管销铰链连接的装配式桥梁下部结构及其施工方法技术

本发明专利技术涉及一种管销铰链连接的装配式桥梁下部结构及其施工方法。现有桥梁下部结构自重较大，盖梁与桥墩在地震作用下连接位置弯矩较大。本发明专利技术包括拱梁组合轻型化预制盖梁和桥墩，通过连接件互相连接，包括钢罐、钢管和高强螺纹杆；钢管竖向预埋于桥墩顶部；盖梁对应桥墩的位置预设有竖向贯通的后浇区，钢罐位于后浇区内；钢罐包括顶板和罐壁，底部敞开；高强螺纹杆插入钢罐；盖梁位于桥墩上方时，钢罐覆盖到钢管外，高强螺纹杆插入钢管内，后浇区和钢管内注入灌浆料实现连接。本发明专利技术不仅大幅减轻了自重，受地震荷载作用时，盖梁与墩柱连接位置没有弯矩作用，侧向力主要依靠钢管与钢罐直接接触传递，可应用于高烈度地震区。可应用于高烈度地震区。可应用于高烈度地震区。

【技术实现步骤摘要】
管销铰链连接的装配式桥梁下部结构及其施工方法


[0001]本专利技术涉及预制拼装桥梁建设
，具体涉及一种管销铰链连接的装配式桥梁下部结构及其施工方法。

技术介绍

[0002]社会高速发展的同时，对桥梁建设行业提出了更高的要求，包括缩短施工工期，降低施工对环境和交通的影响等，因此预制装配技术已成为当今桥梁建设的发展趋势。由于盖梁是桥梁可拼装构件中相对重量最大的单体构件，当采用预制盖梁时对运输和吊装均提出了很高的要求，因此一般采用现浇法施工，传统现浇盖梁施工时需大量支架和模板，严重制约了施工进度，因此实现盖梁的轻型化目标成为研究的关键。
[0003]分段预制盖梁是实现盖梁轻型化的主要手段，将盖梁横向或纵向分为多段，通过剪力键等方式连接。分段预制盖梁需将纵筋截断，导致传力不连续，且接缝处易渗水从而影响其耐久性。整体预制盖梁从受力性能和施工便捷的角度均优于分段预制盖梁，整体预制盖梁的截面主要包括实心截面、箱形截面、T形截面和工字形截面，其中实心截面盖梁的自重过大，对运输和吊装设备要求高，且不便于施工；箱形截面、T形截面和工字形截面等全预制盖梁自重较低，但其内模无法取出并重复利用，严重影响了经济效益。
[0004]另外，盖梁与桥墩组成了桥梁的下部结构，采用预制装配技术施工时，预制盖梁与桥墩间一般采用预埋高强钢筋连接、剪力键连接、预应力筋连接等方式，传统连接方式在物理意义上均属于固结，物理意义明确，静载下受力性能良好等优势使其可应用于低震区中，但在地震作用下连接位置弯矩较大，可能出现局部破坏从而导致整体结构破坏。
[0005]因此，需要提出能克服上述缺陷的新型桥梁下部结构，减轻结构自重的同时，实现盖梁与桥墩更可靠的连接。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种管销铰链连接的装配式桥梁下部结构及其施工方法，以至少解决现有技术结构自重较大，盖梁与桥墩在地震作用下连接位置弯矩较大，可能出现局部破坏从而导致整体结构破坏等问题。
[0007]为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：
[0008]管销铰链连接的装配式桥梁下部结构，所述装配式桥梁下部结构包括拱梁组合轻型化预制盖梁和其下方的桥墩，所述拱梁组合轻型化预制盖梁和所述桥墩通过连接件互相连接，所述连接件包括钢罐、钢管和高强螺纹杆；
[0009]所述钢管竖向预埋于所述桥墩顶部，所述钢管的顶部外露于所述桥墩的顶面；所述钢管外壁设置有径向的剪力钉；
