CN103526685A - 矩形截面混凝土-工型钢结构混合梁的混合接头 - Google Patents

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高宗余
杜萍
朱旭初
石建华
刘汉顺
张德平
严力亚
周建波
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Abstract

本发明涉及一种矩形截面混凝土-工型钢结构混合梁的混合接头，在矩形截面混凝土主梁、工字型截面钢结构钢主梁结合面设置钢承压板，钢承压板通过其上设置的板式加劲肋和剪力钉与矩形截面混凝土主梁牢固结合，形成弯矩的传递；在混合接头部位通过将工字型截面钢主梁的上翼板和下翼板加宽至与矩形断面混凝土主梁等宽，形成与矩形混凝土断面相对应的矩形钢壳体，在上、下翼板内表面、腹板两侧分别设剪力钉及PBL键，强化矩形截面混凝土主梁和工字型截面钢主梁间的整体性；同时在两种截面的主梁间采用预应力钢筋连接，张拉预应力钢筋使混凝土和钢梁具有良好的整体性，并以此向混凝土梁传递轴向内力。本发明使上述两种截面的主梁结合牢固，整体性好。

Description

矩形截面混凝土-工型钢结构混合梁的混合接头
技术领域
本发明涉及一种大跨度公路斜拉桥的矩形截面混凝土-工型钢结构混合梁的混合接头。
背景技术
大跨度混合梁斜拉桥钢混结合段是桥梁关键构造之一，其结构的静力承载能力和抗疲劳性能直接关系到桥梁的安全性和耐久性，从目前国内已建成的混合梁斜拉桥（汕头礐石桥、白沙洲大桥、桃夭门大桥、南昌英雄大桥）来看，钢梁与混凝土梁一般采用箱型断面，箱型断面的混合接头构造上采用钢箱梁套在预应力混凝土箱梁之外，使全断面成为一体，钢箱梁的上、下翼缘板通过剪力钉（剪力件）、摩擦、粘结与混凝土梁体牢固接合成为一体，并利用混凝土箱梁内的纵向预应力加以锚固，将钢箱梁过渡段、钢混结合段和混凝土箱梁过渡段三部分形成一连续结构。
钢梁采用工字钢与混凝土梁连接，为国内首创，I字型截面钢主梁，与矩形截面的混凝土边主梁进行钢－混凝土混合接头的设计，结构结合的断面与常规的钢箱梁的断面相比，可利用的有效空间较小，而主梁钢－混凝土混合接头是混合梁桥结构受力的关键部位，如何保证该部位主梁内力传递可靠、刚度匀顺过渡、混凝土与钢梁结合密实是设计的关键所在。
发明内容
本发明的目的是针对上述现状，旨在提供一种主梁内力传递可靠、刚度匀顺过渡、混凝土与钢梁结合密实的矩形截面混凝土-工型钢结构混合梁的混合接头。
本发明目的的实现方式为，矩形截面混凝土-工型钢结构混合梁的混合接头，在矩形截面混凝土主梁、工字型截面钢结构钢主梁结合面设置钢承压板，钢承压板通过其上设置的板式加劲肋和剪力钉与矩形截面混凝土主梁牢固结合，形成弯矩的传递；在混合接头部位通过将工字型截面钢结构钢主梁的上翼板和下翼板与矩形断面混凝土等宽，形成与矩形混凝土断面相对应的矩形钢壳体；上翼板和下翼板表面布置了纵向板式加劲肋，中间的腹板两侧设置了横向板式加劲肋；在上、下翼板内表面、腹板两侧分别设置剪力钉及PBL键，矩形截面混凝土主梁与工字型截面钢结构钢主梁间采用预应力钢筋连接。
