CN114277662A - 一种钢混组合梁斜拉桥 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种钢混组合梁斜拉桥,涉及桥梁的技术领域,其包括索塔、主梁以及多个斜拉索,主梁包括钢箱梁以及混凝土梁,斜拉索的一端与钢箱梁连接,另一端与索塔连接;钢箱梁上设置有用于张紧钢箱梁的预应力结构,预应力结构包括张紧索、锚固件以及穿索管,穿索管固定连接在钢箱梁上,张紧索穿设在穿索管中,锚固件设置在穿索管的两端。本申请能够在桥梁发生涡振现象时,使钢箱梁不易发生扭曲变形,进而使混凝土梁能够被钢箱梁稳定的支撑,降低了混凝土梁受到损害而产生裂缝的概率。
Description
技术领域
本申请涉及桥梁的领域,尤其是涉及一种钢混组合梁斜拉桥。
背景技术
斜拉桥又称斜张桥,是将主梁用许多拉索直接拉在索塔上的一种桥梁,是由承压的索塔、受拉的斜拉索和承弯的主梁组合起来的一种结构体系。斜拉桥具有减小梁体内弯矩、降低建筑高度、减轻结构重量、节省建筑材料、便于通航等优点。
目前斜拉桥的主梁大多包括钢箱梁以及混凝土梁,钢箱梁设置在混凝土梁的下方,进而使主梁形成钢混凝土组合梁结构(简称钢混组合梁结构)。钢混凝土组合梁同钢筋混凝土梁相比,具有结构自重轻,受地震影响小,截面尺寸小,有效使用空间大,施工周期短等优点。钢混凝土组合梁同钢梁相比,具有钢用量小,刚度大,稳定性和整体性强,抗火性和耐久性强等优点。
针对上述中的相关技术,发明人认为,钢箱梁相对与混凝土梁更加容易发生变形,在桥梁发生涡振现象时,钢箱梁的变形量会大于混凝土梁的变形量,进而使混凝土梁容易产生裂缝,影响了混凝土梁的质量。
发明内容
为了在桥梁发生涡振现象时,降低混凝土梁收到损害的概率,本申请提供一种钢混组合梁斜拉桥。
本申请提供的一种钢混组合梁斜拉桥,采用如下的技术方案:
一种钢混组合梁斜拉桥,包括索塔、主梁以及多个斜拉索,所述主梁包括钢箱梁以及混凝土梁,所述斜拉索的一端与所述钢箱梁连接,另一端与所述索塔连接;所述钢箱梁上设置有用于张紧所述钢箱梁的预应力结构,所述预应力结构包括张紧索、锚固件以及穿索管,所述穿索管固定连接在所述钢箱梁上,所述张紧索穿设在所述穿索管中,所述锚固件设置在所述穿索管的两端。
通过采用上述技术方案,在将钢箱梁以及混凝土梁搭建完毕后,使用液压千斤顶拉紧张紧索,使张紧索施加给穿索管预应力,穿索管将预应力传递至钢箱梁上,使钢箱梁受到预应力,进而使钢箱梁被张紧索张紧。如此在桥梁发生涡振现象时,钢箱梁不易发生扭曲变形,进而使混凝土梁能够被钢箱梁稳定的支撑,降低了混凝土梁受到损害而产生裂缝的概率。
可选的,所述穿索管的中部高于所述穿索管的两端,所述钢箱梁的底端面呈弧形设置,所述钢箱梁底端面的弧心位于所述钢箱梁的下方。
通过采用上述技术方案,使用液压千斤顶拉紧张紧索后,张紧索会施加给穿索管向下的预应力,穿索管再将向下的预应力传递至钢箱梁上,钢箱梁受到向下的预应力时,在钢箱梁自身结构的支撑作用下,使得钢箱梁不易沿竖直方向发生弯曲变形,降低了混凝土梁受到损害而产生裂缝的概率。
可选的,所述钢箱梁包括多个钢箱梁分段,所述钢箱梁分段设置在相邻的两个所述斜拉索之间,所述穿索管包括多个穿索管分段,一个所述穿索管分段与一个所述钢箱梁分段对应;
所述穿索管分段呈弧形设置,且所述穿索管分段的两端低于所述穿索管的中部,所述钢箱梁分段的底端面呈弧形设置,所述钢箱梁分段底端面的弧心位于所述钢箱梁的下方。
通过采用上述技术方案,使用液压千斤顶拉紧张紧索后,张紧索会施加给每个穿索管分段向下的预应力,穿索管分段再将向下的预应力传递至钢箱梁分段上,钢箱梁分段受到向下的预应力时,在钢箱梁分段自身结构的支撑作用下,使得钢箱梁分段不易沿竖直方向发生弯曲变形,进一步降低了混凝土梁受到损害而产生裂缝的概率;由于每个钢箱梁分段均不易发生竖直方向的弯曲变形,使得斜拉索的受力更加均匀,延长了斜拉索的疲劳寿命。
