CN208748503U - 一种主梁结构及桥梁 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种主梁结构及桥梁，涉及桥梁工程领域。本实用新型提供一种主梁结构，该主梁结构包括：至少一个口字钢主梁，其包括两个口字钢腹板、一个口字钢顶板和一个口字钢底板，所述口字钢顶板和口字钢底板分别设于两个平行布置的口字钢腹板的两端；至少一个工字钢主梁，其包括一个工字钢腹板，所述工字钢腹板的两端分别设有与其垂直的工字钢顶板和工字钢底板；所述口字钢主梁具有过渡段，所述过渡段与工字钢主梁连接。该桥梁包括所述主梁结构。本实用新型的主梁结构能够控制桥梁面板的裂缝宽度，使得桥梁的耐久性更好，从而延长桥梁寿命。

Description

一种主梁结构及桥梁

技术领域

本实用新型涉及桥梁工程领域，具体是涉及一种主梁结构及桥梁。

背景技术

大跨度结合梁斜拉桥结合梁是桥梁关键构造，其结构的静力承载能力和抗疲劳性能直接关系到桥梁的安全性和耐久性，结合梁斜拉桥的主梁断面型式一般有：双边工字钢结合梁、双边箱结合梁、开口箱结合梁及桁架式结合梁。国内外已建主跨500m以上结合梁斜拉桥所用截面形式统计如下：

表1国内外已建主跨500m以上结合梁斜拉桥

根据目前国内外已建成的结合梁斜拉桥情况，结合梁的主梁主要采用两种截面形式，即双边工字钢结合梁或双边箱结合梁。

对于大跨度结合梁斜拉桥，由于混凝土桥面板的收缩徐变效应，即当混凝土桥面板收缩时，混凝土桥面板有变短的趋势，而钢梁没有收缩特性，其长度不会变短，因此桥面板的变形会受到钢梁的约束，从而使得桥面板与钢梁两者间产生较大的次内力。钢主梁刚度越大，对混凝土板的约束越强，收缩徐变产生的次内力也会越大。对于大跨结合梁斜拉桥而言，主跨跨中桥面板的收缩徐变效应累积最大。因此，为提高主跨跨中桥面板的抗裂性能，主跨跨中宜采用轴向刚度小、预应力施加效率高的双边工字钢主梁形式。但是，大跨度结合梁斜拉桥塔处主梁受到的轴压力及边跨辅助墩位置负弯矩较大，工字钢截面由于截面面积相对较小，应力水平较高，难以满足要求。因此，在边跨及塔处梁段宜采用开口箱、PK箱、双边箱等截面形式，同时应考虑与主跨工字钢结合梁的顺接，塔处及边跨主梁采用双边箱截面较为合适。

综上，大跨结合梁斜拉桥的主梁跨中区域需要采用刚度较小的截面，而塔处主梁截面及边跨主梁截面需要面积较大的钢梁截面形式，如何从受力角度考虑满足上述要求的主梁结构是大跨结合梁斜拉桥推广的关键技术。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种主梁结构及桥梁。本实用新型的主梁结构能够控制桥梁面板的裂缝宽度，使得桥梁的耐久性更好，从而延长桥梁寿命。

本实用新型提供一种主梁结构，该主梁结构包括：

至少一个口字钢主梁，其包括两个口字钢腹板、一个口字钢顶板和一个口字钢底板，所述口字钢顶板和口字钢底板分别设于两个平行布置的口字钢腹板的两端；

至少一个工字钢主梁，其包括一个工字钢腹板，所述工字钢腹板的两端分别设有与其垂直的工字钢顶板和工字钢底板；

所述口字钢主梁具有过渡段，所述过渡段与工字钢主梁连接。

在上述技术方案的基础上，所述过渡段包括两个过渡段腹板，所述两个过渡段腹板的一端分别与两个口字钢腹板固定连接，所述两个过渡段腹板的另一端均与所述工字钢腹板固定连接。

在上述技术方案的基础上，所述两个过渡段腹板的一端分别与两个口字钢腹板的端部对接固定，所述两个过渡段腹板的另一端分别与工字钢腹板的两侧面固定连接。

在上述技术方案的基础上，所述两个过渡段腹板由两个口字钢腹板相向弯折而成。

在上述技术方案的基础上，所述过渡段包括过渡段顶板和过渡段底板，所述过渡段顶板的两端分别与口字钢顶板和工字钢顶板对接固定。

在上述技术方案的基础上，所述口字钢顶板延伸形成过渡段顶板，所述口字钢底板延伸形成过渡段底板，所述过渡段顶板和工字钢顶板对接固定，所述过渡段底板和工字钢底板对接固定。

