专利名称：一种钢桁-混凝土结构的桥梁及其施工方法
技术领域：
本发明涉及桥梁建设工程技术领域，具体地说，是一种无纵横梁的钢桁-混凝土结构的桥梁，本发明还涉及这种桥梁的施工方法。
背景技术：
伴随着我国基础设施大规模的投资建设，如何在保证结构安全使用的同时 使经济效益最大化日渐成为工程界必须解决的问题，桥梁是工程领域中技术含 量最高、技术要求最复杂的项目之一，建设经久耐用、经济节约、功能合理的 桥梁结构是桥梁建设追求的目标。这势必需要桥梁建造技术不断创新、发展与前进。
在各种桥梁结构中，按建造材料分类主要有两种， 一种是钢桥，另一种是 混凝土桥。钢桥结构轻，承载能力强，强度高，常用的桥型有钢板梁、钢箱梁、 钢桁梁。但是钢结构桥梁造价高，并且从结构受力的角度看，钢结构受压时， 受屈曲强度控制，特别是薄钢板构件材料性能难以最大限度地发挥。混凝土桥 造价低廉，抗压性能好。但自重大，抗拉能力很差。
基于两种结构的优劣，将两种材料组合，合理地利用形成结合梁结构，可 以极大限度地追求髙性能、经济性。于是钢板梁、钢箱梁顶面结合混凝土桥面 板的钢板结合梁、钢箱结合梁相继出现，相比钢梁结构刚度大，相比混凝土桥 梁可降低梁高，充分发挥了两种材料各自的优势。收到了预期的效果。
结合梁发展到后来，出现了钢桁梁与混凝土行车道板结合的板桁结合梁。 钢桁梁上铺桥面板，起初桥面板只作为行车道板，不作为结构整体受力的一部 分，行车道板整体性差，不仅需要纵横梁体系的桥面系支撑，还需要设置平面 连接系增强整体性，承受水平荷载。逐渐也开始尝试将钢桁梁与混凝土桥面板 通过剪力钉结合成整体共同承受结构荷载。这种结合一般是在混凝土板下设纵 横梁桥面系，桥面板支撑在上弦杆及纵横梁上并且结合，相比桥面板只作为行 车道板，结合结构已经取得进步，增大了结构刚度，合理地发挥了混凝土材料性能，并且可以不设置平面联接系。但是由于设有纵横梁结构，连接接头众多， 构造复杂，安装费时，维修也不方便。且桥面系构造用钢量大，也不经济。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种构造简单，传力直接，施工便捷，易 于检查、维修的钢桁一混凝土桥面板结合结构，以充分发挥混凝土桥面板的作 用，节约钢材，提高结构刚度，优化公路桥面系。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种钢桁-混凝土结构的桥梁，包 括钢桁架和混凝土材料的桥面板，所述桥面板通过剪力钉与所述钢桁架的上弦
杆结合在一起；所述上弦杆的节点之间设置横撑杆。 进一步地，所述桥面板内布置有横向预应力筋。
进一步地，所述桥面板由多块预制板组成，预制板的端部设有锯齿型剪力榫。
进一步地，所述桥面板底部设有剪力钉槽口，所述剪力钉利用该剪力钉槽 口将所述桥面板与所述钢桁架的上弦杆结合在一起。
进一步地，所述桥面板的厚度至少为保证桥面结构强度的最小厚度。
本发明还公开了一种钢桁-混凝土结构的桥梁施工方法，包括以下步骤
预制桥面板，在预制的桥面板上预留预应力管道，在所述桥面板上还预留
剪力钉槽口；
将无纵横梁和平联的钢桁架结构安装架设，在所述钢桁架的上弦杆节点处
设连接横撑杆；
在所述上弦杆的顶板对应湿接缝及桥面板上的剪力钉槽口处焊接剪力钉；
在所述上弦杆顶铺一层砂浆，将桥面板吊装到位；
绑轧湿接缝内钢筋，浇剪力钉槽口及湿接缝混凝土；
在新浇注的混凝土达到规定的强度后，对桥面板张拉横向预应力及纵向预 应力。进一步地，在预制桥面板时，根据桥面宽度结合施工吊装能力将桥面板分 块预制，在所述每块预制的桥面板端部预留锯齿型剪力榫。
