一种刚构桥、刚构桥主跨结构和该主跨结构的施工方法
【技术领域】
[0001]本发明属于桥梁技术领域，具体是涉及一种刚构桥、刚构桥主跨结构和该主跨结构的施工方法。
【背景技术】
[0002]刚构桥具有跨越能力较大、行车平顺、抗震性能好、经济性较好等优点，已经广泛应用于各种跨越河流、山谷等地形的桥梁建设中。大跨度刚构桥普遍采用预应力混凝土箱型截面，随着桥梁服役年限的增长，大跨度的刚构桥普遍出现跨中混凝土开裂、下挠等病害，严重影响了桥梁的安全性及耐久性。由于大跨度刚构桥跨中下挠的普遍性，且此种病害难以修复，我国已经不再新建主跨长度在200m以上的刚构桥。预应力混凝土刚构桥的开裂及跨中下挠是由多方面原因造成的，其中，混凝土的收缩徐变、预应力筋的松弛都可能引起刚构桥的开裂。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种刚构桥主跨结构。该刚构桥主跨结构能够有效的克服跨中下挠、开裂的问题，有效提高了桥梁结构的安全性和耐久性。
[0004]为实现上述目的，本发明刚构桥主跨结构采用的技术方案是:刚构桥主跨结构，其特征在于:包括桁架梁段、设置在左侧桥墩上的左侧预应力混凝土箱梁段和设置在右侧桥墩上的右侧预应力混凝土箱梁段，所述左侧预应力混凝土箱梁段通过左侧钢筋混凝土连接段与所述桁架梁段的左端相连接，所述右侧预应力混凝土箱梁段通过右侧钢筋混凝土连接段与所述桁架梁段的右端相连接，所述桁架梁段、左侧预应力混凝土箱梁段、左侧钢筋混凝土连接段、右侧钢筋混凝土连接段和右侧预应力混凝土箱梁段上均设置有混凝土桥面板。
[0005]上述的刚构桥主跨结构，其特征在于:所述左侧钢筋混凝土连接段包括左侧钢筋混凝土本体和与所述桁架梁段的左端固定连接的多个左侧纵向钢板，多个所述左侧纵向钢板均沿混凝土桥面板的延伸方向布设，多个所述左侧纵向钢板均伸入所述左侧钢筋混凝土本体，多个所述左侧纵向钢板上均开设有通孔，多个所述左侧纵向钢板通过穿过所述通孔的左侧横向钢筋相连接，所述左侧横向钢筋与左侧钢筋混凝土连接段的主筋相互绑扎或焊接。
[0006]上述的刚构桥主跨结构，其特征在于:相邻两个左侧纵向钢板通过左侧横向钢板相连接，所述左侧横向钢板上开设有左侧预应力锚具孔，所述左侧预应力混凝土箱梁段内的左侧预应力束通过所述左侧预应力锚具孔锚固在所述左侧横向钢板上。
[0007]上述的刚构桥主跨结构，其特征在于:所述右侧钢筋混凝土连接段包括右侧钢筋混凝土本体和与所述桁架梁段右端固定连接的多个右侧纵向钢板，多个所述右侧纵向钢板均沿混凝土桥面板的延伸方向布设，多个所述右侧纵向钢板均伸入所述右侧钢筋混凝土本体，多个所述右侧纵向钢板上均开设有通孔，多个所述右侧纵向钢板通过穿过所述通孔的右侧横向钢筋相连接，所述右侧横向钢筋与右侧钢筋混凝土连接段的主筋相互绑扎或焊接。
[0008]上述的刚构桥主跨结构，其特征在于:相邻两个右侧纵向钢板通过右侧横向钢板相连接，所述右侧横向钢板上开设有右侧预应力锚具孔，所述右侧预应力混凝土箱梁段内的右侧预应力束通过所述右侧预应力锚具孔锚固在所述右侧横向钢板上。
[0009]上述的刚构桥主跨结构，其特征在于:所述桁架梁段由多节桁架梁顺次连接构成，每节桁架梁包括相互平行的第一平面桁架和第二平面桁架，以及用于连接第一平面桁架和第二平面桁架的空间桁架，所述第一平面桁架包括第一上弦杆和第一下弦杆以及用于连接所述第一上弦杆和第一下弦杆的多个第一直腹杆，所述第一上弦杆和第一直腹杆之间以及第一下弦杆和第一直腹杆之间均设置有第一斜腹杆；所述第二平面桁架包括第二上弦杆和第二下弦杆以及用于连接所述第二上弦杆和第二下弦杆的多个第二直腹杆，所述第二上弦杆和第二直腹杆之间以及第二下弦杆和第二直腹杆之间均设置有第二斜腹杆；所述空间桁架包括用于连接第一上弦杆和第二上弦杆的多个上横杆以及用于连接第一下弦杆和第二下弦杆的多个下横杆，多个所述上横杆通过上纵杆相连接，多个所述下横杆通过下纵杆相连接，位于所述第一平面桁架端部的第一直腹杆和位于所述第二平面桁架端部的第二直腹杆通过横连杆相连接，所述横连杆上设置有竖连杆，所述竖连杆的上端和与其相对应的上横杆相连接，所述竖连杆的下端和与其相对应的下横杆相连接，所述第一上弦杆和上纵杆之间以及第二上弦杆和上纵杆之间均设置有上斜撑杆，所述第一下弦杆和下纵杆之间以及第二下弦杆和下纵杆之间均设置有下斜撑杆。
