CN111979912A - 一种半敞开格室后板型钢混结合段 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种半敞开格室后板型钢混结合段，包括钢混结合区，钢混结合区包括结合段外围钢板，结合段外围钢板内侧设置有顺桥向的钢格室传力隔板，结合段外围钢板内侧还设置有横桥向的后承压钢板，钢格室传力隔板、后承压钢板端部设置有格室内侧板，结合段外围钢板、钢格室传力隔板、后承压钢板、格室内侧板围合形成钢格室，所述钢格室中浇筑有混凝土。本发明将结合段格室封闭段长度大幅缩短，整体布置更加简洁，增大了敞开空间且格室内侧板倾斜布置，有利于工人施工操作；结合段长度比前后板型大幅减小，避免了主梁局部刚性过大，使主梁受力及变形更匀顺，格室内侧板倾斜布置，有利于混凝土灌注密实，保证工程质量。

Description

一种半敞开格室后板型钢混结合段
技术领域
本发明属于桥梁结合段技术领域，具体涉及一种半敞开格室后板型钢混结合段。
背景技术
目前公路、铁路桥混合主梁常用的结合段形式为预应力后板型或预应力前后板型。
预应力后板型结合段通常采用后承压板和沿混凝土梁方向单侧开口的钢格室传力，主梁上缘格室底板或下缘格室顶板水平设置，灌注混凝土时易存在角隅空隙，增加施工检测及压浆工作量，且水平设置的板件对工人开展施工焊接及钢筋布置操作不便；结合区横隔板设置在混凝土梁侧端部，不能充分发挥对结合段的环向支撑作用。
预应力前后板型结合段通常采用前后承压板和前后钢格室传力，前格室一般为敞开设置，但前后承压板之间的格室依靠格室顶板和前承压板上的构造孔进行混凝土灌注，该种结合段长度较大，构造复杂，主梁局部刚性很大；且钢格室狭窄，现场施工困难，工程质量难以保证。
发明内容
本发明为解决现有技术存在的问题而提出，其目的是提供一种半敞开格室后板型钢混结合段。
本发明的技术方案是：一种半敞开格室后板型钢混结合段，包括与混凝土箱梁相锚固的钢混结合区，所述钢混结合区包括与混凝土箱梁外轮廓各板相锚固的结合段外围钢板，所述结合段外围钢板内侧设置有顺桥向且位于中部的的钢格室传力隔板，所述结合段外围钢板内侧还设置有横桥向的后承压钢板，所述钢格室传力隔板、后承压钢板端部设置有格室内侧板，所述结合段外围钢板、钢格室传力隔板、后承压钢板、格室内侧板围合形成沿箱梁周边分布的多个钢格室，所述钢格室中浇筑有大流变自密实钢纤维混凝土。
更进一步的，所述结合段外围钢板内侧设置有混凝土横隔板。
更进一步的，所述结合段外围钢板内还设置有腹板传力件和边腹板传力件，所述腹板传力件和边腹板传力件均为顺桥向布设。
更进一步的，所述腹板传力件包括与结合段外围钢板固定的钢格室传力隔板，所述钢格室传力隔板为两块，两块钢格室传力隔板之间设置有中腹板传力钢板，所述中腹板传力钢板、钢格室传力隔板为一体结构。
更进一步的，所述边腹板传力件包括与结合段外围钢板固定的钢格室传力隔板，所述钢格室传力隔板为两块，两块钢格室传力隔板之间设置有边腹板传力钢板，所述边腹板传力钢板、钢格室传力隔板为一体结构。
更进一步的，所述钢格室传力隔板顶部安装端为倾斜状，所述格室内侧板设置在顶部安装端上，所述格室内侧板与水平面之间的水平夹角为下5~10°。
