CN102425099B - 大悬臂波-桁组合pc桥梁及其制造方法 - Google Patents

大悬臂波-桁组合pc桥梁及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及大悬臂波-桁组合PC桥梁及其制造方法。该桥梁包括混凝土顶板、混凝土底板，混凝土顶板与混凝土底板之间设置有两波形钢腹板，两波形钢腹板的底端部分别连接在混凝土底板的两侧，上端部与混凝土顶板连接，波形钢腹板与混凝土底板之间的夹角不小于90度；两波形钢腹板之间设置有位于混凝土顶板和混凝土底板之间的竖向钢桁管，混凝土顶板与混凝土底板之间设置有钢桁腹斜撑。钢桁腹斜撑形成顶板大悬臂，降低拉应力、增大了抗压性，弥补波形钢腹板不抗压、抗扭刚度小的缺陷，波形钢腹板横向抗弯刚度好，纵向抗剪刚度大，弥补钢桁腹斜撑横向抗弯刚度小、纵向抗剪刚度小的缺陷，自重很轻，节省模板支架，施工方便，缩短施工周期，造价经济。

Description

大悬臂波-桁组合PC桥梁及其制造方法
技术领域
本发明涉及桥梁技术领域，具体涉及一种超大悬臂流线型波、桁大悬臂波-桁组合PC桥梁及其制造方法。
背景技术
PC桥梁是现有桥梁中的常用设计，其具有强度高等优点。现有的桥梁要求主梁截面应轻巧、流线型，以此减轻自重、减小风阻，降低索的应力，施工更容易，造价更经济。
然而，传统的PC桥梁设计均采用较小尺寸的悬臂，当桥面较宽时，由于波形钢腹板的抗扭性能较差，导致存在使用缺陷，现有的PC桥梁均采用波形钢腹板支撑顶板和底板，当波形钢腹板之间的尺寸较大时，波形钢腹板受到较大的扭矩，容易使桥的主梁产生形变。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种大悬臂波-桁组合PC桥梁，其能够有效的减轻自重、节省钢材、降低造价，并大幅度的增加了悬臂的长度。
为实现上述目的之一，本发明采用如下技术方案：
大悬臂波-桁组合PC桥梁，包括混凝土顶板、混凝土底板，混凝土顶板与混凝土底板之间还设置有两波形钢腹板，两波形钢腹板的底端部分别连接在混凝土底板的两侧，上端部则与混凝土顶板连接，该两波形钢腹板与混凝土底板之间的夹角不小于90度；两波形钢腹板之间设置有位于混凝土顶板和混凝土底板之间的竖向钢桁管，混凝土顶板与混凝土底板之间还设置有钢桁腹斜撑。
钢桁腹斜撑包括沿该大悬臂波-桁组合PC桥梁的长度方向设置的两列内钢桁腹斜撑、以及沿该大悬臂波-桁组合PC桥梁的长度方向设置的两列外钢桁腹斜撑，两列内钢桁腹斜撑的下端部分别连接在混凝土底板的两侧，其二者沿宽度方向对应的两内钢桁腹斜撑的上端部相交于竖向钢桁管与混凝土顶板的连接处，两列外钢桁腹斜撑的下端部分别连接在混凝土底板的两侧，上端部连接在混凝土顶板上，两外钢桁腹斜撑与混凝土底板的夹角大于90度。
两波形钢腹板与混凝土底板之间的夹角为90度。
混凝土顶板和混凝土底板内均填埋有沿该大悬臂波-桁组合PC桥梁长度方向延伸的纵向预应力束，混凝土顶板内填埋有沿该大悬臂波-桁组合PC桥梁宽度方向延伸的横向预应力束。
混凝土顶板的下表面设置有分别于梁波形钢腹板对应的连接件，两波形钢腹板的上端部分别固定连接在两连接件上。
