一种装配式组合箱梁及其施工方法与流程

本发明涉及桥梁工程施工技术领域，尤其涉及一种装配式组合箱梁及其施工方法。

背景技术：

桥梁作为车辆等交通工具顺利通行的构筑物，其稳定性和安全性是施工的重点，箱梁是桥梁工程中梁的一种，内部为空心状，上部两侧有翼缘，类似箱子，因而得名，其结构的稳定性成为桥梁、工业和民用建筑结构设计中的关键问题；组合箱梁具有抗震性能好、预应力效率高、施工方便等优点，该类型桥梁由于优异的结构性能以及综合造价合理等优势得到迅速发展。但是，现有的组合箱梁多为钢筋混凝土结构，混凝土抗拉性能较差，容易开裂，影响使用寿命，而且混凝土结构的自重偏大，不宜运输，影响此类型桥梁跨径的增大；

随着建筑行业的快速发展，对施工工期的要求越来越严格，的组合箱梁在装配式施工时工序较为复杂，多采用现场浇筑，湿作业量大，施工速度缓慢，尤其在城市桥梁建造时，经济效益降低明显；

如何解决上述技术问题为本发明面临的课题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种装配式组合箱梁及其施工方法，可通过分段式连接的结构减轻箱梁自重，方便吊装，并优化结构受力，避免箱梁底腹板发生开裂。

本发明是通过如下措施实现的：一种装配式组合箱梁，底腹板、连接相邻两个所述底腹板的连接组件、设置在底腹板内部的的横隔板以及设置在所述底腹板顶部的顶板，所述底腹板包括箱梁底板和固定设置在箱梁底板顶部两端的箱梁腹板；通过分段式的装配方法代替原始的一体式的箱梁结构，方便吊装和拼接，相邻底腹板之间通过连接组件相连，简化了施工工序，也提高了连接的稳固性。

所述连接组件包括与所述底腹板内部相匹配的支撑件以及设置在所述支撑件顶部的限位板，所述限位板包括第一工件、设置在所述第一工件两端的第二工件和第三工件，所述第二工件和第三工件关于第一工件对称设置，所述连接组件关于第一工件的中轴线对称设置，所述第一工件的中轴线垂直于所述底腹板的延伸方向；由于组合箱梁荷载较大，限位板的设计，可以抵抗较大荷载在构件中所产生的扭矩效应，使箱梁具备足够的抗拉强度，保证其力学性能。

所述底腹板端部的内部设置有与所述连接组件相配合的连接槽，相邻连接的两个底腹板，其中一个所述底腹板端部的连接槽与所述第一工件中轴线的一侧部分配合，其中另一个底腹板端部的连接槽与所述第一工件中轴线的另一侧部分配合。连接槽用于连接相邻的两个底腹板，连接组件是关于第一工件中轴线对称设置的，可防止受力不均，保证了连接结构的稳定性。

所述箱梁腹板倾斜设置，两个箱梁腹板关于箱梁底板对称设置，所述连接组件的支撑件包括设置在底部的支撑底板以及固定设置在所述支撑底板顶部两端的支撑腹板，所述支撑底板平行于所述箱梁底板，所述支撑腹板平行于所述箱梁腹板，所述第一工件设置在支撑件的正上方，所述第二工件和第三工件固定设置在所述支撑腹板的顶部，所述第一工件、第二工件与第三工件组成工字形结构。同样的建筑材料有的形状容易断，有的不容易断，梁体本身的几何因素是非常重要的，本发明第一工件、第二工件与第三工件组成工字形结构，抗弯折性更好，第一工件比第二工件和第三工件都要窄，顶部施加负载时，中间的受力会向两边分散给第二工件和第三工件的两端，减少开裂的可能，工字形结构减轻重量的同时，增加了横向的承受力度，缓解了梁体的压强，利用工字形结构的特性，提高了整体的安全性。

