CN103174086B - 适用于矮塔斜拉桥等高段的部分钢腹板单箱四室组合箱梁 - Google Patents

Abstract

一种适用于矮塔斜拉桥等高段的部分钢腹板单箱四室组合箱梁。其包括预应力混凝土顶板、预应力混凝土底板、两个预应力混凝土斜腹板及三个中腹板；预应力混凝土顶板和底板水平设置在上部和下部，两个预应力混凝土斜腹板分别连接在预应力混凝土顶板和预应力混凝土底板的两端之间；中腹板为钢结构，三个中腹板相隔距离垂直连接在预应力混凝土顶板和预应力混凝土底板中部之间。本发明的箱梁是采用钢板作为中腹板，由于钢材具有较强的抗压强度和抗弯强度，这样就可适当降低顶板、底板及斜腹板的厚度以及斜腹板和中腹板间的距离，有效弱化自重荷载效应，且钢腹板重量远低于同体积钢筋混凝土重量，从而可降低箱梁及整个斜拉桥的自重，增大桥梁跨径。

Description

适用于矮塔斜拉桥等高段的部分钢腹板单箱四室组合箱梁

技术领域

本发明属于桥梁结构设计及建造技术领域，特别是涉及一种适用于矮塔斜拉桥等高段的部分钢腹板单箱四室组合箱梁。

背景技术

矮塔斜拉桥为近20年来出现的一种新桥型，具有结构性能优越、经济指标良好等优点，因此得到广泛应用。图1为一种目前常用的矮塔斜拉桥结构示意图。如图1所示，这种矮塔斜拉桥主要包括桥塔1、桥墩2、梁3和图中未示出的斜拉索；其中梁3由近塔端无索区变高段4、有索区等高段5及连接在变高段4和等高段5之间的合拢段6构成，上述各段通常由多个箱梁依次连接而成。目前矮塔斜拉桥通常采用图2所示的单箱四室箱梁，其中近塔端无索区变高段4采用变截面的单箱四室箱梁，而有索区等高段5则采用等截面的单箱四室箱梁。如图2所示，这种单箱四室箱梁主要由预应力混凝土顶板7、预应力混凝土底板8、两个预应力混凝土斜腹板9及三个预应力混凝土中腹板10构成。但是，这种已有技术的矮塔斜拉桥存在下列问题：如上所述，由于单箱四室箱梁为钢筋混凝土结构，因此自身的重量比较大，使得桥梁的跨越能力相对较小，并且腹板上容易出现裂缝，因而对整体结构产生不利影响，结果耐久性不佳，另外，由于这种单箱四室箱梁的腹板内需要设置预应力钢筋，因此施工比较复杂，加工时间长，而且运输不便。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种能够有效弱化自重荷载效应的适用于矮塔斜拉桥等高段的部分钢腹板单箱四室组合箱梁。

为了达到上述目的，本发明提供的适用于矮塔斜拉桥等高段的部分钢腹板单箱四室组合箱梁包括预应力混凝土顶板、预应力混凝土底板、两个预应力混凝土斜腹板及三个中腹板；其中预应力混凝土顶板和预应力混凝土底板水平设置在上部和下部，两个预应力混凝土斜腹板分别连接在预应力混凝土顶板和预应力混凝土底板的两端之间；所述的中腹板为钢结构，三个中腹板相隔距离垂直连接在预应力混凝土顶板和预应力混凝土底板中部之间。

所述的中腹板的两端与预应力混凝土顶板及预应力混凝土底板之间设有连接件。

所述的连接件为剪力键。

本发明提供的适用于矮塔斜拉桥等高段的部分钢腹板单箱四室组合箱梁是采用钢板作为中腹板，由于钢材具有较强的抗压强度和抗弯强度，这样就可以适当降低顶板、底板及斜腹板的厚度以及斜腹板和中腹板之间的距离，有效弱化自重荷载效应，并且钢腹板的重量远低于同体积的钢筋混凝土的重量，从而可大大降低箱梁以及整个斜拉桥的自重，由此增大桥梁的跨径。另外，采用部分钢腹板还可使箱梁受结构整体收缩徐变效应、温度等因素的影响减小，稳定性、屈曲临界荷载、抗震等性能提高，并可以提高采用预应力钢筋的其它部件的预应力效率。此外，采用钢腹板代替混凝土腹板，可部分避免腹板内设置预应力钢筋的复杂工序，同时钢腹板可实现批量生产，这样就可以大幅度加快施工速度，有效缩短工期。

