CN206457715U - 一种混合梁钢‑混结合段结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种混合梁钢‑混结合段结构，包括连接于混凝土梁与组合梁之间的钢‑混结合段，组合梁包括：混凝土桥面板、钢顶板、上纵向加劲肋、下翼缘板、下纵向加劲肋、钢底板，上纵向加劲肋竖直连接在水平放置的钢顶板与水平放置的下翼缘板之间；钢‑混结合段包括：混凝土桥面板、钢顶板、上刚度过渡加劲肋、下翼缘板、下刚度过渡加劲肋、钢底板，上刚度过渡加劲肋竖直连接在水平放置的钢顶板与水平放置的下翼缘板之间；本实用新型结构通过结构上的优化和改进使钢‑混结合段设计简单、受力合理、施工方便，具有极强的实用性。本新型钢‑混凝土结合段可以广泛应用于各种混合梁桥，包括连续梁桥、拱桥、斜拉桥、悬索桥等桥型中。

Description

一种混合梁钢-混结合段结构

技术领域

本实用新型属于桥梁施工技术领域，尤其涉及一种混合梁钢-混结合段结构。

背景技术

钢-混组合结构是在混凝土结构和钢结构的工程实践上发展起来的一种新型的结构形式。众所周知，混凝土以抗压能力优秀而著称，而钢材则有着优良的抗拉性能，钢-混组合结构则完全发挥了钢材和混凝土的性能，展现了两种建筑材料的共同优点，以其优异的力学性能，目前已广泛应用于连续梁桥、刚构桥、斜拉桥、悬索桥和拱桥等多种桥梁结构中。

钢-混结合段由钢箱梁和混凝土箱梁通过剪力连接件、预应力钢绞线、承压板、钢格室等多种构造连接组成，荷载由钢箱梁传递到钢-混结合段，再由钢-混结合段传递到混凝土箱梁。钢-混组合结构能否充分发挥其自身的力学性能，很大程度上取决于钢材与混凝土是否能良好连接。其中剪力连接件是钢-混组合结构中的重要组成部分，用来承受并且传递钢材与混凝土之间的纵向剪力，并抵抗钢材与混凝土之间的掀起力。选择结合段的构造时，特别要注意钢梁与混凝土梁之间刚度过渡的平顺和应力传递的顺畅，避免产生过大的应力集中和折角，确保梁经久耐用和车辆行驶平稳舒适；同时，也要考虑到钢梁与混凝土梁结合段施工的方便性。

自锚式悬索桥是应用钢-混结合段结构的一种混合梁桥，钢-混结合段是自锚式悬索桥的关键位置，由于结合段两侧的材料性质不同，梁的刚度、强度在此处发生突变，结合段需要传递强大的轴力和剪力以及各种荷载引起的内力和变形，因此需要进行深入的研究，保证钢-混结合段刚柔的平顺过渡。

发明内容

本实用新型综合考虑结构受力合理、连接可靠、施工方便等要求，提供了一种钢-混结合段混合梁结构，该结构具有更高的承载能力、抗疲劳性以及施工简便、受力合理、连接效果更好的优点。

一种混合梁钢-混结合段结构，包括混凝土梁、组合梁和连接于混凝土梁与组合梁之间的钢-混结合段，所述混凝土梁和钢-混结合段之间设有前承压板，所述组合梁和钢-混结合段之间设有后承压板，所述组合梁由上至下包括：混凝土桥面板、钢顶板、第一工字钢梁、第一上纵向加劲肋、下翼缘板、下纵向加劲肋、钢底板，所述第一工字钢梁和第一上纵向加劲肋都竖直连接在水平放置的钢顶板上，且每两个第一工字钢梁之间至少设有一个第一上纵向加劲肋；所述下纵向加劲肋竖直设置在水平放置的钢底板上；

