半装配式蜂窝钢梁与预应力混凝土组合盖梁及施工工艺的制作方法

1.本发明属于桥梁工程施工技术领域，具体涉及半装配式蜂窝钢梁与预应力混凝土组合盖梁及施工工艺。


背景技术：

2.随着社会经济快速增长的需求，我国的公路桥梁、城市桥梁建设得到迅猛发展。目前，我国的混凝土桥梁建设主要以现浇混凝土施工技术为主，在很多中小跨度混凝土桥梁的上部结构部分采用了预制混凝土构件，而桥梁下部结构多数采用了现浇混凝土施工技术。现浇混凝土施工技术存在很多弊端：在浇筑混凝土过程中，受到施工管理人员技术水平制约，混凝土构件成型的质量得不到保证；模板的制作与安装过程中需要花费大量的人力和物力，并且模板直接影响混凝土构件的质量；施工现场需要占用周边城市道路，对道路交通产生不利影响，并且产生大量的噪声污染，不符合绿色施工的思想；现场施工时受到环境及季节气候的影响，工期得不到保证。采用了预制混凝土构件，主要是用在跨度相对较小的上部结构，即，采用预制混凝土梁构件。预制混凝土施工技术，是将在异地或工厂中预制的混凝土构件运送到现场安装，极大地缩短了工期，降低人力物力的损耗，减少了成本的投入，降低了对城市环境的破坏。但是，全预制混凝土构件存在重量大、吊装过程中存在巨大的安全隐患，以及受到运输设施及吊装空间等因素的影响而限制了预制构件的长度和自重等缺点，为此，采用半装配式混凝土结构，即在异地或工厂内制作预制混凝土构件，再在施工现场浇筑其余混凝土会得到更好效果。但是，对于一些大跨度梁式构件、大悬挑梁式构件、大体积混凝土构件等，在限制构件自重、尺寸、刚度、承载力等情况下，采用普通混凝土制作预制混凝土结构或构件同样达不到结构或构件的制作、运输、吊装及施工要求，据此，考虑利用超高性能混凝土或钢板制作预制构件，再将其与普通混凝土进行组合，形成一种半装配式混凝土梁式结构，方可以达到预期目的。据此，综合考虑了超高性能混凝土、钢材和普通混凝土的材料特性、价格低、适用性强等特点，提出半装配式蜂窝钢梁与预应力混凝土组合盖梁及施工工艺。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供半装配式蜂窝钢梁与预应力混凝土组合盖梁及施工工艺，不需要搭设临时支撑及模板，大大简化施工工序，缩短施工时间，减少污染和噪音，降低了吊装的难度，特别是，解决了在维持正常交通秩序情况下的繁华公路、桥梁上面的施工桥梁的技术难题。
4.半装配式蜂窝钢梁与预应力混凝土组合盖梁，包括预制超高性能混凝土薄壁外壳，所述预制超高性能混凝土薄壁外壳的底板上沿长度方向设置钢筋骨架，沿预制超高性能混凝土薄壁外壳长度方向布置预应力筋，且预应力筋两端穿过垫钢板及预制超高性能混凝土薄壁外壳设置，所述钢筋骨架及预应力筋均封装于普通混凝土内。
5.所述预制超高性能混凝土薄壁外壳包括壳体，所述壳体为顶端开口的槽状，壳体
的侧板内表面以及底板上等间距设置有侧板高性能混凝土肋以及底板高性能混凝土肋，且侧板高性能混凝土肋底部与底板高性能混凝土肋上表面对接；同时在外壳底板上设置蜂窝钢梁。
6.所述蜂窝钢梁的下翼缘上开设有预留孔或者在下翼缘的下表面设置剪力连接件。
7.半装配式蜂窝钢梁与预应力混凝土组合盖梁的施工工艺，包括以下步骤：
8.步骤1，构件制作
9.(1)按要求制作蜂窝钢梁，在蜂窝钢梁下翼缘焊接剪力连接件，或者在蜂窝钢梁下翼缘上开设预留孔；
10.(2)预制超高性能混凝土薄壁外壳：
