CN110835884A - 一种用于大跨径自锚式悬索桥的有格室钢混结合段结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于大跨径自锚式悬索桥的有格室钢混结合段结构，所述变高度加劲段设有底板，所述钢混结合段结构依次包括混凝土横梁段、钢格室段、钢梁加劲变高段和钢梁加劲等高段。具有以下有益效果：设计合理、结构简单，且施工方便高效。优化了钢‑混凝土结合段的受力性能，适应于大跨径自锚式悬索桥结构需要。2、采用有格室构造增大了结合部的结合面，并对填充混凝土形成多向约束，增强了钢梁与混凝土梁的结合，改善了结合部混凝土的受力。后承压板的构造方式能充分发挥连接件的作用、传力明确，结合面的应力集中较小，格室与主梁的混凝土形成连续构造，有利于混凝土浇筑施工、连接件根部混凝土不易离析。

Description

一种用于大跨径自锚式悬索桥的有格室钢混结合段结构

技术领域

本发明涉及桥梁施工的技术领域，尤其是一种用于大跨径自锚式悬索桥的有格室钢混结合段结构，特别涉及其机械连接结构。

背景技术

大跨径自锚式悬索桥宜采用主跨钢梁、边跨混凝土梁的混合梁结构。该结构形式能在显著减轻主跨主梁重量的同时解决边跨压重问题。传统的钢混结合段，采用承压板、配合竖向2至4排剪力键的钢格室，已被运用于较大跨径的混合梁斜拉桥或小跨径的自锚式悬索桥。但对于大跨径自锚式悬索桥，由于主梁内力随跨径增加而迅速增大，其钢混结合段须较常规结构更为复杂。基于此，亟需一种适应于大跨径自锚式悬索桥的钢-混结合段结构。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于大跨径自锚式悬索桥的有格室钢混结合段结构，其结构简单、设计合理，成型钢-混结合部的连接效果好且受力合理。克服了现有技术中存在的缺点和不足。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：一种用于大跨径自锚式悬索桥的有格室钢混结合段结构，所述钢混结合段结构依次包括混凝土横梁段、钢格室段、钢梁加劲变高段和钢梁加劲等高段。

本发明公开了一种用于大跨径自锚式悬索桥的有格室钢混结合段结构，具有以下有益效果：

1、设计合理、结构简单，且施工方便高效。优化了钢-混凝土结合段的受力性能，适应于大跨径自锚式悬索桥结构需要。

2、采用有格室构造增大了结合部的结合面，并对填充混凝土形成多向约束，增强了钢梁与混凝土梁的结合，改善了结合部混凝土的受力。后承压板的构造方式能充分发挥连接件的作用、传力明确，结合面的应力集中较小，格室与主梁的混凝土形成连续构造，有利于混凝土浇筑施工、连接件根部混凝土不易离析。

3、设计合理的钢格室高宽比，选取开孔板连接件的列数和排数，有效降低单孔剪力最大值并充分发挥每个开孔板连接件的传力效果，同时降低了结合段的施工难度使得连接质量更易于保证。

综上所述，本发明结构简单、设计合理且施工简便、使用效果好，施工成型钢-混结合部的连接效果好且受力合理。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明混凝土横梁段结构示意图。

图3为本发明钢格室段结构示意图。

图4为本发明钢梁加劲变高段结构示意图。

图5为变高段下层结构示意图。

图6为图5的俯视图。

图7为钢梁加劲等高段结构示意图。

具体实施方式

下面参照附图，对本发明进一步进行描述。

本发明公开了一种用于大跨径自锚式悬索桥的有格室钢混结合段结构，其区别于现有技术在于：所述钢混结合段结构依次包括混凝土横梁段1、钢格室段2、钢梁加劲变高段3和钢梁加劲等高段4。