更进一步的，所述钢格室包括位于结合段顶部外围钢板下侧的上缘钢格室和位于结合段底部外围钢板上侧的下缘钢格室，所述钢格室均包括由格室内侧板组成的倾斜面。
更进一步的，所述后承压钢板朝向钢箱梁的一侧形成钢束锚固节点，混凝土梁中的预应力钢束穿过后承压钢板锚固在钢束锚固节点中。
更进一步的，所述上缘钢格室中设置有注浆孔和排气孔，所述注浆孔设置在结合段外围钢板中，所述排气孔设置在结合段外围钢板、后承压钢板结合处。
更进一步的，所述下缘钢格室中设置有注浆孔和排气孔，所述注浆孔设置在格室内侧板中，所述排气孔设置在格室内侧板、后承压钢板结合处。
本发明将结合段格室封闭段长度大幅缩短，整体布置更加简洁，增大了敞开空间且格室内侧板倾斜布置，有利于工人施工操作；结合段长度比前后板型大幅减小，避免了主梁局部刚性过大，使主梁受力及变形更匀顺，格室内侧板倾斜布置，有利于混凝土灌注密实，保证工程质量；结合段中部横隔板提供环形支撑，有利于结合段横向整体稳定。
本发明在保证结构受力安全、传力顺畅的基础上缩短了结合段长度，简化了钢混结合段构造，节省了钢材；同时有利于现场的快速化施工，节约工期。
附图说明
图1 本发明中心处顺桥向立面布置图；
图2 本发明中腹板处顺桥向立面布置图；
图3本发明边腹板处顺桥向立面布置图；
图4 本发明1/2梁高处顺桥向1/2平面布置图；
图5 图1中1-1面的断面图；
图6 图1中2-2面的断面图；
图7 图1中3-3面的断面图；
图8 图1中4-4面的断面图；。
其中：
1 钢梁刚度过渡区 2 钢混结合区
1-1 钢梁外围钢板 1-2 钢梁外围钢板加劲肋
1-3 钢梁中腹板 1-4 钢梁边腹板
1-5 变高度截面T钢 1-6 中间横隔板
1-7 环形横隔板
2-1 结合段外围钢板
2-2 后承压钢板 2-3 中腹板传力钢板
2-4 边腹板传力钢板 2-5 钢格室传力隔板
2-6 风嘴钢格室传力板 2-7 格室内侧板
2-8 腹板结合区侧面钢板 2-9 风嘴结合区内侧钢板
2-10 横隔板外侧钢挡板 2-11 圆柱头栓焊钉
2-12 PBL键穿入钢筋 2-13 混凝土横隔板
2-14 排气孔 2-15 预应力钢束。
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1~8所示，一种半敞开格室后板型钢混结合段，包括与混凝土箱梁固定的钢混结合区2，所述钢混结合区2包括与混凝土箱梁外轮廓各板相锚固的结合段外围钢板2-1，所述结合段外围钢板2-1内侧设置有顺桥向且位于中部的的钢格室传力隔板2-5，所述结合段外围钢板2-1内侧还设置有横桥向的后承压钢板2-2，所述钢格室传力隔板2-5、后承压钢板2-2端部设置有格室内侧板2-7，所述结合段外围钢板2-1、钢格室传力隔板2-5、后承压钢板2-2、格室内侧板2-7围合形成沿箱梁周边分布的多个钢格室，所述钢格室中浇筑有大流变自密实钢纤维混凝土。
所述结合段外围钢板2-1内侧设置有混凝土横隔板2-13。
所述结合段外围钢板2-1内还设置有腹板传力件和边腹板传力件，所述腹板传力件和边腹板传力件均为顺桥向布设。
所述腹板传力件包括与结合段外围钢板2-1固定的钢格室传力隔板2-5，所述钢格室传力隔板2-5为两块，两块钢格室传力隔板2-5之间设置有中腹板传力钢板2-3，所述中腹板传力钢板2-3、钢格室传力隔板2-5为一体结构。