[0010]所述拱梁组合轻型化预制盖梁对应所述桥墩的位置预设有竖向贯通的后浇区，所述钢罐位于所述后浇区内；所述钢罐包括顶板和罐壁，底部敞开，所述顶板设置有螺纹孔；所述高强螺纹杆从所述螺纹孔插入所述钢罐，所述高强螺纹杆顶部设置有螺帽；所述钢罐
的直径大于所述钢管的直径；
[0011]所述拱梁组合轻型化预制盖梁位于所述桥墩上方时，所述钢罐覆盖到所述钢管外，所述高强螺纹杆插入所述钢管内，所述后浇区和所述钢管内注入灌浆料实现连接。
[0012]进一步地，所述桥墩内预设有螺旋箍筋，包括靠近所述钢管的内螺旋箍筋和内螺旋箍筋外侧的外螺旋箍筋。
[0013]进一步地，所述桥墩顶面的所述钢管外周设置有密封橡胶垫。
[0014]进一步地，所述拱梁组合轻型化预制盖梁包括盖梁顶板、盖梁底板、底板局部加强段、拱型梁、斜杆和竖向隔板；
[0015]所述盖梁底板位于所述盖梁顶板的下方，所述所述盖梁底板的宽度小于所述盖梁顶板的宽度；
[0016]所述底板局部加强段位于所述盖梁底板顶面的两侧；
[0017]所述拱型梁位于所述盖梁顶板和所述盖梁底板之间；所述拱型梁向上拱起，所述拱型梁的两端分别连接到两侧的所述底板局部加强段；
[0018]所述斜杆位于所述盖梁顶板和所述盖梁底板之间的两侧；所述斜杆的顶部连接到所述盖梁顶板的端部，所述斜杆的底部连接到所述底板局部加强段；
[0019]所述竖向隔板位于所述盖梁顶板和所述盖梁底板之间；所述竖向隔板顶部连接到所述盖梁顶板，所述竖向隔板底部连接到所述拱型梁或所述底板局部加强段。
[0020]进一步地，所述底板局部加强段为条形体，在所述盖梁底板顶面的两侧纵向设置；
[0021]所述后浇区位于所述底板局部加强段处。
[0022]进一步地，所述斜杆自上而下向内倾斜，两侧的所述斜杆对称设置。
[0023]进一步地，所述竖向隔板纵向设置，多个所述竖向隔板的竖向长度自所述拱梁组合轻型化预制盖梁的中部向两侧逐渐增大。
[0024]进一步地，所述盖梁底板内设置有预应力组件，所述预应力组件包括预应力筋和锚具；
[0025]所述盖梁底板内预设有波纹管孔道，所述预应力筋位于所述波纹管孔道内，所述预应力筋端部在所述波纹管孔道外通过锚具锚固。
[0026]另一方面，提供如所述的管销铰链连接的装配式桥梁下部结构施工方法，所述方法包括：
[0027]通过模板预制包括盖梁顶板、盖梁底板、底板局部加强段、拱型梁、斜杆和竖向隔板的拱梁组合轻型化预制盖梁，并在拱梁组合轻型化预制盖梁上预制后浇区和波纹管孔道；预制或现浇桥墩，将剪力钉固定在钢管外壁后预埋入桥墩中；
[0028]利用吊装设备吊起拱梁组合轻型化预制盖梁放置于桥墩上，钢管伸出部分置于后浇区内；将高强螺纹杆穿过钢罐延伸至钢管内，后向钢管内注浆；转动拧紧螺帽使高强螺纹杆与钢罐固定，并在桥墩顶部放置密封橡胶垫；
[0029]采用高压注浆法在后浇区中注浆。
[0030]进一步地，拱梁组合轻型化预制盖梁与桥墩拼装完成后，使预应力筋穿过波纹管孔道，并通过锚具对预应力筋进行张拉并锚固；
[0031]采用高压注浆法对波纹管孔道进行注浆。
[0032]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
[0033]1、本专利技术设计了全预制式盖梁，整体性能和耐久性能更好，施工工期短，对环境和周围交通的影响较小。相较于实心截面盖梁，本全预制式盖梁的自重减轻50％以上；与向上开口型轻型盖梁相比，自重减轻25％
‑
35％；本全预制式盖梁对吊装和运输设备的要求较低，不依赖现场大型吊装设备，节省了施工费用，避免了因盖梁超重在运输和吊装时对路面的损害。
