CN114214924A - 一种大跨径工字型钢混凝土组合梁 - Google Patents

一种大跨径工字型钢混凝土组合梁 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种大跨径工字型钢混凝土组合梁，包括钢梁顶板、腹板、钢梁底板、剪力钉、端头支撑、桥身支撑、桥身加强支撑，所述腹板连接在钢梁顶板和钢梁底板之间构成上窄下宽的非对称工字钢梁结构，所述剪力钉固定在钢梁顶板的上端，混凝土桥面板通过剪力钉连接成整体，所述端头支撑在桥身的端部，所述桥身支撑沿桥身纵向设置，纵向桥身每隔5‑6mm处设置桥身加强支撑。本发明充分的发挥钢材的抗拉性能和混凝土的抗压性能，抗剪连接件既保证抗剪滑移又能抵抗掀起力的作用。由钢板制作成上窄下宽的非对称工字型钢梁，钢主梁之间加入小横梁，提高主梁的力学性和抗压性，适用于跨度比较大的钢主梁，也可适用于曲线弯桥。

Description

一种大跨径工字型钢混凝土组合梁
技术领域
本发明涉及桥梁工程领域，尤其涉及一种大跨径工字型钢混凝土组合梁。
背景技术
钢-混凝土组合梁结构是由型钢或钢管或钢板与钢筋混凝土组合而成的结构。在钢梁的上翼缘设置足够的抗剪连接件并与混凝土桥面板形成整体，抗剪连接件即可阻止混凝土板与钢梁之间产生的相对滑移，也可使二者的弯曲变形协调，形成组合梁共同受力，钢材和混凝土发挥各自的优点。钢-混凝土组合梁相比钢筋混凝土结构造价低、自重轻、跨径大，增强了桥梁结构的抗震性能，提高了施工效率，能为工程的安全性提供了更高的保障。钢-混凝土组合梁结构在桥梁工程中应用率逐渐提升，应用前景较好。
某建筑公司承接一项钢梁-混凝土组合桥梁施工任务，由于桥梁跨径较大，因而桥梁的抗震性能、受力能力和抵抗掀起力都很难把控。
发明内容
本发明的目的在于提供一种大跨径工字型钢混凝土组合梁，充分的发挥钢材的抗拉性能和混凝土的抗压性能，抗剪连接件既保证抗剪滑移又能抵抗掀起力的作用。由钢板制作成上窄下宽的非对称工字型钢梁，钢主梁之间加入小横梁，提高主梁的力学性和抗压性，适用于跨度比较大的钢主梁，也可适用于曲线弯桥。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种大跨径工字型钢混凝土组合梁，包括钢梁顶板、腹板、钢梁底板、剪力钉、端头支撑、桥身支撑、桥身加强支撑，所述腹板连接在钢梁顶板和钢梁底板之间构成上窄下宽的非对称工字钢梁结构，所述剪力钉固定在钢梁顶板的上端，混凝土桥面板通过剪力钉连接成整体，所述端头支撑在桥身的端部，所述桥身支撑沿桥身纵向设置，纵向桥身每隔5-6mm处设置桥身加强支撑。
所述端头支撑包括腹板竖向加强板、腹板纵向加强板，所述腹板竖向加强板固定在腹板的两侧，所述腹板纵向加强板沿桥身纵向延伸，并同时与腹板和腹板竖向加强板固定连接，相邻两个端头支撑之间连接有横梁。
所述横梁包括横梁顶板、横梁腹板、横梁底板、横梁竖向加强肋、横梁横向加强肋，所述横梁顶板和横梁底板分别固定在横梁的上下端，所述横梁纵向间隔固定有若干个横梁竖向加强肋，所述横梁上部固定有横梁横向加强肋，横梁下部固定有横梁腹板。
所述桥身支撑包括腹板竖向加强板A、腹板纵向加强板，所述腹板竖向加强板A固定在腹板的一侧，所述腹板纵向加强板沿桥身纵向延伸，并同时与腹板和腹板竖向加强板A固定连接。
所述桥身加强支撑包括腹板竖向加强板B、腹板纵向加强板，所述腹板竖向加强板B固定在腹板的一侧或两侧，所述腹板纵向加强板沿桥身纵向延伸，并同时与腹板和腹板竖向加强板B固定连接，相邻两个桥身加强支撑之间连接有小横梁。
所述小横梁包括小横梁底板、小横梁顶板、小横梁腹板、小横梁竖向加强肋，所述小横梁顶板和小横梁底板分别固定在小横梁的上下端，所述小横梁纵向间隔固定有若干个小横梁竖向加强肋，所述小横梁上固定有小横梁腹板。
与现有的技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的一种大跨径工字型钢混凝土组合梁具有施工方便的特点，工字型钢梁上部结构重量轻，重量约为混凝土梁重的一半，跨越能力大，本发明减少了钢材的使用量，降低造价成本。