所述边腹板传力件包括与结合段外围钢板2-1固定的钢格室传力隔板2-5，所述钢格室传力隔板2-5为两块，两块钢格室传力隔板2-5之间设置有边腹板传力钢板2-4，所述边腹板传力钢板2-4、钢格室传力隔板2-5为一体结构。
所述钢格室传力隔板2-5顶部安装端为倾斜状，所述格室内侧板2-7设置在顶部安装端上，所述格室内侧板2-7与水平面之间的水平夹角为下5~10°。
所述钢格室包括位于结合段顶部外围钢板2-1下侧的上缘钢格室和位于结合段底部外围钢板2-1上侧的下缘钢格室，所述钢格室均包括由格室内侧板2-7组成的倾斜面。
所述后承压钢板2-2朝向钢箱梁的一侧形成钢束锚固节点，混凝土梁中的预应力钢束2-15穿过后承压钢板2-2锚固在钢束锚固节点中。
所述上缘钢格室中设置有注浆孔和排气孔2-14，所述注浆孔设置在结合段外围钢板2-1中，所述排气孔设置在结合段外围钢板2-1、后承压钢板2-2结合处。
所述下缘钢格室中设置有注浆孔和排气孔2-14，所述注浆孔设置在格室内侧板2-7中，所述排气孔设置在格室内侧板2-7、后承压钢板2-2结合处。
所述钢格室传力隔板2-5中形成两个梯形孔，所述梯形孔的斜边与钢格室传力隔板2-5的倾斜面相对应。
所述钢格室传力隔板2-5中还形成钢筋孔。从而通过钢筋使横桥向成为一个整体。
如图7所示，结合段顶部的外围钢板2-1和结合段底部的外围钢板2-1在其末端相连弯折连接，所述结合段外围钢板2-1与钢格室传力隔板2-5闭合，在其闭合空间中设置有与结合段外围钢板2-1相连的风嘴钢格室传力板2-6，风嘴钢格室传力板2-6的自由端设置有风嘴结合区内侧钢板2-9。
所述结合段外围钢板2-1、钢格室边腹板传力钢板2-4、风嘴结合区内侧钢板2-9围合形成风嘴钢格室。
所述中腹板传力钢板2-3的两侧设置有平行的腹板结合区侧面钢板2-8，所述腹板结合区侧面钢板2-8与格室内侧板2-7相围合。
所述边腹板传力钢板2-4的两侧设置有平行的腹板结合区侧面钢板2-8，所述腹板结合区侧面钢板2-8与格室内侧板2-7相围合。
相应的，所述腹板结合区侧面钢板2-8与中腹板传力钢板2-3或边腹板传力钢板2-4之间设置钢束通过孔，预应力钢束2-15从上述通过孔中通过后与后承压钢板2-2相锚固。
所述钢混结合区2一侧与混凝土箱梁相锚固，钢混结合区2的另一侧与钢梁刚度过渡区1相连，所述钢梁刚度过渡区1与钢箱梁相连接。
所述钢混结合区2中的结合段外围钢板2-1、格室内侧板2-7顺桥向外延后与钢梁刚度过渡区1中的部件相焊接固定。
所述钢梁刚度过渡区1中包括钢梁外围钢板1-1，所述钢梁外围钢板1-1与结合段外围钢板2-1相一致布设，所述钢梁外围钢板1-1、结合段外围钢板2-1之间为焊接固定。
所述钢梁外围钢板1-1内侧设置有变高度截面T钢1-5，所述变高度截面T钢1-5的翼缘板倾斜角度与格室内侧板2-7的倾斜角度相一致，所述变高度截面T钢1-5、格室内侧板2-7焊接在后承压钢板2-2的两侧。
相应的，在钢梁外围钢板1-1中也设置有钢梁中腹板1-3、钢梁边腹板1-4，所述钢梁中腹板1-3、钢梁边腹板1-4均为钢结构板件。
相应的，所述钢梁中腹板1-3与钢混结合区2中的中腹板传力钢板2-3位置相对应，同理，所述钢梁边腹板1-4与钢混结合区2中的边腹板传力钢板2-4相对应。
