高效施加预应力的后结合钢-混结合梁和桥梁及施工方法与流程

本发明属于工程建设领域，尤其是桥梁领域，具体涉及一种高效施加预应力的后结合钢-混结合梁、采用该高效施加预应力的后结合钢-混结合梁作为桥面的桥梁及相关施工方法，用于提高结合梁负弯矩区混凝土板的有效预应力。

背景技术：

在工程建设领域，钢-混结合梁与混凝土梁相比，自重轻、适应性强；尤其在桥梁领域，与钢梁相比，刚度大、桥面耐久性好、运营养护费用低、经济性高；混凝土板在结合梁中兼有结合梁翼缘和桥面板的作用、有利于提高钢梁的压屈承载力。并且，混凝土板可以在已经架设好的钢梁上现浇、可以预制后吊装，施工灵活方便。因此，结合梁在工程上越来越多地得到应用。

为了使结合梁的混凝土板全截面受压，一般需要在混凝土板内张拉预应力筋。传统的钢-混结合梁一般在钢梁上布置剪力钉，通过现浇或湿接缝使混凝土板与钢梁结合成整体后张拉混凝土板的预应力筋。

但是，该传统的结构和施工方法中，一部分预应力被剪力钉传递到钢结构上，一方面降低了混凝土板上的有效预应力，为了达到混凝土板的预压效果必须增加预应力筋的用量；另一方面，通过剪力钉传递到钢梁上的预应力增加了钢梁的荷载，需要加大钢梁截面，加大结构重量和用料；特别是负弯矩区，为了避免混凝土桥面板开裂，需要布置大量预应力筋，造成极大浪费；并且，现浇或湿接缝施工繁琐，工期长。

技术实现要素：

针对现有技术以上缺陷或改进需求中的至少一种，本发明提供了一种高效施加预应力的后结合钢-混结合梁，结构简单合理、施工方便快捷、性能好，可经济、高效地施加预应力。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种高效施加预应力的后结合钢-混结合梁，所述后结合钢-混结合梁包括混凝土板、钢梁、剪力钉；

所述混凝土板包括预制混凝土板、预应力筋、纵向湿接缝、横向胶接缝；所述预制混凝土板内部纵向设置多个所述预应力筋，所述纵向湿接缝下方设置有所述钢梁，所述纵向湿接缝内、所述钢梁上方固定有若干所述剪力钉；

多个所述预制混凝土板之间先通过所述横向胶接缝进行胶接连接；所述预应力筋在胶接完成后进行张拉；在张拉完成后，所述预制混凝土板的横向两侧再浇筑所述纵向湿接缝进行湿接连接。

优选地，所述后结合钢-混结合梁还包括橡胶垫；所述橡胶垫设置在所述预制混凝土板的横向两端下侧与所述钢梁之间，并沿所述纵向湿接缝的外围延伸。

优选地，所述预制混凝土板在所述纵向湿接缝处的侧表面至少局部为纵向延伸的锯齿形状。

优选地，两个所述预制混凝土板在所述横向胶接缝处的侧表面设有若干互相匹配的剪力榫，每组剪力榫横向两侧分别设置一个所述预应力筋。

优选地，所述钢梁包括纵梁和横梁，所述纵梁设置在纵向湿接缝下方，所述横梁支撑于所述预制混凝土板下方，并与多个所述纵梁交错设置。

优选地，所述剪力钉在所述纵向湿接缝中沿横向和沿纵向均间隔设置多个，且分布均匀。

为实现上述目的，按照本发明的另一方面，还提供了一种桥梁，采用如前所述的高效施加预应力的后结合钢-混结合梁作为桥面。

为实现上述目的，按照本发明的另一方面，还提供了一种如前所述的高效施加预应力的后结合钢-混结合梁的施工方法，包括如下步骤：

一、预制混凝土板时，采用短线法或长线法在横向胶接缝处布置子母剪力榫，并预留纵向预应力筋的管道；

二、现场架设钢梁，且钢梁顶部布置湿接缝剪力钉；

三、将预制混凝土板运抵现场，并在与钢梁接触的边缘粘贴橡胶垫；

四、在相邻预制混凝土板板的横向胶接缝处进行胶接连接，完成混凝土板的横向胶接缝拼装后，张拉纵向的预应力筋；

五、在预制混凝土板板的两侧浇筑纵向湿接缝进行湿接连接。

优选地，步骤四中，在横向胶接缝处涂刷环氧胶进行胶接连接。

优选地，步骤四中，在进行胶接连接时，还通过临时预压设备施加预压力。

上述优选技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

1、本发明的高效施加预应力的后结合钢-混结合梁，采用预制桥面板与钢梁后结合技术，先张拉预应力筋，再浇筑纵桥向湿接缝，克服了混凝土桥面板的预应力被剪力钉传递到钢梁上的难题，无需增加预应力筋、钢梁等的尺寸和用量，节约了工程量。

