CN103452036B - 一种分体式流线型钢-混凝土叠合箱梁 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种分体式流线型钢-混凝土叠合箱梁，包括：水平设置的两个或三个钢-混凝土叠合箱梁单元，该钢-混凝土叠合箱梁单元的外侧设置有风嘴；于钢-混凝土叠合箱梁单元之间设置的水平宽度为4m～20m的开槽；以及沿开槽纵向每间隔4m～20m设置的连接横梁。钢-混凝土叠合箱梁单元的顶板为混凝土板，顶板上铺设汽车用桥面铺装；底板和斜腹板为设置加劲结构的钢板，底板上铺设火车或轻轨车辆用轨道，斜腹板上布设圆形、椭圆形或多边形透光孔。本发明能同时有效提高桥梁的抗风稳定性、抑制涡激振动、提高桥面铺装的耐久性，可用于公路桥梁或公铁、公轨两用桥梁，而且结构简单、经济性好。

Description

一种分体式流线型钢-混凝土叠合箱梁
技术领域
本发明涉及桥梁工程技术领域，具体地说是一种用于大跨径桥梁的分体式流线型钢-混凝土叠合箱梁。
背景技术
分体式钢箱梁是一种大跨径斜拉桥和悬索桥的主梁形式，这类主梁在香港昂船洲大桥、浙江舟山连岛工程西堠门大桥、青岛海湾大桥大沽河航道桥、韩国李舜臣大桥等多座桥梁中采用。
桥梁现场实测和风洞试验结果表明，采用分体式钢箱梁作为主梁的大跨径斜拉桥和悬索桥，由于钢结构主梁的阻尼较低，在一定风速条件下主梁可能会发生较大振幅的涡激振动。桥梁主梁的涡激振动将会给桥梁结构的安全和行车舒适性造成重要威胁，必须采取能够提高结构阻尼的机械措施或气动措施等进行控制。其中，机械措施如调谐质量阻尼器、调谐液体阻尼器等，气动控制措施如导流板、扰流板、风嘴、格栅结构等。
国内外多座大跨径斜拉桥和悬索桥的工程实践表明，钢箱梁主梁的正交异性钢桥面顶板与其上铺设的汽车用桥面铺装之间不能很好的协同作用，桥面铺装的使用寿命短、耐久性差，是一个国际性的难题。研究表明，钢箱梁主梁的正交异性钢桥面顶板刚度小、变形大，以及正交异性钢桥面顶板与桥面铺装的粘结力低、热膨胀系数差异大等是造成桥面铺装病害的重要因素。
此外，随着国内外综合交通运输的发展，需要研究适用于公铁或公轨两用的新型主梁型式。
因此，研究一种能够同时有效提高桥梁的抗风稳定性、抑制涡激振动、提高桥面铺装的耐久性，并可应用于公路桥梁或公铁、公轨两用桥梁的新型主梁具有迫切的需求。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的在于提供一种分体式流线型钢-混凝土叠合箱梁，以同时有效提高桥梁的抗风稳定性、抑制涡激振动、提高桥面铺装的耐久性，并可应用于公路桥梁或公铁、公轨两用桥梁。
(二)技术方案
为达到上述目的，本发明提供了一种分体式流线型钢-混凝土叠合箱梁，该叠合箱梁包括：水平设置的两个或三个钢-混凝土叠合箱梁单元1，该钢-混凝土叠合箱梁单元1的外侧设置有风嘴3；于钢-混凝土叠合箱梁单元1之间设置的水平宽度为4m～20m的开槽10；以及沿开槽10纵向每间隔4m～20m设置的连接横梁2。
上述方案中，所述钢-混凝土叠合箱梁单元1具有单箱单室或单箱多室横断面，其顶板8为混凝土板，在顶板8之上的防撞护栏7之间铺设有汽车用桥面铺装9，在顶板8外侧安装有风障6。所述风障6的高度为1.0m～3.0m、透空率为50～80％。
