CN204570447U - 整幅变截面钢箱梁 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大断面整幅变截面钢箱梁，包括桥面顶板、底板、横隔板，其特征在于：所述钢箱梁为整幅钢箱梁，其顶宽为10～33.1米，主跨为120～200米；以及在所述桥面顶板和底板之间设置有横隔板，所述横隔板的间距为8～10米，且每两道所述横隔板之间设置三道横肋。本实用新型的钢箱梁采用整幅，截面宽度达到33.1米，主跨跨径达到了200米。本实用新型的技术现场仅需三次吊装，即可完成全联钢箱梁的吊装工作，大大提升了现场的施工功效，降低了现场的工作量、施工周期及施工风险，节约了建造成本。同时，整幅箱梁对于今后桥梁建成后的检修，提供了极大的便利，降低了运营成本。

Description

整幅变截面钢箱梁

技术领域

本实用新型涉及桥梁工程技术领域，更具体地涉及一种整幅变截面钢箱梁。

背景技术

我国自改革开放以来，经过近40年的发展，已成为世界上拥有众多桥梁的国家。随着对桥梁跨越能力的要求越来越高，钢箱梁自重轻，跨越能力大，抗风性能好，施工速度快、耐久性好，能很好地实现“大型化、工厂化、标准化、装配化”的先进理念，其众多优点逐步被人们所认识，在跨海大桥中，连续钢箱梁体系正越来越多地被采用。

连续钢箱梁，根据上、下部结构体系匹配的需要，可以设计为整幅或分幅；根据跨度的需要，可以设计为等截面或变截面。整幅、分幅及等截面、变截面方案可以根据设计需要，分别进行组合。

随着桥梁建设逐渐向外海发展，对于钢箱梁的截面宽度、主跨跨径、制造工艺、连接强度等均提出了越来越高的要求。迫切需要更高技术指标的钢箱梁来满足桥梁建设工艺的需求。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的主要目的之一在于提供一种整幅变截面钢箱梁，以提供大跨径、大截面宽度、结构强度高、耐用的钢箱梁结构。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种整幅变截面钢箱梁，包括桥面顶板、底板、横隔板、斜底板等，其特征在于，所述钢箱梁为整幅钢箱梁，其顶宽为10～33.1米，主跨为120～200米；以及

在所述桥面顶板和底板之间设置有横隔板，所述横隔板的间距为8～10米，且每两道所述横隔板之间设置三道横肋。

其中，所述桥面顶板采用正交异性钢桥面顶板，所述桥面顶板根据工艺要求选用14～26mm之间的厚度。

其中，所述桥面顶板上还设置有加劲肋，所述加劲肋主要采用大刚度的U形肋形式，局部位置根据构造要求采用板肋加劲形式。

所述底板根据工艺要求选用16mm、18mm、20mm、22mm、24mm、28mm六种不同的板厚。

所述钢箱梁中还包括斜底板，所述斜底板根据工艺要求选用20mm、24mm两种类型板厚。

所述钢箱梁中还包括中腹板，所述中腹板根据工艺要求选用20mm、22mm、24mm、26mm四种不同的板厚。

所述钢箱梁中还包括边腹板，所述边腹板根据工艺要求选用20mm、22mm及24mm三种不同的板厚。

在所述钢箱梁外侧与所述横隔板和横肋对应位置均设置有挑臂，所述挑臂的腹板选用16、20mm两种不同厚度。

基于上述技术方案可知，本实用新型解决了大断面整幅钢箱梁较大主跨需求下，变截面钢箱梁的构造布置。本实用新型提供的整幅变截面钢箱梁体系，设置了边腹板、中腹板及挑臂，每隔8～10米设置一道横隔板，两道横隔板间设置三道横肋板，很好地解决了整幅截面宽度达33.1米的宽幅钢箱梁桥的构造难题；同时，主跨可以达到150米。整幅钢箱梁制造主要划分三个阶段：板单元制造、小节段制作、大节段拼装；现场仅需要三次吊装，即可完成全联钢箱梁的吊装工作，与常规的钢箱梁相比，大大提升了现场的施工功效，降低了现场的工作量、施工周期及施工风险，节约了建造成本。同时，整幅箱梁对于今后桥梁建成后的检修，提供了极大的便利，降低了运营成本。本实用新型改善了大断面整幅变截面钢箱梁的性能，可有效节约造价，提升设计产品质量及档次，很好地实现了“大型化、工厂化、标准化、装配化”的先进理念。本实用新型为今后宽阔海域上大节段整幅变截面钢箱梁的实施提供了良好的技术支撑，同时对于分幅、等截面钢箱梁同样具有指导作用。