附图说明

图1为一种目前常用的矮塔斜拉桥结构示意图。

图2为一种目前常用的矮塔斜拉桥单箱四室箱梁结构侧视图。

图3为本发明提供的适用于矮塔斜拉桥等高段的部分钢腹板单箱四室组合箱梁结构侧视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明适用于矮塔斜拉桥等高段的部分钢腹板单箱四室组合箱梁进行详细说明。与已有技术相同的部件采用相同的附图标号，并省略对其进行的详细说明。

如图3及图1、图2所示，本发明提供的适用于矮塔斜拉桥等高段的部分钢腹板单箱四室组合箱梁包括预应力混凝土顶板7、预应力混凝土底板8、两个预应力混凝土斜腹板9及三个中腹板11；其中预应力混凝土顶板7和预应力混凝土底板8水平设置在上部和下部，两个预应力混凝土斜腹板9分别连接在预应力混凝土顶板7和预应力混凝土底板8的两端之间；所述的中腹板11为钢结构，三个中腹板11相隔距离垂直连接在预应力混凝土顶板7和预应力混凝土底板8中部之间。

所述的中腹板11的两端与预应力混凝土顶板7及预应力混凝土底板8之间设有连接件12。

所述的连接件12为剪力键。在实际工程中，必须选择合适的剪力键连接方式，以确保钢腹板11受到的剪力能够有效地传递给预应力混凝土顶板7和预应力混凝土底板8，保证整个箱梁的横向刚度及抗扭刚度，同时能够与变高段单箱四室箱梁有效连接。

在实际矮塔斜拉桥建造过程中，桥塔1、桥墩2、梁3上近塔端无索区变高段4、合拢段6及斜拉索的结构基本不变，只需在有索区等高段5中采用本发明提供的部分钢腹板单箱四室组合箱梁，这是因为该段所采用的箱梁两侧需要设置斜拉索，因此采用本单箱四室组合箱梁仍能满足其构造和受力要求，而且还可体现出上述效果中所提及的优势。另外，设计时要根据结构的受力要求确定出中腹板11的合理厚度，同时还要考虑其与预应力混凝土顶板7、预应力混凝土底板8、合拢段6以及近塔端无索区变高段4上单箱四室箱梁的连接问题，以满足结构共同受力及变形协同的要求。

Claims (3)

1.一种适用于矮塔斜拉桥等高段的部分钢腹板单箱四室组合箱梁，所述的单箱四室组合箱梁包括预应力混凝土顶板(7)、预应力混凝土底板(8)、两个预应力混凝土斜腹板(9)及三个中腹板(11)；其中预应力混凝土顶板(7)和预应力混凝土底板(8)水平设置在上部和下部，两个预应力混凝土斜腹板(9)分别连接在预应力混凝土顶板(7)和预应力混凝土底板(8)的两端之间；其特征在于：所述的中腹板(11)为钢结构，三个中腹板(11)相隔距离垂直连接在预应力混凝土顶板(7)和预应力混凝土底板(8)中部之间。

2.根据权利要求1所述的适用于矮塔斜拉桥等高段的部分钢腹板单箱四室组合箱梁，其特征在于：所述的中腹板(11)的两端与预应力混凝土顶板(7)及预应力混凝土底板(8)之间设有连接件(12)。

3.根据权利要求1所述的适用于矮塔斜拉桥等高段的部分钢腹板单箱四室组合箱梁，其特征在于：所述的连接件(12)为剪力键。