阅读说明：本技术 用于组合u形加强梁桥面的施工系统及其方法 (Construction system and method for combined U-shaped reinforcing beam bridge floor ) 是由 潘迪 维拉萨米·塔瓦马尼 拉尼 塔瓦马尼·潘迪·杰安泰 于 2018-06-22 设计创作，主要内容包括：公开了一种组合U形钢筋混凝土和钢梁桥面的施工系统及其方法。该系统由多根具有不对称顶翼缘的钢主梁、多根连接在主梁底翼缘上方的横梁和U形RCC梁构成,该U形RCC梁包括主梁上方的混凝土翼缘、腹板和横梁上方的桥面板。为铁路/公路提供检查通道/防撞护栏。系统可采用高达3轨道/四条车道道路。在现场浇筑施工中,主梁放置在支承件上方。横梁被连接并浇注混凝土。在预制施工中,将带有顶板的主梁预制并放置在支承件上方。两个或多个带有预制板的梁连接到主梁的腹板。混凝土腹板部分现场浇筑。(A construction system and method for combining U-shaped reinforced concrete and steel beam bridge surface is disclosed. The system is composed of a plurality of steel main beams with asymmetric top flanges, a plurality of cross beams connected above bottom flanges of the main beams and U-shaped RCC beams, wherein each U-shaped RCC beam comprises a concrete flange above the main beam, a web plate and a bridge deck above the cross beams. Providing an inspection way/crash barrier for railways/highways. The system may employ up to 3 tracks/four lane roads. In cast-in-place construction, the main beams are placed above the supports. The beams are connected and concrete is poured. In the prefabrication construction, a main girder with a top plate is prefabricated and placed over a support. Two or more girders with precast slabs are connected to the web of the girder. The concrete web sections are cast in place.)

用于组合U形加强梁桥面的施工系统及其方法

技术领域

本发明涉及桥梁工程领域，具体涉及经济和快速轨道施工的钢筋混凝土组合桥面。更具体地，本发明涉及用于铁路、地铁和公路桥的组合U形钢筋混凝土和钢梁桥面的施工系统和方法。

背景技术

在公路桥的组合施工中，主梁沿交通方向放置，间隔约为2.5m，以覆盖桥面宽度。每个梁设计成接纳该准线的活荷载。施工深度在桥梁设计和引道成本中起着重要作用。对于24m到45m的跨度，施工深度(道路顶部到梁底部)为2m到3.5m。构造中承式或半穿式钢梁，并且由于其较小的惯性矩，它可以用于较短的跨度。

在多梁系统中，每个梁被设计成接纳该路带(strip)中的荷载。施工深度(主梁底部到道路水平)高。所用钢的重量高。支撑和横隔板布置增加了重量并增加了施工时间。施工将现场进行。需要架柱梁和多个支柱来支承桥面。需要复杂的模板。交叉口需要封闭干扰交通，这不适合快速轨道施工。梯形桥面系钢的使用较少，但施工深度较多，其导致引道成本增加。暴露的区域越多，就越容易受到雨水和风化因子的影响。中承式钢构造主梁钢属性被单独使用。需要更多的梁深和钢量，其可用于短跨度。暴露的区域越多，就越容易受到雨水和风化因子的影响。PSC U梁仅用于单车道铁路桥。在需要复杂的模板的现场完成浇筑，其构造为跨度长达18m，并且也不适用于多车道公路/铁路桥。

构造梁间隔约为2.5m的多梁组合梁跨线桥(road over bridges)。双梁梯形桥面在顶翼缘水平处构造有横梁。正在构造中承式钢梁，其中主梁钢属性被单独使用。构造U形PSC梁用于短跨度的单车道铁路桥。在钦奈(Chennai)附近的机车工厂(Loco Works)火车站已经建造了用于单车道道路的U形RCC梁和钢梁组合桥，具有对称截面平的底部和顶部横梁的主I梁。由于主梁的对称翼缘，U形梁的腹板断开。混凝土的顶翼缘宽度不相等，并且主梁的组合属性未被充分利用。