附图说明

图1是本实用新型的整幅变截面钢箱梁的正立面布置示意图；

图2A和图2B是本实用新型对整幅变截面钢箱梁的梁段一般构造示意图，其中图2A为中腹板立面的一般构造，图2B为边腹板立面的一般构造；

图3是本实用新型的整幅变截面钢箱梁的中墩支座断面示意图；

图4是本实用新型的整幅变截面钢箱梁的变高梁段一般断面的示意图；

图5是本实用新型的整幅变截面钢箱梁的典型横隔板断面示意图，其中左边为HG2～HG4横隔板断面，右边为HG5横隔板断面；

图6是本实用新型的整幅变截面钢箱梁的典型横肋板断面示意图，其中左边为HL1～HL5横肋断面，右边为HL6～HL8横肋断面；

图7是U型肋及其穿过横隔板/横肋板位置处开槽形状的示意图；

图8是U型肋横隔板/横肋板位置处组装要求的示意图。

附图标记说明：

1、变截面钢箱梁，2、顶板，3、底板，4、边腹板，5、中腹板，6、斜底板，7、挑臂。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型作进一步的详细说明。

参见图1～8，本实用新型提供了一种整幅变截面钢箱梁1，包括正交异性钢桥面顶板2、斜底板6、底板3、中腹板5、边腹板4、横隔板、横肋板及挑臂7等，其中，钢箱梁1为整幅大断面，其顶宽为10～33.1米，最大可以达到33.1米，箱梁两侧设置挑臂7，主跨跨径为120～200米，最大可以达到200米，优选为150米，边跨跨径为110米，作为一个优选实施例，三个钢箱梁组成了一个110+150+110＝370米的整幅变截面钢箱连续梁体系，该体系沿钢箱梁纵向设置了边腹板4、中腹板5，在横向设置了挑臂7及每隔8～10米设置一道横隔板，每两道横隔板间设置三道横肋板，从而很好地解决了整幅截面宽度达33.1米的宽幅钢箱梁桥的构造难题；同时，由于主梁跨越能力的需要，主跨达到了200米，因此，主梁采用了变截面结构构造，中墩墩顶5米区段钢箱梁梁高6.5米，墩顶等高梁段两侧 各37.5米区段梁高从6.5米线性变化至4.5米，其余区段梁高为4.5米。上述梁高为箱梁中腹板中心处顶板上缘与底板上缘之间的距离。

正交异性钢桥面顶板2在顺桥向不同区段可根据具体的荷载数值及受力部位选用合理的顶板厚度，本实用新型中采用14～26mm的厚度区间，优选18mm、22mm两种不同的厚度，例如中跨跨中梁段顶板厚度优选为22mm，边跨跨中梁段顶板厚度优选为18mm，中墩墩顶梁段顶板板厚优选为22mm，与通航孔桥相邻边跨梁段顶板板厚优选为22mm。为保证桥面顶板上的铺装厚度符合设计要求，且保持平齐，各梁段不同厚度的桥面顶板对接采取上缘(外缘)对齐的形式。桥面顶板加劲肋主要采用刚度较大的U形肋形式，局部位置根据构造要求采用板肋加劲形式。

顶板2厚度为18mm时，U肋加劲高度为300mm，上口宽300mm，下口宽180mm；顶板厚度为其他数值时，U形加劲肋保持底缘平齐，下口宽保持不变，上口宽度以标准300mm、高度为300mm为基准，随顶板厚度相应增加而相应延伸、缩短。U形加劲肋标准横向间距600mm，厚度采用8mm。

