CN105155400A - 混凝土梁-波形钢腹板梁组合连续梁桥 - Google Patents

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易辉
王毅力
杨洋
吴娇媚
杜欣
王鹏
张�杰
范宇丰
向苇康
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Abstract

本发明公开了一种混凝土梁-波形钢腹板梁组合连续梁桥，包括设在桥墩上的混凝土箱梁段和设在桥体跨中段并与所述混凝土箱梁段固定连接的波形钢腹板箱梁段，所述波形钢腹板箱梁段的长度为桥体跨径的1/4～1/3。该混凝土梁-波形钢腹板梁组合连续梁桥，采用混凝土箱梁和波纹钢腹板箱梁结合的形式，其中自重较大的混凝土箱梁段设于桥体下方的桥墩上，而自重较小的波形钢腹板箱梁段位于桥体的跨中段，通过纵向混合，克服了混凝土梁或波形钢腹板梁单一体系的各自缺点，保证了梁桥整体刚度，避免了梁桥因跨度增加而导致的跨中段持续下挠和开裂，同时具有结构可靠、施工简便、经济性较好的优点。

Description

混凝土梁-波形钢腹板梁组合连续梁桥
技术领域
本发明涉及一种混合连续梁，具体涉及一种混凝土梁-波形钢腹板组合连续梁桥。
背景技术
跨径250m以下是梁桥的适用范围，特别是混凝土连续梁因其整体刚度大，行车舒适等优点受到广泛使用。但近年来的工程实践发现混凝土梁在跨径超过150m以后，梁体的跨中段持续下挠、腹板开裂等病害问题比较突出，不少桥梁在远未达到设计使用年限时就需要进行加固改造。其原因在于跨径增加到一定程度后混凝土梁自重较大，占设计内力比例过大，混凝土腹板抗剪、抗拉强度相对不足。
为了解决这些病害，常用的一个方案是不改变结构材料，仍然采用混凝土梁，只是加大混凝土梁梁体截面各部位的尺寸，并相应增加预应力钢筋和普通钢筋的用量。还有一种方案是近几年出现的一种新的组合结构即波形钢腹板梁。波形钢腹板梁指顶、底板采用混凝土，腹板采用波形钢的竖向叠合箱梁。波形钢腹板取代了混凝土腹板之后箱梁自重减轻、恒载内力减少，不会出现腹板裂缝。另外由于波形钢腹板的褶皱效应，梁体受弯时混凝土顶、底板承受弯矩，波形钢腹板承受剪力，顶底板混凝土、波形钢腹板各司其职，充分利用了材料的各自优点，良好地发挥了组合结构的优势。
混凝土梁加大截面尺寸的办法固然可使梁体的承载能力提高，但承载能力提高的同时恒载也加大，需要增加更多的普通钢筋和预应力钢筋，三材用量指标迅速上升，特别是混凝土连续梁跨度超过200m后，工程的投资增加太大，其竞争力逊于斜拉桥。因此这些年来交通主管部门已不赞成跨径200m以上修建连续梁桥。
波形钢腹板梁近年在日本得到了深入的研究与广泛的应用，成为日本高速公路的推荐桥型。其抗震性能好、施工简便、经济性较好，解决了混凝土腹板开裂的问题。但是在修建大跨径波形钢腹板连续梁桥时，由于根部梁高很高，需要断面尺寸很大的波形钢腹板，存在如下缺点：(1)大断面尺寸波形钢腹板的加工难度很大，提高了施工难度和建设成本；(2)大跨径连续梁桥根部抗剪要求很高，大断面尺寸的剪切屈曲问题仍然是一个困扰工程界的难题；(3)根部梁高太高、波形钢腹板断面尺寸太大，需要设置很长一段的内衬混凝土段，增加了桥梁自重和建设成本.因此波形钢腹板梁的跨径存在局限性，目前中国已建成最大的波形钢腹板梁跨径为168m。波形钢腹板梁的出现尚未解决180-250m的连续梁桥跨中段持续下挠和腹板开裂的问题。
所谓混凝土梁为顶板、底板和腹板均采用混凝土材料的箱梁，所谓波形钢腹板梁为顶板、底板采用混凝土材料，腹板采用波形钢的竖向叠合箱梁。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种刚度大、结构可靠、施工简便、经济性较好且能避免梁桥因跨度增加而导致跨中段持续下挠和开裂的混凝土梁-波形钢腹板组合连续梁桥。
本发明通过以下技术手段解决上述问题：一种混凝土梁-波形钢腹板梁组合连续梁桥，包括设在桥墩上的混凝土箱梁段和设在桥体跨中段并与所述混凝土箱梁段固定连接的波形钢腹板箱梁段，所述波形钢腹板箱梁段的长度为桥体跨径的1/4～1/3。
进一步，所述混凝土箱梁段与波形钢腹板箱梁段在相互连接处设置有过渡段。
进一步，所述过渡段中波形钢腹板箱梁段的波形钢腹板伸入混凝土箱梁段的混凝土腹板内，所述波形钢腹板与混凝土腹板通过栓钉连接，所述过渡段在波形钢腹板的内侧设有混凝土内衬。
进一步，所述栓钉上设置有倒刺，所述栓钉和倒刺均由记忆合金制成。
