CN109024224A - 一种钢拱肋与混凝土基座连接装置 - Google Patents

一种钢拱肋与混凝土基座连接装置 Download PDF

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Abstract

一种钢拱肋与混凝土基座连接装置，包括浇筑固结在混凝土基座上的三向预应力混凝土拱肋传力段，三向预应力混凝土拱肋传力段的端面通过全格室钢混连接段连接钢拱肋；所述的混凝土基座包括桩基以及浇筑在桩基上的桩基承台基础，桩基承台基础上浇筑拱座；所述的三向预应力混凝土拱肋传力段包括浇筑固结在拱座上的混凝土拱肋，混凝土拱肋分别通过横向预应力钢筋与竖向预应力钢筋与混凝土基座从内部相连接；所述的全格室钢混连接段通过沿自身贯穿的多根纵向预应力钢绞线将混凝土拱肋与钢拱肋的端面锚固连接。本发明大大提高了结合段的整体受压能力，能够实现钢拱肋与混凝土基座之间的紧密连接。

Description

一种钢拱肋与混凝土基座连接装置
技术领域
本发明涉及拱桥建造领域，具体涉及一种钢拱肋与混凝土基座连接装置。
背景技术
目前关于钢拱肋与混凝土基座之间的连接，通常采用两种形式，一种是将钢拱肋埋入混凝土基座中并在钢拱肋上焊接锚固钢筋，以此承担弯矩引起的拉拔力，钢拱肋端部焊接端板，端部附近的混凝土中设置钢筋网等，以减少压力集中；另一种是在桩项与拱段连接处设置混凝土承台，承台分二次浇筑完成，第一次浇筑下端一定高度，待拱圈全部成型后再浇筑上端剩下高度混凝土，完成固结，并在基础顶面和拱圈端部设置预埋钢板，通过高强螺栓连接[1][2]。
此外关于钢拱肋与混凝土拱肋的连接形式，主要有内置钢箱后承压板、法兰式对接与外置钢箱后承压板三种形式。内置钢箱后承压板结构依靠后承压板承受轴力、开孔钢板承受轴力和剪力，该形式结合面内力集中较小，但钢箱底混凝土浇注困难且密实性难以保证。法兰式对接结构形式依靠承压钢板承受轴力，焊缝与螺栓承受剪力，该形式施工方便快捷，但结合面上应力较集中，承担轴力和剪力有限。外置钢箱后承压板形式依靠后承压钢板和开孔钢板承受轴力，开孔钢板另外还承担横向剪力，结合面应力集中较小，混凝土易于浇筑且密实性也易于保证[3][4][5]。为更好的使钢拱肋与混凝土基座连接，需要对结合段构造进行优化。
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发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种钢拱肋与混凝土基座连接装置，采用混凝土拱肋传力段过渡，内力传递流畅均匀，能够提高结合段的受压能力，连接可靠。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：包括浇筑固结在混凝土基座上的三向预应力混凝土拱肋传力段，三向预应力混凝土拱肋传力段的端面通过全格室钢混连接段连接钢拱肋；所述的混凝土基座包括桩基以及浇筑在桩基上的桩基承台基础，桩基承台基础上浇筑拱座；所述的三向预应力混凝土拱肋传力段包括浇筑固结在拱座上的混凝土拱肋，混凝土拱肋分别通过横向预应力钢筋与竖向预应力钢筋与混凝土基座从内部相连接；所述的全格室钢混连接段通过沿自身贯穿的多根纵向预应力钢绞线将混凝土拱肋与钢拱肋的端面锚固连接。
所述的全格室钢混连接段包括由顶板、底板以及腹板组成的壳体，壳体内部通过前承压板划分为基座侧腔体与钢拱肋侧腔体，基座侧腔体通过横向加劲肋板与纵向加劲肋板分隔为若干个格室，钢拱肋侧腔体的内壁四周设有多个横向加劲肋与纵向加劲肋。
所述的前承压板对应每个格室均开设有用于通过纵向预应力钢绞线的预应力预留安装孔。
所述的横向加劲肋板与纵向加劲肋板上均开设有依次正交排布的多个条形孔。
所述的全格室钢混连接段通过纵向预应力、剪力键以及在格室内浇筑混凝土与混凝土拱肋连接。所述的全格室钢混连接段采用高强螺栓以及焊接方式与钢拱肋连接。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：由三向预应力混凝土拱肋传力段与全格室钢混连接段组成，采用全格室构造，大大提高了结合段的整体受压能力。混凝土拱肋分别通过横向预应力钢筋与竖向预应力钢筋与混凝土基座从内部相连接，并通过纵向预应力钢绞线将混凝土拱肋与钢拱肋的端面锚固连接，由于采用了含有三向预应力的混凝土拱肋段作为传力结构，承压板受力均匀，内力传递安全、明确、可靠。具体的，与混凝土拱座采用双向预应力连接，提高了混凝土的受压能力，有效地防止了拱座在长期冲击荷载作用下的开裂；与钢混结合段采用预应力钢绞线方式连接，使两者连接较为紧密。
附图说明
图1本发明的装配结构整体示意图；
图2混凝土基座的结构示意图；
图3本发明三向预应力混凝土拱肋传力段结构示意图；
图4本发明全格室钢混连接段的基座侧腔体结构示意图；
图5本发明加劲肋板的正交开孔示意图；
图6本发明全格室钢混连接段的钢拱肋侧腔体结构示意图；
附图中：Ⅰ-三向预应力混凝土拱肋传力段；Ⅱ-全格室钢混连接段；1-桩基；2-桩基承台基础；3-拱座；4-混凝土拱肋；5-横向预应力钢筋；6-竖向预应力钢筋；7-纵向预应力钢绞线；8-顶板；9-底板；10-腹板；11-前承压板；12-横向加劲肋板；13-纵向加劲肋板；14-横向加劲肋；15-纵向加劲肋。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
参见图1，本发明钢拱肋与混凝土基座连接装置，包括浇筑固结在混凝土基座上的三向预应力混凝土拱肋传力段Ⅰ，三向预应力混凝土拱肋传力段Ⅰ的端面通过全格室钢混连接段Ⅱ连接钢拱肋。参见图2，混凝土基座包括桩基1以及浇筑在桩基1上的桩基承台基础2，桩基承台基础2上浇筑拱座3。参见图3，本发明钢拱肋与混凝土基座连接装置的三向预应力混凝土拱肋传力段Ⅰ包括浇筑固结在拱座3上的混凝土拱肋4，混凝土拱肋4分别通过横向预应力钢筋5与竖向预应力钢筋6与混凝土基座从内部相连接。图3示出的只是该连接部分形式，若混凝土基座为凹槽结构亦可用此形式连接。全格室钢混连接段Ⅱ通过沿自身贯穿的多根纵向预应力钢绞线7将混凝土拱肋4与钢拱肋的端面锚固连接。混凝土拱肋4在三向预应力的作用下能够有效地抵抗主拱产生的水平推力、垂直剪力和横向扭矩。
参见图4-6，本发明全格室钢混连接段Ⅱ包括由顶板8、底板9以及腹板10组成的壳体，壳体内部通过前承压板11划分为基座侧腔体与钢拱肋侧腔体，基座侧腔体通过横向加劲肋板12与纵向加劲肋板13分隔为若干个格室，前承压板11对应每个格室均开设有用于通过纵向预应力钢绞线7的预应力预留安装孔，预应力预留安装孔的开孔大小根据实际预应力钢绞线粗细及预应力大小调节，横向加劲肋板12与纵向加劲肋板13上均开设有依次正交排布的多个条形孔。钢拱肋侧腔体的内壁四周设有多个横向加劲肋14与纵向加劲肋15。
全格室钢混连接段Ⅱ通过纵向预应力、剪力键以及在格室内浇筑混凝土与混凝土拱肋4连接，全格室钢混连接段Ⅱ采用高强螺栓以及焊接方式与钢拱肋连接，连接强度可靠。
为更好的使钢拱肋与混凝土基座连接，本发明采用混凝土拱肋传力段过渡形式，内力传递流畅明确且传力段受力均匀，并通过在传力段混凝土拱肋中设置三向预应力有效抵抗主拱产生的水平推力、垂直剪力和横向扭矩，同时将混凝土拱肋与钢拱肋、混凝土基座有效连接。

