一种快速施工的钢-混组合梁混凝土桥面板及其吊装系统的制作方法

本实用新型属于桥梁技术领域，更具体地，涉及一种快速施工的钢-混组合梁混凝土桥面板及其吊装系统。

背景技术：

钢-混组合梁与混凝土梁相比，结构高度降低，自重减轻，省模板、脚手架，施工周期缩短；与钢梁相比，组合梁结构高度降低，承载力提高，刚度提高，用钢量减小，耐久性大大提高。钢-混组合梁的混凝土桥面板结构，作为直接承受车辆荷载和组合截面的重要组成部分，是钢-混组合梁最关键且受力最复杂的结构之一。对于钢-混组合梁混凝土桥面板结构，常规的施工为现浇法或分块预制施工。现浇法施工即在现场安装混凝土模板然后浇筑混凝土；分块预制即桥面板分块工厂预制，然后运至现场安装，可快速施工并节约成本。

目前常规的分块预制方式有以下两种：一种是分块预制桥面板并预留集簇式剪力槽以便布置剪力连接件，另一种是横向分块预制，两侧设置支撑托架模板系统以现浇与钢梁连接的区域桥面板。但是随着桥梁跨度的增大，车辆载荷的增加(比如铁路车辆载荷)，一方面，对于钢-混组合结构而言，钢-混界面连接是最薄弱的部位，预留集簇式后浇带布置剪力连接件常导致剪力连接件布置空间不足，集簇式剪力连接件难以满足结构受力要求，且存在钢-混界面连接性能差、疲劳受力破坏及病害等问题。另一方面，当桥梁跨度加大或桥上车辆荷载增大时，常规设计中为了增大剪力钉布置空间采用横桥向分块预制的方法或全桥现浇的施工方法，带来了现场施工工序复杂、模板安装工作量大、施工繁琐且桥面板整体性差等问题。繁琐的施工工序阻碍了钢-混组合结构的应用与发展，开展新型混凝土桥面板结构才能从根本上简化施工工序，实现快速施工。

钢-混界面连接性能差、施工工序繁琐为制约钢-混组合结构在铁路桥梁中推广应用的关键因素之一。因此，对于钢-混凝土组合梁，如何设计一种受力合理、钢-混界面连接性能优、能够快速施工、经济节约的桥面板结构，克服剪力连接件布置空间不足，横向分块带来桥面板整体性差、现浇施工模板安装工作量大、施工成本高等技术难题，是推广钢混组合结构的应用需亟待研究和解决的关键技术问题之一。

技术实现要素：

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供一种快速施工的钢-混组合梁混凝土桥面板，满足布置大量剪力连接件的需要，且避免了横向分块带来导致桥面板整体性差、现浇施工模板安装工作量大的问题。

为实现上述目的，按照本实用新型的一个方面，提供一种快速施工的钢-混组合梁混凝土桥面板，该混凝土桥面板设于钢梁顶部，

所述混凝土桥面板包括中间板和横桥向两侧设置的悬臂板，且所述中间板和所述悬臂板之间通过对应的联系横梁连接，为预制整体结构；

所述联系横梁的纵向长度为所述中间板和所述悬臂板的纵向长度的30％-35％，且所述联系横梁的纵向两侧分别与对应的所述中间板和所述悬臂板之间形成剪力槽，通过所述剪力槽中设置的若干剪力连接件，实现所述混凝土桥面板与所述钢梁顶部的固定。