可选的,所述穿索管还包括多个换向段,所述换向段设置在相邻的两个所述穿索管分段之间,所述换向段呈弧形设置,且换向段的端部与相邻的所述穿索管分段相切。
通过采用上述技术方案,由于换向段的设置,使得施工人员便于将张紧索穿设在穿索管中,降低了张紧索卡死在穿索管中的概率;而且,当张紧索被张紧时,使得张紧索不易受到来自穿索管的剪切力,当桥梁发生涡振现象时,张紧索不易因穿索管的微量晃动而被切断,维持了钢混组合梁的安全性。
可选的,所述预应力结构还包括连接组件,所述穿索管通过连接组件与所述钢箱梁连接,所述连接组件包括多个竖向施力板,所述竖向施力板的一端与所述穿索管固定连接,另一端与所述钢箱梁固定连接,所述竖向施力板沿所述钢箱梁的长度方向均布设置。
通过采用上述技术方案,穿索管在将向下的预应力传递至钢箱梁上时,竖向施力板可将穿索管的形变传递至钢箱梁上,进而使钢箱梁各处的形变更加均匀,减小了钢箱梁与穿索管的内应力,延长了钢箱梁与穿索管的寿命。
可选的,所述连接组件还包括水平施力板,所述水平施力板呈水平设置,所述水平施力板的一端与所述穿索管固定连接,另一端与所述钢箱梁固定连接。
通过采用上述技术方案,张紧索被张紧后,穿索管会发生形变,而在水平施力板的支撑作用下,使得穿索管不易发生水平方向上的形变,进而减小了钢箱梁在水平方向上的内应力,并使斜拉索的受力更加均匀,延长了斜拉索的疲劳寿命。
可选的,所述穿索管设置在所述钢箱梁的内部。
通过采用上述技术方案,使得穿索管受钢箱梁的保护,降低了穿索管被蒸发的水汽侵蚀的概率,维持了穿索管的结构强度与寿命,降低了预应力结构失效的概率。
可选的,所述预应力结构设置有多个。
通过采用上述技术方案,在更换张紧索以维护预应力结构时,施工人员可先拆除其中一个张紧索,此时其它预应力结构上的张紧索仍然可以对刚线路进行支撑,待新更换的张紧索被张紧后再逐一拆除其它的张紧索;如此使得钢箱梁始终被预应力结构施加应力,减小了维护预应力结构时钢箱梁的形变量,降低了混凝土梁产生裂缝的概率。
可选的,所述钢箱梁的内壁上还设置有多个横隔梁,所述横隔梁垂直于所述钢箱梁的长度方向,且所述横隔梁沿所述钢箱梁的长度方向均布设置。
通过采用上述技术方案,在横隔梁的支撑作用下,钢箱梁不易发生扭曲变形,进而使混凝土梁能够被钢箱梁稳定的支撑,降低了混凝土梁受到损害而产生裂缝的概率;而且由于钢箱梁不易发生扭曲变形,使斜拉索的受力更加均匀,延长了斜拉索的疲劳寿命。
可选的,所述横隔梁上开设有供施工人员穿过的检修孔。
通过采用上述技术方案,在后续需要对预应力结构进行维护时,维护人员可通过检修孔进入钢箱梁内部,进而对钢箱梁内部的穿索管以及连接组件进行维护和保养,延长了预应力结构的使用寿命。
综上所述,本申请包括以下至少一种有益技术效果:
通过预应力结构的设置,在张紧索的拉力作用下使钢箱梁受到预应力,进而使钢箱梁被张紧索张紧;如此在桥梁发生涡振现象时,钢箱梁不易发生扭曲变形,进而使混凝土梁能够被钢箱梁稳定的支撑,降低了混凝土梁受到损害而产生裂缝的概率。
通过将穿索管设置呈弧形,并将钢箱梁的底端面设置呈弧形,在张紧索张紧后,使得钢箱梁不易沿竖直方向发生弯曲变形,降低了混凝土梁受到损害而产生裂缝的概率。
通过换向段的设置,便于施工人员将张紧索穿设在穿索管中,降低了张紧索卡死在穿索管中的概率;而且,当张紧索被张紧时,使得张紧索不易受到来自穿索管的剪切力;当桥梁发生涡振现象时,张紧索不易因穿索管的微量晃动而被切断,维持了钢混组合梁的安全性。
通过连接组件的设置,使钢箱梁各处的形变更加均匀,而且使得穿索管不易发生水平方向上的形变,减小了钢箱梁与穿索管的内应力,延长了钢箱梁与穿索管的寿命。