Claims (6)

1.一种钢拱肋与混凝土基座连接装置，其特征在于：包括浇筑固结在混凝土基座上的三向预应力混凝土拱肋传力段(Ⅰ)，三向预应力混凝土拱肋传力段(Ⅰ)的端面通过全格室钢混连接段(Ⅱ)连接钢拱肋；所述的混凝土基座包括桩基(1)以及浇筑在桩基(1)上的桩基承台基础(2)，桩基承台基础(2)上浇筑拱座(3)；所述的三向预应力混凝土拱肋传力段(Ⅰ)包括浇筑固结在拱座(3)上的混凝土拱肋(4)，混凝土拱肋(4)分别通过横向预应力钢筋(5)与竖向预应力钢筋(6)与混凝土基座从内部相连接；所述的全格室钢混连接段(Ⅱ)通过沿自身贯穿的多根纵向预应力钢绞线(7)将混凝土拱肋(4)与钢拱肋的端面锚固连接。
2.根据权利要求1所述的钢拱肋与混凝土基座连接装置，其特征在于：全格室钢混连接段(Ⅱ)包括由顶板(8)、底板(9)以及腹板(10)组成的壳体，壳体内部通过前承压板(11)划分为基座侧腔体与钢拱肋侧腔体，基座侧腔体通过横向加劲肋板(12)与纵向加劲肋板(13)分隔为若干个格室，钢拱肋侧腔体的内壁四周设有多个横向加劲肋(14)与纵向加劲肋(15)。
3.根据权利要求2所述的钢拱肋与混凝土基座连接装置，其特征在于：前承压板(11)对应每个格室均开设有用于通过纵向预应力钢绞线(7)的预应力预留安装孔。
4.根据权利要求2所述的钢拱肋与混凝土基座连接装置，其特征在于：所述的横向加劲肋板(12)与纵向加劲肋板(13)上均开设有依次正交排布的多个条形孔。
5.根据权利要求1所述的钢拱肋与混凝土基座连接装置，其特征在于：所述的全格室钢混连接段(Ⅱ)通过纵向预应力、剪力键以及在格室内浇筑混凝土与混凝土拱肋(4)连接。
6.根据权利要求1所述的钢拱肋与混凝土基座连接装置，其特征在于：所述的全格室钢混连接段(Ⅱ)采用高强螺栓以及焊接方式与钢拱肋连接。
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