进一步地，所述中间板和两侧的所述悬臂板均与钢梁顶板搭接，且所述中间板和所述悬臂板兼做浇筑所述剪力槽混凝土时的模板。

进一步地，所述混凝土桥面板为横桥向变厚度的桥面板，且整体所述混凝土桥面板的顶面标高相同。

进一步地，所述混凝土桥面板从横向两端至中心，厚度逐渐增大再逐渐减小，中间段厚度相同。

进一步地，在所述剪力槽处，所述混凝土桥面板的厚度最大。

进一步地，每块所述混凝土桥面板预留有多个螺杆安装孔，所述螺杆安装孔分别设于所述中间板和悬臂板上。

进一步地，每个所述中间板和两侧的所述悬臂板上分别设置至少两个所述螺杆安装孔，且横向上和纵向上均对称布置。

进一步地，顺桥向相邻的所述混凝土桥面板之间采用横向湿接缝连接，并且所述横向湿接缝包括所述混凝土桥面板之间设置的钢筋，以及两者之间浇筑的混凝土。

按照本实用新型的另一个方面，提供一种快速施工的钢-混组合梁混凝土桥面板吊装系统，用于所述的快速施工的钢-混组合梁混凝土桥面板的起吊，包括所述混凝土桥面板中螺杆安装孔内设置的螺杆，所述混凝土桥面板通过所述螺杆与刚性横梁锚固连接，且所述刚性横梁上设有多个刚性梁吊点并与钢绳连接，所述钢绳一端与所述刚性梁吊点连接，另一端挂于吊车的吊钩上。

进一步地，所述刚性横梁的数量与每块所述悬臂板和中间板上设置的螺杆安装孔的数量对应，且所述钢绳的数量与所述刚性梁吊点的数量相对应。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

(1)本实用新型的快速施工的钢-混组合梁混凝土桥面板，包括中间板，以及通过联系横梁与中间板连接的悬臂板，并且联系横梁两侧与悬臂板和中间板之间形成剪力槽，满足布置大量剪力连接件的需要，且通过联系横梁将中间板和两侧悬臂板连成整体，避免了横向分块带来导致桥面板整体性差、现浇施工模板安装工作量大的问题。

(2)本实用新型的快速施工的钢-混组合梁混凝土桥面板，两侧悬臂板和联系横梁兼做剪力槽混凝土浇筑模板，省去了现场模板安装，实现免模板快速施工。

(3)本实用新型的快速施工的钢-混组合梁混凝土桥面板，改变了传统的纵向分块集簇式剪力钉布置或横向分块的钢-混组合桥面板结构，受力合理、钢-混界面连接性能优、满足铁路或重载公路桥梁的受力需求。

(4)本实用新型的快速施工的钢-混组合梁混凝土桥面板吊装系统，通过螺杆将桥面板和刚性横梁连接，桥面板预制时预留螺杆安装孔，起吊钢绳吊点位于刚性横梁上，避免了传统的预埋吊环带来的钢筋用量大，桥面板不平整带来的存放、运输困难等问题。

(5)本实用新型的快速施工的钢-混组合梁混凝土桥面板吊装系统，采用刚性横梁与桥面板上中间板和悬臂板对应的螺栓锚固连接，并在刚性横梁上设置多个刚性梁节点，可将桥面板自重有效的分散，有利于减小联系横梁受力，避免吊装过程中桥面板损坏，且吊装系统设备均可重复利用。

附图说明

图1为本实用新型实施例的快速施工的钢-混组合梁立体结构示意图；

图2为本实用新型实施例的快速施工的钢-混组合梁横断面图；

图3为本实用新型实施例的快速施工的钢-混组合梁混凝土桥面板立体结构示意图；

图4为本实用新型实施例的快速施工的钢-混组合梁混凝土桥面板联系横梁处横断面示意图；

图5为本实用新型实施例的快速施工的钢-混组合梁混凝土桥面板剪力槽处横断面示意图；

图6为本实用新型实施例的快速施工的钢-混组合梁混凝土桥面板俯视图；

图7为本实用新型实施例的快速施工的钢-混组合梁混凝土桥面板吊装系统示意图；

图8为本实用新型实施例的快速施工的钢-混组合梁混凝土桥面板起吊示意图。

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1-混凝土桥面板、2-钢梁、3-剪力连接件、4-中间板、5-悬臂板、6-联系横梁、7-剪力槽、8-螺杆安装孔、9-钢梁顶板、10-横向湿接缝、11-刚性横梁、12-螺杆、13-刚性梁吊点、14-钢绳、15-吊车。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