11.按设计要求，制作预制超高性能混凝土薄壁外壳的模板，并支模板，固定蜂窝钢梁及预埋套管，当蜂窝钢梁有预留孔时，固定预埋螺栓，且预埋螺栓的螺杆穿过蜂窝钢梁的预留孔，并通过螺母将预埋螺栓固定在蜂窝钢梁上；浇筑超高性能混凝土，并分别内置侧板高性能混凝土肋和底板高性能混凝土肋，同时在底部浇筑出带有预埋套管的支座，形成一个薄壁的预制超高性能混凝土薄壁外壳；
12.(3)绑扎钢筋骨架：按设计要求，预先绑扎盖梁内部的钢筋骨架，按设计要求可以整体绑扎，也可以分段绑扎；按设计要求，施工现场绑扎盖梁内部的钢筋骨架；
13.(4)预应力钢筋与锚具：按设计要求，准备预应力钢筋、锚具及垫钢板；
14.步骤2，施工安装
15.首先，将制作好的预制超高性能混凝土薄壁外壳及预应力钢筋运输到现场，吊装预制超高性能混凝土薄壁外壳，将墩柱的预埋钢筋插入预制超高性能混凝土薄壁外壳底部支座上的预埋套管内，实现预制超高性能混凝土薄壁外壳与墩柱固接；其次，将制作好的钢筋骨架吊装到预制超高性能混凝土薄壁外壳内部，按设计要求布置预应力钢筋；最后，分层浇筑普通混凝土，待混凝土强度达到设计强度后，张拉预应力筋，并用锚具固定，形成一种半装配式钢梁与预应力混凝土组合盖梁；
16.或者，首先，将制作好的预制超高性能混凝土薄壁外壳及预应力钢筋运输到现场，吊装预制超高性能混凝土薄壁外壳，将墩柱的预埋钢筋插入预制超高性能混凝土薄壁外壳底部支座上的预埋套管内，实现预制超高性能混凝土薄壁外壳与墩柱固接；其次，按设计要求，在预制超高性能混凝土薄壁外壳内绑扎钢筋骨架，并布置预应力钢筋；最后，分层浇筑普通混凝土，待混凝土强度达到设计强度后，张拉预应力筋，并用锚具固定，形成一种半装配式钢梁与预应力混凝土组合盖梁。
17.本发明的技术效果为：
18.本发明组合盖梁，是利用超高性能混凝土或钢板制作成薄壁外壳，作为一次性模板，将薄壁外壳吊装到桥梁墩柱上，并与墩柱固定，再在薄壁外壳内绑扎钢筋，浇筑普通混凝土，形成一种新型组合盖梁。考虑到利用超高性能混凝土或钢板制作薄壁外壳的制作、运输、吊装，特别是在其内部浇筑混凝土时，必须具备足够的承载力、侧向刚度、纵向抗弯刚度，为此，在薄壁外壳内设置能与内部混凝土连接可靠、不影响箍筋布置的蜂窝钢梁，来提高施工阶段和使用阶段的承载力和刚度要求。这种盖梁不需要搭设临时支撑及模板，大大简化施工工序，缩短施工时间，减少污染和噪音，降低了吊装的难度，特别是，解决了在维持正常交通秩序情况下的繁华公路、桥梁上面的施工桥梁的技术难题。
附图说明
19.图1本发明半装配式蜂窝钢梁与预应力混凝土组合盖梁正视图；
20.图2本发明半装配式蜂窝钢梁与预应力混凝土组合盖梁未浇筑混凝土的俯视图；
21.图3本发明图2的d-d向剖视图；
22.图4本发明图2的a处放大示意图；
23.图5本发明图2的c-c向剖视图；
24.图6本发明图5的b处放大示意图；
25.图7本发明图2浇筑混凝土后的d-d向剖视图；
26.图8本发明半装配式蜂窝钢梁与预应力混凝土组合盖梁的预制超高性能混凝土薄壁外壳内布置预应力筋示意图；
27.图9本发明图8的侧视图；
28.图10本发明半装配式蜂窝钢梁与预应力混凝土组合盖梁的蜂窝钢梁侧视图；
29.图11本发明半装配式蜂窝钢梁与预应力混凝土组合盖梁的蜂窝钢梁横截面示意图；
30.图12本发明与半装配式蜂窝钢梁与预应力混凝土组合盖梁连接的支座示意图；
31.图13本发明与支座连接的墩柱示意图；
32.1-预制超高性能混凝土薄壁外壳，2-支座，3-墩柱，4-预埋套管，5-预埋钢筋，6-侧板高性能混凝土肋，7-底板高性能混凝土肋，8-蜂窝钢梁，9-预埋螺栓，10-普通混凝土，11-预应力筋，12-纵筋，13-箍筋，14-垫钢板，15-锚具。