上述方案中，所述钢-混凝土叠合箱梁单元1的底板11、上斜腹板4和下斜腹板5是设置加劲结构的钢板，该加劲结构是“I”形、“T”形或“U”形钢板，或者是“H”形或“口”形钢梁。在底板11之上铺设有火车或轻轨车辆用轨道12，在上斜腹板4和下斜腹板5上布设有圆形、椭圆形或多边形透光孔13，透光孔13在上斜腹板4、下斜腹板5的布置间距分别为d1、d2，透光孔13上可安装透明的玻璃或复合材料。所述上斜腹板4与下斜腹板5相交形成夹角为15°～75°的“<”形风嘴3。
上述方案中，所述连接横梁2的两端与钢-混凝土叠合箱梁单元1相连接，连接横梁2为“工”形或“口”形的顶板为混凝土板的钢-混凝土叠合梁。
上述方案中，所述钢-混凝土叠合箱梁单元1之间的开槽10，在大跨径斜拉桥或悬索桥的索塔附近区域l2范围内，为了提高分体式流线型钢-混凝土叠合箱梁的横向抗弯刚度，取消l2区域内钢-混凝土叠合箱梁单元1之间的开槽10，即在l2区域内钢-混凝土叠合箱梁单元1之间通过顶板8相连形成整体，l1和l3区域的分体式流线型钢-混凝土叠合箱梁通过l4区域过渡到l2区域。
(三)有益效果
本发明相对于现有技术的主要优点为：
1、本发明提供的分体式流线型钢-混凝土叠合箱梁，其气动外形好、结构阻尼大、抗扭刚度大，能够同时有效提高桥梁的抗风稳定性、抑制涡激振动。
2、本发明提供的分体式流线型钢-混凝土叠合箱梁，其顶板为混凝土板，在顶板上面铺设汽车用桥面铺装，顶板的刚度大，且顶板与桥面铺装的亲和性好、粘结力大、热膨胀系数差异小，能够有效提高桥面铺装的耐久性。
3、本发明提供的分体式流线型钢-混凝土叠合箱梁，其底板上面铺设火车或轻轨车辆用轨道，其上、下斜腹板上布设圆形、椭圆形或多边形透光孔，因此其可应用于公铁和公轨两用桥梁。
4、本发明提供的分体式流线型钢-混凝土叠合箱梁，在大跨径斜拉桥(或悬索桥)的索塔附近区域，为了提高分体式流线型钢-混凝土叠合箱梁的横向抗弯刚度，取消钢-混凝土叠合箱梁之间的开槽，钢-混凝土叠合箱梁之间通过顶板相连形成整体。
附图说明
图1为本发明的分体式流线型钢-混凝土叠合箱梁的结构示意图；
图2为图1中的A部放大示意图；
图3为图1中的斜腹板上布设的透光孔示意图；
图4为分体式流线型钢-混凝土叠合箱梁在斜拉桥应用的示意图。
附图标记：钢-混凝土叠合箱梁单元1；连接横梁2；风嘴3；上斜腹板4；下斜腹板5；风障6；防撞护栏7；顶板8；桥面铺装9；开槽10；底板11；轨道12；透光孔13。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
如图1～图3所示，图1～图3为本发明的分体式流线型钢-混凝土叠合箱梁的结构示意图，本发明提供的分体式流线型钢-混凝土叠合箱梁包括：水平设置的两个或三个钢-混凝土叠合箱梁单元1，该钢-混凝土叠合箱梁单元1的外侧设置有风嘴3；于钢-混凝土叠合箱梁单元1之间设置的水平宽度为4m～20m的开槽10；以及沿开槽10纵向每间隔4m～20m设置的连接横梁2。
其中，钢-混凝土叠合箱梁单元1具有单箱单室或单箱多室横断面，其顶板8为混凝土板，在顶板8之上的防撞护栏7之间铺设有汽车用桥面铺装9，在顶板8外侧安装有风障6。风障6的高度为1.0m～3.0m、透空率为50～80％。
钢-混凝土叠合箱梁单元1的底板11、上斜腹板4和下斜腹板5为设置加劲结构的钢板，该加劲结构是“I”形、“T”形或“U”形钢板，或者是“H”形或“口”形钢梁。在底板11之上可铺设有火车或轻轨车辆用轨道12，在上斜腹板4和下斜腹板5上可布设有圆形、椭圆形或多边形透光孔13，透光孔13在上斜腹板4、下斜腹板5的布置间距分别为d1、d2，透光孔13上可安装透明的玻璃或复合材料。上斜腹板4与下斜腹板5相交形成夹角为15°～75°的“<”形风嘴3。