[0010]上述的刚构桥主跨结构，其特征在于:所述第一上弦杆和第二上弦杆均通过剪力钉与所述桁架梁段上的混凝土桥面板相连接。
[0011]为了快速、有效的施工刚构桥主跨结构，本发明还提供了一种刚构桥主跨结构的施工方法。本发明刚构桥主跨结构的施工方法采用的技术方案是:一种刚构桥主跨结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤:
[0012]步骤一、采用支架现浇法或悬臂浇筑法在左侧桥墩上施工左侧预应力混凝土箱梁段，并同时在右侧桥墩上施工右侧预应力混凝土箱梁段；
[0013]步骤二、在所述左侧预应力混凝土箱梁段上绑扎左侧钢筋混凝土连接段的钢筋笼，在所述右侧预应力混凝土箱梁段上绑扎右侧钢筋混凝土连接段的钢筋笼；
[0014]步骤三、将多个具有通孔的左侧纵向钢板固定在第一节桁架梁的左端，并采用左侧横向钢筋将多个所述左侧纵向钢板相连接；将多个具有通孔的右侧纵向钢板固定在第二节桁架的右端，并采用右侧横向钢筋将多个所述右侧纵向钢板相连接；
[0015]步骤四、起吊所述第一节桁架并将其定位在与所述左侧钢筋混凝土连接段的钢筋笼相对应的位置，起吊所述第二节桁架并将其定位在与所述右侧钢筋混凝土连接段的钢筋笼相对应的位置；
[0016]步骤五、将左侧钢筋混凝土连接段的钢筋笼的主筋与所述左侧横向钢筋相绑扎或焊接，将右侧钢筋混凝土连接段的钢筋笼的主筋与所述右侧横向钢筋相绑扎或焊接；
[0017]步骤六、通过预留有左侧预应力锚具孔的左侧横向钢板将相邻两个左侧纵向钢板相连接；通过预留有右侧预应力锚具孔将相邻两个右侧纵向钢板相连接；
[0018]步骤七、在所述左侧横向钢板与左侧预应力混凝土箱梁段之间支模并浇筑混凝土以形成左侧钢筋混凝土连接段，并在所述左侧钢筋混凝土连接段内预留供左侧预应力混凝土箱梁段内的左侧预应力束穿过的左侧预应力管道；在所述右侧横向钢板与右侧预应力混凝土箱梁段之间支模并浇筑混凝土以形成右侧钢筋混凝土连接段，并在所述右侧钢筋混凝土连接段内预留供右侧预应力混凝土箱梁段内的右侧预应力束穿过的右侧预应力管道；
[0019]步骤八、在所述左侧钢筋混凝土连接段的混凝土养生后张拉所述左侧预应力混凝土箱梁段内的左侧预应力束，并使所述左侧预应力束的一端通过所述左侧预应力锚具孔锚固在所述左侧横向钢板上；在所述右侧钢筋混凝土连接段的混凝土养生后张拉所述右侧预应力混凝土箱梁段内的右侧预应力束，并使所述右侧预应力束通过所述右侧预应力锚具孔锚固在所述右侧横向钢板上；
[0020]步骤九、在所述第一节桁架梁和所述第二节桁架梁之间逐次起吊拼装多节桁架梁，直至完成整个桁架梁段的拼装；
[0021]步骤十、在所述桁架梁段上、左侧预应力混凝土箱梁段、左侧钢筋混凝土连接段、右侧钢筋混凝土连接段和右侧预应力混凝土箱梁段上现浇混凝土桥面板，从而完成刚构桥主跨结构的施工。
[0022]上述的施工方法，其特征在于:步骤八中，在所述桁架梁段上现浇混凝土桥面板时，先在所述桁架梁段的上弦杆上焊接剪力钉，然后再在所述桁架梁段上现浇混凝土形成混凝土桥面板。
[0023]本发明还提供了一种具有良好安全性和耐久性的刚构桥。本发明刚构桥采用的技术方案是:一种刚构桥，其特征在于:包括上述的刚构桥主跨结构。
[0024]本发明与现有技术相比具有以下优点:
[0025]1、本发明刚构桥主跨结构通过设置桁架梁段，并通过左侧钢筋混凝土连接段将桁架梁段和左侧预应力混凝土箱梁段相连接，通过右侧钢筋混凝土连接段将桁架梁段和右侧预应力混凝土箱梁段相连接，从而使