附图说明
图1是本申请实施例1的整体结构示意图;
图2是本申请实施例1钢箱梁的部分剖视示意图;
图3是本申请实施例2的整体结构示意图;
图4是本申请实施例2钢箱梁的部分剖视示意图。
附图标记说明:110、索塔;120、斜拉索;130、主梁;131、混凝土梁;200、钢箱梁;210、钢箱梁分段;220、横隔梁;221、检修孔;230、肋板;240、小纵梁;300、预应力结构;310、张紧索;320、锚固件;330、穿索管;331、穿索管分段;332、换向段;340、连接组件;341、竖向施力板;342、水平施力板。
具体实施方式
以下结合附图1对本申请作进一步详细说明。
实施例1:
本申请实施例提出了一种钢混组合梁斜拉桥。参照图1,钢混组合梁斜拉桥包括索塔110、主梁130以及多个斜拉索120,主梁130通过斜拉索120连接在索塔110上,进而使索塔110对主梁130起支撑作用。主梁130包括钢箱梁200以及浇筑在钢箱梁200上部的混凝土梁131,钢箱梁200的底面呈弧形设置,钢箱梁200底面的弧心位于钢箱梁200的下方。斜拉索120的顶端通过上锚杯连接在索塔110上,斜拉索120的底端通过下锚箱连接在钢箱梁200上。
参照图1及图2,钢箱梁200内焊接有多个用于加强钢箱梁200结构的横隔梁220以及多个小纵梁240,横隔梁220垂直于钢箱梁200的长度方向,多个横隔梁220沿钢箱梁200的长度方向均布设置,横隔梁220与钢箱梁200的内壁之间通过焊接肋板230以加强连接强度,使钢箱梁200不易发生扭曲变形。横隔梁220上开设有供维护人员穿过的检修孔221,检修孔221设置在横隔梁220的正中位置。多个小纵梁240沿钢箱梁200的宽度方向均布设置,且小纵梁240焊接在钢箱梁200内周面的底壁上,小纵梁240的走向平行于钢箱梁200的走向,使钢箱梁200不易发生竖直方向的弯曲变形。
参照图1及图2,钢箱梁200内设置有多个用于张紧钢箱梁200的预应力结构300,多个预应力结构300平均分为两组,且两组预应力结构300对称设置在检修孔221的两侧。每个预应力结构300均包括张紧索310、锚固件320、穿索管330以及连接组件340,穿索管330通过连接组件340连接在钢箱梁200内。
参照图1及图2,连接组件340包括多个水平施力板342以及多个竖向施力板341,水平施力板342与穿索管330的轴心平行,同一组预应力结构300的穿索管330之间通过水平施力板342焊接,靠近钢箱梁200侧壁的穿索管330通过水平施力板342与钢箱梁200的侧壁焊接。
参照图1及图2,竖向施力板341与穿索管330的轴心垂直,且竖向施力板341沿钢箱梁200的长度方向均布设置,多个竖向施力板341设置在穿索管330的上下两侧。竖向施力板341的一端与穿索管330的外周面焊接,另一端与钢箱梁200的内壁焊接。
参照图1及图2,穿索管330包括一个穿索管分段331以及两个换向段332,穿索管分段331通过竖向施力板341以及水平施力板342安装在钢箱梁200上后呈弧形设置,且穿索管分段331的弧心与钢箱梁200底端面的弧心同轴。两个换向段332分别设置在穿索管分段331的两端,换向段332呈弧形设置,且换向段332的弧心位于换向段332的上方,换向段332靠近穿索管分段331的一端与穿索管分段331相切。
参照图1及图2,张紧索310穿设在穿索管330中,且张紧索310的两端分别从穿索管330的两端伸出。锚固件320设置有两个,两个锚固件320分别设置在张紧索310的两端,且锚固件320与张紧索310的端部卡紧。锚固件320设置在钢箱梁200的外部,且锚固件320与钢箱梁200的外壁抵接。
