专利名称：一种斜拉桥波形钢腹板组合箱梁桥面系及其施工方法
技术领域：
本发明涉及一种可应用于公路及铁路的大跨度组合梁斜拉桥桥面系，属于桥梁结 构技术领域。
背景技术：
斜拉桥传统组合箱梁桥面系，如图1所示，由预制混凝土板(10)、现浇混凝土接缝 (11)、上翼缘钢板(1)、平钢腹板(3)、箱梁底部钢板(4)、箱梁底板加劲肋(5)、横隔板上翼 缘钢板(6)、横隔板钢腹板(7)、栓钉连接件(8)、钢锚拉板(18)以及钢套筒(19)组成。槽型 钢箱梁在工厂焊接后运至施工现场吊装定位。预制混凝土板(10)的板端需制作成齿形槽 口，存在现场作业及施工难度较大等问题，同时预制混凝土板(10)和现浇混凝土接缝(11) 由于浇注空间狭小，混凝土浇注质量难以保证，影响新老混凝土结合部的受力性能。另一方 面，采用实腹式平钢板作为主梁腹板，钢梁对混凝土桥面板的收缩徐变效应具有约束作用， 容易引起桥面板开裂现象，从而降低结构的承载力及刚度，影响结构的耐久性。这些问题都 给该类结构的推广应用造成了一定的困难。
发明内容
本发明的目的是提供一种相对于斜拉桥传统组合箱梁桥面系，简化预制混凝土板 的制作工艺，现场作业量及施工难度较小、同时充分发挥波形钢腹板优越的受力性能及其 对混凝土收缩徐变效应的释放作用，混凝土浇注质量易于保证、结构承载力、刚度和抗裂性 能较高、经济性能较优的斜拉桥波形钢腹板组合箱梁桥面系。本发明的技术方案如下一种斜拉桥波形钢腹板组合箱梁桥面系，其特征在于波形钢腹板和上翼缘钢板、 箱梁底部钢板、箱梁底板加劲肋、横隔板上翼缘钢板、横隔板钢腹板、栓钉连接件、钢锚拉板 以及钢套筒通过焊接连接成整体；预制混凝土板中预设预制板钢筋网、角形抗剪钢筋以及 外伸的胡子钢筋，现浇混凝土接缝包括现浇混凝土接缝中的纵向钢筋和横向钢筋。本发明的技术特征还在于现浇混凝土接缝和上翼缘钢板、钢横梁上翼缘钢板通 过栓钉连接件完成连接；预制混凝土板和现浇混凝土接缝之间通过角形抗剪钢筋、胡子钢 筋和现浇混凝土接缝中的纵向钢筋和横向钢筋的焊接以及其界面粘结力完成连接。本发明相对于现有技术具有以下优点(1)混凝土桥面板受压，下部钢板受拉，通过组合作用充分发挥混凝土与钢材的特 性，且充分发挥波形钢腹板优越的受力性能及其对混凝土收缩徐变效应的释放作用，有效 缓解了混凝土桥面板因收缩徐变引起的混凝土开裂现象。相对于斜拉桥传统的组合箱梁桥 面系而言，斜拉桥波形钢腹板组合箱梁桥面系具有承载力高、施工方便、自重轻、抗震性能 好等优点，并且提高了结构耐久性，是对传统斜拉桥组合箱梁桥面系的重要改进。(2)预制混凝土板可作为现浇混凝土接缝的施工模板，可避免现场支模工序，降低 混凝土湿作业工作量和施工难度，缩短施工周期，加快施工进度。整个施工过程可以不影响桥下航运，施工快捷，综合经济效益好， (3)通过角形抗剪钢筋的抗剪作用、胡子筋的拉结作用以及预制板与现浇混凝土 层的界面粘结作用形成混凝土叠合结构，其整体性能良好，可保证结构在达到承载力极限 状态前不发生连接破坏。 (4)通过对传统预制板构造进行改进，将预制板板端齿形槽口改成阶梯形状，简化 了预制混凝土板制作工艺，避免了传统预制混凝土板开裂和耐久性等问题，施工方便、受力 性能良好。(5)斜拉桥波形钢腹板组合箱梁桥面系相比斜拉桥传统组合箱梁桥面系在受力性 能、施工性能得到显著改善的同时，自重大幅减轻，用钢量几乎没有增加，经济性能较优。