所述第一工字钢梁包括：第二上纵向加劲肋和下翼缘板，所述第二上纵向加劲肋垂直设置在下翼缘板上；

所述钢-混结合段由上至下包括：混凝土桥面板、钢顶板、第一上刚度过渡加劲肋、第二工字钢梁、下刚度过渡加劲肋、钢底板，所述第一上刚度过渡加劲肋和第二工字钢梁竖直连接在水平放置的钢顶板上，且每两个第二工字钢梁之间至少设有一个第一上上刚度过渡加劲肋；所述下刚度过渡加劲肋竖直设置在水平放置的钢底板上；

所述第二工字钢梁包括：第二上刚度过渡加劲肋和下翼缘板，所述第二上刚度过渡加劲肋垂直设置在下翼缘板上；

进一步地，所述第一上刚度过渡加劲肋和第二上刚度过渡加劲肋均为直角梯形结构，其中直角梯形的短底边与后承压板相连接，直角梯形的长底边与前承压板相连接；

所述下刚度过渡加劲肋为一直角梯形结构，其中直角梯形的短底边与后承压板相连接，直角梯形的长底边与前承压板相连接。

进一步地，所述钢顶板上分布有多个剪力钉。

进一步地，在每一个第一上刚度过渡加劲肋和第二上刚度过渡加劲肋的同一垂直轴向上设有一个下刚度过渡加劲肋；

在每一个第一上纵向加劲肋和第二上纵向加劲肋的同一垂直轴向上设有一个下纵向加劲肋。

进一步地，所述前承压板和后承压板之间的距离是可调的。

进一步地，所述第二上纵向加劲肋的垂直高度大于第一上纵向加劲肋的垂直高度；

所述第二上刚度过渡加劲肋的垂直高度大于第一上刚度过渡加劲肋的垂直高度。

与现有技术相比，本实用新型具有以下技术效果：

本实用新型结构有效解决了传统钢-混结合段施工复杂、结构局部应力集中和受力不均匀的现象，通过结构上的优化和改进使钢-混结合段设计简单、受力合理、施工方便，具有极强的实用性。本新型钢-混凝土结合段可以广泛应用于各种混合梁桥，包括连续梁桥、拱桥、斜拉桥、悬索桥等桥型中。

附图说明

图1为钢-混凝土结合段的立体结构示意图；

图2为钢-混凝土结合段的侧视图；

图3为钢-混凝土结合段的纵桥向C-C(工字钢截面)截面结构示意图；

图4为钢-混凝土结合段的纵桥向D-D(纵向加劲肋)截面结构示意图；

图5为钢-混凝土结合段的横桥向A-A(前承压板)截面结构示意图；

图6为钢-混凝土结合段的横桥向B-B(后承压板)截面结构示意图；

图7为组合梁截面结构示意图；

图中标号代表为:1—组合梁；2—混凝土梁；3—混凝土桥面板；4—钢-混结合段；5—钢底板；6—钢顶板；7—下翼缘板；8—前承压板；9—后承压板；10—下纵向加劲肋；11—剪力钉；12—下刚度过渡加劲肋；13—第二上刚度过渡加劲肋；14—预应力钢束；15—纵向预应力孔道；16—纵向预应力锚固点；17—第二上纵向加劲肋；18—第一上刚度过渡加劲肋。

具体实施方式

下面通过附图和实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

本实施例提供了一种混合梁钢-混结合段结构，包括混凝土梁2、组合梁1和连接于混凝土梁2与组合梁1之间的钢-混结合段4，所述混凝土梁2和钢-混结合段4之间设有前承压板8，所述组合梁1和钢-混结合段4之间设有后承压板9，所述组合梁1由上至下包括：混凝土桥面板3、钢顶板6、第一工字钢梁、第一上纵向加劲肋、下翼缘板7、下纵向加劲肋10、钢底板5，所述第一工字钢梁和第一上纵向加劲肋17都竖直连接在水平放置的钢顶板6上，且每两个第一工字钢梁之间至少设有一个第一上纵向加劲肋17；所述下纵向加劲肋10竖直设置在水平放置的钢底板5上；