本发明在矩形截面混凝土主梁、工字型截面钢结构钢主梁结合面设置钢承压板，钢承压板及其上的板式加劲肋和剪力钉使交接面处截面刚度匹配，牢固结合，形成弯矩的传递；通过改变上、下翼板宽度，形成与矩形混凝土断面相对应的矩形钢壳体；上、下翼板上的纵向板式加劲肋，腹板两侧横向板式加劲肋，剪力钉及PBL键，强化矩形截面混凝土主梁、工字型截面钢结构钢主梁间的整体性。采用预应力钢筋连接，对结合段产生预压应力，张拉预应力钢筋使混凝土和钢梁具有良好的整体性，并以此向混凝土梁传递轴向内力。
采用本发明使矩形截面混凝土主梁、工字型截面钢结构钢主梁结合牢固，整体性好。
附图说明
图1是本发明的工字型截面钢结构钢主梁结构示意图,
图2是本发明的矩形截面混凝土主梁结构示意图，
图3是本发明结构立面示意图，
图4为图3的A-A向视图,
图5为图3的B-B向视图,
图6为图3的C-C向视图,
图7为图3的D-D向视图。
具体实施方式
距斜拉桥的辅助墩4.5米处左侧为图1所示的矩形截面混凝土主梁8，右侧为图2所示的工字型截面钢结构钢主梁9，本发明即为两主梁间的混合接头。
参照图3、4、5、6、7，在矩形截面混凝土主梁8、工字型截面钢结构钢主梁9结合面设置钢承压板10，钢承压板通过其上设置的纵向和横向板式加劲肋4和5及剪力钉6，与矩形截面混凝土主梁8牢固结合，使交接面处截面刚度尽可能匹配，并形成弯矩的传递。工字型截面钢结构钢主梁9的上翼板1和下翼板2加宽至与矩形断面混凝土等宽，形成与矩形混凝土断面相对应的矩形钢壳体。
在矩形截面混凝土主梁、工字型截面钢结构钢主梁结合面设置厚度为50～80mm的加厚钢承压板。钢承压板的加厚原则是：由于材料自身特性的因素，混凝土的抗压能力远比钢材的抗压能力小，为了使混合接头处钢承压板侧的混凝土全截面基本均匀受力，将工字型截面钢主梁传来的轴向力通过钢主梁各板及其各板上设置的加劲肋，并通过钢承压板的厚度扩散效应，使混凝土全截面基本均匀受力，因而钢承压板的厚度需满足轴向力扩散的需要。一般情况下根据结构受力的需要，钢承压板的厚度为50～80mm。
上翼板1和下翼板2表面布置了纵向板式加劲肋4，中间的腹板3两侧设置了横向板式加劲肋5；在上、下翼板内表面、腹板两侧分别设置剪力钉6及PBL键7，强化矩形截面混凝土主梁、工字型截面钢结构钢主梁间的整体性。
工字型截面钢结构钢主梁钢主梁矩形截面混凝土主梁8与工字型截面钢结构钢主梁9间采用预应力钢筋11连接，对结合段产生预压应力，张拉预应力钢筋使混凝土和钢梁具有良好的整体性，并以此向混凝土梁传递轴向内力。
采用本发明使矩形截面混凝土主梁、工字型截面钢结构钢主梁结合牢固，整体性好。

Claims (2)

1.矩形截面混凝土-工型钢结构混合梁的混合接头，其特征在于在矩形截面混凝土主梁、工字型截面钢结构钢主梁结合面设置钢承压板，钢承压板通过其上设置的板式加劲肋和剪力钉与矩形截面混凝土主梁牢固结合，形成弯矩的传递；在混合接头部位通过将工字型截面钢结构钢主梁的上翼板和下翼板与矩形断面混凝土等宽，形成与矩形混凝土断面相对应的矩形钢壳体；上翼板和下翼板表面布置了纵向板式加劲肋，中间的腹板两侧设置了横向板式加劲肋；在上、下翼板内表面、腹板两侧分别设置剪力钉及PBL键，矩形截面混凝土主梁与工字型截面钢结构钢主梁间采用预应力钢筋连接。
2.根据权利要求1所述的矩形截面混凝土-工型钢结构混合梁的混合接头，其特征在于在矩形截面混凝土主梁、工字型截面钢结构钢主梁结合面设置厚度为50～80mm的加厚钢承压板。
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