而且连接组件上面的支撑件的横向宽度较大，底部设置支撑底板的横向宽度也较大，支撑件的横向宽度较大，可很好的缓解箱梁顶部施加的压强，支撑底板的横向宽度较大，与箱梁底板接触的面积也较大，提高了支撑稳定性，也增加了受力面积，进而也缓解了顶部承受的压强，总结来说就是用料少、缓解压强、抗弯折防开裂。

所述连接槽包括与所述支撑件配合的支撑件槽以及设置在支撑件槽一侧的挡板。支撑件槽的设计，使得底腹板与支撑件更好地衔接。

所述第二工件和第三工件的两端均固定设置有卡接块，所述卡接块垂直于所述第二工件和第三工件，所述卡接块分别与所述第二工件和第三工件组成t字形结构；第一工件、第二工件与第三工件组成横向的工字形，而第二工件和第三工件分别与其两端的卡接块组成纵向的工字形，且纵向的工字形关于第一工件对称，这就使得横向工字形的基础上优化上了纵向的双工字形结构，扩大了上述内容中提到的工字形结构的优点。

当横截面顶部施加负载时，最大程度的弯曲会发生在中间，工字形的结构与同样面积的正方形结构相比，面积分布非常不同，由于两侧力臂的增大，离中心最远的地方，最能承受弯曲，即抗弯折性最大，会缓解中轴线处承受的压力，本结构提供一个二次的压强分散的作用，将工字形结构的优点进行加强，卡接块的设计也提供了跟挡板连接的结构。

所述挡板可用于搭接卡接块，为卡接块提供了稳固的支撑。

所述挡板与所述底腹板的内部固定连接，所述挡板的顶部与所述底腹板的顶部平齐，所述挡板的顶部开设有与所述卡接块对应的卡接块槽。挡板起到了搭接卡接块进行加固的作用，挡板上设计卡接块槽，使分散压力的卡接块得到稳固的支撑，保证了结构的稳定性；

所述卡接块上开设有竖直贯穿卡接块的钢筋束孔，所述钢筋束孔延伸至所述卡接块槽的底部并贯穿所述挡板。钢筋束孔内可放入钢筋束，对卡接块和挡板进行进一步加固，提高了整体的连接稳固性。

所述横隔板的两侧侧面倾斜设置，横隔板的两侧侧面与所述箱梁腹板内部配合；倾斜设置的侧面使得横隔板与箱梁腹板更好的贴合。

所述连接槽的支撑件槽与挡板之间开设有横隔板槽，所述横隔板槽竖直方向的深度大于所述支撑件槽的深度，所述横隔板两侧开设有与所述第二工件和第三工件对应的槽口；

所述横隔板插接到所述横隔板槽内时，所述横隔板上的槽口搭接在所述卡接块与所述第一工件之间的位置上。横隔板槽的深度大于支撑件槽的深度，使得横隔板可以更好的与底腹板卡接，增加了结构的整体稳定性。

所述横隔板和所述挡板的中部均设置为空心结构。空心结构比实心浇筑的重量轻很多，可大大减轻箱梁的承重。

所述箱梁腹板的顶部开设有若干个沿底腹板的延伸方向线性排列的钢筋束孔，所述钢筋束孔沿箱梁腹板的倾斜方向贯穿所述箱梁腹板，所述顶板上开设有与所述箱梁腹板的钢筋束孔相配合的钢筋束孔。钢筋束孔起到进一步加固的作用。