[0034]2、本专利技术的全预制式盖梁采用拱梁组合轻型化预制盖梁，设计了拱型梁的结构，相较于箱形截面截面、T形截面盖梁、工字形截面盖梁等轻型化盖梁，拱型梁的存在可使结构充分发挥梁受弯、拱受压的性能和组合作用。另外，本专利技术提供的拱梁组合轻型化预制盖梁中，还设计了斜杆的结构，斜杆的存在使结构成为尼尔森体系，刚度更大且抗剪性能良好。因此本专利技术整体受力性能更优，且内模可取出并重复利用，具有明显经济优势。
[0035]3、本专利技术受地震荷载作用时，盖梁与墩柱连接位置没有弯矩作用，侧向力主要依靠钢管与钢罐直接接触传递，可应用于高烈度地震区。
附图说明
[0036]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.管销铰链连接的装配式桥梁下部结构，其特征在于：所述装配式桥梁下部结构包括拱梁组合轻型化预制盖梁和其下方的桥墩(16)，所述拱梁组合轻型化预制盖梁和所述桥墩(16)通过连接件互相连接，所述连接件包括钢罐(9)、钢管(10)和高强螺纹杆(7)；所述钢管(10)竖向预埋于所述桥墩(16)顶部，所述钢管(10)的顶部外露于所述桥墩(16)的顶面；所述钢管(10)外壁设置有径向的剪力钉(11)；所述拱梁组合轻型化预制盖梁对应所述桥墩(16)的位置预设有竖向贯通的后浇区(18)，所述钢罐(9)位于所述后浇区(18)内；所述钢罐(9)包括顶板和罐壁，底部敞开，所述顶板设置有螺纹孔；所述高强螺纹杆(7)从所述螺纹孔插入所述钢罐(9)，所述高强螺纹杆(7)顶部设置有螺帽(8)；所述钢罐(9)的直径大于所述钢管(10)的直径；所述拱梁组合轻型化预制盖梁位于所述桥墩(16)上方时，所述钢罐(9)覆盖到所述钢管(10)外，所述高强螺纹杆(7)插入所述钢管(10)内，所述后浇区(18)和所述钢管(10)内注入灌浆料(19)实现连接。2.根据权利要求1所述的管销铰链连接的装配式桥梁下部结构，其特征在于：所述桥墩(16)内预设有螺旋箍筋，包括靠近所述钢管(10)的内螺旋箍筋(20)和内螺旋箍筋(20)外侧的外螺旋箍筋(21)。3.根据权利要求2所述的管销铰链连接的装配式桥梁下部结构，其特征在于：所述桥墩(16)顶面的所述钢管(10)外周设置有密封橡胶垫(12)。4.根据权利要求3所述的管销铰链连接的装配式桥梁下部结构，其特征在于：所述拱梁组合轻型化预制盖梁包括盖梁顶板(1)、盖梁底板(2)、底板局部加强段(3)、拱型梁(4)、斜杆(5)和竖向隔板(6)；所述盖梁底板(2)位于所述盖梁顶板(1)的下方，所述所述盖梁底板(2)的宽度小于所述盖梁顶板(1)的宽度；所述底板局部加强段(3)位于所述盖梁底板(2)顶面的两侧；所述拱型梁(4)位于所述盖梁顶板(1)和所述盖梁底板(2)之间；所述拱型梁(4)向上拱起，所述拱型梁(4)的两端分别连接到两侧的所述底板局部加强段(3)；所述斜杆(5)位于所述盖梁顶板(1)和所述盖梁底板(2)之间的两侧；所述斜杆(5)的顶部连接到所述盖梁顶板(1)的端部，所述斜杆(5)的底部连接到所述底板局部加强段(3)；所述竖向隔板(6)位于所述盖梁顶...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚晓飞，钱程，霍龙飞，刘浩，王佳伟，王凯，贾俊峰，吕文舒，来猛刚，
申请(专利权)人：宁波市高等级公路建设管理中心辽宁省交通规划设计院有限责任公司北京工业大学，
类型：发明
国别省市：