所述钢梁刚度过渡区1内还设置有中间横隔板1-6以及环形横隔板1-7，所述中间横隔板1-6、环形横隔板1-7相平行，所述中间横隔板1-6靠近钢混结合区2。
优选的，所述中腹板传力件探出混凝土横隔板2-13，所述钢梁中腹板1-3与中腹板传力钢板2-3分别焊接在后承压钢板2-2的两侧，所述中腹板传力钢板2-3上设置有PBL键穿入钢筋2-12，从而实现钢梁中腹板1-3与混凝土箱梁中腹板的牢固连接。
优选的，所述边腹板传力件探出混凝土横隔板2-13，所述钢梁边腹板1-4与边腹板传力钢板2-4分别焊接在后承压钢板2-2的两侧，所述边腹板传力钢板2-4上设置有PBL键穿入钢筋2-12，从而实现钢梁边腹板1-4与混凝土箱梁边腹板的牢固连接。
进一步的，所述混凝土横隔板2-13外壁处设置有横隔板外侧钢挡板2-10，所述横隔板外侧钢挡板2-10对与其垂直的钢件进行相连，如，所述横隔板外侧钢挡板2-10将两块腹板结合区侧面钢板2-8连接为一个整体，或所述横隔板外侧钢挡板2-10将腹板结合区侧面钢板2-8、风嘴结合区内侧钢板2-9连接为一个整体。
相应的，钢混结合区2中灌注过程，灌注的是钢纤维大流变自密实混凝土。
所述主梁外围钢板2-1、后承压钢板2-2、格室内侧板2-7、腹板结合区侧面钢板2-8、风嘴结合区内侧钢板2-9、横隔板外侧钢挡板2-10的内表面均设置有用于连接锚固用的圆柱头栓焊钉2-11。
所述中腹板传力钢板2-3、边腹板传力钢板2-4、钢格室传力隔板2-5、风嘴钢格室传力板2-6上布置有开孔，PBL键穿入钢筋2-12穿过后形成多个PBL键。
本发明的施工过程如下：
步骤一、按照钢梁外围钢板1-1、结合段外围钢板2-1→后承压钢板2-2→钢梁中腹板及其加劲肋1-3→钢梁边腹板及其加劲肋1-4→钢梁外围钢板加劲肋1-2、变高度截面T钢1-5→中腹板传力钢板2-3→边腹板传力钢板2-4→钢格室传力隔板2-5→风嘴钢格室传力板2-6→格室内侧板2-7→腹板结合区侧面钢板2-8→风嘴结合区内侧钢板2-9→横隔板外侧钢挡板2-10的顺序安装各部件。
其中，结合段外围钢板2-1、后承压钢板2-2、格室内侧板2-7、腹板结合区侧面钢板2-8、风嘴结合区内侧钢板2-9、横隔板外侧钢挡板2-10安装前应先将圆柱头栓焊钉2-11焊接在钢板相应位置。
步骤二、运输、吊装上述安装组件至设计位置。
步骤三、安装PBL键穿入钢筋2-12、钢混结合段内普通钢筋及预应力钢束安装、定位；
步骤四、设置模板分别按底板、腹板及横隔板、顶板的顺序浇筑大流变钢纤维自密实混凝土，并进行养护。
步骤五、待结合段混凝土强度达到设计要求后完成主梁顶板、底板、腹板的纵向预应力钢束2-15张拉。
本发明将结合段格室封闭段长度大幅缩短，整体布置更加简洁，增大了敞开空间且格室内侧板倾斜布置，有利于工人施工操作；结合段长度比前后板型大幅减小，避免了主梁局部刚性过大，使主梁受力及变形更匀顺，格室内侧板倾斜布置，有利于混凝土灌注密实，保证工程质量；结合段中部横隔板提供环形支撑，有利于结合段横向整体稳定。
本发明在保证结构受力安全、传力顺畅的基础上缩短了结合段长度，简化了钢混结合段构造，节省了钢材；同时有利于现场的快速化施工，节约工期。

Claims (10)