图1为斜拉桥传统组合箱梁桥面系示意图。图2为本发明斜拉桥波形钢腹板组合箱梁桥面系的横断面图。图3为本发明钢结构工厂加工部分示意图。图4为本发明铺设预制混凝土板示意图。图5为本发明预制混凝土板及板内钢筋示意6为本发明现浇混凝土接缝及内部钢筋示意图。图7为本发明斜拉桥波形钢腹板组合箱梁桥面系施工完毕后示意图。图中1-上翼缘钢板；2-波形钢腹板；3-平钢腹板；4-箱梁底部钢板；5-箱梁 底板加劲肋；6-横隔板上翼缘钢板；7-横隔板钢腹板；8-栓钉连接件；9-预制混凝土板； 10"传统预制混凝土板；11-现浇混凝土湿接缝；12-预制板内预设钢筋网；13-胡子钢筋； 14-角形抗剪钢筋；15-现浇混凝土接缝中的纵向钢筋；16-现浇混凝土接缝中的横向钢筋； 17-混凝土悬臂浇注模板；18-钢锚拉板；19-钢套筒；20-斜拉索。
具体实施例方式以下结合附图，对本发明的结构、施工过程作进一步描述。本发明提供了一种相对于斜拉桥传统组合箱梁桥面系，现场作业量及施工难度较 小、混凝土浇注质量易于保证、结构承载力、刚度和抗裂性能较高、经济性能较优的斜拉桥 波形钢腹板组合箱梁桥面系。如图2 图7所示，该结构包括由波形钢腹板2和上翼缘钢 板1、箱梁底部钢板4焊接而成的组合箱梁的钢箱梁部分，并在钢箱梁中焊接箱梁底板加劲 肋5及横隔板，横隔板包括横隔板上翼缘钢板6及横隔板钢腹板7 ；在钢箱梁的上翼缘钢板 1及横隔板上翼缘钢板6上焊接栓钉连接件8 ；在钢箱梁的上翼缘钢板1上焊接钢锚拉板18 以及钢套筒19 ；预制混凝土板9放置于钢箱梁上，其中预设预制板钢筋网12、角形抗剪钢筋 14以及外伸的胡子钢筋13 ；在预制混凝土板9之间浇筑现浇混凝土，形成现浇混凝土接缝 11，现浇混凝土接缝11中包括现浇混凝土接缝纵向钢筋15和横向钢筋16。现浇混凝土接 缝11和上翼缘钢板1、横隔板上翼缘钢板6通过栓钉连接件8完成连接；预制混凝土板9和 现浇混凝土接缝11之间通过角形抗剪钢筋14、胡子钢筋13和现浇混凝土接缝11中的纵向 钢筋15和横向钢筋16的焊接以及其界面粘结力完成连接。本发明的施工方法为
本发明所述的斜拉桥波形钢腹板组合箱梁桥面系的施工工序包括钢结构加工拼接、预制混凝土板的搭设与连接、现浇混凝土接缝的浇筑。在工厂将波形钢腹板2和上翼缘 钢板1、箱梁底部钢板4、箱梁底板加劲肋5、横隔板上翼缘钢板6、横隔板钢腹板7、栓钉连接 件8、钢锚拉板19以及钢套筒20通过焊接形成整体。在上翼缘钢板1和横隔板上翼缘钢板 6上方熔焊栓钉连接件8。将加工好的钢构件运至施工现场并吊装，张拉斜拉索，随后进行 预制混凝土板9的搭设与连接(以图4为例进行说明)。其制作方法如下预制混凝土板9 在工厂加工时将纵筋外伸作为胡子钢筋13、角形抗剪钢筋14以及预制板预设钢筋网12，施 工时首先将预制混凝土板9吊装就位。上述步骤完成后，开始浇筑现浇混凝土接缝11 (以 图6为例进行说明)，步骤如下铺设现浇接缝中纵向钢筋15与现浇接缝中的横向钢筋16 并进行绑扎，横向钢筋16和胡子钢筋14进行焊接，以预制混凝土板9作为模板，浇筑混凝 土，完成现浇混凝土接缝11的施工，待混凝土硬化之后，最后形成如图7所示的斜拉桥波形 钢腹板组合箱梁桥面系。
权利要求