混凝土由于自身具有较强的抗压能力，因此在钢板–混凝土组合梁中，钢梁的作用主要是承受拉力，组合梁在承受荷载时，截面的中和轴更接近于梁体的上翼缘，因此在大垮径桥梁的施工中，钢板–混凝土组合梁的优势并不能完全发挥。面对这种情况，不能影响到与桥面板的连接的基础上，本发明采用非对称工字钢结构，将主梁设计成上缘宽度小于下缘宽度的样式。同时在钢主梁之间加入小横梁，提高大跨度桥梁主梁的力学性和抗压性，本发明也可适用于曲线弯桥。
附图说明
图1是端头支座工字钢梁的结构示意图；
图2是桥身工字钢梁的结构示意图；
图3是桥身加强型工字钢梁的结构示意图；
图4是本发明大跨径工字型钢混凝土组合梁的平面图。
图中：1.剪力钉、2.钢梁顶板、3.腹板、4.钢梁底板、5.腹板纵向加强板、6.腹板竖向加强板、7.现浇混凝土桥面板、8.横梁顶板、9.横梁横向加强肋、10.横梁竖向加强肋、11.横梁腹板、12.横梁底板、13.腹板竖向加强板B、14.小横梁顶板、15.小横梁底板、16.小横梁竖向加强肋、17.小横梁、18.横梁、19.腹板竖向加强板A、20.桥身支撑、21.桥身加强支撑、22.端头支撑。
具体实施方式
下面对本发明做详细说明，但本发明的实施范围不仅仅限于下述的实施方式。
如图1-图4所示，一种大跨径工字型钢混凝土组合梁，包括钢梁顶板2、腹板3、钢梁底板4、剪力钉1、端头支撑22、桥身支撑19、桥身加强支撑21，所述腹板3连接在钢梁顶板2和钢梁底板4之间构成上窄下宽的非对称工字钢梁结构，所述剪力钉1固定在钢梁顶板2的上端，所述非对称工字钢梁结构用于现浇混凝土桥身的整体支撑，混凝土桥面板通过剪力钉连接成整体，所述端头支撑22在桥身的端部，所述桥身支撑20沿桥身纵向设置，纵向桥身每隔5-6mm处设置桥身加强支撑21。
见图1，所述端头支撑22包括腹板竖向加强板6、腹板纵向加强板5，所述腹板竖向加强板6固定在腹板3的两侧，所述腹板纵向加强板5沿桥身纵向延伸，并同时与腹板3和腹板竖向加强板6固定连接，相邻两个端头支撑22之间连接有横梁18。
所述横梁18包括横梁顶板8、横梁腹板11、横梁底板12、横梁竖向加强肋10、横梁横向加强肋9，所述横梁顶板8和横梁底板12分别固定在横梁18的上下端，所述横梁18纵向间隔固定有若干个横梁竖向加强肋10，所述横梁18上部固定有横梁横向加强肋9，横梁18下部固定有横梁腹板11。横梁18的上端与钢梁顶板2连接，横梁18的下端与钢梁底板4连接。
见图2，所述桥身支撑20包括腹板竖向加强板A19、腹板纵向加强板5，所述腹板竖向加强板A19固定在腹板3的一侧，所述腹板纵向加强板5沿桥身纵向延伸，并同时与腹板3和腹板竖向加强板A19固定连接。
见图3，所述桥身加强支撑21包括腹板竖向加强板B13、腹板纵向加强板5，所述腹板竖向加强板B13固定在腹板3的一侧或两侧，所述腹板纵向加强板5沿桥身纵向延伸，并同时与腹板3和腹板竖向加强板B13固定连接，相邻两个桥身加强支撑21之间连接有小横梁17。小横梁17的上端与钢梁顶板2连接。腹板竖向加强板B13上宽下窄。
所述小横梁17包括小横梁底板15、小横梁顶板14、小横梁腹板11、小横梁竖向加强肋16，所述小横梁顶板14和小横梁底板15分别固定在小横梁17的上下端，所述小横梁17纵向间隔固定有若干个小横梁竖向加强肋16，所述小横梁17上固定有小横梁腹板11。
见图4，由钢梁顶板2、腹板3和钢梁底板4构成的工字钢梁沿桥身纵向延伸，端头支撑22、桥身支撑20与桥身加强支撑21之间的跨桥梁标准间距为5m。端头支撑22、桥身支撑20与桥身加强支撑21之间的腹板纵向加强板5也连接成为一体。腹板纵向加强板5距离钢梁顶缘500mm。
现浇混凝土桥面板7在腹板3中心线上方厚度为350mm，跨中厚度为250mm，翼缘悬臂端部为180mm。钢梁顶板2上设置剪力钉，浇筑混凝土桥面板，通过剪力钉与混凝土形成合成桥面板，整体受力。

