CN104762871A - 一种预应力混凝土-钢槽梁结合梁连续梁桥 - Google Patents

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Abstract

一种预应力混凝土-钢槽梁结合梁连续梁桥，包括桥墩、混凝土-钢槽梁结合梁段和预应力混凝土箱梁段，混凝土-钢槽梁结合梁段位于跨中正弯矩区位置，所述预应力混凝土箱梁段位于其他位置，预应力混凝土箱梁段与混凝土-钢槽梁结合梁段之间设有钢混过渡段。现有技术相比有如下优点：充分利用材料性能，减少工程造价。增加桥梁跨越能力，降低主桥建筑高度。有效减少自重，降低跨中挠度，增加跨越能力，降低主桥建筑高度。混凝土-钢槽梁结合梁，通过混凝土桥面板与桥面铺装层相接，能够解决普通钢箱梁桥面铺装易损坏问题。混凝土-钢槽梁结合梁便于工厂化预制，能够大大加快施工进度，且成桥效果好，尤其适用于跨航道或跨线桥。

Description

一种预应力混凝土-钢槽梁结合梁连续梁桥
技术领域
本发明属于桥梁工程技术领域，具体涉及一种预应力混凝土-钢槽梁结合梁连续梁桥。
背景技术
随着社会经济的不断发展，桥梁跨径的逐步增大，传统的预应力混凝土连续梁桥因其结构自重的影响跨越能力受到很大限制。钢箱梁桥因能降低结构自重，刚度大跨越能力强，且能明显改善桥梁结构受力性能，目前在大跨径桥梁中已得到广泛应用。然而，钢箱梁桥成本较高，施工较复杂，桥面铺装易损等问题限制了钢箱梁桥的发展。
发明内容
本发明的目的是提供一种预应力混凝土-钢槽梁结合梁连续梁桥，可以充分利用不同材料的力学性能，在提高桥梁的跨越能力的基础下，同时简化施工工序，大幅降低成本，解决桥面铺装易损等问题。
为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是：一种预应力混凝土-钢槽梁结合梁桥，包括桥墩、梁部构造，其特征在于：所述梁部构造包括混凝土-钢槽梁结合梁段、预应力混凝土箱梁段和钢混过渡段，混凝土-钢槽梁结合梁段位于跨中正弯矩区位置，所述预应力混凝土箱梁段位于其他位置，预应力混凝土箱梁段与混凝土-钢槽梁结合梁段之间设有钢混过渡段。
按上述方案，所述混凝土-钢槽梁结合梁段由下层的钢槽梁和上层的混凝土桥面板组成，两者之间通过剪力键连接。
按上述方案，所述钢槽梁为开口单箱单室断面，设有腹板纵向加筋肋和底板纵向加筋肋，间隔一定距离设置腹板横向加筋肋以及空腹式横隔板。
按上述方案，所述混凝土桥面板，根据所需规格进行预制，并在桥面板预留混凝土后浇缝。
按上述方案，所述混凝土-钢槽梁结合梁段，在钢槽梁开口顶板平面内设置平联结构，并与混凝土桥面板相连接。为了制造及施工过程的方便，混凝土-钢槽梁结合梁段采用等高梁段。
按上述方案，所述预应力混凝土箱梁段根据实际需求可选用不同的箱型截面，预应力混凝土箱梁段采用变高度梁段。
按上述方案，所述钢混过渡段是连接预应力混凝土箱梁段与混凝土-钢槽梁结合梁段的过渡部分，并在钢混过渡段设有钢接头，通过焊接的方式连接起来，进而使全桥成为结构连续体。
按上述方案，所述钢接头为U型结构，预埋在预应力混凝土箱梁段内的正、负弯矩交替作用区，并在钢接头的梁顶板及各边腹板设置纵向PBL开孔板。
按上述方案，所述纵向PBL开孔板，在开孔内贯通钢筋形成纵向PBL连接件，纵向PBL连接件内的孔中贯通钢筋与预应力混凝土箱梁段内主筋相互绑扎焊接，通过张拉钢混过渡段预应力束，使钢混过渡段与预应力混凝土箱梁段形成整体。
本发明由于采用了上述结构，与现有技术相比有如下优点：
(1)充分利用材料性能，减少工程造价。跨中附近主要承受正弯矩，混凝土-钢槽梁结合梁段段上缘受压下缘受拉，充分利用混凝土的抗压性能以及钢的抗拉性能。
(2)增加桥梁跨越能力，降低主桥建筑高度。跨中附近采用混凝土-钢槽梁结合梁段利用钢结构强度高、自重轻的特点，能够有效减少自重，降低跨中挠度，增加跨越能力，降低主桥建筑高度，减少工程造价。
(3)混凝土-钢槽梁结合梁段，通过混凝土桥面板与桥面铺装层相接，能够解决普通钢箱梁桥面铺装易损坏问题。
(4)能够加快施工进度，保证施工质量。混凝土-钢槽梁结合梁段选用开口断面，结构简单受力明确，能够大大减少焊接工作量。混凝土-钢槽梁结合梁段便于工厂化预制，能够大大加快施工进度，且成桥效果好。