底板3在顺桥向不同区段可根据具体的荷载数值及受力部位选用合理的底板厚度，本实用新型中采用16～28mm的厚度区间，优选16mm、18mm、20mm、22mm、24mm、28mm六种不同的板厚。作为一个优选实施例，中跨跨中五个梁段底板厚度优选为22mm，其两侧过渡至18mm，边跨跨中梁段底板厚度优选为16mm，中墩墩顶梁段底板板厚优选为28mm，其两侧梁段过渡至24mm、20mm、18mm，底板及加劲肋钢材材质在跨中39m范围内采用Q420qD，其余均为Q345qD。为便于底板加劲肋加工及梁段间加劲肋的连接，底板上缘(内缘)保持平齐。底板采用板肋加劲，标准间距600mm，加劲肋厚度根据其所支承底板厚度的不同，与之匹配，在16～28mm之间变化。

斜底板6采用18～24mm的厚度区间，优选20mm、24mm两种类型板厚。作为一个优选实施例，中墩墩顶三个梁段斜底板6厚度优选为24mm，其余梁段斜底板6板厚优选为20mm。斜底板6及加劲肋钢材材质在跨中39m范围内采用Q420qD，其余均为Q345qD。为便于斜底板加劲肋加工及梁段间加劲肋的连接，斜底板上缘(内缘)保持平齐。

中腹板5在顺桥向不同区段采用18～26mm的厚度区间，优选20mm、22mm、24mm、26mm四种不同的板厚，各梁段不同厚度的中腹板对接采取板件中心对齐的形式。中腹板5采用板肋加劲，加劲肋板厚与中腹板板厚对应，分别为20mm、22mm、24mm、26mm。墩顶附近五个梁段靠近底板的纵向加劲肋与横向加劲肋焊接，其余部位纵向加劲肋在横隔板及横肋板处断开。中腹板5及加劲肋钢材材质在跨中39m范围内采用Q420qD，其余均为Q345qD。

边腹板4在顺桥向不同区段采用18～24mm的厚度区间，优选20mm、22mm及24mm三种不同的板厚，边腹板4内缘平齐。边腹板4采用板肋加劲，加劲肋板厚对应边腹板4板厚分别为20mm、22mm及24mm。边腹板及加劲肋钢材材质在跨中39m范围内采用Q420qD，其余均为Q345qD。

横隔板标准间距8～10米，优选10米，两道横隔板之间优选设置三道横肋。横隔板分为普通横隔板、主墩支座处横隔板、过渡墩支座处横隔板和端横隔板。普通横隔板等梁高段板厚均为12mm，变截面段板厚均为16mm；一个主墩支座处横隔板分为两道，板厚为26mm；接通航孔桥侧过渡墩支座处横隔板为一道，板厚为24mm，接非通航孔侧过渡墩支座处横隔板为一道，板厚为20mm；端横隔板板厚为16mm，材料为Q345qD。

横肋板在两道横隔板间均布3道，即间距2.5m。横肋板在顶板处(在与通航孔桥相接处的顶板横肋加厚至28mm)、中腹板处、边腹板处、斜底板处板厚均为16mm，翼缘宽度除梁端伸缩缝处为160mm外，余均为300mm。横肋板在底板处板厚除梁端处底板支座附近角隅加强处为24mm外，余均为16mm，翼缘对应为300×24、300×16mm，横肋在底板处的高度在变截面段为1050～750mm，等梁高段为750mm。横肋板的竖向加劲肋板厚均为10mm，材料为Q345qD。

箱梁外侧与横隔板和横肋对应位置均设置挑臂7，挑臂7腹板在与非通航孔桥相接的端隔板处板厚优选为20mm，在与通航孔桥相接的端横隔板、支座横隔板处板厚优选为20mm，其余位置均优选为16mm。翼缘厚度分别优选为端横隔板处28mm和其余位置处的24mm。竖向加劲肋板厚 在与通航孔桥相接的端横隔板、支座横隔板处为16mm，其余位置均为10mm。

如图1～8所示，本实用新型的整幅变截面钢箱梁1包括正交异性钢桥面顶板2、斜底板6、底板3、中腹板5、边腹板4、横隔板、横肋板及挑臂7等结构部件，其制造和拼装工序如下所示：