所述钢格室段2由位于顶部的钢格室顶板5和位于底部的钢格室底板6构成，钢格室段2由上部钢格室层7和下部钢格室层8层构成，上部钢格室层7和下部钢格室层8内均纵向分布有若干块钢格室隔板9，钢格室隔板9用于纵向支撑上部钢格室层7和下部钢格室层8的顶部和底部，上部钢格室层7和下部钢格室层8之间设有第一支撑用腹板18，第一支撑用腹板18上下支持上部钢格室层7和下部钢格室层8，下部钢格室层8的两侧形成钢格室斜向段11，钢格室斜向段11与上部钢格室层7形成连接，钢格室斜向段11与上部钢格室层7连接处的钢格室段2外壁上设第一腹板12，两片第一支撑用腹板18之间设有水平分布的第一支撑用腹板连接件10。

所述钢梁加劲变高段3由变高段上层14和变高段下层15构成，变高段上层14的顶部为变高段顶板16，变高段上层14的底部为变高段上层格栅板17，变高段下层15的底部为变高段底板18，变高段下层15的顶部为变高段下层格栅板19，在变高段上层14和变高段下层15内，沿着钢梁加劲变高段3长度走向均分布有若干块变高纵向加劲肋20，变高纵向加劲肋20在变高段上层14内分别向上支支撑变高段顶板16，向下支撑变高段上层格栅板17，变高纵向加劲肋20在变高段下层15内分别向上支撑变高段下层格栅板19，向下支撑变高段底板18，变高段下层15的两侧形成斜向分布的斜向变高段下层段21，两侧的斜向变高段下层段21的外侧与上述变高段上层14两侧形成连接，该连接处外壁设有第二腹板22，变高段上层14和变高段下层15之间设有第二支撑用腹板27，第二支撑用腹板27用于向上支撑变高段上层14，向下支撑变高段下层15，变高段上层14和变高段下层15与钢格室段2连接处均设有承压板23，变高段上层14和变高段下层15与钢梁加劲等高段4的连接处设有横隔板24，变高纵向加劲肋20处等间距分布有竖向加劲肋25，变高段上层14内的竖向加劲肋25的两端分别抵住变高段顶板16和变高段上层格栅板17，变高段下层15内的竖向加劲肋25的两端分别抵住下层格栅板19和变高段底板18，变高段上层14内的变高纵向加劲肋20垂直变高段顶板16设置，变高段下层15内的变高纵向加劲肋20垂直变高段底板18设置。

在具体实施时,所述混凝土横梁段1靠近顶部和底部处均分布有横向预应力束26，混凝土横梁段1至钢格室段2分布有若干纵向预应力束13，纵向预应力束13与横向预应力束26在空间内相互垂直分布。

在具体实施时,所述钢梁加劲等高段4内腔内壁上沿长度方向分布有若干条钢梁标准段等高纵向加劲肋31，钢梁加劲等高段4内腔设置有钢梁加劲等高段腹板32，该钢梁加劲等高段腹板32向上支撑钢梁加劲等高段4的顶部，向下支撑钢梁加劲等高段4的底部。

在具体实施时,所述上部钢格室层7和下部钢格室层8内灌注混凝土。

在具体实施时,所述变高纵向加劲肋20为变高度肋，变高纵向加劲肋20边缘形成斜向坡面，斜坡比例为1/5~1/8，所述竖向加劲肋25的高度与两者连接处变高纵向加劲肋20的高度对应一致。

在具体实施时,所述承压板23平直钢板，厚度大于50mm，混凝土横梁段1至钢格室段2分布有若干纵向预应力束13，承压板23上锚固连接纵向预应力束13，所述纵向预应力束13穿过钢格室段2后通过预应力锚具锚固于承压板23上。

在具体实施时,所述钢格室隔板9上开设圆孔并设置贯穿钢筋，开孔钢板的圆孔直径为固定值Φ75mm，每片钢格室隔板9布置7排11列的圆孔，圆孔边缘间隔、圆孔边缘与钢格室隔板9边缘间距大于或等于1.5倍的圆孔直径。