附图说明
图1是本发明主梁立面示意图。
图2是本发明钢混过渡段剖面A-A示意图。
图3是本发明钢混过渡段横断面B-B示意图。
图4是本发明混凝土-钢槽梁结合梁段一般横断面图。
图5是本发明混凝土-钢槽梁结合梁段设置腹板横向加筋肋横断面图。
图6是本发明混凝土-钢槽梁结合梁段设置空腹式横隔板横断面图。
图7是本发明钢槽梁与混凝土桥面板连接构造图。
图中：1、预应力混凝土箱梁段，2、钢混过渡段，3、混凝土-钢槽梁结合梁段，2.1、纵向PBL开孔板，2.2、预应力束，2.3、钢接头，2.4、钢混过渡段混凝土梁，2.5、贯通钢筋，2.6、承压钢垫板，2.7、锚具预留孔，2.8、腹板加筋肋，2.9、底板加筋肋，2.10、现浇混凝土桥面板，3.1、钢槽梁，3.2、底板纵向加筋肋，3.3、腹板纵向加筋肋，3.4、剪力键，3.5、混凝土桥面板，3.6、腹板横向加筋肋，3.7、空腹式横隔板，3.8、斜撑，3.9、平联结构。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
本发明包括桥墩、梁部构造，所述梁部构造设有预应力混凝土箱梁段段1、混凝土-钢槽梁结合梁段段3以及钢混过渡段2。混凝土-钢槽梁结合梁段段3位于跨中正弯矩区，并通过两端钢混过渡段2的钢接头2.3与预应力混凝土箱梁段1相连。为实现不同梁段间力的平顺传递，钢接头2.3设置在正负弯矩交替区。
混凝土-钢槽梁结合梁段3由下层的钢槽梁3.1和上层的混凝土桥面板3.5通过剪力键3.4连接而成。为施工及制造方便，混凝土-钢槽梁结合梁段3采用等高梁段。
钢槽梁3.1采用单箱单室开口断面，通过工厂预制加工。钢槽梁3.1在制造过程中，分别设有底板纵向加筋肋3.2以及腹板纵向加筋肋3.3，间隔一定距离设置腹板横向加筋肋3.6以及空腹式横隔板3.7，并在混凝土-钢槽梁结合梁段两端设置横隔板。
腹板横向加筋肋3.6在底板中间断开，空腹式横隔板3.7平面内设置斜撑3.8。为保证更好的整体性，在钢槽梁3.1开口顶板平面内设置平联结构3.9。
混凝土桥面板3.5也采用预制，并在混凝土桥面板3.5预留混凝土后浇缝。混凝土桥面板3.5预制完成后，为了减小混凝土收缩徐变的影响，须存放180天左右。在混凝土桥面板3.5安装过程中，混凝土后浇缝采用微膨胀混凝土进行现浇。
钢槽梁3.1与混凝土桥面板3.5之间的剪力键3.4采用圆柱头焊钉，剪力钉高度、横向布置间距、纵向布置间距、数量根据受力变化范围分段布置。
钢混过渡段2的钢接头2.3在梁腹板及底板设有腹板加筋肋2.8以及底板加筋肋2.9，在梁顶板及腹板各设置了纵向PBL开孔板2.1。钢接头2.3通过顶板纵向PBL开孔板2.1与现浇混凝土桥面板2.10形成一个整体，腹板纵向PBL开孔板2.1预埋在钢混过渡段混凝土箱梁2.4内。同时，在纵向PBL开孔板2.1开孔内贯通钢筋2.5，并伸入填充的混凝土内。
钢混过渡段2混凝土箱梁2.4内的主筋伸入钢接头2.3，与PBL开孔板2.1内的孔中贯通钢筋2.5相互绑扎焊接牢固，提升整体性。在钢接头2.3的尾部设置承压钢垫板2.6，通过预应力束2.2一端锚固在承压钢垫板2.6的锚具预留孔2.7上，一端锚固在钢混过渡段混凝土箱梁2.4内的方式，使钢接头2.3与钢混过渡段混凝土箱梁2.4连接牢固，形成一个整体。
预应力混凝土箱梁段1采用变高度截面，截面形式、预应力束的布置方式以及施工方法可参照普通预应力混凝土连续梁桥。
钢混过渡段钢接头2.3安装完成后，整体吊装工厂预制的钢槽梁3.1，吊装到位后采用焊接的方式连接钢混过渡段2与钢槽梁段3.1，完成体系转换并成桥。
具体施工步骤如下：
(1)施工主墩，搭设主桥现浇段支架和模板，并进行预压。
(2)采用支架现浇法浇筑预应力混凝土箱梁段1。
(3)浇筑钢混过渡段混凝土箱梁2.4前，在端部先预埋钢接头2.3。钢混过渡段混凝土箱梁2.4浇筑完成后，张拉钢混过渡段预应力束2.2，使钢接头2.3与钢混过渡段混凝土箱梁2.4形成整体。
(4)采用现场整体吊装的方式，安装钢槽梁3.1梁段。钢槽梁3.1梁段吊装到位后，与钢接头2.3进行焊接，形成结构连续体系。
(5)在钢槽梁3.1梁段顶面安装预制混凝土桥面板3.5，混凝土后浇缝采用微膨胀混凝土进行浇筑。
(6)浇筑桥面铺装及其它附属设施并成桥。

