[发明专利]一种钢-混组合开口箱梁结构及其铺设方法

说明书

一种钢‑混组合开口箱梁结构及其铺设方法，属于桥梁设计技术领域。本发明包括倒U形槽钢梁、轻质混凝土板和栓钉，倒U形槽钢梁顶部安装有栓钉，轻质混凝土板上加工有安装孔，轻质混凝土板安装在倒U形槽钢梁上，栓钉置于安装孔内，同时安装孔内浇注有高强混凝土。本发明研发目的是为了解决预制装配式混凝土梁建设成本过高、预制构件过重以预制装配式钢‑混凝土组合梁焊缝过多、钢箱梁桥面铺装易发生早期破坏、后期养护不便的技术问题，本发明大大降低预制装配式桥梁建设成本，倒U形槽钢辊压成型技术，大大减少箱梁焊接缝数量，进而大大降低了因焊接产生残余应力而造成的钢箱梁疲劳损伤发生几率，桥梁的安全性得到大大提高。

技术领域

本发明涉及一种钢-混组合开口箱梁结构，属于桥梁设计技术领域。

背景技术

近几年，我国在积极推荐绿色建筑、建筑工业化及双碳发展战略，预制装配式桥得到了前所未有的发展机遇，传统的桥梁建设往往在现场搭设大量支架进行现浇施工，这不仅需要较多的施工人员和机械设备在现场操作，还需要合理地调配各方面资源和进度，给施工管理带来很大的困难，使得施工质量和施工安全往往难以满足，同时现场施工给人们出行和生活带来极大不便，给环境造成极大污染，传统的建桥技术越来越难以适应国家建筑工业化、智能化及低碳绿色的环保要求。

预制装配式桥梁建造技术是充分利用机械设备和信息手段，实现梁体施工放在标准化的工厂流水线工艺上来完成，减少现场作业量，保证梁体预制质量，显著提高工作效率。同时现场施工仅需要吊装设备进行安装施工，极大地减少现场操作人员从而减少施工安全隐患并减少对环境的影响。

目前，预制装配式桥常用的主梁形式主要有预制装配式混凝土梁、预制装配式钢-混凝土组合梁、装配式钢梁三种形式。其中，预制钢梁成本较高，在我国预制装配式桥梁中应用并不广泛。而预制装配式混凝土梁、预制装配式钢-混凝土组合梁，因其建设成本低、施工速度快等技术特点，在我国预制装配式桥梁中，已经成为主导结构形式。

虽然预制混凝土梁、预制钢-混凝土组合梁存在上述诸多技术优点，但是尚存在如下技问题，尚未很好解决：

第一、预制混凝土梁重量过大，构件运输过程中，对原有路面破坏严重；

第二、预制混凝土箱梁，需要事先建造预制构件厂和存梁场地，生产厂和存梁场地的建造，将大大提高了装配式桥的建设成本；

第三、传统预制装配式钢-混凝土组合梁的预制钢箱梁，制造过程中需要大量焊接工作，人工成本高，建设成本较大，同时焊接工作量大，施工速度较慢；

第四、传统预制钢箱梁钢翼缘板、钢箱梁顶板焊有大量栓钉，同时钢翼缘板和钢腹板之间，底板钢板与钢腹板之间通过焊接完成连接，焊接部位较多，存在较大的残余应力，因此，钢梁易出现疲劳裂纹，发生疲劳破坏，严重情况下的可能会引发不可预测的突发性桥梁坍塌等事故；

第五、传统预制构件间连接采用现浇混凝土湿接技术，湿接缝处需设置大量U型钢筋，圈筋等钢筋，钢筋较密且需要焊接。因此湿接缝施工速度较慢，影响桥梁建设工期，同时钢筋密集，接缝处混凝土浇筑质量难以保证，接缝安全性和耐久性很难达到设计要求；

第六、传统预制钢-混组合箱梁，箱梁顶板采用钢筋混凝土，虽然较普通混凝土预制梁，其自重已有所减轻，但就运输条件而言，其重量仍较大；

第七、传统预制钢-混组合箱梁，因钢箱梁封闭，箱梁内部空气流动性差，箱梁内部温度较高，致使桥面铺装层温度高，且高温持续作用时间长。在我国南方高温地区，高温季节，桥铺装层最高温度可达到60℃以上，50℃以上高温，一天内持续作用时间近7个小时。高温及车辆合作双重作用下，桥面沥青混凝土铺装层极易发生车辙、剥离、剪切等早期破坏，桥面铺装层使用寿命大大降低；

第八、传统预制钢-混组合箱梁，因钢箱梁封闭，桥梁在使用多年后，钢箱梁内部可能产生的病害，无法检测，这就为钢箱梁的后期养护带来不便，为桥梁的安全埋下隐患。