具体实施方式
33.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
34.如图1至图13所示，半装配式蜂窝钢梁与预应力混凝土组合盖梁，包括预制超高性能混凝土薄壁外壳1，所述预制超高性能混凝土薄壁外壳1的底板上沿长度方向布置钢筋骨架，沿预制超高性能混凝土薄壁外壳1长度方向布置预应力筋11，且预应力筋11两端穿过垫钢板14及预制超高性能混凝土薄壁外壳1设置，所述钢筋骨架及预应力筋11均封装于普通混凝土10内；所述预制超高性能混凝体薄壁外壳可以用钢板薄壁外壳替换，按设计要求切割钢板，焊接成u型槽。
35.所述预制超高性能混凝土薄壁外壳1包括壳体，所述壳体为顶端开口的槽状，壳体的侧板内表面以及底板上等间距设置有侧板高性能混凝土肋6以及底板高性能混凝土肋7，且侧板高性能混凝土肋6底部与底板高性能混凝土肋7上表面对接；同时在壳体底板上设置蜂窝钢梁8。
36.所述蜂窝钢梁8的下翼缘上开设有预留孔或者在下翼缘的下表面设置剪力连接件；当蜂窝钢梁8的下翼缘上开设有预留孔时，在预制超高性能混凝土薄壁外壳1的底板上设置预埋螺栓9，并且预埋螺栓9的螺杆穿过蜂窝钢梁8的预留孔并通过螺母固定。
37.半装配式蜂窝钢梁与预应力混凝土组合盖梁的施工工艺，包括以下步骤：
38.步骤1，构件制作
39.(1)按要求制作蜂窝钢梁8，在蜂窝钢梁8下翼缘焊接剪力连接件，或者在蜂窝钢梁8下翼缘上开设预留孔；
40.(2)预制超高性能混凝土薄壁外壳1：
41.按设计要求，制作预制超高性能混凝土薄壁外壳1的模板，并支模板，固定蜂窝钢梁8及预埋套管4，当蜂窝钢梁8有预留孔时，固定预埋螺栓9，且预埋螺栓9的螺杆穿过蜂窝钢梁8的预留孔，并通过螺母将预埋螺栓9固定在蜂窝钢梁8上；浇筑超高性能混凝土，并分别内置侧板高性能混凝土肋6和底板高性能混凝土肋7，同时在底部浇筑出带有预埋套管4的支座2，形成一个薄壁的预制超高性能混凝土薄壁外壳1；
42.(3)绑扎钢筋骨架：按设计要求，预先绑扎盖梁内部的钢筋骨架，按设计要求可以整体绑扎，也可以分段绑扎；按设计要求，施工现场绑扎盖梁内部的钢筋骨架；
43.(4)预应力钢筋与锚具15：按设计要求，准备预应力钢筋、锚具15及垫钢板14；
44.步骤2，施工安装
45.首先，将制作好的预制超高性能混凝土薄壁外壳1及预应力钢筋运输到现场，吊装预制超高性能混凝土薄壁外壳1，将墩柱3的预埋钢筋5插入预制超高性能混凝土薄壁外壳1底部支座2上的预埋套管4内，实现预制超高性能混凝土薄壁外壳1与墩柱3固接；其次，将制作好的钢筋骨架吊装到预制超高性能混凝土薄壁外壳1内部，布置于蜂窝型钢8的上翼缘上，按设计要求布置预应力筋11；最后，分层浇筑普通混凝土10，待混凝土强度达到设计强度后，张拉预应力筋11，并用锚具15固定，形成一种半装配式钢梁与预应力混凝土组合盖梁；
46.或者，首先，将制作好的预制超高性能混凝土薄壁外壳1及预应力钢筋运输到现场，吊装预制超高性能混凝土薄壁外壳1，将墩柱3的预埋钢筋5插入预制超高性能混凝土薄壁外壳1底部支座2上的预埋套管4内，实现预制超高性能混凝土薄壁外壳1与墩柱3固接；其次，按设计要求，在预制超高性能混凝土薄壁外壳1内通过纵筋12和箍筋13绑扎钢筋骨架，且使箍筋13穿过蜂窝钢梁8的蜂窝孔，并布置预应力钢筋；最后，分层浇筑普通混凝土10，待混凝土强度达到设计强度后，张拉预应力筋11，并用锚具15固定，形成一种半装配式钢梁与预应力混凝土组合盖梁。