进一步地，在所述上弦杆的顶板上焊接完剪力钉后，对所述上弦杆顶板及 剪力钉喷砂除锈。
进一步地，将桥面板吊装到位后，在所述上弦杆上的剪力钉两侧用橡胶块 支垫。
进一步地，所述浇注在剪力钉槽口及湿接缝的混凝土为微膨胀混凝土。
本发明的钢桁-混凝土混合结构的桥梁将钢及混凝土根据各自的特点结合 在一起，发挥了各种材料的优势；这种结构整体性好，抗风能力强，不需设置 平联。由于混凝土板自身承载能力大，不设纵横梁及平联，构造简单，线条流 畅，节约钢材。
另外，本发明的混凝土桥面板较通常结构桥面板厚， 一方面可以提高结构 的刚度，另一方面也可改善温差变化，在北方寒冷地区还可减小冻融对桥面的 影响，改善车辆恶劣天气时的行驶环境。
图l是本发明的钢桁-混凝土结构的桥梁的整体结构示意图； 图2是本发明的桥梁的中桁上弦杆与剪力钉结合结构的示意图； 图3是本发明的桥梁的边桁上弦杆与剪力钉结合结构的示意图； 图4是本发明的1/2公路桥面板横断面图； 图5是图4中的A-A视图。
图中l.桥面板，2.边桁上弦杆，3.中桁上弦杆，4.横撑杆，5.剪力钉，6. 预制板，7.剪力钉槽口， 8.湿接缝，9.砂浆垫层，10，锯齿型剪力榫，20.钢桁架， 21.中桁，22.边桁。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。 如图1所示，本发明的公路混凝土桥面板与钢主桁连续结合构造的桥梁，
包括钢桁架20，钢桁架20主要包括中桁21和边桁22，中桁21和边桁22顶端 分别设有中桁上弦杆3和边桁上弦杆2,中桁上弦杆3和边桁上弦杆2的节点 之间通过横撑杆4连接，桥面板1通过剪力钉5结合在中桁上弦杆3和边桁上 弦杆2的顶端。如图2和图3所示，剪力钉5焊接在中桁上弦杆3和边桁上弦 杆2的顶板上。如图4和图5所示，桥面板l由多块预制板6组成，每块预制 板6的端部设有锯齿型剪力榫10,以利于与后期浇注的湿接缝8更好地结合； 预制板6上预留预应力管道；预制板6上还预留剪力钉槽口 7,预制板6即利 用该剪力钉槽口 7与钢桁上弦杆及其顶端的剪力钉5结合。由于在轮载作用下， 桥面板横向单向受力，所在可以桥面板1内布置横向预应力筋，以增强桥面板
1的横向承载能力。
本发明的桥面板1下不布置纵横梁桥面系，也不设置平面连接系，只在上 弦节点处设置横撑杆4作为主桁间的上部连接。由于无桥面系的支撑，混凝土 板桥面板l跨度增大，因此桥面板1的厚度可以适当加大。桥面板l应预制存 放，以减少收缩徐变的影响。
本发明的钢桁-混凝土混合结构的桥梁的一种施工方法如下
1) 预制桥面板l,预制桥面板1时根据桥面宽度结合施工吊装能力将桥 面板l分块预制，并在桥面板l的板块上预留预应力管道，在桥面板l的板块 上预留剪力钉槽口 7，在桥面板1的板块端部预留锯齿型剪力榫10以利于与后 期浇注的湿接缝8更好结合。预制板l要注意养护，合理存放。
2) 将无纵横梁和平联的钢桁架结构安装架设，在上弦杆节点处设连接横 撑杆4。各片主桁的上弦之间靠横撑杆4连接，横撑杆4顶无剪力钉，不与桥 面板1结合。
3 )在上弦杆的顶板对应湿接缝8及桥面板1上的剪力钉槽口 7处焊接剪 力钉5。混凝土板结合前要对上弦杆顶板及剪力钉5喷砂除锈，保证结合效果。
4) 在上弦杆顶铺一层砂浆垫层9,将桥面板1吊装到位。上弦杆的剪力 钉两侧用橡胶块支垫防止砂浆外溢，保证砂浆密实。
5) 绑轧湿接缝8内钢筋，浇剪力钉槽口 7及湿接缝8混凝土。所浇注的混凝土釆用微膨胀混凝土以减少后期收缩徐变的影响。