进一步，所述波形钢腹板箱梁段包括混凝土顶板、混凝土底板、波形钢腹板和隔板，所述波形钢腹板与混凝土顶板和混凝土底板之间均通过抗剪连接件连接。
本发明的有益效果：本发明的混凝土梁-波形钢腹板梁组合连续梁桥，包括设在桥墩上的混凝土箱梁段和设在桥体跨中段并与所述混凝土箱梁段固定连接的波形钢腹板箱梁段，所述波形钢腹板箱梁段的长度为桥体跨径的1/4～1/3。该混凝土梁-波形钢腹板梁组合连续梁桥，采用混凝土箱梁和波纹钢腹板箱梁结合的形式，其中自重较大的混凝土箱梁段设于桥体下方的桥墩上，而自重较小的波形钢腹板箱梁段位于桥体的跨中段，通过纵向混合，克服了混凝土梁或波形钢腹板梁单一体系的各自缺点，保证了梁桥整体刚度，避免了梁桥因跨度增加而导致的跨中段持续下挠和开裂，同时具有结构可靠、施工简便、经济性较好的优点。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
图1为本发明的结构示意图；
图2波形钢腹板箱梁段的结构示意图；
图3为过渡段的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明进行详细说明，如图1-3所示：一种混凝土梁-波形钢腹板梁组合连续梁桥，包括设在桥墩1上的混凝土箱梁段2和设在桥体跨中段并与所述混凝土箱梁段固定连接的波形钢腹板箱梁段3，所述波形钢腹板箱梁段的长度为桥体跨径的1/4～1/3，所述波形钢腹板箱梁段包括混凝土顶板31、混凝土底板32、波形钢腹板33和隔板34，所述波形钢腹板与混凝土顶板和混凝土底板之间均通过抗剪连接件8连接，上述混凝土应采用标号为C50及以上的高强混凝土；波形钢腹板应采用Q345级别以上的钢材，最好采用耐候钢。该混凝土梁-波形钢腹板梁组合连续梁桥，采用混凝土箱梁和波纹钢腹板箱梁结合的形式，其中自重较大的混凝土箱梁段设于桥体下方的桥墩上，而自重较小的波形钢腹板箱梁段位于桥体的跨中段，通过纵向混合，克服了混凝土梁或波形钢腹板梁单一体系的各自缺点，保证了梁桥整体刚度，避免了梁桥因跨度增加而导致的跨中段持续下挠和开裂，同时具有结构可靠、施工简便、经济性较好的优点。
作为上述技术方案的进一步改进，所述混凝土箱梁段与波形钢腹板箱梁段在相互连接处设置有过渡段4，所述过渡段中波形钢腹板箱梁段的波形钢腹板33伸入混凝土箱梁段的混凝土腹板21内，所述波形钢腹板与混凝土腹板通过栓钉5连接，所述过渡段在波形钢腹板的内侧设有混凝土内衬6。混凝土内衬用于实现混凝土腹板和波形钢腹板之间的受力过渡。
作为上述技术方案的进一步改进，所述栓钉上设置有倒刺7，所述栓钉和倒刺均由记忆合金制成。一方面，在栓钉上设置倒刺，能进一步提高混凝土腹板与波形钢腹板稳固连接的可靠性，进一步保证了梁桥结构的可靠性和整体刚度。另一方面，栓钉和倒刺均由记忆合金制成，记忆合金会在温度低时发生少量形变，从而释放部分多余内应力，进一步保证了梁桥在低温下结构的可靠性和整体刚度。此外，可在混凝土腹板内设置加强网，栓钉头端设置钩状体，所述钩状体勾住加强网，可使得混凝土腹板与波形钢腹板的连接更加可靠。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种混凝土梁-波形钢腹板梁组合连续梁桥，其特征在于：包括设在桥墩
(1)上的混凝土箱梁段(2)和设在桥体跨中段并与所述混凝土箱梁段固定连接的波形钢腹板箱梁段(3)，所述波形钢腹板箱梁段的长度为桥体跨径的1/4～1/3。
2.根据权利要求1所述的混凝土梁-波形钢腹板梁组合连续梁桥，其特征在于：所述混凝土箱梁段与波形钢腹板箱梁段在相互连接处设置有过渡段(4)。
3.根据权利要求2所述的混凝土梁-波形钢腹板梁组合连接梁桥，其特征在于：所述过渡段中波形钢腹板箱梁段的波形钢腹板(33)伸入混凝土箱梁段的混凝土腹板(21)内，所述波形钢腹板与混凝土腹板通过栓钉(5)连接，所述过渡段在波形钢腹板的内侧设有混凝土内衬(6)。
4.根据权利要求3所述的混凝土梁-波形钢腹板梁组合连接梁桥，其特征在于：所述栓钉上设置有倒刺(7)，所述栓钉和倒刺均由记忆合金制成。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的混凝土梁-波形钢腹板梁组合连接梁桥，其特征在于：所述波形钢腹板箱梁段包括混凝土顶板(31)、混凝土底板(32)、波形钢腹板(33)和隔板(34)，所述波形钢腹板与混凝土顶板和混凝土底板之间均通过抗剪连接件(8)连接。
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