本发明的目的之二在于提供一种大悬臂波-桁组合PC桥梁的制造方法。
为了达到目的之二，本发明所采用的技术方案如下：
一种大悬臂波-桁组合PC桥梁的制造方法，包括以下步骤：
A．施工混凝土底板；
B．在混凝土底板上安装波-桁架，所述波-桁架包括两波形钢腹板、一竖向钢桁管及两列内钢桁腹斜撑，两波形钢腹板的底端部分别连接在混凝土底板的两侧，该两波形钢腹板与混凝土底板之间的夹角不小于90度，竖向钢桁管位于两波形钢腹板之间，两列内钢桁腹斜撑沿大悬臂波-桁组合PC桥梁的长度方向设置，两列内钢桁腹斜撑的下端部分别连接在混凝土底板的两侧；
C．在波-桁架上浇筑中段混凝土板，在中段混凝土板和混凝土底板内均填埋有沿大悬臂波-桁组合PC桥梁长度方向延伸的纵向预应力束；
D．沿大悬臂波-桁组合PC桥梁的长度方向安装两列外钢桁腹斜撑，两列外钢桁腹斜撑的下端部分别连接在混凝土底板的两侧；
E．在两列外钢桁腹斜撑的上端浇筑大悬臂混凝土顶板，在大悬臂混凝土板内填埋沿大悬臂波-桁组合PC桥梁宽度方向延伸的横向预应力束，两外钢桁腹斜撑与混凝土底板的夹角大于90度，中段混凝土板及大悬臂混凝土板形成混凝土顶板；
F.对桥面进行附属设施的施工。
本发明的有益效果在于：
1、钢桁腹斜撑形成顶板大悬臂，降低拉应力、增大了抗压性能，正好弥补波形钢腹板不抗压、抗扭刚度小的缺陷，主要作用是充分发挥其解决主梁的横向受力问题的优势；
2、波形钢腹板横向抗弯刚度好，纵向抗剪刚度大，正好弥补钢桁腹斜撑横向抗弯刚度小、纵向抗剪刚度小的缺陷，主要作用是充分发挥其解决主梁的纵向受力问题的优势；大悬臂钢桁腹与波形钢腹板组合结构，充分发挥了其各自的力学优势，在大跨度桥梁等工程应用方面，具有极其重要的意义；
3、结构受力非常合理，造型美观，自重很轻，节省模板支架，结构轻巧美观，施工方便，缩短施工周期，造价经济。
附图说明
图1为本发明实施例一的大悬臂波-桁组合PC桥梁的结构示意图；
图2为实施例一第一期施工图；
图3为实施例一第二期施工图；
图4为实施例一第三期施工图；
图5为实施例一第四期施工图；
图6为实施例一第五期施工图；
图7为实施例一第六期施工图；
图8为本发明实施例二的大悬臂波-桁组合PC桥梁的结构示意图；
图9为本发明实施例三的大悬臂波-桁组合PC桥梁的结构示意图；
图10为本发明实施例四的大悬臂波-桁组合PC桥梁的结构示意图；
图11为本发明实施例五的大悬臂波-桁组合PC桥梁的结构示意图；
图12为本发明实施例六的大悬臂波-桁组合PC桥梁的结构示意图；
图13为本发明实施例七的大悬臂波-桁组合PC桥梁的结构示意图；
图14为本发明实施例八的大悬臂波-桁组合PC桥梁的结构示意图。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：
如图1、2所示，为本发明一种大悬臂波-桁组合PC桥梁，其包括混凝土顶板1、混凝土底板2，混凝土顶板1与混凝土底板2之间还设置有两波形钢腹板5，两波形钢腹板5的底端部分别连接在混凝土底板2的两侧边沿，上端部则与混凝土顶板1连接，两波形钢腹板5与混凝土底板2垂直，其均沿竖直方向作为混凝土底板2与混凝土顶板1之间两侧边的支撑。
