全装配式钢混组合结构箱梁的施工方法与流程

本发明涉及桥梁工程技术领域，尤其是涉及一种全装配式钢混组合结构箱梁的施工方法。

背景技术：

在桥梁工程领域，由于钢混组合结构箱梁兼具钢结构和混凝土结构的优点，既可以有效减轻结构自重，又能提高桥梁的跨越能力，因此具有显著的经济效益和社会效益，应用前景广阔。然而现有的装配式钢混组合结构箱梁仅应用在海洋或可通航的河流上，一般采用整体预制、钢梁全焊接的方法进行施工，具有现场施工速度快的优点，但由于整体尺寸大、重量大，其对吊装设备的要求高，工厂焊接量大，现场也仍需要进行焊接工作，这种形式的组合结构箱梁不仅存在焊缝抗疲劳性能不足的问题，而且存在钢与混凝土的温度与收缩徐变变形不同步的问题，容易造成墩顶位置钢筋混凝土板出现开裂，影响美观甚至削弱桥梁结构的整体受力性能。

技术实现要素：

本发明提供一种全装配式钢混组合结构箱梁的施工方法，目的在于解决装配式钢混组合结构箱梁整体尺寸大、吊装不易、焊接工作量大、整体受力性能差等问题。

为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：

本发明所述的全装配式钢混组合结构箱梁的施工方法，具体如下：

第一步，预制顶板：

先在第一波形钢板的波峰面上焊接向上延伸的剪力连接件，在波谷中填充钢模板或与波谷形状相一致的气囊作为内膜，然后在第一波形钢板的顶部绑扎钢筋混凝土板的钢筋骨架，最后浇注混凝土；

第二步，预制底板：

将第二波形钢板对齐放置在直钢板上面，并通过高强螺栓连接；如果箱梁尺寸较小，底板仅采用直钢板时，则省略此步骤；

第三步，预制腹板及制作连接件：

预制用于与顶板和底板固定相连的波形钢腹板；将腹板端部加工成工字型结构连接件，或在第一波形钢板和第二波形钢板/直钢板上分别焊接外伸连接件；

第四步，现场装配。

本发明提供的全装配式钢混组合结构箱梁的施工方法，充分结合了混凝土、波形钢板、直钢板各自的优点，利用波形钢板的折皱效应有效地解决了钢结构与混凝土结构之间变形不协调问题，同时使箱梁在荷载作用下具有较强的抗弯强度；箱梁顶板、底板和腹板可以在工厂分块预制，提高了施工精度；减少了现场焊接量，降低了由焊缝带来的一系列病害；由于采用了工厂预制、现场拼装的施工方式，大大缩短了现场施工周期，加快了施工进度。

附图说明

图1是顶板的施工步骤图。

图2是底板的施工步骤图。

图3是本发明所述的全装配式钢混组合结构箱梁的结构示意图（腹板端部为焊接连接结构）。

图4是是图 3中A部的放大图。

图5是本发明所述的全装配式钢混组合结构箱梁的结构示意图（腹板端部为螺栓连接结构）。

图6是图 5中B部的放大图。

具体实施方式

本发明所述的全装配式钢混组合结构箱梁的施工方法具体如下：

第一步，预制顶板：

施工时，先将第一波形钢板1.1平铺在平整的地面上（见图1a），在其波峰面上焊接向上延伸的剪力连接件1.3，在波谷中填充钢模板或与波谷形状相一致的气囊作为内膜1.5（见图1b），然后在第一波形钢板1.1的顶部按照规范要求绑扎钢筋混凝土板1.2的钢筋骨架1.6（见图1c），最后浇注混凝土（见图1d），形成组合桥面板。

第二步，预制底板：

施工时，先按照设计尺寸分别在直钢板2.1和第二波形钢板2.2的相应位置处预留高强螺栓孔，然后将直钢板2.1平铺在平整的地面上（见图2a），将第二波形钢板2.2对齐放置在直钢板2.1上面（见图2b），接着按照对称原则对高强螺栓2.3进行初拧，全部完成后，按照对称原则将高强螺栓2.3终拧至设计值（见图2c），即完成箱梁底板的施工。当箱梁尺寸较小，箱梁底板仅采用直钢板2.1时，则省略此步骤。

第三步，预制腹板及制作连接件：

预制波形钢腹板3.1、3.2，当采用焊接方式连接时，将其端部加工成工字型结构连接件3.3；当采用螺栓连接时，在第一波形钢板1.1、第二波形钢板2.2或直钢板2.1上分别焊接外伸连接件1.4。

第四步，现场装配：

在现场将波形钢腹板3.1、3.2、预制底板、预制顶板等分别吊装就位，然后采用螺栓/或焊接方式将波形钢腹板3.1、3.2与预制顶板和预制底板连接，最终形成一个整体的箱梁结构。

上述装配完成的全装配式钢混组合结构箱梁如图3-6所示，包括顶板、底板和固定设置在顶板和底板之间的腹板。

本发明的顶板为组合桥面板，包括与腹板3.1、3.2固定相连的第一波形钢板1.1，第一波形钢板1.1上方设置有钢筋混凝土板1.2，焊接在第一波形钢板1.1波峰上的剪力连接件1.3端部延伸至钢筋混凝土板1.2内。

当箱梁尺寸较小时，底板仅采用直钢板2.1；当箱梁尺寸较大时，底板采用组合式，具体地，在底板的直钢板2.1上方设置有与腹板3.1、3.2固定相连的第二波形钢板2.2，直钢板2.1和第二波形钢板2.2的波谷处通过高强螺栓2.3相连，共同受力。

腹板3.1、3.2为波形结构的钢板，可提高腹板的耐弯曲能力，增强箱梁的整体强度。腹板3.1、3.2与顶板和底板的连接采用焊接结构或/和螺栓连接结构。以腹板3.2和顶板的连接为例，如图4所示，在腹板3.2端部设置有与第一波形钢板1.1焊接相连的工字型结构连接件3.3，或者如图6所示，在第一波形钢板1.1上焊接有外伸连接件1.4，腹板3.2端部卡接在外伸连接件1.4之间，两者通过螺栓3.4相连。底板与腹板连接的连接也可采用上述结构中的任一种或两种。

本发明与现有装配式钢混组合结构的箱梁相比，主要具有以下优点：

1）相对于传统钢混组合箱梁，波形钢板具有极强的抗剪切屈曲能力，并且在横向温度作用和混凝土收缩作用下，波形钢板的褶皱效应能大幅度减小钢板与混凝土变形不同步的问题，能降低桥面板横桥向的应力，避免桥面板横桥向的开裂，从而增强组合箱梁的整体受力性能。

2）目前波形钢板已有成熟的生产设备，并且形成了波形钢板生产线，易于大规模标准化生产，加快施工进度，节约工程投资成本。

3）本发明大范围采用了波形钢板，充分结合了混凝土抗压强度高和波形钢板抗剪屈服强度高抗疲劳性能好的优点，使得材料得到更为合理的应用，整体强度高。

4）全装配化的施工方案，将钢结构化整为零，有效减少了现场施工的时间，使施工效率大幅度提高。

5）最大程度地减少了钢结构的焊接量，有助于提高钢结构整体的抗疲劳性能，提高桥梁的寿命。