为了更好地实现上述发明目的，本发明还提供了一种装配式组合箱梁的施工方法，包括以下步骤：

s1、测量确定两个桥墩之间的跨度，确定底腹板、连接组件、横隔板以及顶板的适当长度，先预制适当长度的底腹板，制作底腹板钢筋绑扎胎架，胎架骨架采用角钢和钢管制作，在胎架上进行底腹板钢筋骨架的绑扎，在底腹板钢筋骨架上安装波纹管，按设计图纸中预应力钢束的坐标，在胎架上做出标记，波纹管安装时严格按照标记进行定位，井字形固定，波纹管内穿设内衬管做支撑，防止漏浆变形，箱梁腹板的顶部预留若干个倾斜的钢筋束孔，钢筋束孔沿着箱梁腹板的倾斜方向延伸，浇筑底腹板混凝土，在底腹板的两端分别开槽，制作出支撑件槽，支撑件槽底部平行于箱梁底板，支撑件槽的两个侧壁分别平行于两个箱梁腹板，支撑件槽的一侧设置挡板，挡板的底部和两侧面均与底腹板固定，顶部与底腹板的顶部平面相平齐，挡板顶部开设两侧对称的卡接块槽，卡接块槽内底部预留钢筋束孔，卡接块槽下方的挡板上开槽，形成空心结构；支撑件槽和挡板之间开设横隔板槽，横隔板槽的底部平行于箱梁底板，横隔板槽的两侧分别平行于两个箱梁腹板，横隔板槽的深度大于支撑件槽的深度，横隔板槽垂直于箱梁底板方向的宽度大于支撑件槽垂直于箱梁底板方向的宽度。

s2、按图纸将连接组件、横隔板；连接组件的支撑件底部按照支撑件槽的内部尺寸设计制作，支撑件的内部设置空心结构，横隔板外部按照横隔板槽的内部尺寸设计制作；

s3、将两个底腹板通过龙门吊吊装到一起之后，两个箱梁底板平齐，两个箱梁腹板对接，两个底腹板端部的连接槽对接到一起，将连接组件吊装插入到两个底腹板之间的连接槽内，连接组件的支撑件放置到支撑件槽内，第二工件和第三工件两端的卡接块搭接在挡板顶部的卡接块槽内；

s4、将横隔板竖直插入到连接槽内的横隔板槽内，横隔板上的槽口搭接在卡接块与第一工件之间的位置上；此时卡接块与卡接块槽内底部的钢筋束孔上下对应；

s5、连接组件、横隔板与连接槽连接处的缝隙间采用砂浆填实固定，完成进一步的固定；

s6、卡接块的钢筋束孔内放入钢筋束，钢筋束贯穿卡接块槽内底部，浇筑混凝土，防止漏浆、变形；

s7、绑扎顶板钢筋骨架，桥面钢筋采用梳齿板定位，纵向采用角钢单边控制，外模上预留钢筋束孔，此钢筋束孔对应箱梁顶板上预留的钢筋束孔进行定位，两者的倾斜方向一致，将顶板整体吊装到底腹板的顶部，顶板和箱梁腹板的钢筋束孔对齐，内部放入钢筋束并浇筑混凝土；

s8、进行喷淋养护以及对底腹板和顶板预应力束张拉，注浆封锚，主体结构完成后，用吊车将拼装成型的装配式组合箱梁吊装至桥位。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)、本发明提供一种装配式组合箱梁，通过分段式连接的结构代替一体式的箱梁结构，一体式的混凝土结构剪、拉应力较低，本发明克服了这种缺陷，且横隔板和挡板的中部设置为空心结构，可以减轻箱梁结构自身的重量，方便吊装拼接；支撑件的支撑底板平行于箱梁底板，支撑腹板平行于箱梁腹板，支撑件与支撑件槽的配合，增加了结构的稳定性；

(2)、各部件无需现场制作，可制作完成后运输到现场进行拼接吊装，可根据桥梁规格的实际需要，调整大小，实用性更强，极大提高了现场的施工效率，降低了劳动强度；

(3)、两个箱梁底腹板的连接处通过连接组件连接，第一工件、第二工件与第三工件组成工字形结构，且第二工件和第三工件两端设置卡接块，使得两段底腹板之间可以牢固连接，横隔板竖直插入到连接槽内的横隔板槽内，横隔板上的槽口搭接在卡接块与第一工件之间的位置上，进一步增加了连接的稳固性，方便吊装施工；