一种斜拉桥波形钢腹板组合箱梁桥面系，其特征在于包括位于钢箱梁之上并与钢箱梁形成整体的预制混凝土板(9)和现浇混凝土接缝(11)，钢箱梁由上翼缘钢板(1)、波形钢腹板(2)、箱梁底部钢板(4)焊接而成，并在钢箱梁中焊接箱梁底板加劲肋(5)及横隔板，横隔板包括横隔板上翼缘钢板(6)和横隔板钢腹板(7)；栓钉连接件(8)焊接于上翼缘钢板(1)及横隔板上翼缘钢板(6)上，钢锚拉板(18)以及钢套筒(19)焊接于上翼缘钢板(1)之上。
2.根据权利要求1所述的斜拉桥波形钢腹板组合箱梁桥面系，其特征在于所述的预 制混凝土板(9)中预设预制板钢筋网(12)、角形抗剪钢筋(14)以及外伸的胡子钢筋(13)； 所述的现浇混凝土接缝(11)包括现浇混凝土接缝纵向钢筋(15)和现浇混凝土接缝横向钢 筋(16)。
3.根据权利要求1或2所述的斜拉桥波形钢腹板组合箱梁桥面系，其特征在于现浇 混凝土接缝(11)和上翼缘钢板(1)、横隔板上翼缘钢板(6)通过栓钉连接件(8)完成连接； 预制混凝土板(9)和现浇混凝土接缝(11)之间通过角形抗剪钢筋(14)、胡子钢筋(13)和 现浇混凝土接缝中的纵向钢筋(15)和横向钢筋(16)的焊接以及其界面粘结力完成连接。
4.根据权利要求1或2所述的斜拉桥波形钢腹板组合箱梁桥面系，其特征在于预制 混凝土板(9)的边缘为阶梯形状。
5.一种根据权利要求1-4中任意一项所述的斜拉桥波形钢腹板组合箱梁桥面系的施 工方法，其特征在于包括钢结构加工拼接、预制混凝土板的搭设与连接、现浇混凝土接缝 浇筑的步骤，具体如下a.在工厂将波形钢腹板(2)和上翼缘钢板(1)、箱梁底部钢板(4)、箱梁底板加劲肋 (5)、横隔板上翼缘钢板(6)、横隔板钢腹板(7)、钢锚拉板(18)以及钢套筒(19)焊接形成 整体；在上翼缘钢板(1)和横隔板上翼缘钢板(6)上方熔焊栓钉连接件(8)；b.将加工好的钢构件运至施工现场并吊装，张拉斜拉索(20)，随后进行预制混凝土板 (9)的搭设与连接预制混凝土板(9)在工厂加工时将纵筋外伸作为胡子钢筋(13)、角形抗 剪钢筋(14)以及预制板钢筋网(12)，施工时将预制混凝土板(9)吊装就位，利用上翼缘钢 板(1)作为支点架设悬臂施工模板(17)；c.开始浇筑现浇混凝土接缝(11)，步骤如下铺设现浇接缝中纵向钢筋(15)与现浇接 缝中的横向钢筋(16)并绑扎，焊接横向钢筋(16)和胡子钢筋(14)，以预制混凝土板(9)作 为模板，浇筑混凝土，完成现浇混凝土接缝(11)的施工，待混凝土硬化之后，形成斜拉桥波 形钢腹板组合箱梁桥面系。
全文摘要
一种斜拉桥波形钢腹板组合箱梁桥面系及其施工方法，属于桥梁结构技术领域。包括位于钢箱梁之上并与钢箱梁形成整体的预制混凝土板和现浇混凝土接缝，钢箱梁由上翼缘钢板、波形钢腹板、箱梁底部钢板焊接而成，并在钢箱梁中焊接箱梁底板加劲肋及横隔板，横隔板包括横隔板上翼缘钢板和横隔板钢腹板；栓钉连接件焊接于上翼缘钢板及横隔板上翼缘钢板上，钢锚拉板以及钢套筒焊接于上翼缘钢板之上。本发明简化预制混凝土板制作工艺，充分发挥波形钢腹板优越的受力性能及其对混凝土收缩徐变效应的释放作用，提高结构的承载力、刚度和抗裂性能，改善结构的耐久性。
文档编号E01D21/00GK101864729SQ201010219180
公开日2010年10月20日 申请日期2010年6月25日 优先权日2010年6月25日
发明者李法雄, 聂建国 申请人:清华大学