互对应连接而成;所述双层波形钢腹板(1-1)可采用1600型波形钢板,所述双层波形钢肋板(2-1)可采用1000型波形钢板;所述双层波形钢腹板(1-1)及双层波形钢肋板(2-1)中波形钢板的厚度根据板内的剪应力水平选取。
3.根据权利要求1所述的一种装配式加劲大悬臂波形钢腹板PC组合箱梁,其特征在于,所述波形钢肋板悬臂梁(2)的双层波形钢肋板(2-1)、肋板上钢翼板(2-2)、肋板下钢翼板(2-3)均与波形钢腹板纵梁(1)螺栓连接;所述双层波形钢肋板(2-1)长度为4-8m,纵向间距为2-4m。
4.根据权利要求1所述的一种装配式加劲大悬臂波形钢腹板PC组合箱梁,其特征在于,所述腹板上钢翼板(1-2)、腹板下钢翼板(1-3)、肋板上钢翼板(2-2)、肋板下钢翼板(2-3)的厚度不小于16mm,宽度应保证最外侧螺纹栓钉(13)离钢翼板边缘不小于25mm。
5.根据权利要求1所述的一种装配式加劲大悬臂波形钢腹板PC组合箱梁,其特征在于,所述纵向钉群(1-4)之间的纵向间距为1-2m,所述横向钉群(2-4)之间的横向间距为0.5-2m,纵向钉群(1-4)及横向钉群(2-4)内部的螺纹栓钉(13)间距为50-150mm。
6.根据权利要求1所述的一种装配式加劲大悬臂波形钢腹板PC组合箱梁,其特征在于,所述纵向钉群(1-4)和横向钉群(2-4)采用大直径螺纹栓钉(13),一般可采用22mm的直径;所述螺纹栓钉(13)高度根据预制顶板(3)及预制底板(4)厚度确定,螺纹栓钉(13)数目根据所需的抗剪连接程度确定;所述螺纹栓钉(13)利用栓钉螺杆(13-1)和栓钉螺母(13-2)固定在钢板上。
7.根据权利要求1所述的一种装配式加劲大悬臂波形钢腹板PC组合箱梁,其特征在于,所述预制顶板(3)和预制底板(4)的长度为5-10m,厚度为25-30cm;所述顶板横向预留孔(3-2)、顶板纵向预留孔(3-1)及底板纵向预留孔(4-1)的尺寸根据横向群钉(2-4)及纵向钉群(1-4)的布置确定;所述顶板纵向预留孔(3-1)、顶板横向预留孔(3-2)及底板纵向预留孔(4-1)的形状为上大下小的倒棱台。
8.根据权利要求1所述的一种装配式加劲大悬臂波形钢腹板PC组合箱梁,其特征在于,所述顶板接缝(8)及底板接缝(9)的宽度为0.4-0.6m,厚度分别与预制顶板(3)、预制底板(4)相同;所述预制顶板(3)、预制底板(4)、顶板接缝(8)、底板接缝(9)、预留孔后浇混凝土(10)均采用轻质高强混凝土。
9.根据权利要求1所述的一种装配式加劲大悬臂波形钢腹板PC组合箱梁,其特征在于,所述横向体内预应力钢筋(11)由多股钢绞线组成;所述纵向体外预应力钢筋(12)由多股钢绞线组成,其截面面积和张拉应力根据结构恒载及活载确定;其中,钢绞线的抗拉强度标准值不宜小于1860MPa。
10.一种权利要求1-9任一项所述装配式加劲大悬臂波形钢腹板PC组合箱梁的施工方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
(1)在相邻的桥梁墩台间安装简易移动施工支架,将预制的所有构配件运送至桥址处。
(2)将栓钉螺杆(13-1)穿过预留的栓钉孔通过栓钉螺母(13-2)固定在腹板上钢翼板(1-2)、腹板下钢翼板(1-3)、肋板上钢翼板(2-2)、上托板(5)及下托板(6)的上表面,形成纵向钉群(1-4)、横向钉群(2-4)、分布式螺纹栓钉(13)。
(3)拼合两块波形钢板以形成双层波形钢腹板(1-1),螺栓穿过螺孔通过T形钢连接件(15)将双层波形钢腹板(1-1)的直板段与腹板上钢翼板(1-2)、腹板下钢翼板(1-3)固定连接,形成波形钢腹板纵梁(1)。
(4)拼合两块变高度波形钢板以形成双层波形钢肋板(2-1),螺栓穿过螺孔通过T形钢连接件(15)将双层波形钢肋板(2-1)的直板段与肋板上钢翼板(2-2)、肋板下钢翼板(2-3)固定连接,形成波形钢肋板悬臂梁(2)。
(5)将两根波形钢腹板纵梁(1)吊到简易移动施工支架上,并进行定位,在两波形钢腹板纵梁(1)之间安装若干上托板(5)、下托板(6)及横向支撑(7)。
(6)将若干波形钢肋板悬臂梁(2)吊到简易移动施工支架上,螺栓穿过螺孔将波形钢肋板悬臂梁(2)与波形钢腹板纵梁(1)固定连接。
(7)吊装若干预制底板(4)至腹板下钢翼板(1-3)的上表面,需要保证纵向钉群(1-4)套在底板纵向预留孔(4-1)内。
(8)在底板纵向预留孔(4-1)、底板接缝(9)处浇筑混凝土。
(9)吊装若干预制顶板(3)至腹板上钢翼板(1-2)的上表面,使纵向钉群(1-4)、横向钉群(2-4)分别套在顶板纵向预留孔(3-1)、顶板横向预留孔(3-2)内。
(10)在顶板接缝(8)处安装并张拉横向体内预应力筋(11)。
(11)在顶板纵向预留孔(3-1)、顶板横向预留孔(3-2)、顶板接缝(8)处浇筑混凝土,待顶板接缝(8)处的混凝土强度达到设计强度的90%,可释放横向体内预应力筋(11)。
(12)安装并张拉纵向体外预应力筋(12),而后进行桥面铺装和附属设施的施工。
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