在具体实施时,所述变高段上层格栅板17和变高段下层格栅板19为等厚Q345钢板，变高段上层格栅板17和变高段下层格栅板19厚度为12-22mm，变高段上层格栅板17和变高段下层格栅板19的厚度小于或等于变高纵向加劲肋20的厚度。

在具体实施时,混凝土横梁段采用钢筋混凝土结构，横梁厚1-2m。

在具体实施时,上部钢格室层7和下部钢格室层8处与预留浇筑孔、振捣孔、压浆孔和冒浆孔，浇筑孔、振捣孔和压浆孔在混凝土浇筑完成后，用同材质、同厚度钢板采用单边坡口熔透焊进行封闭。上部钢格室层7和下部钢格室层8内灌注混凝土配合比经试验优化确定，优选为C55。

在具体实施时,上部钢格室层7和下部钢格室层8内设置有带肋贯穿钢筋，其直径不小于20mm，不大于40mm，在钢格室内通长布置，带肋贯穿钢筋的两端顶到相邻钢格室隔板9上。

在具体实施时，所述承压板为平直钢板，厚度不小于50mm。

在具体实施时，所述钢梁加劲变高段中，变高纵向加劲肋高度均匀过度，并通过钢梁加劲等高段与钢梁标准段相连接，斜坡比例为1/5~1/8。变高纵向加劲肋高度由1.42m高过渡至0.31m。

在具体实施时，变高段下层15中，变高段下层格栅板19由十字交叉分布的横向栅条28和纵向栅条29构成，变高段下层格栅板19处由横向栅条28和纵向栅条29围合构成若干栅孔30，栅孔30为带倒角矩形孔。

在具体实施时，钢格室顶板5和钢格室底板6的内壁上以及承压板23上均分布有剪力钉33。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明具体实施只局限于上述这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于大跨径自锚式悬索桥的有格室钢混结合段结构，其特征在于：所述钢混结合段结构依次包括混凝土横梁段（1）、钢格室段（2）、钢梁加劲变高段（3）和钢梁加劲等高段（4）。

2.根据权利要求1所述的一种用于大跨径自锚式悬索桥的有格室钢混结合段结构，其特征在于：所述钢格室段（2）由位于顶部的钢格室顶板（5）和位于底部的钢格室底板（6）构成，钢格室段（2）由上部钢格室层（7）和下部钢格室层（8）层构成，上部钢格室层（7）和下部钢格室层（8）内均纵向分布有若干块钢格室隔板（9），钢格室隔板（9）用于纵向支撑上部钢格室层（7）和下部钢格室层（8）的顶部和底部，上部钢格室层（7）和下部钢格室层（8）之间设有第一支撑用腹板（18），第一支撑用腹板（18）上下支持上部钢格室层（7）和 下部钢格室层（8），下部钢格室层（8）的两侧形成钢格室斜向段（11），钢格室斜向段（11）与上部钢格室层（7）形成连接，钢格室斜向段（11）与上部钢格室层（7）连接处的钢格室段（2）外壁上设第一腹板（12），两片第一支撑用腹板（18）之间设有水平分布的第一支撑用腹板连接件（10）。