所述第一工字钢梁包括：第二上纵向加劲肋17和下翼缘板7，所述第二上纵向加劲肋17垂直设置在下翼缘板7上；

所述第二上纵向加劲肋17和第一上纵向加劲肋为多个纵方向布设的竖直钢板；所述下纵向加劲肋10为多个纵向布设的竖直钢板；

所述钢-混结合段4由上至下包括：混凝土桥面板3、钢顶板6、第一上刚度过渡加劲肋18、第二工字钢梁、下刚度过渡加劲肋12、钢底板5，所述第一上刚度过渡加劲肋18和第二工字钢梁竖直连接在水平放置的钢顶板6上，且每两个第二工字钢梁之间至少设有一个第一上上刚度过渡加劲肋18；所述下刚度过渡加劲肋12竖直设置在水平放置的钢底板5上；

所述第二上刚度过渡加劲肋13和第一上刚度过渡加劲肋18为多个纵向布设的竖直钢板，所述下刚度过渡加劲肋12为多个纵向布设的竖直钢板。

所述第二上纵向加劲肋17的垂直高度大于第一上纵向加劲肋的垂直高度；

所述第二上刚度过渡加劲肋13的垂直高度大于第一上刚度过渡加劲肋18的垂直高度。

本实施例中，前承压板和后承压板为厚度30mm的钢板。

前承压板8和后承压板9隔出一个独立的箱室，通过刚顶板6、第一上刚度过渡加劲肋18、第二上刚度过渡加劲肋13、下刚度过渡加劲肋12、钢底板5等装置增加了箱室的刚度，并在箱室中浇筑高强混凝土，实现钢-混材料的完美结合，有效的增加了结合段的连接强度和连接质量，保证了混凝土梁与钢梁之间刚度过渡的平顺和应力传递的顺畅，避免产生过大的应力集中。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上，将所述第一上刚度过渡加劲肋18和第二上刚度过渡加劲肋13均为直角梯形结构，其中直角梯形的短底边与后承压板9相连接，直角梯形的长底边与前承压板8相连接；所述下刚度过渡加劲肋12为一直角梯形结构，其中直角梯形的短底边与后承压板9相连接，直角梯形的长底边与前承压板8相连接；

第一上刚度过渡加劲肋18、第二上刚度过渡加劲肋13和下刚度过渡加劲肋12高度从前承压板8向后承压板9逐渐变小，使钢-混结合段4两侧不同材料性质、不同梁刚度缓慢变化，使钢-混结合段4更能顺畅地传递各种荷载产生的轴力、剪力、弯矩和变形，具有良好的抗疲劳性和耐久性。

实施例3

如图2、图3所示，本实施例在实施例1所述装置的基础上，所述钢顶板6上分布有多个剪力钉11，通过剪力钉11将混凝土桥面板3与混凝土梁2连接在一起。

本实施例在所述前承压板8前侧，有十行均布的剪力钉11，配合其他剪力连接件，通过现浇混凝土桥面板3与混凝土梁2连接在一起，增加连接处的强度；在所述钢-混结合段内钢顶板6底面和钢底板5顶面，有五列均布的剪力钉11；在所述前承压板8后侧和后承压板9前侧，有十行均布的剪力钉11。所述钢-混结合段4处第一上刚度过渡加劲肋18、第二上刚度过渡加劲肋13、下刚度过渡加劲肋12和均布的剪力钉11，通过现浇混凝土桥面板3，提高了结合段的抗剪强度以及混凝土的抗裂性能，保证了内力和变形从混凝土梁到组合梁的平顺过渡，增加了结构的可靠性。

钢-混结合段4钢顶板顶面较混凝土梁2顶面低，通过在所述钢顶板6顶面均布剪力钉并现浇混凝土桥面板3，使钢顶板6与混凝土桥面板3之间在竖向上具有更好的连接强度，在水平方向上具有更好的抗剪性能；并且由于混凝土梁2与混凝土桥面板3浇筑为一体，且所述钢顶板6与钢底板5前节段埋入混凝土梁中，因而能进一步保证混凝土梁2与组合梁1在纵桥向上的连接强度与连接质量，保证结合段受力明确。