现有技术之一KR101654657公开了使用侧梁和板段的桥梁施工方法。下承式桥包括：两个或更多个侧梁，其在横向方向上间隔布置，其中，端部的底部支承在两个桥台单元的上表面上，两个桥台单元在纵向方向上彼此间隔开，形成下部基础；两个端部翼缘，其直接支承在侧梁的上表面上；以及U形板段，其包括在两个端部翼缘之间形成的U形地板单元，其中，U形地板单元与彼此相邻的侧梁的内表面接触，并在U形地板单元与直接支承在侧梁的上表面上的两个端部翼缘接触时在横向方向支承两个侧梁的内侧。上述发明的缺点是：支承在桥台上的主梁之间的板跨度和桥面宽度较小，这不适于多车道道路/铁路和较长跨度。由于支撑主梁的桥台和复杂的模板布置，现有交通受阻。

另一种现有技术KR101476290公开了一种钢组合PSC波纹钢板U梁，其包括：下翼缘(10)，其包括混凝土层(12)和在纵向方向上设置在混凝土层(12)内部的多个PS钢材料(11)；成对组合部件(20)，其分别连接到下翼缘(10)的两侧，使得该对组合部件设置在比组合部件之间的距离中的下部距离更大的上部距离处；以及成对上翼缘(30)，其由混凝土制成并分别连接到该对组合部件(20)的上侧，其中组合部件(20)包括波纹钢板(24)、下联接构件(22)和上联接构件(26)，下联接构件(22)构造成将波纹钢板(24)的下部联接到下翼缘(10)的混凝土(12)，上联接构件(26)构造成将波纹钢板(24)的上部连接到上翼缘(30)的混凝土。上述发明的波纹板形成独立于腹板的成对组合部件，并且其不适用于更宽/多车道的道路/铁路桥。

又一种现有技术KR100881921“开口钢组合U梁施工方法(Opening steelcomposite U girder construction method)”公开了梯形开口型钢梁，其在上翼缘正弯矩区域和负弯矩区域具有部分预应力的高强度混凝土。

从以上描述可以理解，正在观察先前的施工方法，这不适用于多车道道路/铁路并且交通受阻。两个梁足以代替多梁来接纳荷载和力。U形RCC梁与钢梁桥被构造成在底部水平处具有横梁布置。存在需要借助于提供U形RCC梁、主梁和横梁组合相互作用的新的力传递系统，构造组合U形钢筋混凝土和钢梁桥面，从而显著减少在主/横梁中跨度的中心处的挠度和弯矩并且适用于更长的跨度。

发明目的

因此，本发明的主要目的是提供一种复合U形钢筋混凝土和钢梁桥面的施工系统和方法。

1.本发明的主要目的是提供U形RCC梁，其在钢主梁和横梁上呈网格型式。

2.本发明的另一个目的是确保主梁顶翼缘保持不对称，以在顶翼缘上接纳U形板。

3.本发明的又一目的是提供横梁和端梁，横梁放置在主梁底翼缘上方5cm处，端梁放置在主梁的底翼缘上并连接到主梁的腹板和翼缘两者，用于更好地将荷载传递到支座。

4.本发明的另一目的是提供横梁，其底翼缘弯曲以匹配主梁的底翼缘。

5.本发明的又一目的是提供横梁，其底翼缘弯曲以在行车道中提供拱度。

6.本发明的另一个目的是提供新的力传递系统，其具有U形RCC梁和主梁的组合相互作用，从而显著减少在主梁中跨度的中心处的挠度和弯矩，使它适用于更长的跨度。

7.本发明的又一目的是提供U形RCC梁，其框架作用导致显著减少横梁中的弯矩和挠度。

8.本发明的另一目的是由于在横梁和模板中不存在架柱梁/支承件而提供桥梁的无障碍和快速轨道施工。

发明内容

应当理解，本公开不限于所描述的具体系统和方法，因为可以存在未在本公开中明确说明的本公开的多个可能的实施例。还应理解，说明书中使用的术语仅为了描述具体版本或实施例的目的，并不旨在限制本公开的范围。

根据本发明的基本方面，提供了组合U形加强梁桥面的施工系统，其包括多个主梁、多个横梁(包括端部横梁和中间横梁)、U形RCC梁、排水管道/检查通道(铁路/地铁)、防撞护栏(公路)和轨道。主梁(由钢制成)设有不对称的顶翼缘、腹板和对称的底翼缘。横梁连接在主梁的底翼缘上方。横梁在支承件附近弯曲，以便匹配所述主梁的所述底翼缘。末端横梁是U形的包围RCC梁并且中间横梁是I梁。横梁的均匀间隔约为2.5m。U形RCC梁设有顶翼缘、腹板和桥面板，使得桥面板构造在横梁上方，该横梁在主梁的所述底翼缘上5cm处连接到所述腹板。桥面板、混凝土腹板和在主梁的所述顶翼缘上方的混凝土形成U形。在所述防撞护栏和U形RCC梁的所述腹板之间设有1.5m的人行通道或0.45m的服务通道。在铁路/地铁桥上设有检查通道和电缆/排水管道。

