CN111472253A - 一种钢桁加劲混凝土梁的斜拉桥 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢桁加劲混凝土梁的斜拉桥，包括直接承受桥面荷载的主梁，所述主梁架设在边墩上且穿过桥塔，所述桥塔与主梁之间设置有多对斜拉索，所述主梁顺桥向由多个预制节段拼装而成。所述预制节段由加劲钢桁、混凝土梁组成，所述加劲钢桁、混凝土梁拼接固定。所述混凝土梁中设置有加劲钢桁节点板，所述加劲钢桁节点板与加劲钢桁的下弦节点相连。本发明主梁采用加劲钢桁、混凝土梁的组合结构，充分发挥钢材、混凝土各自的材料性能优势，结构刚度大且动力性能好，有效解决了大跨度混凝土主梁徐变变形难以控制的难题。采用预制节段拼装法施工，节省了施工工期，提高了施工质量，减少了后期徐变，实现机械化、标准化施工。

Description

一种钢桁加劲混凝土梁的斜拉桥

技术领域

本发明属于桥梁结构领域，具体涉及一种钢桁加劲混凝土梁的斜拉桥。

背景技术

斜拉桥以其跨度优势开始逐渐应用于高速铁路，为确保列车在高速运行的条件下具有较高的安全性、平稳性和旅客乘坐舒适度，斜拉桥需要具有较大的整体刚度。

而目前，斜拉桥尤其是大跨度的斜拉桥采用混凝土主梁时，结构整体刚度大，但跨越能力差，梁体徐变变形大，在施工过程中施工工期较长；采用钢主梁时，结构整体刚度小，无砟轨道适应性差，工程造价和养护维修工作量大。

发明内容

本发明为解决现有技术存在的问题而提出，其目的是提供一种钢桁加劲混凝土梁的斜拉桥。

本发明的技术方案是：一种钢桁加劲混凝土梁的斜拉桥，包括直接承受桥面荷载的主梁，所述主梁架设在边墩上且穿过桥塔，所述桥塔与主梁之间设置有多对斜拉索，所述主梁顺桥向由多个预制节段拼装而成。

更进一步的，所述预制节段由位于上方的加劲钢桁和位于下方的混凝土梁组成，所述加劲钢桁、混凝土梁拼接固定。

更进一步的，所述混凝土梁中设置有加劲钢桁节点板，所述加劲钢桁节点板与加劲钢桁的下弦节点相连。

更进一步的，所述加劲钢桁节点板下部预埋于混凝土梁中，所述加劲钢桁节点板下部形成装配孔，所述混凝土梁中的钢筋穿过装配孔，所述加劲钢桁节点板、混凝土梁之间形成PBL剪力键固定。

