一种整体吊装预制的钢混组合小箱梁的制作方法

1.本实用新型涉及桥梁技术领域，尤其涉及一种整体吊装预制的钢混组合小箱梁。


背景技术：

2.目前，预制混凝土小箱梁桥常用跨径为20～35m，作为装配式结构，易实现标准化、机械化、工厂化及快速化施工，且预制混凝土小箱梁为闭口结构，景观效果好。先简支后桥面连续预制混凝土小箱梁相较于先简支后结构连续预制混凝土小箱梁，施工工艺更加简单，免去了在负弯矩区张拉预应力的步骤，在桥梁建设中运用的非常广泛。
3.然而，预制混凝土小箱梁桥常用跨径为20～35m，难以适应40m以上跨度的需要，尤其对于城市桥梁，受到桥下空间的限制，往往局部需要较大的桥梁跨径跨越关键线位。对于此类跨度较大的桥跨结构，往往采用预制t梁、现浇混凝土箱梁、钢结构、钢混组合结构等方案。这些方案往往也存在缺陷，就总体而言，首先在于上述方案施工方法及工艺与预制混凝土小箱梁不一致，无法更好的做到标准化、机械化、工厂化及快速化施工，并且与预制小箱梁结构整体景观差别较大，景观协调性较差。就各自而言，预制t梁整体梁高较高，景观性较差；现浇混凝土箱梁施工速度慢，对环境影响大；钢箱梁结构整体造价较高，经济性较差；钢混组合结构形式多样，施工方法工艺多样，无法较好的与预制小箱梁施工工艺统一。


技术实现要素：

4.为了克服上述不足，本实用新型的目的是提供一种整体吊装预制的钢混组合小箱梁，该方案易于实现预制混凝土小箱梁结构和预制钢混组合小箱梁结构在设计及施工工艺上的统一，其意义不仅在于解决了预制混凝土小箱梁结构桥梁无法满足局部较大跨位置的需要，更在于实现了全部桥梁上部结构的标准化、机械化、工厂化及快速化施工，节省了投资，最后在桥梁的设计及施工工艺上提出优化措施，改善桥梁整体及局部受力，实现效益最大化，很好地解决已有结构难以适应40m以上跨度的需要以及标准化生产程度较低的问题。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
6.一种整体吊装预制的钢混组合小箱梁，包括沿横向桥面平行分布的若干个钢混组合梁，每个所述钢混组合梁包括上下组装连接的预制钢梁和预制混凝土桥面板，所述预制钢梁包括钢梁底板、对称固定在钢梁底板两侧上方的钢梁腹板、两个分别支撑预制混凝土桥面板两侧底表面的钢梁顶板，钢梁顶板的上表面采用栓钉与所述预制混凝土桥面板连接，钢梁顶板的下表面与同一侧的钢梁腹板的上部固定连接；所述预制混凝土桥面板在沿纵向桥面的两端设有用于成型纵向桥面连续结构的预留槽口，沿横向桥面方向相邻的两个预制混凝土桥面板之间设有用于成型横向湿接缝结构的拼接缝。
7.进一步，同一个预制钢梁上的两个钢梁腹板分别垂直连接有若干个横肋，横肋的上下两端分别与位于同一侧的钢梁顶板和钢梁底板固定连接。通过设置横肋，可对箱梁的内部起到加劲的作用，提高箱梁抗扭转畸变性能。
8.进一步，所述预制钢梁的内部沿长度方向连接有若干个横隔板，横隔板的边沿分
别与钢梁顶板、钢梁腹板、钢梁底板固定连接。通过设置横隔板，可对箱梁的内部起到加劲的作用，提高箱梁抗扭转畸变性能。
9.进一步，所述横隔板的中部开设有通孔。
10.进一步，沿横向桥面方向相邻的两个钢混组合梁上的钢梁腹板采用横联结构连接。通过设置横联结构，可提高桥梁的整体性。