(4)、两个箱梁底腹板的连接处通过连接组件连接，也可以增加各组件之间的接触面积，优化结构受力，更好的减小震动的传播，提高桥梁的跨越能力和抗拉能力，显著减小组合箱梁的开裂概率，延长了组合箱梁的使用寿命，增加了使用的安全性。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

图1为本发明实施例的整体结构示意图。

图2为本发明实施例隐藏顶板的整体结构示意图。

图3为本发明实施例连接组件的结构示意图。

图4为图2的a局部放大图。

图5为本发明实施例横隔板的结构示意图。

其中，附图标记为：1、底腹板；2、连接组件；3、横隔板；4、顶板；101、箱梁底板；102、箱梁腹板；103、支撑件槽；104、挡板；105、卡接块槽；106、横隔板槽；201、第一工件；202、第二工件；203、第三工件；204、支撑件；205、卡接块；206、钢筋束孔。

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。当然，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

参见图1至图5，本发明提供其技术方案为，一种装配式组合箱梁，包括底腹板1、连接相邻两个底腹板1的连接组件2、设置在底腹板1内部的的横隔板3以及设置在底腹板1顶部的顶板4，底腹板1包括箱梁底板101和固定设置在箱梁底板101顶部两端的箱梁腹板102；

连接组件2包括与底腹板1内部相匹配的支撑件204以及设置在支撑件204顶部的限位板，限位板包括第一工件201、设置在第一工件201两端的第二工件202和第三工件203，第二工件202和第三工件203关于第一工件201对称设置，连接组件2关于第一工件201的中轴线对称设置，第一工件201的中轴线垂直于底腹板1的延伸方向；

底腹板1端部的内部设置有与连接组件2相配合的连接槽，相邻连接的两个底腹板1，其中一个底腹板1端部的连接槽与第一工件201中轴线的一侧部分配合，其中另一个底腹板1端部的连接槽与第一工件201中轴线的另一侧部分配合。

箱梁腹板102倾斜设置，两个箱梁腹板102关于箱梁底板101对称设置，连接组件2的支撑件204包括设置在底部的支撑底板以及固定设置在支撑底板顶部两端的支撑腹板，支撑底板平行于箱梁底板101，支撑腹板平行于箱梁腹板102，第一工件201设置在支撑件204的正上方，第二工件202和第三工件203固定设置在支撑腹板的顶部，第一工件201、第二工件202与第三工件203组成工字形结构。

连接槽包括与支撑件204配合的支撑件槽103以及设置在支撑件槽103一侧的挡板104。

第二工件202和第三工件203的两端均固定设置有卡接块205，卡接块205垂直于第二工件202和第三工件203，卡接块205分别与第二工件202和第三工件203组成t字形结构；

挡板104与底腹板1的内部固定连接，挡板104的顶部与底腹板1的顶部平齐，挡板104的顶部开设有与卡接块205对应的卡接块槽105。

卡接块205上开设有竖直贯穿卡接块205的钢筋束孔206，钢筋束孔206延伸至卡接块槽105的底部并贯穿挡板104。

横隔板3的两侧侧面倾斜设置，横隔板3的两侧侧面与箱梁腹板102内部配合；

连接槽的支撑件槽103与挡板104之间开设有横隔板槽106，横隔板槽106竖直方向的深度大于支撑件槽103的深度，横隔板3两侧开设有与第二工件202和第三工件203对应的槽口；

横隔板3插接到横隔板槽106内时，横隔板3上的槽口搭接在卡接块205与第一工件201之间的位置上。

横隔板3和挡板104的中部均设置为空心结构。

箱梁腹板102的顶部开设有若干个沿底腹板1的延伸方向线性排列的钢筋束孔206，钢筋束孔206沿箱梁腹板102的倾斜方向贯穿箱梁腹板102，顶板4上开设有与箱梁腹板102的钢筋束孔206相配合的钢筋束孔206。