更进一步的，所述加劲钢桁节点板的上部伸出混凝土梁，所述加劲钢桁节点板上部形成螺栓孔，所述加劲钢桁节点板、加劲钢桁通过拧入到螺栓孔中的螺栓进行固定。

更进一步的，所述混凝土梁中设置有多块加劲钢桁节点板，所述加劲钢桁节点板与加劲钢桁两侧相连。

更进一步的，所述混凝土梁中设置有顺桥向的预应力管道。

更进一步的，所述混凝土梁侧端设置有拼接断面剪力键，相邻两个预制节段通过拼接断面剪力键相连，相邻两个预制节段的接缝处涂抹桥梁用环氧树脂密封胶。

所述混凝土梁为板梁或箱梁。

本发明的有益效果如下：

本发明主梁采用加劲钢桁、混凝土梁的组合结构，充分发挥钢材、混凝土各自的材料性能优势，有效解决了大跨度混凝土主梁徐变变形难以控制的难题。

本发明结构刚度大且分布均匀，动力性能好，有利于铁路、城市轨道交通、公路等桥面行车特别是高速铁路行车的安全性、平顺性与舒适度。

本发明与钢桥相比，由于部分采用混凝土梁，用钢量和养护维修工作量减少，工程造价降低。

本发明与混凝土梁相比，对梁体截面进行优化，有效减小了梁高，建筑高度更低，自重更小。

本发明施工方便，混凝土梁能适应无砟轨道的铺设要求。

本发明采用节段预制拼装法施工，节省了施工工期，提高了施工质量，减少了后期徐变，实现机械化、标准化施工，施工过程也更加环保。

附图说明

图1 是本发明的整体结构示意图；

图2 是本发明中混凝土梁为板梁时支点处的连接示意图；

图3 是本发明中混凝土梁为板梁时支点处的连接示意图；

图4 是本发明中混凝土梁为板梁时的连接示意图；

图5 是本发明中混凝土梁为板梁时支点处的截面图；

图6 是本发明中混凝土梁为板梁时跨中处的截面图；

图7 是本发明中混凝土梁为箱梁时的截面图；

图8 是本发明中节点板的结构示意图；

图9 是本发明中节点板的安装示意图；

其中：

1 下部基础 2 桥塔

3 加劲钢桁 4 混凝土梁

5 主梁 6 斜拉索

7 边墩 8 辅助墩

9 次边墩 10 边跨

11 中跨 12 预应力管道

13 拼接断面剪力键 14 装配孔

15 加劲钢桁节点板 16 螺栓孔。

具体实施方式

以下，参照附图和实施例对本发明进行详细说明：

如图1~9所示，一种钢桁加劲混凝土梁的斜拉桥，包括直接承受桥面荷载的主梁5，所述主梁5架设在边墩7上且穿过桥塔2，所述桥塔2与主梁5之间设置有多对斜拉索6，所述主梁5顺桥向由多个预制节段拼装而成。

所述桥塔2上设置有支撑主梁5的竖向支座和纵向阻尼器。

所述混凝土梁4为板梁，如图2、图3、图5、图6所示。

所述预制节段由位于上方的加劲钢桁3和位于下方的混凝土梁4组成，所述加劲钢桁3、混凝土梁4拼装固定。

所述混凝土梁4中设置有加劲钢桁节点板15，所述加劲钢桁节点板15与加劲钢桁3下弦节点相连。

所述加劲钢桁节点板15下部预埋于混凝土梁4中，所述加劲钢桁节点板15下部形成装配孔14，所述混凝土梁4中的钢筋穿过装配孔14，所述加劲钢桁节点板15、混凝土梁4之间形成PBL剪力键固定。

所述加劲钢桁节点板15的上部伸出混凝土梁4，所述加劲钢桁节点板15上部形成螺栓孔16，所述加劲钢桁节点板15、加劲钢桁3通过拧入到螺栓孔16中的螺栓进行固定。

所述混凝土梁4中设置有多块加劲钢桁节点板15，所述加劲钢桁节点板15与加劲钢桁3两侧相连。

所述混凝土梁4中设置有顺桥向的预应力管道12。

所述混凝土梁4侧端设置有拼接断面剪力键13，相邻两个预制节段通过拼接断面剪力键13相连，相邻两个预制节段的接缝处涂抹桥梁用环氧树脂密封胶。

所述加劲钢桁3可以但不限于N形、三角形等桁式。

又一实施例

一种钢桁加劲混凝土梁的斜拉桥，包括直接承受桥面荷载的主梁5，所述主梁5架设在边墩7上且穿过桥塔2，所述桥塔2与主梁5之间设置有多对斜拉索6，所述主梁5顺桥向由多个预制节段拼装而成。

所述混凝土梁4为箱梁，如图4、图7所示。

所述预制节段由位于上方的加劲钢桁3和位于下方的混凝土梁4组成，所述加劲钢桁3、混凝土梁4拼接固定。

所述混凝土梁4中设置有加劲钢桁节点板15，所述加劲钢桁节点板15与加劲钢桁3的下弦节点相连。

所述加劲钢桁节点板15下部预埋于混凝土梁4中，所述加劲钢桁节点板15下部形成装配孔14，所述混凝土梁4中的钢筋穿过装配孔14，所述加劲钢桁节点板15、混凝土梁4之间形成PBL剪力键固定。

