预制桥面板空间钢管混凝土桁架组合梁连接装置及施工方法与流程

本发明属于空间钢管混凝土桁架组合梁技术领域，特别是涉及一种预制桥面板空间钢管混凝土桁架组合梁连接装置及施工方法。

背景技术：

在桥梁建造技术领域，空间钢管混凝土桁架组合梁是一种新型桥梁结构，已建成此类结构形式的桥梁如干海子特大桥等。该种桥梁自重较同跨径混凝土简支梁减少50％左右，在增大桥梁跨越能力同时，也可减少下部结构工程量，因此该桥型具有很好的发展前景。

目前国内外空间钢管混凝土桁架组合梁施工，一般先采用拖拉、分段吊装等方法架设钢管桁架，然后向上、下弦钢管内压注混凝土，待钢管内混凝土达到设计要求后，以钢管桁架为现浇桥面板模板的支撑，高位架设桥面板模板，现场浇注桥面板。采用此方法浇注桥面板，模板安装、混凝土浇注均在高空原位完成，工期较长，施工难度较大，桥面板施工质量不易保证，人员安全及结构质量存在极大隐患。

为缩短工期、保证桥面板施工质量，也可以将桥面板在安装钢管桁架前浇筑，即桥面板和钢管桁架一起拖拉或吊装架设，采用此种施工方法时，桥面板将增加安装时结构重量，对于桥墩不高、能设置临时支墩场地，可采用大吨位吊车分段吊装带有桥面板的钢管桁架；桥墩较高或不能设置临时支墩时，采用吊车分段吊装无法实现，只能采用拖拉架设，此时，桥面板重量将对结构拖拉架设过程中结构为大悬臂时产生很大内力，致使这种结构体系和施工方法无法实现，只能采用先架设钢管桁架、再施工桥面板的施工方法。

针对空间钢管混凝土桁架组合梁结构特点，研发新型结构体系及施工方法，对拓宽这种新型结构场地适用范围、缩短工期、保证施工过程人员安全及施工质量，有很好现实意义。

技术实现要素：

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种降低施工难度、提高桥面板施工质量和缩短工期，提高施工人员安全性的预制桥面板空间钢管混凝土桁架组合梁连接装置及施工方法。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

一种预制桥面板空间钢管混凝土桁架组合梁连接装置，包括钢管桁架，其特征在于：还包括沿着桥梁纵向顺次铺设在钢管桁架上部的多块独立的桥面板，在每块桥面板的下端面上设有与钢管桁架的两根上弦钢管一一配合的两定位凹槽，上弦钢管的上半部分与定位凹槽形成弧面接触；桥面板上端面上设有用于锚固预应力钢筋的上凹槽，上凹槽内固定设有用于锚固预应力钢筋所需的可调式组合钢板，可调式组合钢板内设有钢绞线穿装孔，组合钢板的上安装有锚具，上凹槽内用填充物填充密实；在上弦钢管下部对应位置焊有弧形钢导管，预应力筋从弧形导管内穿过。

本发明还可以采用如下技术措施：

所述可调式组合钢板由上部钢板和下部钢板通过销轴连接，上部钢板可依销轴为圆心上下转动，所述下部钢板通过高强螺栓及螺母与上凹槽底部间固定连接，并通过高强螺栓杆支撑、承受预应力，在上部钢板的上安装有锚具。

本发明还提供一种预制桥面板空间钢管混凝土桁架组合梁连接装置的施工方法，其特征在于，包括如下施工步骤：

1)、在安装预制桥面板时，将组合钢板安装在凹槽内，组合钢板的下部钢板通过高强螺栓固定在上凹槽混凝土底部；

2)、安装时组合钢板时，首先将上部钢板相对下部钢板开启一定角度，并通过位于上部钢板和下部钢板之间的螺母调整上部钢板的位置，然后通过调整底部的螺母将下部钢板与上凹槽底部固定牢固；调整好上部钢板位置后通过上部的螺母锁紧上部钢板；

3)、在上部钢板和下部钢板之间形成的钢绞线穿装孔内穿入高强钢绞线，单端或双端张拉将钢绞线锚固在组合钢板上；

4)、将在上凹槽内填入密封材料进行封闭；

5)、需要更换桥面板时，先将填充的密封材料清除，然后逐步松开组合钢板的上部钢板底部的螺母，使组合钢板的上部钢板绕销轴转动，从而卸除预应力钢绞线的张拉力；

6)、通过起吊设备将损坏的桥面板吊起，并放置在指定的位置；

7)、通过吊装设备吊装新的桥面板，然后重复上述步骤1至步骤4，即可实现该板的安装。

本发明具有的优点和积极效果是：采用上述的组合梁结构，桥面板预制可与桥梁下部结构同时进行，在安装完钢管桁架，且在上、下弦管内压注混凝土达到设计强度后，即可从桥头开始逐块安装已预制好的桥面板，然后顺序张拉预应力筋用于加固桥面板与空间桁架的连接。这种预制桥面板结构形式和现浇桥面板形式相比，不需要在高位架设桥面板模板和现场浇注桥面板，只需将一块块已预制好的桥面板与钢管桁架固定连接即可，从而避免了大量空间作业，大幅度缩短了桥梁的施工工期和降低了成本，并保证施工期间人员安全及提高了工程质量。桥梁服役期间当桥面板出现质量问题时，只需放张预应力筋，更换新的预制桥面板即可。