为了更好地实现本发明目的，本实施例又提供一种装配式组合箱梁的施工方法，具体包括以下步骤：

s1、测量确定两个桥墩之间的跨度，确定底腹板1、连接组件2、横隔板3以及顶板4的适当长度，先预制适当长度的底腹板1，制作底腹板1钢筋绑扎胎架，胎架骨架采用角钢和钢管制作，在胎架上进行底腹板1钢筋骨架的绑扎，在底腹板1钢筋骨架上安装波纹管，按设计图纸中预应力钢束的坐标，在胎架上做出标记，波纹管安装时严格按照标记进行定位，井字形固定，波纹管内穿设内衬管做支撑，防止漏浆变形，箱梁腹板101的顶部预留若干个倾斜的钢筋束孔，钢筋束孔沿着箱梁腹板101的倾斜方向延伸，浇筑底腹板1混凝土，在底腹板1的两端分别开槽，制作出支撑件槽103，支撑件槽103底部平行于箱梁底板101，支撑件槽103的两个侧壁分别平行于两个箱梁腹板102，支撑件槽103的一侧设置挡板104，挡板104的底部和两侧面均与底腹板1固定，顶部与底腹板1的顶部平面相平齐，挡板104顶部开设两侧对称的卡接块槽105，卡接块槽105内底部预留钢筋束孔，卡接块槽105下方的挡板104上开槽，形成空心结构；支撑件槽103和挡板104之间开设横隔板槽106，横隔板槽106的底部平行于箱梁底板101，横隔板槽106的两侧分别平行于两个箱梁腹板102，横隔板槽106的深度大于支撑件槽103的深度，横隔板槽106垂直于箱梁底板101方向的宽度大于支撑件槽103垂直于箱梁底板101方向的宽度；

s2、按图纸将连接组件2、横隔板3；连接组件2的支撑件底部按照支撑件槽103的内部尺寸设计制作，支撑件的内部设置空心结构，横隔板3外部按照横隔板槽106的内部尺寸设计制作；

s3、将两个底腹板1通过龙门吊吊装到一起之后，两个箱梁底板101平齐，两个箱梁腹板102对接，两个底腹板1端部的连接槽对接到一起，将连接组件2吊装插入到两个底腹板1之间的连接槽内，连接组件2的支撑件204放置到支撑件槽内，第二工件和第三工件两端的卡接块205搭接在挡板104顶部的卡接块槽105内；

s4、将横隔板3竖直插入到连接槽内的横隔板槽106内，横隔板3上的槽口搭接在卡接块105与第一工件之间的位置上；此时卡接块205与卡接块槽内底部的钢筋束孔上下对应；

s5、连接组件2、横隔板3与连接槽连接处的缝隙间采用砂浆填实固定，完成进一步的固定；

s6、卡接块205的钢筋束孔内放入钢筋束，钢筋束贯穿卡接块槽105内底部，浇筑混凝土，防止漏浆、变形；

s7、绑扎顶板钢筋骨架，桥面钢筋采用梳齿板定位，纵向采用角钢单边控制，外模上预留钢筋束孔，此钢筋束孔对应箱梁顶板上预留的钢筋束孔进行定位，两者的倾斜方向一致，将顶板整体吊装到底腹板1的顶部，顶板4和箱梁腹板102的钢筋束孔对齐，内部放入钢筋束并浇筑混凝土；