11.进一步，所述横联结构为工字型钢断面结构，所述横联结构包括横联底板、横联顶板和连接在横联底板与横联顶板之间的横联腹板，横联腹板设置有两端分别连接横联底板与横联顶板的横联加强肋，预制钢梁上的钢梁腹板设有朝向横联结构延伸分布的连接板，横联腹板与连接板之间采取螺栓连接。
12.进一步，位于所述预制钢梁的两端设有与钢梁顶板连接的闭口断面顶板，闭口断面顶板、两个钢梁顶板、两个钢梁腹板和钢梁底板共同形成闭口形式断面结构。如此，在预制钢梁的两端一定范围内采用闭口形式断面结构的设置，可提高结构抗扭性能，提高钢混组合小箱梁吊装及使用期间的稳定性。
13.进一步，所述预制混凝土桥面板的厚度为渐变高度设置，所述预制混凝土桥面板在与钢梁顶板连接的部位具有最大的桥面板厚度，所述预制混凝土桥面板的中间部位具有最小的桥面板厚度。采用渐变高度的混凝土桥面板，可以降低结构自重，提高结构跨越能力。
14.进一步，所述纵向桥面连续结构和所述横向湿接缝结构采用超高性能混凝土浇筑成型，如此，可利用了超高性能混凝土强大的握裹力，提供整体连接强度。
15.进一步，所述预留槽口和所述拼接缝均设有伸出的预留钢筋，位于纵向桥面连续结构中的钢筋与位于横向湿接缝结构中的钢筋采用搭接方式连接，如此，大大减少了常规结构中此类钢筋需要焊接的工作量，进一步实现快速化施工。
16.与现有技术相比，本实用新型提供了一种整体吊装预制的钢混组合小箱梁，具备以下有益效果：
17.(1)本实用新型的结构适用跨径大，可用于局部节点跨越关键线位的大跨桥跨使用。
18.(2)本实用新型的钢混组合小箱梁采用与常规预制混凝土小箱梁一致的外形、腹板斜率以及梁间距，与常规预制混凝土小箱梁景观协调性较好。
19.(3)单个预制的钢混组合梁采用工厂预制，形成钢混组合结构后再整体吊装至桥位，充分利用其组合受力性能，相比于先安装钢梁再浇筑混凝土桥面板的组合结构，能够提高组合梁的受力性能，降低钢梁用钢量；再者，单个钢混组合梁的吊重较小，对吊装机械要求较低，整体吊装节约了临时墩、大量现浇等措施的费用，并实现快速化施工。
20.(4)预制钢梁除设置横肋及横隔板外，在梁端一定范围内采用闭口形式断面结构提高整体结构的抗扭性能；预制钢梁之间隔一定间距设置横联结构，使得结构整体性好，预制钢梁之间的横联结构采用螺栓连接，利于工厂化预制，快速化施工。
21.(5)设置桥面连续用的预留槽口，预制的钢混组合小箱梁之间、钢混组合小箱梁与预制混凝土小箱梁之间在纵桥向采用纵向桥面连续结构实现连续连接，施工工艺简单；纵向桥面连续结构与横向湿接缝结构采用超高性能混凝土浇筑成型，利用了超高性能混凝土强大的握裹力；纵向桥面连续结构与横向湿接缝结构之间的钢筋可采用搭接连接，大大减
少了常规结构中此类钢筋需要焊接的工作量，进一步实现快速化施工。
22.(6)采用渐变高度的混凝土桥面板，可以降低结构自重，提高结构跨越能力。
23.(7)通过以上对钢混组合小箱梁的设计提出优化措施，改善桥梁整体及局部受力，完善钢混组合小箱梁的施工工艺，实现与预制混凝土小箱梁的统一，确保桥梁上部结构的标准化、机械化、工厂化及快速化施工，节省了投资，实现效益最大化。
附图说明
24.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为本实用新型的钢混组合小箱梁的平面图；
26.图2为本实用新型的钢混组合小箱梁的立面图；
27.图3为图2中m处放大示意图；
28.图4为图1中沿c-c方向的剖面图；
29.图5为图4中n处放大示意图；
30.图6为图1中沿d-d方向的剖面图；