钢箱梁制造主要划分三个阶段：板单元制造、小节段制作、大节段拼装。以上三个阶段均可以在厂房中制造、拼装。总体工艺流程如下：

钢板预处理→下料→U肋制作→板单元制作→小节段组装及预拼装→小节段除锈、涂装→大节段拼装→补涂装→大节段储存、装船、运输→桥上连接。

具体的工艺步骤为：

首先将钢箱梁划分为若干板单元，包括顶板单元、底板单元、斜底板单元、中腹板、边腹板单元、隔板单元、悬臂梁单元等。板单元制造完成后在组装胎架上进行小节段钢梁的组装、焊接、预拼装，后运输至涂装厂房内进行除锈、涂装。在专用胎架上进行大节段的拼装，补涂装。大节段制造完成后，采用浮吊将梁段吊装至运输船上，绑扎固定后安全运输至桥位安装。

为减少现场焊接工作量，加快施工进度，钢箱梁架设采用大节段吊装方案。根据国内已有的加工、运输能力，吊装设备情况，大节段梁段划分方案及施工方案如下：

将钢箱梁划分为3个梁段，边跨梁段长152.6m，吊装重量约为3200t，中跨梁段长64m，吊装重量约为1350t。就起吊重量而言国内大型浮吊可以满足施工要求。该方案架设过程中不需设置临时墩。

架设方案施工顺序为：

浮吊吊装第1跨梁段；

浮吊吊装第3跨梁段；

浮吊吊装第2跨梁段，调整至设计高程，将第2跨与第1、3跨梁段连接，全桥合龙。

大节段钢箱梁吊装时，边跨大节段钢箱梁支撑在两个主墩上，跨中合龙节段的两端均支撑在已就位梁段上(即梁段间的支撑)，即：在待装梁 段接口顶板上设置牛腿，在已就位梁段接口顶板处设置临时支座，吊装时牛腿搭接在临时支座上，起到支撑及精确调位作用。

综上所述，本实用新型适用于钢箱连续梁桥，尤其是大断面整幅变截面桥梁，解决了大断面整幅钢箱梁较大主跨需求下，变截面钢箱梁的构造布置。同时，本实用新型对于分幅变截面钢箱连续梁同样具有指导意义。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种整幅变截面钢箱梁，包括桥面顶板、底板、横隔板，其特征在于，所述钢箱梁为整幅钢箱梁，其顶宽为10～33.1米，主跨为120～200米；以及

在所述桥面顶板和底板之间设置有横隔板，所述横隔板的间距为8～10米，且每两道所述横隔板之间设置三道横肋。

2.根据权利要求1所述的整幅变截面钢箱梁，其特征在于，所述桥面顶板采用正交异性钢桥面顶板，所述桥面顶板根据工艺要求选用14～26mm之间的厚度。

3.根据权利要求1所述的整幅变截面钢箱梁，其特征在于，所述桥面顶板上还设置有加劲肋，所述加劲肋主要采用大刚度的U形肋形式，局部位置根据构造要求采用板肋加劲形式。

4.根据权利要求1所述的整幅变截面钢箱梁，其特征在于，所述底板根据工艺要求选用16mm、18mm、20mm、22mm、24mm、28mm六种不同的板厚。

5.根据权利要求1所述的整幅变截面钢箱梁，其特征在于，所述钢箱梁中还包括斜底板，所述斜底板根据工艺要求选用20mm、24mm两种类型板厚。

6.根据权利要求1所述的整幅变截面钢箱梁，其特征在于，所述钢箱梁中还包括中腹板，所述中腹板根据工艺要求选用20mm、22mm、24mm、26mm四种不同的板厚。

7.根据权利要求1所述的整幅变截面钢箱梁，其特征在于，所述钢箱梁中还包括边腹板，所述边腹板根据工艺要求选用20mm、22mm及24mm三种不同的板厚。

8.根据权利要求1所述的整幅变截面钢箱梁，其特征在于，在所述钢箱梁外侧与所述横隔板和横肋对应位置均设置有挑臂，所述挑臂的腹板选用16、20mm两种不同厚度。