两波形钢腹板5之间设置有位于混凝土顶板1和混凝土底板2之间的竖向钢桁管3，竖向钢桁管3的上、下端部分别连接在混凝土顶板1和混凝土底板2宽度方向的中间部位，作为混凝土底板2和混凝土顶板1中间部分的竖向支撑。为了方便连接，在混凝土顶板1的下表面设置有连接件4，上述波形钢腹板5的上端部固定连接在相应的连接件4上。
混凝土顶板1和混凝土底板2之间沿其二者的长度方向设置有两列内钢桁腹斜撑41，该两列内钢桁腹斜撑41在组合PC梁宽度方向上一一对应，每两个对应的内钢桁腹斜撑41上端部相交于混凝土顶板1的中间部位，也就是竖向钢桁管3与混凝土顶板1的相交处，每两个互相对应的内钢桁腹斜撑41的底部均分别连接在混凝土底板2的两侧边缘，也就是两个波形钢腹板5与混凝土底板2的相交处，两个内钢桁腹斜撑41与混凝土底板2的夹角均小于90度。
混凝土顶板1和混凝土底板2之间沿其二者的长度方向设置有两列外钢桁腹斜撑42，该两列外钢桁腹斜撑42分别位于两波形钢腹板5的外侧，并且两列外钢桁腹斜撑42在宽度方向上两两相对应，外钢桁腹斜撑42的底端部连接在混凝土底板2的侧边，其上端部朝外倾斜连接在混凝土顶板1的同一侧，外钢桁腹斜撑42与混凝土底板2的夹角呈钝角，为了实现外钢桁腹斜撑42与混凝土顶板1的连接，在混凝土顶板1上设置有对应的连接台11，该连接台11的表面与外钢桁腹斜撑42垂直，从而增大了混凝土顶板1与外钢桁腹斜撑42的连接面积，实现良好的对接效果。
上述组合PC梁由于设置内钢桁腹斜撑41及外钢桁腹斜撑42，因此，形成多个组合的三角支撑结构，有效的增加了强度。
同时，在上述混凝土顶板1和混凝土底板2内沿其二者的长度方向，均预埋有多根纵向预应力束6，在混凝土顶板1内沿其宽度方向预埋有横向预应力束7。
     根据公知技术常识，上述的两波形钢腹板5的延伸方向还可以是偏离竖直方向，使其与混凝土底板2形成的夹角大于90度。
如图2至图7所示，为本实施例的桥梁的施工方法。
第一期：施工混凝土底板；
第二期：在混凝土底板上安装竖向钢桁管、波形钢腹板、内钢桁腹斜撑及连接件；
第三期：浇筑中段混凝土板，并张拉纵向预应力束；
第四期：外钢桁腹斜撑定位安装；
第五期：浇筑大悬臂混凝土板，并张拉横向预应力束；
第六期：对桥面进行附属设施的施工。
实施例二
如图8所示，本实施例与实施例一的区别仅在于，把实施例一的混凝土底板2替换为梁底钢桁管2a，波形钢腹板5替换为钢桁腹板5a，成为大悬臂板-桁组合梁。
实施例三
如图9所示，本实施例与实施例一的区别仅在于，把实施例一的混凝土底板2替换为梁底钢桁管2b，成为大悬臂波-桁组合梁。
实施例四
如图10所示，本实施例与实施例一的区别仅在于，把实施例一的波形钢腹板5替换为钢桁腹板5b，成为大悬臂钢桁腹组合PC梁。
实施例五
如图11所示，本实施例与实施例一的区别仅在于，把实施例一的内钢桁腹斜撑41及外钢桁腹斜撑42分别替换为流线型内钢桁腹斜撑41a及流线型外钢桁腹斜撑42a，成为大悬臂波-曲桁组合PC梁。
实施例六
如图12所示，本实施例与实施例五的区别仅在于，把实施例五的混凝土底板替换为梁底钢桁管2c，波形钢腹板替换为钢桁腹板5c，成为大悬臂板-曲桁组合梁。
实施例七
如图13所示，本实施例与实施例五的区别仅在于，把实施例五的混凝土底板替换为梁底钢桁管2d，成为大悬臂波-曲线桁组合梁。