31.图7为图1中沿e-e方向的剖面图；
32.图8为图1中沿f-f方向的剖面图。
33.附图标记：1、钢混组合梁；11、预制钢梁；111、钢梁底板；112、钢梁腹板；113、钢梁顶板；114、横肋；115、横隔板；116、通孔；117、连接板；12、预制混凝土桥面板；121、预留槽口；13、栓钉；14、闭口断面顶板；2、纵向桥面连续结构；3、横向湿接缝结构；4、拼接缝；5、横联结构；51、横联底板；52、横联顶板；53、横联腹板；54、横联加强肋；6、螺栓；l1、钢混组合梁的跨径长度；l2、闭口形式断面结构的长度；h1、钢混组合梁的总梁高；h2、预制钢梁高度；h3、最大的桥面板厚度；h4、最小的桥面板厚度；b1、桥面宽度；b2、钢混组合梁间距；b3、钢梁腹板顶部间距。
具体实施方式
34.下面将通过详细的实施例并结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
35.请参考图1至图8，本实施例提供了一种整体吊装预制的钢混组合小箱梁，包括沿横向桥面平行分布的若干个钢混组合梁1。每个所述钢混组合梁1包括上下组装连接的预制钢梁11和预制混凝土桥面板12。所述预制钢梁11包括钢梁底板111、对称固定在钢梁底板111两侧上方的钢梁腹板112、两个分别支撑预制混凝土桥面板12两侧底表面的钢梁顶板113。钢梁顶板113的上表面采用栓钉13与所述预制混凝土桥面板12连接，钢梁顶板113的下表面与同一侧的钢梁腹板112的上部固定连接。钢梁顶板位于预制钢梁的顶部，为其上翼缘并承受压应力，用于支撑预制混凝土桥面板。钢梁腹板采用钢板，承受上部结构的剪应力，
其上口宽及斜率与常规预制混凝土小箱梁保持一致。钢梁底板采用矩形钢板，承受拉应力的作用。预制混凝土桥面板采用工厂预制方法生产，在应用与钢混组合梁吊装之前，通过栓钉安装在预制钢梁的顶部。所述预制混凝土桥面板12在沿纵向桥面的两端设有用于成型纵向桥面连续结构2的预留槽口121，沿横向桥面方向相邻的两个预制混凝土桥面板12之间设有用于成型横向湿接缝结构3的拼接缝4。横向湿接缝结构用于将顶部的预制混凝土桥面板连接成整体，纵向桥面连接结构设置于相邻梁跨之间的预留槽口内，实现简支梁的桥面连续。
36.在本实施例中，参考图1、图3至图5，作为示例的，钢混组合梁的跨径长度l1取45m，钢混组合梁的总梁高h1取2.1m；桥面宽度b1取21m，钢混组合梁间距b2取2950mm，钢混组合梁沿横向桥面方向设置7个。预制钢梁高度h2取1850mm；钢梁顶板厚度取20mm，钢梁顶板宽度取400mm；钢梁腹板厚度取14mm，钢梁腹板斜率取1：4，钢梁腹板顶部间距b3取1770mm；钢梁底板厚度取24mm～32mm，跨中为较大值。拼接缝的宽度取400mm；预留槽口的长度取1200mm，预留槽口的深度取100mm。
37.在一些具体的实施方式中，参考图1和图6，同一个预制钢梁11上的两个钢梁腹板112分别垂直连接有若干个横肋114，横肋114的上下两端分别与位于同一侧的钢梁顶板113和钢梁底板111固定连接。通过设置横肋，可对箱梁的内部起到加劲的作用，提高箱梁抗扭转畸变性能。
38.在一些具体的实施方式中，参考图1、图4、图5和图8，所述预制钢梁11的内部沿长度方向连接有若干个横隔板115，横隔板115的边沿分别与钢梁顶板113、钢梁腹板112、钢梁底板111固定连接。通过设置横隔板，可对箱梁的内部起到加劲的作用，提高箱梁抗扭转畸变性能。具体的，所述横隔板115的中部开设有通孔116。