本申请实施例一种钢混组合梁斜拉桥的实施原理为:
在对钢混组合梁斜拉桥进行施工时,先将索塔110、斜拉索120以及钢箱梁200布置到位,钢箱梁200在加工时便将横隔梁220、小纵梁240、穿索管330以及连接组件340连接完毕,之后在钢箱梁200的上方浇筑混凝土梁131,之后向穿索管330中穿设张紧索310。
张紧索310穿设完毕后,使张紧索310的两端分别从穿索管330的两端伸出,之后将锚固件320夹紧在张紧索310的端部,之后便可对张紧索310进行张紧。在张紧张紧索310时,使一端的锚固件320抵接在钢箱梁200的外壁上,另一端使用液压千斤顶对张紧索310进行张拉,当张紧索310的拉力达到一定程度时停止张拉,并使用锚固件320将张紧索310连接液压千斤顶的一端卡紧。
在张紧索310的张紧作用下,穿索管330便会在竖直方向发生形变,在竖向施力板341的传递作用下,钢箱梁200会发生微量变形,使得钢箱梁200的两端向上翘起,而在水平施力板342的限制作用下,穿索管330不易在水平方向上发生形变,进而使钢箱梁200不易在水平方向上发生形变。由于钢箱梁200的底端面呈弧形设置,钢箱梁200在发生形变后,使得钢箱梁200在自身内应力的作用下保持稳定,在桥梁发生涡振现象时,使得钢箱梁200不易沿竖直方向发生弯曲变形,降低了混凝土梁131受到损害而产生裂缝的概率,同时使沿主梁130长度方向上的不同的斜拉索120受力更加均匀,延长了斜拉索120的疲劳寿命。
而横隔梁220的设置与水平施力板342的设置,增强了钢箱梁200的抗扭转强度,在桥梁发生涡振现象时,使得钢箱梁200不易发生扭曲变形,进而使混凝土梁131能够被钢箱梁200稳定的支撑,降低了混凝土梁131受到损害而产生裂缝的概率;同时使沿主梁130宽度方向两侧相对的斜拉索120受力更加均匀,延长了斜拉索120的疲劳寿命。
在经过长时间的使用后,水平施力板342以及竖向施力板341具有开焊的可能,如此便会影响钢箱梁200的受力,因此在维护和检修预应力结构300时,维护人员可从检修孔221中进入钢箱梁200内,进而对水平施力板342、竖向施力板341以及穿索管330进行检查和维护,以延长钢箱梁200的使用寿命。
实施例2:
本申请实施例提出了一种钢混组合梁斜拉桥。参照图3及图4,本申请实施例与实施例1的区别在于,在钢箱梁200的长度方向上,相邻的两个斜拉索120之间的钢箱梁200为一个独立的钢箱梁分段210,使钢箱梁200包括多个钢箱梁分段210。每个钢箱梁分段210的底端面均呈弧形设置,且钢箱梁分段210底端面的弧心位于该钢箱梁分段210的下方。
穿索管330包括多个穿索管分段331以及多个换向段332,一个穿索管分段331与一个钢箱梁分段210对应。穿索管分段331在钢箱梁分段210内呈弧形设置,且穿索管分段331也呈弧形设置,穿索管分段331的弧心与相对应的钢箱梁分段210底端面的弧心同轴。相邻的两个穿索管分段331之间通过换向段332连接,换向段332呈弧形设置,且换向段332的弧心位于换向段332的上方,换向段332靠近穿索管分段331的一端与穿索管分段331相切。
本申请实施例一种钢混组合梁斜拉桥的实施原理为:
在张紧索310的张紧作用下,穿索管分段331便会在竖直方向上发生形变,之后在连接组件340的作用下,使每个钢箱梁分段210均发生微量变形,使得每个钢箱梁分段210的两端均向上翘起,如此使得钢箱梁200每个部分变形更加均匀,进而在钢箱梁200在自身内应力的作用下,使得钢箱梁200更加稳定。在桥梁发生涡振现象时,使得钢箱梁200更加不易沿竖直方向发生弯曲变形,降低了混凝土梁131受到损害而产生裂缝的概率,同时使沿主梁130长度方向上的不同的斜拉索120受力更加均匀,延长了斜拉索120的疲劳寿命。