Claims (9)

1.一种预应力混凝土-钢槽梁结合梁连续梁桥，包括桥墩和梁部构造，其特征在于：所述梁部构造包括混凝土-钢槽梁结合梁段(3)、预应力混凝土箱梁段(1)和钢混过渡段(2)，混凝土-钢槽梁结合梁段(3)位于跨中正弯矩区位置，预应力混凝土箱梁段(1)位于其他位置，预应力混凝土箱梁段(1)与混凝土-钢槽梁结合梁段(3)之间设有钢混过渡段(2)。
2.根据权利要求1所述的预应力混凝土-钢槽梁结合梁连续梁桥，其特征在于：所述混凝土-钢槽梁结合梁段(3)由下层的钢槽梁(3.1)和上层的混凝土桥面板(3.5)组成，两者之间通过剪力键(3.4)连接。
3.根据权利要求1或2所述的预应力混凝土-钢槽梁结合梁连续梁桥，其特征在于：所述钢槽梁(3.1)为开口单箱单室断面，设有腹板纵向加筋肋(3.3)和底板纵向加筋肋(3.2)，间隔一定距离设置腹板横向加筋肋(3.6)以及空腹式横隔板(3.9)。
4.根据权利要求1或2所述的预应力混凝土-钢槽梁结合梁连续梁桥，其特征在于：所述混凝土桥面板(3.5)，根据所需规格进行预制，并在混凝土桥面板(3.5)预留混凝土后浇缝。
5.根据权利要求3所述的预应力混凝土-钢槽梁结合梁连续梁桥，其特征在于：所述混凝土-钢槽梁结合梁段(3)，在钢槽梁(3.1)开口顶板平面内设置平联结构(3.9)，并与混凝土桥面板(3.5)相连接；为了制造及施工过程的方便，混凝土-钢槽梁结合梁段(3)采用等高梁段。
6.根据权利要求1所述的预应力混凝土-钢槽梁结合梁连续梁桥，其特征在于：所述预应力混凝土箱梁段(1)根据实际需求可选用不同的箱型截面，预应力混凝土箱梁段(1)采用变高度梁段。
7.根据权利要求1所述的预应力混凝土-钢槽梁结合梁连续梁桥，其特征在于：所述钢混过渡段(2)是连接预应力混凝土箱梁段(1)与混凝土-钢槽梁结合梁段(3)的过渡部分，并在钢混过渡段(2)设有钢接头(2.3)，通过焊接的方式连接起来，进而使全桥成为结构连续体。
8.根据权利要求1或7所述的预应力混凝土-钢槽梁结合梁连续梁桥，其特征在于：所述钢接头(2.3)为U型结构，预埋在预应力混凝土箱梁段(1)内的正、负弯矩交替作用区，并在钢接头(2.3)的梁顶板及各边腹板设置纵向PBL开孔板(2.1)。
9.根据权利要求8所述的预应力混凝土-钢槽梁结合梁连续梁桥，其特征在于：所述纵向PBL开孔板(2.1)，在开孔内贯通钢筋(2.5)形成纵向PBL连接件，纵向PBL连接件内的贯通钢筋(2.5)与预应力混凝土梁(1)内主筋相互绑扎焊接，通过张拉钢混过渡段预应力束(2.2)，使钢混过渡段(2)与预应力混凝土梁(1)形成整体。
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