2、本发明的高效施加预应力的后结合钢-混结合梁，将目前钢-混结合梁混凝土板横桥向湿接缝改为胶接缝，实现了在浇筑纵桥向湿接缝前完成纵向预应力的张拉，达到了提高混凝土板有效预应力的目的，优化了结构设计，提高了施工效率，将会取得显著的经济和社会效益。

3、本发明的高效施加预应力的后结合钢-混结合梁，采用预制桥面板的横桥向胶接缝拼装技术，实现桥面板与钢梁的“后结合”，桥面板块的横桥向接缝采用环氧胶，并通过临时预压进行胶接缝拼装，避免了在钢横梁顶布置剪力钉和浇筑湿接缝。

4、本发明的高效施加预应力的后结合钢-混结合梁，将目前钢-混结合梁混凝土板全部进行湿接改为干湿结合，节省了工期，提高了建设效率。

5、本发明的高效施加预应力的后结合钢-混结合梁，不仅特别适合桥梁领域作为桥面使用，而且结构简单合理、通用性强，可以广泛应用于其他工程建设领域，应用前景广阔。

附图说明

图1是本发明的高效施加预应力的后结合钢-混结合梁的横截面示意图；

图2是本发明的高效施加预应力的后结合钢-混结合梁的混凝土板的俯视示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面结合具体实施方式对本发明进一步详细说明。

作为本发明的一种较佳实施方式，如图1-2所示，本发明提供一种高效施加预应力的后结合钢-混结合梁，尤其适用于在桥梁上作为桥面使用，也可广泛替代其他工程建设的原有钢-混结合梁，下面以桥梁为例进行说明。

所述后结合钢-混结合梁包括混凝土板1、钢梁2、剪力钉3、橡胶垫4、剪力榫5。

所述混凝土板1包括预制混凝土板1-1、预应力筋1-2、纵向湿接缝1-3、横向胶接缝1-4；所述预制混凝土板1-1内部纵向设置多个所述预应力筋1-2，所述纵向湿接缝1-3下方设置有所述钢梁2，所述纵向湿接缝1-3内、所述钢梁2上方固定有若干所述剪力钉3。如图2所示，所述预制混凝土板1-1在所述纵向湿接缝1-3处的侧表面至少局部为纵向延伸的锯齿形状，以增强纵向湿接缝1-3浇筑混凝土的连接强度。

如图2所示，所述钢梁2包括纵梁和横梁，所述纵梁设置在纵向湿接缝1-3下方，所述横梁支撑于所述预制混凝土板1-1下方，并与多个所述纵梁交错设置。

如图2所示，所述剪力钉3在所述纵向湿接缝1-3中沿横向和沿纵向均间隔设置多个，且分布均匀。

如图1所示，所述后结合钢-混结合梁还包括橡胶垫4；所述橡胶垫4设置在所述预制混凝土板1-1的横向两端下侧与所述钢梁2之间，并沿所述纵向湿接缝1-3的外围延伸。

如图1所示，两个所述预制混凝土板1-1在所述横向胶接缝1-4处的侧表面设有若干互相匹配的剪力榫5，每组剪力榫5横向两侧分别设置一个所述预应力筋1-2。

多个所述预制混凝土板1-1之间先通过所述横向胶接缝1-4进行胶接连接；所述预应力筋1-2在胶接完成后进行张拉；在张拉完成后，所述预制混凝土板1-1的横向两侧再浇筑所述纵向湿接缝1-3进行湿接连接。

本发明的后结合钢-混结合梁的施工方法，包括如下步骤：

一、预制混凝土板1时，采用短线法或长线法在横向胶接缝处布置子母剪力榫5，并预留纵向预应力筋1-2的管道；

二、现场架设钢梁2，且钢梁2顶部布置湿接缝剪力钉3；

三、将预制混凝土板1运抵现场，并在与钢梁2接触的边缘粘贴橡胶垫4；

四、在相邻预制混凝土板板1的横向胶接缝1-4处涂刷环氧胶进行胶接连接，通过临时预压设备施加预压力，完成混凝土板1的横向胶接缝1-4拼装后，张拉纵向的预应力筋1-2；

五、在预制混凝土板板1的两侧浇筑纵向湿接缝1-3进行湿接连接。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。