以上均为本申请的较佳实施例,并非依此限制本申请的保护范围,故:凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种钢混组合梁斜拉桥,其特征在于,包括索塔(110)、主梁(130)以及多个斜拉索(120),所述主梁(130)包括钢箱梁(200)以及混凝土梁(131),所述斜拉索(120)的一端与所述钢箱梁(200)连接,另一端与所述索塔(110)连接;所述钢箱梁(200)上设置有用于张紧所述钢箱梁(200)的预应力结构(300),所述预应力结构(300)包括张紧索(310)、锚固件(320)以及穿索管(330),所述穿索管(330)固定连接在所述钢箱梁(200)上,所述张紧索(310)穿设在所述穿索管(330)中,所述锚固件(320)设置在所述穿索管(330)的两端。
2.根据权利要求1所述的一种钢混组合梁斜拉桥,其特征在于:所述穿索管(330)的中部高于所述穿索管(330)的两端,所述钢箱梁(200)的底端面呈弧形设置,所述钢箱梁(200)底端面的弧心位于所述钢箱梁(200)的下方。
3.根据权利要求1所述的一种钢混组合梁斜拉桥,其特征在于:所述钢箱梁(200)包括多个钢箱梁分段(210),所述钢箱梁分段(210)设置在相邻的两个所述斜拉索(120)之间,所述穿索管(330)包括多个穿索管分段(331),一个所述穿索管分段(331)与一个所述钢箱梁分段(210)对应;
所述穿索管分段(331)呈弧形设置,且所述穿索管分段(331)的两端低于所述穿索管(330)的中部,所述钢箱梁分段(210)的底端面呈弧形设置,所述钢箱梁分段(210)底端面的弧心位于所述钢箱梁(200)的下方。
4.根据权利要求3所述的一种钢混组合梁斜拉桥,其特征在于:所述穿索管(330)还包括多个换向段(332),所述换向段(332)设置在相邻的两个所述穿索管分段(331)之间,所述换向段(332)呈弧形设置,且换向段(332)的端部与相邻的所述穿索管分段(331)相切。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种钢混组合梁斜拉桥,其特征在于:所述预应力结构(300)还包括连接组件(340),所述穿索管(330)通过连接组件(340)与所述钢箱梁(200)连接,所述连接组件(340)包括多个竖向施力板(341),所述竖向施力板(341)的一端与所述穿索管(330)固定连接,另一端与所述钢箱梁(200)固定连接,所述竖向施力板(341)沿所述钢箱梁(200)的长度方向均布设置。
6.根据权利要求5所述的一种钢混组合梁斜拉桥,其特征在于:所述连接组件(340)还包括水平施力板(342),所述水平施力板(342)呈水平设置,所述水平施力板(342)的一端与所述穿索管(330)固定连接,另一端与所述钢箱梁(200)固定连接。
7.根据权利要求1所述的一种钢混组合梁斜拉桥,其特征在于:所述穿索管(330)设置在所述钢箱梁(200)的内部。
8.根据权利要求1所述的一种钢混组合梁斜拉桥,其特征在于:所述预应力结构(300)设置有多个。
9.根据权利要求1所述的一种钢混组合梁斜拉桥,其特征在于:所述钢箱梁(200)的内壁上还设置有多个横隔梁(220),所述横隔梁(220)垂直于所述钢箱梁(200)的长度方向,且所述横隔梁(220)沿所述钢箱梁(200)的长度方向均布设置。
10.根据权利要求9所述的一种钢混组合梁斜拉桥,其特征在于:所述横隔梁(220)上开设有供施工人员穿过的检修孔(221)。
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