s8、进行喷淋养护以及对底腹板1和顶板4预应力束张拉，注浆封锚，主体结构完成后，用吊车将拼装成型的装配式组合箱梁吊装至桥位。

本发明的工作原理：根据两个桥墩之间的跨度，先预制适当长度的底腹板1，制作底腹板1钢筋绑扎胎架，在胎架上进行底腹板1钢筋骨架的绑扎，在底腹板1钢筋骨架上安装波纹管，按设计图纸中预应力钢束的坐标，在胎架上做出标记，波纹管内穿设内衬管做支撑，防止漏浆变形，箱梁腹板101的顶部预留若干个倾斜的钢筋束孔，钢筋束孔沿着箱梁腹板102的倾斜方向延伸，浇筑底腹板1混凝土，在底腹板1的两端分别开槽，制作出支撑件槽103，支撑件槽103底部平行于箱梁底板101，支撑件槽103的两个侧壁分别平行于两个箱梁腹板102，支撑件槽103的一侧设置挡板104，挡板104的底部和两侧面均与底腹板1固定，顶部与底腹板1的顶部平面相平齐，挡板104顶部开设两侧对称的卡接块槽105，卡接块槽105内底部预留钢筋束孔，卡接块槽105下方的挡板104上开槽，形成空心结构；支撑件槽103和挡板104之间开设横隔板槽106，横隔板槽106的底部平行于箱梁底板101，横隔板槽106的两侧分别平行于两个箱梁腹板102，横隔板槽106的深度大于支撑件槽103的深度，横隔板槽106垂直于箱梁底板101方向的宽度大于支撑件槽103垂直于箱梁底板101方向的宽度；按图纸将连接组件2、横隔板3，支撑件204的内部设置空心结构；将两个底腹板1通过龙门吊吊装到一起之后，两个箱梁底板101平齐，两个箱梁腹板102对接，两个底腹板1端部的连接槽对接到一起，将连接组件2吊装插入到两个底腹板1之间的连接槽内，连接组件2的支撑件204放置到支撑件槽103内，第二工件和第三工件两端的卡接块205搭接在挡板104顶部的卡接块槽105内；将横隔板106竖直插入到连接槽内的横隔板槽106内，横隔板106上的槽口搭接在卡接块205与第一工件之间的位置上；连接组件2、横隔板3与连接槽连接处的缝隙间采用砂浆填实固定，完成进一步的固定；卡接块205的钢筋束孔内放入钢筋束，钢筋束贯穿卡接块槽105内底部，浇筑混凝土，防止漏浆、变形；绑扎顶板4钢筋骨架，外模上预留钢筋束孔，此钢筋束孔对应箱梁顶板上预留的钢筋束孔进行定位，两者的倾斜方向一致，将顶板4整体吊装到底腹板1的顶部，顶板4和箱梁腹板102的钢筋束孔对齐，内部放入钢筋束并浇筑混凝土；进行喷淋养护以及对底腹板1和顶板4预应力束张拉，注浆封锚，主体结构完成后，用吊车将拼装成型的装配式组合箱梁吊装至桥位。

通过分段式的装配方法代替原始的一体式的箱梁结构，方便吊装和拼接，相邻底腹板1之间通过连接组件2相连，简化了施工工序，也提高了连接的稳固性；

同样的建筑材料有的形状容易断，有的不容易断，梁体本身的几何因素是非常重要的，本发明第一工件、第二工件与第三工件组成工字形结构，抗弯折性更好，第一工件比第二工件和第三工件都要窄，顶部施加负载时，中间的受力会向两边分散给第二工件和第三工件的两端，减少开裂的可能，工字形结构减轻重量的同时，增加了横向的承受力度，缓解了梁体的压强，利用工字形结构的特性，提高了整体的安全性。

而且连接组件2上面的支撑件204的横向宽度较大，底部设置支撑底板的横向宽度也较大，可很好的缓解箱梁顶部施加的压强，与箱梁底板101接触的面积也较大，提高了支撑稳定性，也增加了受力面积，进而也缓解了顶部承受的压强；

第一工件、第二工件与第三工件组成横向的工字形，而第二工件和第三工件分别与其两端的卡接块205组成纵向的工字形，且纵向的工字形关于第一工件对称，这就使得横向工字形的基础上优化上了纵向的双工字形结构，扩大了上述内容中提到的工字形结构的优点.

当横截面顶部施加负载时，最大程度的弯曲会发生在中间，工字形的结构与同样面积的正方形结构相比，面积分布非常不同，由于两侧力臂的增大，离中心最远的地方，最能承受弯曲，即抗弯折性最大，会缓解中轴线处承受的压力，本结构提供一个二次的压强分散的作用，将工字形结构的优点进行加强。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。