连接横梁2的两端与钢-混凝土叠合箱梁单元1相连接，连接横梁2为“工”形或“口”形的顶板为混凝土板的钢-混凝土叠合梁。
如图4所示，钢-混凝土叠合箱梁单元1之间的开槽10，在大跨径斜拉桥的索塔附近区域l2范围内，为了提高分体式流线型钢-混凝土叠合箱梁的横向抗弯刚度，取消l2区域内钢-混凝土叠合箱梁单元1之间的开槽10，即在l2区域内钢-混凝土叠合箱梁单元1之间通过顶板8相连形成整体，l1和l3区域的分体式流线型钢-混凝土叠合箱梁通过l4区域过渡到l2区域。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种分体式流线型钢-混凝土叠合箱梁，其特征在于，该叠合箱梁包括：
水平设置的两个或三个钢-混凝土叠合箱梁单元(1)，该钢-混凝土叠合箱梁单元(1)的外侧设置有风嘴(3)；
于钢-混凝土叠合箱梁单元(1)之间设置的水平宽度为4m～20m的开槽(10)；以及
沿开槽(10)纵向每间隔4m～20m设置的连接横梁(2)；
其中，所述的钢-混凝土叠合箱梁单元(1)，在底板(11)之上铺设有火车或轻轨车辆用轨道(12)，在上斜腹板(4)和下斜腹板(5)上布设有圆形、椭圆形或多边形透光孔(13)，透光孔(13)在上斜腹板(4)、下斜腹板(5)的布置间距分别为d1、d2，透光孔(13)上可安装透明的玻璃或复合材料。
2.根据权利要求1所述的分体式流线型钢-混凝土叠合箱梁，其特征在于，所述钢-混凝土叠合箱梁单元(1)具有单箱单室或单箱多室横断面，其顶板(8)为混凝土板，在顶板(8)之上的防撞护栏(7)之间铺设有汽车用桥面铺装(9)，在顶板(8)外侧安装有风障(6)。
3.根据权利要求2所述的分体式流线型钢-混凝土叠合箱梁，其特征在于，所述风障(6)的高度为1.0m～3.0m、透空率为50～80％。
4.根据权利要求1所述的分体式流线型钢-混凝土叠合箱梁，其特征在于，所述钢-混凝土叠合箱梁单元(1)的底板(11)、上斜腹板(4)和下斜腹板(5)为设置加劲结构的钢板，该加劲结构是“I”形、“T”形或“U”形钢板，或者是“H”形或“口”形钢梁。
5.根据权利要求4所述的分体式流线型钢-混凝土叠合箱梁，其特征在于，所述上斜腹板(4)与下斜腹板(5)相交形成夹角为15°～75°的“＜”形风嘴(3)。
6.根据权利要求1所述的分体式流线型钢-混凝土叠合箱梁，其特征在于，所述连接横梁(2)的两端与钢-混凝土叠合箱梁单元(1)相连接，连接横梁(2)为“工”形或“口”形的顶板为混凝土板的钢-混凝土叠合梁。
7.根据权利要求1所述的分体式流线型钢-混凝土叠合箱梁，其特征在于，所述钢-混凝土叠合箱梁单元(1)之间的开槽(10)，在大跨径斜拉桥或悬索桥的索塔附近区域l2范围内，为了提高分体式流线型钢-混凝土叠合箱梁的横向抗弯刚度，取消l2区域内钢-混凝土叠合箱梁单元(1)之间的开槽(10)，即在l2区域内钢-混凝土叠合箱梁单元(1)之间通过顶板(8)相连形成整体，l1和l3区域的分体式流线型钢-混凝土叠合箱梁通过l4区域过渡到l2区域。
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