图1为本实用新型实施例的快速施工的钢-混组合梁立体结构示意图，如图1所示，钢-混组合梁结构包括钢梁2，设于钢梁2顶板上的混凝土桥面板1，且混凝土桥面板1通过剪力连接件3与钢梁2顶板固定连接。钢-混组合梁将钢、混凝土两种材料结合，充分发挥了混凝土抗压和钢材抗拉性能上的优势。本实用新型的快速施工的钢-混组合梁混凝土桥面板1设于钢梁2的顶部，可适用于不同结构形式的钢梁2，包括开口箱型端面、闭口箱型断面，桁架或者双工字断面的钢梁2。

图2为本实用新型实施例的快速施工的钢-混组合梁横断面图。图3为本实用新型实施例的快速施工的钢-混组合梁混凝土桥面板立体结构示意图。结合图1至图3，本实用新型的混凝土桥面板1为横桥向变厚度的混凝土桥面板，整体混凝土桥面板1的顶面标高相同，因此桥面板底部高度不同；从横向两端至中心，厚度逐渐增大再逐渐减小，中间段厚度相同。混凝土桥面板1包括中间板4和横桥向两侧的悬臂板5，且中间板4和悬臂板5之间通过联系横梁6连接，联系横梁6的纵向长度为中间板4和悬臂板5的纵向长度的30％-35％，且联系横梁6的纵向两侧分别与对应的中间板4和悬臂板5之间形成剪力槽7，剪力槽7设有若干剪力连接件3，用于将桥面板与钢梁2顶板固定。本实用新型的混凝土桥面板1，为预制成的整体结构，采用纵桥向分块工厂预制，现场吊装的施工方法。本实用新型的混凝土桥面板结构，通过联系横梁将中间板和两侧悬臂板连成整体，且桥面板采取纵向分块预制，通过吊装系统现场安装，避免现有的预制桥面板横向分块带来的整体性差、施工模板安装工程量大的弊端。

优选地，在剪力槽7处，混凝土桥面板的厚度最大，能够保证桥面板与钢梁连接处的连接强度，增强整体稳定性。

优选地，联系横梁6纵桥向约占混凝土桥面板1分块长度的30％-35％，剪力槽7纵桥向约占桥面板1分块长度的65％-70％，可满足两侧悬臂板5与中间板4之间的连接性能，并能够满足吊装过程中的受力需要。一方面，当中间横梁的宽度约占桥面板横桥向长度的30％左右，中间板和两侧悬臂板连接性能良好，且满足吊装过程中结构受力要求；另一方面，本实用新型的悬臂板与中间板之间设置剪力槽，纵桥向70％左右长度范围内可布置剪力钉，剪力钉布置空间充足，可满足铁路桥梁受力需求，避免了现有集簇式剪力钉布置空间不足而导致的钢-混界面连接性能差、剪力钉不连续导致的疲劳问题。两侧悬臂板和联系横梁兼做剪力槽混凝土浇筑模板，省去了现场模板安装。

本实用新型提供一种适用于钢-混组合结构桥梁的混凝土桥面板结构，包括中间板，通过联系横梁与中间板连接的悬臂板，并且联系横梁两侧与悬臂板和中间板之间形成剪力槽，剪力槽提供了充足的剪力连接件的布置空间，克服了现有结构钢-混截面连接性能差的问题。

如图3，每块混凝土桥面板1上预留有多个螺杆安装孔8，用于安装螺栓，螺杆安装孔8分别设于中间板4和两侧的悬臂板7上，且螺杆安装孔8对应的位置为混凝土桥面板1起吊的吊点位置，每个中间板4和两侧的悬臂板7上分别设置的螺杆安装孔8优选为至少两个，且横向上和纵向上均对称布置。

图4为本实用新型实施例的快速施工的钢-混组合梁混凝土桥面板联系横梁处横断面示意图。图5为本实用新型实施例的快速施工的钢-混组合梁混凝土桥面板剪力槽处横断面示意图。在联系横梁处横断面可以看出，联系横梁6底部与钢梁顶板9连接，并且联系横梁6与中间板4以及悬臂板5的顶部相平，且在连系横梁处桥面板厚度最大。在剪力槽处横断面可以看出，剪力槽7中设有若干剪力连接件3与钢梁顶板9固定连接，并且通过剪力槽7内填充的混凝土实现桥面板与钢梁之间的固定以及受力载荷的传递。剪力槽7内填充的混凝土高度与中间板4和悬臂板5的高度相同。