1.一种半敞开格室后板型钢混结合段，包括与混凝土箱梁相锚固的钢混结合区（2），其特征在于：所述钢混结合区（2）包括与混凝土箱梁外轮廓各板相锚固的结合段外围钢板（2-1），所述结合段外围钢板（2-1）内侧设置有顺桥向且位于中部的的钢格室传力隔板（2-5），所述结合段外围钢板（2-1）内侧还设置有横桥向的后承压钢板（2-2），所述钢格室传力隔板（2-5）、后承压钢板（2-2）端部设置有格室内侧板（2-7），所述结合段外围钢板（2-1）、钢格室传力隔板（2-5）、后承压钢板（2-2）、格室内侧板（2-7）围合形成沿箱梁周边分布的多个钢格室，所述钢格室中浇筑有大流变自密实钢纤维混凝土。
2.根据权利要求1所述的一种半敞开格室后板型钢混结合段，其特征在于：所述结合段外围钢板（2-1）内侧设置有混凝土横隔板（2-13）。
3.根据权利要求1所述的一种半敞开格室后板型钢混结合段，其特征在于：所述结合段外围钢板（2-1）内还设置有腹板传力件和边腹板传力件，所述腹板传力件和边腹板传力件均为顺桥向布设。
4.根据权利要求3所述的一种半敞开格室后板型钢混结合段，其特征在于：所述腹板传力件包括与结合段外围钢板（2-1）固定的钢格室传力隔板（2-5），所述钢格室传力隔板（2-5）为两块，两块钢格室传力隔板（2-5）之间设置有中腹板传力钢板（2-3），所述中腹板传力钢板（2-3）、钢格室传力隔板（2-5）为一体结构。
5.根据权利要求3所述的一种半敞开格室后板型钢混结合段，其特征在于：所述边腹板传力件包括与结合段外围钢板（2-1）固定的钢格室传力隔板（2-5），所述钢格室传力隔板（2-5）为两块，两块钢格室传力隔板（2-5）之间设置有边腹板传力钢板（2-4），所述边腹板传力钢板（2-4）、钢格室传力隔板（2-5）为一体结构。
6.根据权利要求5所述的一种半敞开格室后板型钢混结合段，其特征在于：所述钢格室传力隔板（2-5）顶部安装端为倾斜状，所述格室内侧板（2-7）设置在顶部安装端上，所述格室内侧板（2-7）与水平面之间的水平夹角为下5~10°。
7.根据权利要求6所述的一种半敞开格室后板型钢混结合段，其特征在于：所述钢格室包括位于结合段顶部外围钢板（2-1）下侧的上缘钢格室和位于结合段底部外围钢板（2-1）上侧的下缘钢格室，所述钢格室均包括由格室内侧板（2-7）组成的倾斜面。
8.根据权利要求7所述的一种半敞开格室后板型钢混结合段，其特征在于：所述后承压钢板（2-2）朝向钢箱梁的一侧形成钢束锚固节点，混凝土梁中的预应力钢束（2-15）穿过后承压钢板（2-2）锚固在钢束锚固节点中。
9.根据权利要求6所述的一种半敞开格室后板型钢混结合段，其特征在于：所述上缘钢格室中设置有注浆孔和排气孔（2-14），所述注浆孔设置在结合段外围钢板（2-1）中，所述排气孔设置在结合段外围钢板（2-1）、后承压钢板（2-2）结合处。
10.根据权利要求6所述的一种半敞开格室后板型钢混结合段，其特征在于：所述下缘钢格室中设置有注浆孔和排气孔（2-14），所述注浆孔设置在格室内侧板（2-7）中，所述排气孔设置在格室内侧板（2-7）、后承压钢板（2-2）结合处。
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