CN114277662B - 一种钢混组合梁斜拉桥 - Google Patents

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

一种钢混组合梁斜拉桥

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 (7)

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；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；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。

2.根据权利要求1中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。

3.根据权利要求2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。

4.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。

5.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。

6.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。

7.根据权利要求6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）。

Images