优选地，中间板4、两侧的悬臂板5均与钢梁顶板9搭接5～10厘米，且二者可兼做浇筑剪力槽7混凝土时的模板。

图6为本实用新型实施例的快速施工的钢-混组合梁混凝土桥面板俯视图，如图6，顺桥向相邻的混凝土桥面板1之间采用横向湿接缝10连接，并且横向湿接缝10包括纵向相邻的混凝土桥面板1之间设置的钢筋，以及两者之间浇筑的混凝土。

本实用新型的快速施工的钢-混组合梁混凝土桥面板，混凝土桥面板1分块预制，现场安装时通过横向湿接缝10连接，具体施工过程如下：

首先安装分块的混凝土桥面板1，进行顺桥向相邻的混凝土桥面板1之间的钢筋搭接以及剪力槽7中剪力连接件3的设置，最后在剪力槽7和横向湿接缝10中浇筑混凝土。

进一步地，图7为本实用新型实施例的快速施工的钢-混组合梁混凝土桥面板吊装系统示意图。图8为本实用新型实施例的快速施工的钢-混组合梁混凝土桥面板起吊示意图。本实用新型的快速施工的钢-混组合梁混凝土桥面板起吊系统，包括螺栓安装孔8、刚性横梁11、螺杆12以及钢绳14。具体地，混凝土桥面板1在预制时分别在中间板4以及两侧的悬臂板5上预留有螺杆安装孔8，螺杆安装孔8内设有螺杆12，混凝土桥面板1通过螺杆12与刚性横梁11锚固连接，刚性横梁11的数量与每块悬臂板5和中间板4上设置的螺杆安装孔8的数量对应，至少设置两根刚性横梁11。刚性横梁11上设有多个刚性梁吊点13，每跟刚性横梁11上至少设置两个对称的刚性梁吊点13，在优选实施例中，刚性梁吊点13设于距刚性横梁11两端1/4处。刚性梁吊点13与钢绳14连接，且钢绳14的数量与刚性梁吊点13的数量相对应。钢绳14一端与刚性梁吊点13固定连接，另一端直接挂在吊车15的吊钩上。

优选地，螺杆安装孔8的直径为4厘米-6厘米。

本实用新型的混凝土桥面板吊装系统，采用刚性横梁11与桥面板上中间板和悬臂板对应的螺栓锚固连接，并在刚性横梁11上设置多个刚性梁节点13，可将桥面板自重有效的分散，有利于减小联系横梁受力，避免吊装过程中桥面板损坏。且刚性横梁11、螺杆12、钢绳14等设备均可重复利用。

并且，本实用新型的混凝土桥面板吊装系统通过螺杆将桥面板和刚性横梁连接，桥面板预制时预留螺杆安装孔，起吊钢绳吊点位于刚性横梁上，避免了传统的预埋吊环带来的钢筋用量大，桥面板不平整带来的存放、运输困难等问题。且由于上述设计，吊装过程受力状态良好，结构安全可靠。

本实用新型桥面板结构适用于铁路钢混-组合梁，钢梁部分可适用于开口或闭口箱型断面、桁架、双工字形断面等结构形式。改变了传统的纵向分块集簇式剪力钉布置或横向分块的钢-混组合桥面板结构，受力合理、钢-混界面连接性能优、满足铁路或重载公路桥梁的受力需求，能够免模板快速施工，吊装系统设备均可重复利用。桥面板采用纵向分块预制，现场安装的施工方法，质量能用得到有效控制，且大大节约施工时间，并减小现场复杂的模板安装工序。

本实用新型在钢-混组合结构桥梁中提供了一种受力可靠、能够快速施工的混凝土桥面板结构，对钢-混组合梁在铁路桥梁、重载公路桥梁中的推广应用具有重要的工程实用价值。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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