实施例4

本实施例在实施例1的基础上，在每一个第一上刚度过渡加劲肋18和第二上刚度过渡加劲肋13的同一垂直轴向上设有一个下刚度过渡加劲肋12；

在每一个第一上纵向加劲肋和第二上纵向加劲肋17的同一垂直轴向上设有一个下纵向加劲肋10。多道纵向布设的加劲肋，有效的增加了钢材与混凝土的接触面积，保证了钢-混结合段的连接强度；同时多道纵向加劲肋显著增加了钢-混结合段和组合梁的抗弯能力与抗剪能力，保证钢-混结合段受力的平顺过渡；在保证钢-混结合段抗剪与抗弯能力的前提下，上纵向加劲肋与下纵向加劲肋之间不连续，不仅能降低工程造价而且能减轻主梁自重，增大桥梁跨径。

实施例5

为了便于对不同桥梁结构的使用，本实施例在实施例1的基础上，将所述前承压板8和后承压板9之间的距离设为可调的。

Claims (6)

1.一种混合梁钢-混结合段结构，包括混凝土梁(2)、组合梁(1)和连接于混凝土梁(2)与组合梁(1)之间的钢-混结合段(4)，所述混凝土梁(2)和钢-混结合段(4)之间设有前承压板(8)，所述组合梁(1)和钢-混结合段(4)之间设有后承压板(9)，其特征在于，所述组合梁(1)由上至下包括：混凝土桥面板(3)、钢顶板(6)、第一工字钢梁、第一上纵向加劲肋、下翼缘板(7)、下纵向加劲肋(10)、钢底板(5)，所述第一工字钢梁和第一上纵向加劲肋(17)都竖直连接在水平放置的钢顶板(6)上，且每两个第一工字钢梁之间至少设有一个第一上纵向加劲肋(17)；所述下纵向加劲肋(10)竖直设置在水平放置的钢底板(5)上；

所述第一工字钢梁包括：第二上纵向加劲肋(17)和下翼缘板(7)，所述第二上纵向加劲肋(17)垂直设置在下翼缘板(7)上；

所述钢-混结合段(4)由上至下包括：混凝土桥面板(3)、钢顶板(6)、第一上刚度过渡加劲肋(18)、第二工字钢梁、下刚度过渡加劲肋(12)、钢底板(5)，所述第一上刚度过渡加劲肋(18)和第二工字钢梁竖直连接在水平放置的钢顶板(6)上，且每两个第二工字钢梁之间至少设有一个第一上上刚度过渡加劲肋(18)；所述下刚度过渡加劲肋(12)竖直设置在水平放置的钢底板(5)上；

所述第二工字钢梁包括：第二上刚度过渡加劲肋(13)和下翼缘板(7)，所述第二上刚度过渡加劲肋(13)垂直设置在下翼缘板(7)上；

2.如权利要求1所述的钢-混结合段结构，其特征在于，所述第一上刚度过渡加劲肋(18)和第二上刚度过渡加劲肋(13)均为直角梯形结构，其中直角梯形的短底边与后承压板(9)相连接，直角梯形的长底边与前承压板(8)相连接；

所述下刚度过渡加劲肋(12)为一直角梯形结构，其中直角梯形的短底边与后承压板(9)相连接，直角梯形的长底边与前承压板(8)相连接。

3.如权利要求1所述的钢-混结合段结构，其特征在于，所述钢顶板(6)上分布有多个剪力钉(11)。

4.如权利要求1所述的钢-混结合段结构，其特征在于，在每一个第一上刚度过渡加劲肋(18)和第二上刚度过渡加劲肋(13)的同一垂直轴向上设有一个下刚度过渡加劲肋(12)；

在每一个第一上纵向加劲肋和第二上纵向加劲肋(17)的同一垂直轴向上设有一个下纵向加劲肋(10)。

5.如权利要求1所述的钢-混结合段结构，其特征在于，所述前承压板(8)和后承压板(9)之间的距离是可调的。

6.如权利要求1所述的钢-混结合段结构，其特征在于，所述第二上纵向加劲肋(17)的垂直高度大于第一上纵向加劲肋的垂直高度；

所述第二上刚度过渡加劲肋(13)的垂直高度大于第一上刚度过渡加劲肋(18)的垂直高度。