附图说明

图1是本发明的横截面示意图；

图2是图1的侧面图；

图3是图1的俯视图；

图4是预制桥面板的横截面示意图；

图5是图4的俯视图；

图6是上凹槽内卸荷装置横截面示意图；

图7是上凹槽内卸荷装置俯视图。

图中：1、钢管桁架；2、上弦钢管；3、下弦钢管；4、腹杆；5、弧形钢导管；6、桥面板；7、定位凹槽；8、上凹槽；9、组合钢板；10、上钢板；11、下钢板；12、销轴；13、锚具；14、螺栓；15、螺母；16、填充物；17、预应力钢筋。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅图1至图7，一种预制桥面板空间钢管混凝土桁架组合梁连接装置，包括钢管桁架1，钢管桁架参考现技术，其包括两根上弦钢管2、下弦钢管3及连接上下弦钢管的腹杆4；还包括沿着桥梁纵向顺次铺设在钢管桁架上端的多块独立的桥面板6；在每根上弦钢管下部对应位置焊有弧形钢导管5；在每块桥面板的下端面上设有与钢管桁架的两根上弦钢管一一配合的两定位凹槽7，上弦钢管的上半部分与定位凹槽形成弧面接触；桥面板上端面上设有用于锚固预应力钢筋17的上凹槽8，上凹槽内设有用于锚固预应力钢筋所需的可调式组合钢板9，该可调式组合钢板由上部钢板10和下部钢板11两片钢板通过销轴12连接，所述可调式组合钢板由上部钢板和下部钢板通过销轴连接，上部钢板可依销轴为圆心上下转动，所述下部钢板通过高强螺栓及螺母与上凹槽底部间固定连接，并通过高强螺栓杆支撑、承受预应力。具体的，预应力钢筋位于上弦钢管与下弦钢管之间，并穿过弧形钢导管，穿过上下钢板后，利用张拉机具张拉预应力至控制应力，在张拉端用锚具13将预应力筋锚固在桥面板上端面上凹槽内的上部钢板上，上凹槽内用填充物16填充密实。

预制桥面板空间钢管混凝土桁架组合梁的施工方法，包括如下施工步骤：

1)、在安装预制桥面板时，将组合钢板安装在凹槽内，组合钢板的下部钢板通过高强螺栓固定在上凹槽混凝土底部；

2)、安装时组合钢板时，首先将上部钢板相对下部钢板开启一定角度，并通过位于上部钢板和下部钢板之间的螺母调整上部钢板的位置，然后通过调整底部的螺母将下部钢板与上凹槽底部固定牢固；调整好上部钢板位置后通过上部的螺母锁紧上部钢板；

3)、在上部钢板和下部钢板之间形成的钢绞线穿装孔内穿入高强钢绞线，单端或双端张拉将钢绞线锚固在组合钢板上；

4)、将在上凹槽内填入密封材料进行封闭；

5)、需要更换桥面板时，先将填充的密封材料清除，然后逐步松开组合钢板的上部钢板底部的螺母，使组合钢板的上部钢板绕销轴转动，从而卸除预应力钢绞线的张拉力；

6)、通过起吊设备将损坏的桥面板吊起，并放置在指定的位置；

7)、通过吊装设备吊装新的桥面板，然后重复上述步骤1至步骤4，即可实现该板的安装。

目前，国内施工设备和施工技术可以保证桥面板的预制精度，这种结构体系的关键是预制桥面板和钢管桁架能否共同工作。本发明专利通过在上弦钢管下部焊接钢导管，穿引预应力钢筋并达到固定作用，很好得增强了桥面板和上弦钢管间的联结，防止桥面板和上弦钢管间出现相对剪切滑移。

桥梁服役期间，若某块桥面板出现质量问题需要更换时，通过旋拧凹槽内组合钢板上部钢板的高强螺母可实现预应力筋卸荷，更换新的桥面板后，再次通过张拉锚固预应力筋完成桥面板和空间桁架的连接。采用上述方法可在短期内实现对桥梁的维修，实施便捷能达到经济，省时，安全的效果。

以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。