39.作为示例的，相邻的两个横隔板115间距6m分布设置；横肋114沿预制钢梁11的长度方向间隔2m分布，且横肋114与横隔板115之间间隔2m分布。
40.在一些具体的实施方式中，参考图1、图4和图5，沿横向桥面方向相邻的两个钢混组合梁1上的钢梁腹板112采用横联结构5连接。通过设置横联结构，可提高桥梁的整体性。
41.具体的，如图5所示，所述横联结构5为工字型钢断面结构，所述横联结构5包括横联底板51、横联顶板52和连接在横联底板51与横联顶板52之间的横联腹板53，横联腹板53设置有两端分别连接横联底板51与横联顶板52的横联加强肋54，预制钢梁11上的钢梁腹板112设有朝向横联结构5延伸分布的连接板117，横联腹板53与连接板117之间采取螺栓6连接。作为示例的，横联结构沿纵向桥面方向间隔10.5m～12m分布设置。
42.在一些具体的实施方式中，参考图1和图5，位于所述预制钢梁11的两端设有与钢梁顶板113连接的闭口断面顶板14，闭口断面顶板14、两个钢梁顶板113、两个钢梁腹板112和钢梁底板111共同形成闭口形式断面结构。如此，在预制钢梁的两端一定范围内采用闭口形式断面结构的设置，可提高结构抗扭性能，提高钢混组合小箱梁吊装及使用期间的稳定性。作为示例的，闭口形式断面结构的长度l2取2800。
43.在一些具体的实施方式中，如图5所示，所述预制混凝土桥面板12的厚度为渐变高度设置，所述预制混凝土桥面板12在与钢梁顶板113连接的部位具有最大的桥面板厚度h3，所述预制混凝土桥面板12的中间部位具有最小的桥面板厚度h4。采用渐变高度的混凝土桥面板，可以降低结构自重，提高结构跨越能力。作为示例的，最大的桥面板厚度h3为250mm，
最小的桥面板厚度h4为200mm。
44.在一些具体的实施方式中，所述纵向桥面连续结构2和所述横向湿接缝结构3采用超高性能混凝土浇筑成型，如此，可利用了超高性能混凝土强大的握裹力，提供整体连接强度。
45.在一些具体的实施方式中，所述预留槽口121和所述拼接缝4均设有伸出的预留钢筋，位于纵向桥面连续结构中的钢筋与位于横向湿接缝结构中的钢筋采用搭接方式连接，如此，大大减少了常规结构中此类钢筋需要焊接的工作量，进一步实现快速化施工。作为示例的，预留钢筋的伸出长度为35cm。
46.在施工时，整体吊装预制的钢混组合小箱梁的快速施工方法的主要流程可分为生产制备预制钢梁、焊接栓钉、生产制备预制混凝土桥面板、运输就位预制安装好的钢混组合梁、吊装钢混组合梁并安装横联结构、现浇横向湿接缝结构与纵向桥面连续结构、现浇整平层、安装附属设置，现场施工工序与预制混凝土小箱梁一致，保证实现标准化、机械化、工厂化及快速化施工。
47.具体的操作可采用常规的桥梁施工操作。对于桥位处运输条件有限制无法实现整跨运输的桥梁，允许进行分段运输至施工现场，拼装完成并形成组合结构后再进行钢混组合梁的吊装。
48.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
49.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

技术特征：