6) 对新浇注的混凝土进行必要的养护，达到规定的强度后，对桥面板张 拉横向预应力及纵向预应力。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的 保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或 变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
权利要求
1、一种钢桁-混凝土结构的桥梁，包括钢桁架和混凝土材料的桥面板，其特征在于，所述桥面板通过剪力钉与所述钢桁架的上弦杆结合在一起；所述上弦杆的节点之间设置横撑杆。
2、 根据权利要求l所述的钢桁-混凝土结构的桥梁，其特征在于，所述桥 面板内布置有横向预应力筋。
3、 根据权利要求l或2所述的钢桁-混凝土结构的桥梁，其特征在于，所 述桥面板由多块预制板组成，预制板的端部设有锯齿型剪力榫。
4、 根据权利要求l或2所述的钢桁-混凝土结构的桥梁，其特征在于，所 述桥面板底部设有剪力钉槽口 ，所述剪力钉利用该剪力钉槽口将所述桥面板与 所述钢桁架的上弦杆结合在一起。
5、 根据权利要求l或2所述的钢桁-混凝土结构的桥梁，其特征在于，所 述桥面板的厚度至少为保证桥面结构强度的最小厚度。
6、 一种钢桁-混凝土结构的桥梁施工方法，其特征在于，包括以下步骤预制桥面板，在预制的桥面板上预留预应力管道，在所述桥面板上还预留 剪力钉槽口；将无纵横梁和平联的钢桁架结构安装架设，在所述钢桁架的上弦杆节点处 设连接横撑杆；在所述上弦杆的顶板对应湿接缝及桥面板上的剪力钉槽口处焊接剪力钉；在所述上弦杆顶铺一层砂浆，将桥面板吊装到位；绑轧湿接缝内钢筋，浇剪力钉槽口及湿接缝混凝土；在新浇注的混凝土达到规定的强度后，对桥面板张拉横向预应力及纵向预 应力。
7、 根据权利要求6所述的钢桁-混凝土结构的桥梁施工方法，其特征在 于，在预制桥面板时，根据桥面宽度结合施工吊装能力将桥面板分块预制，在 所述每块预制的桥面板端部预留锯齿型剪力榫。
8、 根据权利要求6所述的钢桁-混凝土结构的桥梁施工方法，其特征在于，在所述上弦杆的顶板上焊接完剪力钉后，对所述上弦杆顶板及剪力钉喷砂 除锈。
9、 根据权利要求6所述的钢桁-混凝土结构的桥梁施工方法，其特征在 于，将桥面板吊装到位后，在所述上弦杆上的剪力钉两侧用橡胶块支垫。
10、 根据权利要求6所述的钢桁-混凝土结构的桥梁施工方法，其特征在 于，所述浇注在剪力钉槽口及湿接缝的混凝土为微膨胀混凝土。
全文摘要
本发明公开了一种钢桁-混凝土结构的桥梁及其施工方法，该桥梁包括钢桁架和混凝土材料的桥面板，所述桥面板通过剪力钉与所述钢桁架的上弦杆结合在一起；所述上弦杆的节点之间设置横撑杆。施工时，预制桥面板，然后将桥面板通过剪力钉安装到已架设好的钢桁架上。本发明将钢及混凝土根据各自的特点结合在一起，发挥了各种材料的优势；这种结构整体性好，抗风能力强，不需设置平联。由于混凝土板自身承载能力大，不设纵横梁及平联，构造简单，线条流畅，节约钢材。另外，本发明的混凝土桥面板可以提高结构的刚度，也可改善温差变化，在北方寒冷地区还可减小冻融对桥面的影响，改善车辆恶劣天气时的行驶环境。
文档编号E01D19/12GK101550674SQ20091013624
公开日2009年10月7日 申请日期2009年4月29日 优先权日2009年4月29日
发明者付岚岚, 孙英杰, 张晓勇, 伟 徐, 徐科英, 梅大鹏, 沈泽向, 秦顺全, 程应刚, 肖海珠, 胡辉跃, 郑清刚, 郭子俊, 高宗全, 鲍莉霞, 黄燕庆 申请人:中铁大桥勘测设计院有限公司;中铁大桥(南京)桥隧诊治有限公司