Claims (6)

1.一种大跨径工字型钢混凝土组合梁，其特征在于，包括钢梁顶板、腹板、钢梁底板、剪力钉、端头支撑、桥身支撑、桥身加强支撑，所述腹板连接在钢梁顶板和钢梁底板之间构成上窄下宽的非对称工字钢梁结构，所述剪力钉固定在钢梁顶板的上端，混凝土桥面板通过剪力钉连接成整体，所述端头支撑在桥身的端部，所述桥身支撑沿桥身纵向设置，纵向桥身每隔5-6mm处设置桥身加强支撑。
2.根据权利要求1所述的一种大跨径工字型钢混凝土组合梁，其特征在于，所述端头支撑包括腹板竖向加强板、腹板纵向加强板，所述腹板竖向加强板固定在腹板的两侧，所述腹板纵向加强板沿桥身纵向延伸，并同时与腹板和腹板竖向加强板固定连接，相邻两个端头支撑之间连接有横梁。
3.根据权利要求2所述的一种大跨径工字型钢混凝土组合梁，其特征在于，所述横梁包括横梁顶板、横梁腹板、横梁底板、横梁竖向加强肋、横梁横向加强肋，所述横梁顶板和横梁底板分别固定在横梁的上下端，所述横梁纵向间隔固定有若干个横梁竖向加强肋，所述横梁上部固定有横梁横向加强肋，横梁下部固定有横梁腹板。
4.根据权利要求1所述的一种大跨径工字型钢混凝土组合梁，其特征在于，所述桥身支撑包括腹板竖向加强板A、腹板纵向加强板，所述腹板竖向加强板A固定在腹板的一侧，所述腹板纵向加强板沿桥身纵向延伸，并同时与腹板和腹板竖向加强板A固定连接。
5.根据权利要求1所述的一种大跨径工字型钢混凝土组合梁，其特征在于，所述桥身加强支撑包括腹板竖向加强板B、腹板纵向加强板，所述腹板竖向加强板B固定在腹板的一侧或两侧，所述腹板纵向加强板沿桥身纵向延伸，并同时与腹板和腹板竖向加强板B固定连接，相邻两个桥身加强支撑之间连接有小横梁。
6.根据权利要求5所述的一种大跨径工字型钢混凝土组合梁，其特征在于，所述小横梁包括小横梁底板、小横梁顶板、小横梁腹板、小横梁竖向加强肋，所述小横梁顶板和小横梁底板分别固定在小横梁的上下端，所述小横梁纵向间隔固定有若干个小横梁竖向加强肋，所述小横梁上固定有小横梁腹板。
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