此外，所述主梁的顶翼缘是不对称的，从而在所述顶翼缘上接纳所述U形RCC梁。所述主梁的顶翼缘突出到混凝土内部3cm用于焊接。修改主梁、横梁和U梁的属性以增加惯性矩。加强筋设置在主梁的外表面上。横梁的顶翼缘弯曲，以便在行车道中提供拱度，该行车道用于对于公路高达四条车道并且对于铁路/地铁轨道高达三条车道。系统的框架作用减少了主梁和横梁两者的弯矩和挠度。为了节省主梁和横梁的施工开支，提供预拱度以抵消恒荷载和50％的活荷载挠度。半穿钢组合梁布置能提供具有板梁E250/350等级的长达36m的跨度和E410等级的45m以上的跨度。对于45及以上的跨度，应提供预拱度以包含小于L/600的挠度。由膨胀页岩粘土和板岩制成的密度为1600kg/m³的轻质混凝土可用于节省采用相同截面的较长跨度的施工开支。

根据本发明的另一个方面，提供了组合U形钢筋混凝土和钢梁桥面的施工预制方法，包括以下步骤：预制带有顶板的主梁以增强惯性矩从而承载恒荷载和活荷载。如果处理能力可用，则可以预制腹板。为了避免模板，所述具有所述面板的主梁是倒置预制的，而混凝土的等级可以等于或高于桥面混凝土，使得应力在允许的限度内。两个或多个横梁预制有顶板以增强惯性矩，从而承载恒荷载和活荷载。带有顶板的主梁保持在适当位置。带有桥面的横梁应连接到主腹板，并且混凝土腹板可以现场浇筑。

根据本发明的另一个方面，提供了组合U形钢筋混凝土和钢梁桥面的现场施工方法，包括以下步骤：将主梁放置在所述横梁将要连接的位置。浇注混凝土可以一次完成。为了节省施工开支，首先在主梁和腹板部分的顶翼缘上的面板中浇注混凝土。可将6mm低碳钢桥面板铺设在所述横梁顶部上方，并用3mm角焊缝焊接。在桥面部分执行浇注混凝土，以确保在翼缘和主腹板部分浇注混凝土14天后更好地传递力和控制挠度。在开放交通之前，应制作防撞护栏、磨耗层、检查通道和排水与电缆管道和保护布置。

附图说明

当结合附图阅读时，在确保本发明的详细描述中，本发明的上述和其它特征变得更加明显，其中：

图1示出了根据本发明的在铁路桥中实施的组合U形钢筋混凝土和钢梁桥面的施工系统的示意图。

图2示出了根据本发明的在公路桥中实施的组合U形钢筋混凝土和钢梁桥面的施工系统的示意图。

具体实施方式

现将参考附图说明本发明的较佳实施例。然而，应该理解，所公开的实施例仅仅是对本发明的示例，本发明可以以各种形式实施。以下描述和附图不应被解释为限制本发明，并且描述了许多具体细节以提供对本发明的透彻理解，作为权利要求的基础并且作为教导本领域技术人员如何制作和/或使用本发明的基础。然而，在某些情况下，没有描述众所周知的或传统的细节，以免不必要详细地模糊本发明。

参考图1，本发明被示出为应用于在铁路桥中实施的组合U形钢筋混凝土和钢梁桥面的施工系统的示意图，其包括多个主梁、包括端部横梁和中间横梁的多个横梁(2)、U形RCC梁、排水管(4)和轨道(5)。主梁(由钢制成)设有不对称的顶翼缘(1a)、对称的底翼缘(1b)和腹板(1c)。横梁(2)连接到主梁。横梁在支承件附近弯曲，以便匹配所述主梁的所述底翼缘(1b)。主梁和所述横梁的均匀间距为2.5m。末端横梁是U形的包围RCC梁并且中间横梁是I梁。U形RCC梁设有顶翼缘(3a)、腹板(3b)和桥面板(3c)，使得所述桥面板(3c)和所述腹板(3b)构造成在横梁的上方以及翼缘(3)在主梁的不对称顶翼缘(1a)上方。混凝土桥面板(3c)、腹板(3b)和所述混凝土翼缘(3a)形成U形。所述主梁的顶翼缘(1a)是不对称的，从而在所述顶翼缘(1a)上接纳所述U形RCC梁。所述主梁的顶翼缘(1a)突出到混凝土内部3cm用于焊接。