所述加劲钢桁节点板15的上部伸出混凝土梁4，所述加劲钢桁节点板15上部形成螺栓孔16，所述加劲钢桁节点板15、加劲钢桁3通过拧入到螺栓孔16中的螺栓进行固定。

所述混凝土梁4中设置有多块加劲钢桁节点板15，所述加劲钢桁节点板15与加劲钢桁3两侧相连。

所述混凝土梁4中设置有顺桥向的预应力管道12。

所述混凝土梁4侧端设置有拼接断面剪力键13，相邻两个预制节段通过拼接断面剪力键13相连，相邻两个预制节段的接缝处涂抹桥梁用环氧树脂密封胶。

所述主梁5与桥塔2为分体结构。

所述装配孔14为矩形阵列状。

所述加劲钢桁节点板15的探出部为异形状，该异形状包括位于顶部的水平段，水平段两侧形成向下倾斜的倾斜段，倾斜段下端形成弧形过渡段。

所述螺栓孔16为多个阵列组分布，每个阵列组中的顶行与倾斜段平行。

所述水平段中形成竖向的接缝，加劲钢桁节点板15的接缝处填注补偿收缩砼，形成2%的纵坡以便于排水，并设置PPU防水层。

所述螺栓孔16的倾斜阵列以及接缝处填注补偿收缩砼能够确保加劲钢桁节点板15与加劲钢桁3之间的稳定固定。

所述PBL剪力键以及剪力钉17能够确保加劲钢桁节点板15与混凝土梁4的稳定固定。

所述边墩7外还设置有辅助墩8，所述边墩7、辅助墩8、主梁5形成次边跨9，所述边墩7、桥塔2、主梁5形成边跨10，所述桥塔2之间、主梁5形成中跨11。

优选的，所述中跨11为一跨或多跨。

所述加劲钢桁3不做限定可采用各种桁架形式。

所述斜拉索6一端锚固于桥塔2，锚固方式为钢锚箱、钢锚梁或环向预应力锚固；斜拉索6另一端锚固于混凝土梁4，锚固方式采用锚块式或锚拉板式索梁锚固体系。

所述边墩7、辅助墩8、桥塔2下设置有下部基础1，所述下部基础1为桩基础、扩大基础、沉井基础中的一种。

所述主梁5采用节段预制拼装法施工，主梁5纵向划分为若干预制节段，每个预制节段包括混凝土梁4节段和加劲钢桁3节段。混凝土梁4中跨跨中设现浇合龙段或采用湿接缝合龙，其余节段当采用节段预制拼装施工时，均采用工厂化预制、现场拼装施工，相邻混凝土梁4预制节段对应预应力管道12间设置密封装置防止堵塞管道并确保其耐久性，相邻混凝土梁4预制节段之间设相互咬合的接缝剪力键13固定。

本发明结构造型新颖、美观，能有效提高结构刚度，提升结构动力性能，极大改善梁端转角，充分发挥钢材、混凝土各自的材料性能优势，明显降低大跨度混凝土主梁的徐变变形。主梁采用钢桁加劲混凝土形式，工程造价和养护维修工作量均有所减少，混凝土梁能适应无砟轨道铺设要求。主梁采用节段预制拼装法施工，节省了施工工期，实现机械化、标准化施工，施工过程也更加环保。在需跨越大江大河及海湾海峡的高速铁路、城市轨道交通、磁浮交通或公路桥梁建设中具有较为明显的优势。

Claims (9)

1.一种钢桁加劲混凝土梁的斜拉桥，包括直接承受桥面荷载的主梁（5），其特征在于：所述主梁（5）架设在边墩（7）上且穿过桥塔（2），所述桥塔（2）与主梁（5）之间设置有多对斜拉索（6），所述主梁（5）顺桥向由多个预制节段拼装而成。

2.根据权利要求1所述的一种钢桁加劲混凝土梁的斜拉桥，其特征在于：所述预制节段由位于上方的加劲钢桁（3）和位于下方的混凝土梁（4）组成，所述加劲钢桁（3）、混凝土梁（4）拼接固定。

3.根据权利要求2所述的一种钢桁加劲混凝土梁的斜拉桥，其特征在于：所述混凝土梁（4）中设置有加劲钢桁节点板（15），所述加劲钢桁节点板（15）与加劲钢桁（3）的下弦节点相连。

4.根据权利要求3所述的一种钢桁加劲混凝土梁的斜拉桥，其特征在于：所述加劲钢桁节点板（15）下部预埋于混凝土梁（4）中，所述加劲钢桁节点板（15）下部形成装配孔（14），所述混凝土梁（4）中的钢筋穿过装配孔（14），所述加劲钢桁节点板（15）、混凝土梁（4）之间形成PBL剪力键固定。

5.根据权利要求4所述的一种钢桁加劲混凝土梁的斜拉桥，其特征在于：所述加劲钢桁节点板（15）的上部伸出混凝土梁（4），所述加劲钢桁节点板（15）上部形成螺栓孔（16），所述加劲钢桁节点板（15）、加劲钢桁（3）通过拧入到螺栓孔（16）中的螺栓进行固定。

6.根据权利要求5所述的一种钢桁加劲混凝土梁的斜拉桥，其特征在于：所述混凝土梁（4）中设置有多块加劲钢桁节点板（15），所述加劲钢桁节点板（15）与加劲钢桁（3）两侧相连。

7.根据权利要求6所述的一种钢桁加劲混凝土梁的斜拉桥，其特征在于：所述混凝土梁（4）中设置有顺桥向的预应力管道（12）。

8.根据权利要求7所述的一种钢桁加劲混凝土梁的斜拉桥，其特征在于：所述混凝土梁（4）侧端设置有拼接断面剪力键（13），相邻两个预制节段通过拼接断面剪力键（13）相连，相邻两个预制节段的接缝处涂抹桥梁用环氧树脂密封胶。

9.根据权利要求2所述的一种钢桁加劲混凝土梁的斜拉桥，其特征在于：所述混凝土梁（4）为板梁或箱梁。

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