1.一种整体吊装预制的钢混组合小箱梁，包括沿横向桥面平行分布的若干个钢混组合梁，其特征在于：每个所述钢混组合梁包括上下组装连接的预制钢梁和预制混凝土桥面板，所述预制钢梁包括钢梁底板、对称固定在钢梁底板两侧上方的钢梁腹板、两个分别支撑预制混凝土桥面板两侧底表面的钢梁顶板，钢梁顶板的上表面采用栓钉与所述预制混凝土桥面板连接，钢梁顶板的下表面与同一侧的钢梁腹板的上部固定连接；所述预制混凝土桥面板在沿纵向桥面的两端设有用于成型纵向桥面连续结构的预留槽口，沿横向桥面方向相邻的两个预制混凝土桥面板之间设有用于成型横向湿接缝结构的拼接缝。2.根据权利要求1所述的整体吊装预制的钢混组合小箱梁，其特征在于：同一个预制钢梁上的两个钢梁腹板分别垂直连接有若干个横肋，横肋的上下两端分别与位于同一侧的钢梁顶板和钢梁底板固定连接。3.根据权利要求2所述的整体吊装预制的钢混组合小箱梁，其特征在于：所述预制钢梁的内部沿长度方向连接有若干个横隔板，横隔板的边沿分别与钢梁顶板、钢梁腹板、钢梁底板固定连接。4.根据权利要求3所述的整体吊装预制的钢混组合小箱梁，其特征在于：所述横隔板的中部开设有通孔。5.根据权利要求1所述的整体吊装预制的钢混组合小箱梁，其特征在于：沿横向桥面方向相邻的两个钢混组合梁上的钢梁腹板采用横联结构连接。6.根据权利要求5所述的整体吊装预制的钢混组合小箱梁，其特征在于：所述横联结构为工字型钢断面结构，所述横联结构包括横联底板、横联顶板和连接在横联底板与横联顶板之间的横联腹板，横联腹板设置有两端分别连接横联底板与横联顶板的横联加强肋，预制钢梁上的钢梁腹板设有朝向横联结构延伸分布的连接板，横联腹板与连接板之间采取螺栓连接。7.根据权利要求1所述的整体吊装预制的钢混组合小箱梁，其特征在于：位于所述预制钢梁的两端设有与钢梁顶板连接的闭口断面顶板，闭口断面顶板、两个钢梁顶板、两个钢梁腹板和钢梁底板共同形成闭口形式断面结构。8.根据权利要求1所述的整体吊装预制的钢混组合小箱梁，其特征在于：所述预制混凝土桥面板的厚度为渐变高度设置，所述预制混凝土桥面板在与钢梁顶板连接的部位具有最大的桥面板厚度，所述预制混凝土桥面板的中间部位具有最小的桥面板厚度。9.根据权利要求1所述的整体吊装预制的钢混组合小箱梁，其特征在于：所述纵向桥面连续结构和所述横向湿接缝结构采用超高性能混凝土浇筑成型。10.根据权利要求1所述的整体吊装预制的钢混组合小箱梁，其特征在于：所述预留槽口和所述拼接缝均设有伸出的预留钢筋，位于纵向桥面连续结构中的钢筋与位于横向湿接缝结构中的钢筋采用搭接方式连接。

技术总结
本实用新型公开了一种整体吊装预制的钢混组合小箱梁，包括沿横向桥面平行分布的钢混组合梁，每个钢混组合梁包括预制钢梁和预制混凝土桥面板，预制钢梁包括钢梁底板、对称固定在钢梁底板两侧上方的钢梁腹板、两个钢梁顶板，钢梁顶板的上表面采用栓钉与预制混凝土桥面板连接，钢梁顶板的下表面与同一侧的钢梁腹板的上部固定连接；预制混凝土桥面板在沿纵向桥面的两端设有用于成型纵向桥面连续结构的预留槽口，沿横向桥面方向相邻的两个预制混凝土桥面板之间设有用于成型横向湿接缝结构的拼接缝。本实用新型实现与预制混凝土小箱梁的统一，确保桥梁上部结构的标准化、机械化、工厂化及快速化施工，节省了投资，实现效益最大化。实现效益最大化。实现效益最大化。


技术研发人员：郭建民 乐小刚 童凯旻 刘兵 胡会勇 张松涛
受保护的技术使用者：广州市市政工程设计研究总院有限公司
技术研发日：2023.04.06
技术公布日：2023/9/13