在本发明的一个实施例中，加强筋设置在所述主梁的外表面上。横梁(2)的顶翼缘弯曲，以便在行车道中提供拱度，该行车道用于对于公路高达四条车道并且对于铁路/地铁轨道高达三条车道。借助于提供U形RCC梁、主梁和横梁组合相互作用的新的力传递系统，构造组合U形钢筋混凝土和钢梁桥面，从而显著减少在主梁和横梁中跨度的中心处的挠度和弯矩并且适用于更长的跨度。

参考图2，本发明被示出为应用于在公路桥中实施的组合U形钢筋混凝土和钢梁桥面的施工系统的示意图，其包括多个主梁、包括端部横梁和中间横梁的多个横梁(2)、U形RCC梁和防撞护栏(4)。

在本发明的另一个实施例中，其中在所述防撞护栏(4)和U形RCC梁的所述腹板(3b)之间提供1.5m的人行通道或0.45m的服务通道。

本发明的优点：

1.本发明确保重量轻且深度较小的桥面导致较轻的下部结构和基础以及较小的引道长度，并从而减少了土地征用。它降低了桥梁和引道成本，并有助于快速轨道施工，从而消除了成本和时间超限。主梁的组合作用使结构更轻，并适用于长达72m跨度的更长跨度，具有改进的美学外观。

2.对于现有的铁路、地铁和公路桥，没有架柱梁的轻型桥面适用于快速轨道修复/重建，除了增加的垂直净空和整体节省桥梁成本之外增加跨度。

3.该梁可以工厂制造，造成更好的质量和更少的现场工作，导致快速轨道和质量施工。

4.顶部上具有面板的主梁可以预制，并且桥面可以与横梁预制并连接到彼此，这导致快速轨道施工。预制双梁系统可在腹板部分上方以最小的浇注混凝土架设(1aunched)在支承件上方。没有支撑系统横隔板、架柱梁连接柱/支承件、复杂的模板布置和对交通的干扰最小也使其适用于快速轨道施工。

5.替代地可以架设主梁和横梁，并且6mm软钢桥面板可以铺设和焊接到横梁以及现场浇筑施工方法。增强件可以预先组装。没有支撑系统横隔板、架柱梁连接柱/支承件、复杂的模板和对交通的干扰最小使其适用于快速轨道施工。

6.部分或全部桥面可预制，以提前具有组合属性，以减少梁的深度、重量、挠度和下部结构和基础的重量。桥梁的总成本可降低超过1/3。

7.通过设计两个带有U形RCC梁的主梁，单独利用钢梁属性来分担一半的钢梁桥面的荷载，可以减轻使用的钢材的重量。

8.与双梁组合梯形桥面相比，施工深度较小，而对于行车道的施工深度(即)道路顶部到横梁/主梁的底部约为1m，该行车道对于公路高达四条车道并且对于铁路或地铁轨道高达三条车道。道路地平中的计量减少使引道长度减少了60m。

9.与双梁梯形桥面和中承式钢梁相比，由于较少暴露于雨水和风化因子，桥梁的耐久性更高。

需要强调的是，提供了本公开的摘要以允许读者快速确定技术公开的本质。应当理解递交该摘要并不是用于解释或限制权利要求书的范围和含义。另外，在前面的具体实施方式中，能看出为了简化本公开，各种特征在单个实施例中被组合在一起。该公开的方法不应被解释为反映所要求保护的实施例需要比每项权利要求中所明确描述的更多特征的意图。而是，如以下权利要求所反映的那样，本发明的主题在于少于单个公开的实施例的所有特征。因此，以下权利要求在此纳入具体实施方式之中，而每项权利要求本身可作为单独的实施例。在随后的权利要求中，术语“包括”和“其中”分别用作相应术语“包括”和“其中”的普通英语等效词。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用作标记，并不旨在对其对象施加数字要求。

无需进一步描述，相信本领域普通技术人员能使用前述说明和说明性示例制作和利用本发明并实施所要求保护的方法。应当理解，前面的讨论和示例仅仅提出了某些较佳实施例的详细描述。对本领域普通技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，能进行各种修改和等效。