3.根据权利要求1所述的一种用于大跨径自锚式悬索桥的有格室钢混结合段结构，其特征在于：所述钢梁加劲变高段（3）由变高段上层（14）和变高段下层（15）构成，变高段上层（14）的顶部为变高段顶板（16），变高段上层（14）的底部为变高段上层格栅板（17），变高段下层（15）的底部为变高段底板（18），变高段下层（15）的顶部为变高段下层格栅板（19），在变高段上层（14）和变高段下层（15）内，沿着钢梁加劲变高段（3）长度走向均分布有若干块变高纵向加劲肋（20），变高纵向加劲肋（20）在变高段上层（14）内分别向上支支撑变高段顶板（16），向下支撑变高段上层格栅板（17），变高纵向加劲肋（20）在变高段下层（15）内分别向上支撑变高段下层格栅板（19），向下支撑变高段底板（18），变高段下层（15）的两侧形成斜向分布的斜向变高段下层段（21），两侧的斜向变高段下层段（21）的外侧与上述变高段上层（14）两侧形成连接，该连接处外壁设有第二腹板（22），变高段上层（14）和变高段下层（15）之间设有第二支撑用腹板（27），第二支撑用腹板（27）用于向上支撑变高段上层（14），向下支撑变高段下层（15），变高段上层（14）和变高段下层（15）与钢格室段（2）连接处均设有承压板（23），变高段上层（14）和变高段下层（15）与钢梁加劲等高段（4）的连接处设有横隔板（24），变高纵向加劲肋（20）处等间距分布有竖向加劲肋（25），变高段上层（14）内的竖向加劲肋（25）的两端分别抵住变高段顶板（16）和变高段上层格栅板（17），变高段下层（15）内的竖向加劲肋（25）的两端分别抵住下层格栅板（19）和变高段底板（18），变高段上层（14）内的变高纵向加劲肋（20）垂直变高段顶板（16）设置，变高段下层（15）内的变高纵向加劲肋（20）垂直变高段底板（18）设置。

4.根据权利要求1所述的一种用于大跨径自锚式悬索桥的有格室钢混结合段结构，其特征在于：所述混凝土横梁段（1）靠近顶部和底部处均分布有横向预应力束（26），混凝土横梁段（1）至钢格室段（2）分布有若干纵向预应力束（13），纵向预应力束（13）与横向预应力束（26）在空间内相互垂直分布。

5.根据权利要求2所述的一种用于大跨径自锚式悬索桥的有格室钢混结合段结构，其特征在于：所述上部钢格室层（7）和下部钢格室层（8）内灌注混凝土。

6.根据权利要求3所述的一种用于大跨径自锚式悬索桥的有格室钢混结合段结构，其特征在于：所述变高纵向加劲肋（20）为变高度肋，变高纵向加劲肋（20）边缘形成斜向坡面，斜坡比例为1/5~1/8，所述竖向加劲肋（25）的高度与两者连接处变高纵向加劲肋（20）的高度对应一致。

7.根据权利要求3所述的一种用于大跨径自锚式悬索桥的有格室钢混结合段结构，其特征在于：所述承压板（23）平直钢板，厚度大于50mm，混凝土横梁段（1）至钢格室段（2）分布有若干纵向预应力束（13），承压板（23）上锚固连接纵向预应力束（13），所述纵向预应力束（13）穿过钢格室段（2）后通过预应力锚具锚固于承压板（23）上。

8.根据权利要求2所述的一种用于大跨径自锚式悬索桥的有格室钢混结合段结构，其特征在于：所述钢格室隔板（9）上开设圆孔并设置贯穿钢筋，开孔钢板的圆孔直径为固定值，每片钢格室隔板（9）布置7排11列的圆孔，圆孔边缘间隔、圆孔边缘与钢格室隔板（9）边缘间距大于或等于1.5倍的圆孔直径。

9.根据权利要求3所述的一种用于大跨径自锚式悬索桥的有格室钢混结合段结构，其特征在于：所述变高段上层格栅板（17）和变高段下层格栅板（19）为等厚Q345钢板，变高段上层格栅板（17）和变高段下层格栅板（19）厚度为12-22mm，变高段上层格栅板（17）和变高段下层格栅板（19）的厚度小于或等于变高纵向加劲肋（20）的厚度。

10.根据权利要求1所述的一种用于大跨径自锚式悬索桥的有格室钢混结合段结构，其特征在于：所述钢梁加劲等高段（4）内腔内壁上沿长度方向分布有若干条钢梁标准段等高纵向加劲肋（31），钢梁加劲等高段（4）内腔设置有钢梁加劲等高段腹板（32），该钢梁加劲等高段腹板（32）向上支撑钢梁加劲等高段（4）的顶部，向下支撑钢梁加劲等高段（4）的底部。

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