实施例八
如图14所示，本实施例与实施例五的区别仅在于，把实施例五的波形钢腹板替换为钢桁腹板5d，成为大悬臂曲线钢桁腹组合PC梁。
对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (5)

1.大悬臂波-桁组合PC桥梁，包括混凝土顶板、混凝土底板，其特征在于，混凝土顶板与混凝土底板之间还设置有两波形钢腹板，两波形钢腹板的底端部分别连接在混凝土底板的两侧，上端部则与混凝土顶板连接，该两波形钢腹板与混凝土底板之间的夹角不小于90度；两波形钢腹板之间设置有位于混凝土顶板和混凝土底板之间的竖向钢桁管，混凝土顶板与混凝土底板之间还设置有钢桁腹斜撑；
钢桁腹斜撑包括沿该大悬臂波-桁组合PC桥梁的长度方向设置的两列内钢桁腹斜撑、以及沿该大悬臂波-桁组合PC桥梁的长度方向设置的两列外钢桁腹斜撑，两列内钢桁腹斜撑的下端部分别连接在混凝土底板的两侧，其二者沿宽度方向对应的两内钢桁腹斜撑的上端部相交于竖向钢桁管与混凝土顶板的连接处，两列外钢桁腹斜撑的下端部分别连接在混凝土底板的两侧，上端部连接在混凝土顶板上，两外钢桁腹斜撑与混凝土底板的夹角大于90度；
混凝土顶板上设置有与外钢桁腹斜撑顶端固定连接的连接台，该连接台的表面与外钢桁腹斜撑垂直。
2.如权利要求1所述的大悬臂波-桁组合PC桥梁，其特征在于，两波形钢腹板与混凝土底板之间的夹角为90度。
3.如权利要求1所述的大悬臂波-桁组合PC桥梁，其特征在于，混凝土顶板和混凝土底板内均填埋有沿该大悬臂波-桁组合PC桥梁长度方向延伸的纵向预应力束，混凝土顶板内填埋有沿该大悬臂波-桁组合PC桥梁宽度方向延伸的横向预应力束。
4.如权利要求1所述的大悬臂波-桁组合PC桥梁，其特征在于，混凝土顶板的下表面设置有分别于梁波形钢腹板对应的连接件，两波形钢腹板的上端部分别固定连接在两连接件上。
5.大悬臂波-桁组合PC桥梁的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
A．施工混凝土底板；
B．在混凝土底板上安装波-桁架，所述波-桁架包括两波形钢腹板、一竖向钢桁管及两列内钢桁腹斜撑，两波形钢腹板的底端部分别连接在混凝土底板的两侧，该两波形钢腹板与混凝土底板之间的夹角不小于90度，竖向钢桁管位于两波形钢腹板之间，两列内钢桁腹斜撑沿大悬臂波-桁组合PC桥梁的长度方向设置，两列内钢桁腹斜撑的下端部分别连接在混凝土底板的两侧；
C．在波-桁架上浇筑中段混凝土板，在中段混凝土板和混凝土底板内均填埋有沿大悬臂波-桁组合PC桥梁长度方向延伸的纵向预应力束；
D．沿大悬臂波-桁组合PC桥梁的长度方向安装两列外钢桁腹斜撑，两列外钢桁腹斜撑的下端部分别连接在混凝土底板的两侧；
E．在两列外钢桁腹斜撑的上端浇筑大悬臂混凝土板，在大悬臂混凝土板内填埋沿大悬臂波-桁组合PC桥梁宽度方向延伸的横向预应力束，两外钢桁腹斜撑与混凝土底板的夹角大于90度，中段混凝土板及大悬臂混凝土板形成混凝土顶板；
F.对桥面进行附属设施的施工。
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