在上述技术方案的基础上，所述口字钢腹板远离另一个口字钢腹板的侧面设有至少一个横向布置的第一加劲肋板和/或至少一个竖向布置的第二加劲肋板。

在上述技术方案的基础上，所述口字钢顶板朝向口字钢底板的侧面设有顶板加劲肋板，所述口字钢底板朝向口字钢顶板的侧面设有底板加劲肋板。

在上述技术方案的基础上，所述工字钢腹板的侧面设有至少一个横向布置的第三加劲肋板和/或至少一个纵向布置的第四加劲肋板。

本实用新型还提供一种桥梁，包括上述主梁结构。

与现有技术相比，本实用新型的优点如下：

本实用新型的工字钢主梁截面的轴向刚度小于口字钢主梁的刚度，能够使大跨结合梁斜拉桥主跨区域的混凝土收缩徐变效应减少，使得跨中区域结合梁的混凝土桥面板拉应力降低，进而可以节约跨中区域桥面板中的预应力钢束数量，可以较好的控制桥梁面板的裂缝宽度，使得桥梁的耐久性更好，从而延长桥梁寿命。本实用新型通过过渡段将口字钢主梁和工字钢主梁连接，由于工字钢主梁的截面的面积小于口字钢主梁的截面的面积，从而可以节约工程中钢料的用量，有利于降低工程的造价。

附图说明

图1是本实用新型实施例口字钢主梁的结构示意图。

图2是本实用新型实施例工字钢主梁的结构示意图。

图3是本实用新型实施例主梁结构的主视结构示意图。

图4是图3的A-A剖视图。

图5是图3的B-B剖视图。

图6是图3的C-C剖视图。

图7是图3的D-D剖视图。

图8是图3的F-F剖视图。

图9是图3的G-G剖视图。

图10是图3的H-H剖视图。

图11是图3的I-I剖视图。

附图标记：1-口字钢主梁、11-口字钢腹板、12-口字钢顶板、13-口字钢底板、14-第一加劲肋板、15-第二加劲肋板、16-顶板加劲肋板、17-底板加劲肋板、18-内加劲肋板、2-工字钢主梁、21-工字钢腹板、22-工字钢顶板、23-工字钢底板、24-第三加劲肋板、25-第四加劲肋板、3-过渡段、31-过渡段腹板、32-过渡段顶板、33-过渡段底板、34-第五加劲肋板、35-第六加劲肋板。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述。

本实用新型实施例提供一种主梁结构，该主梁结构包括：至少一个口字钢主梁1和至少一个工字钢主梁2，口字钢主梁1具有过渡段3，过渡段3与工字钢主梁2连接。

参见图1所示，口字钢主梁1包括两个口字钢腹板11、一个口字钢顶板12和一个口字钢底板13，两个口字钢腹板11、一个口字钢顶板12和一个口字钢底板13组成口字型结构，口字钢顶板12和口字钢底板13设于两个平行布置的口字钢腹板11的两端。

参见图2所示，工字钢主梁2包括一个工字钢腹板21、一个工字钢顶板22和一个工字钢底板23，工字钢腹板21的两端分别设有与其垂直的工字钢顶板22和工字钢底板23。

参见图4和图5所示，过渡段3包括两个过渡段腹板31，两个过渡段腹板31的一端分别与两个口字钢腹板11固定连接，两个过渡段腹板31的另一端均与工字钢腹板21固定连接。本实用新型通过两个过渡段腹板31过渡连接，传递截面内力。

其中，基于上述技术特征，本实用新型的一个实施例中，两个过渡段腹板31的一端分别与两个口字钢腹板11的端部对接固定，两个过渡段腹板31的另一端分别与工字钢腹板21的两侧面固定连接，同时固定连接的位置可以与工字钢腹板21的端部间隔一定距离。其中，固定连接方式可以为焊接。

本实用新型的另一个实施例中，两个过渡段腹板31由两个口字钢腹板11相向弯折而成。具体地，两个过渡段腹板31的另一端分别与工字钢腹板21的两侧面固定连接，同时固定连接的位置可以与工字钢腹板21的端部间隔一定距离。其中，固定连接方式可以为焊接。

为了加强主梁结构的强度和稳定性，作为进一步地改进，过渡段3可以包括过渡段顶板32和过渡段底板33，过渡段顶板32的两端分别与口字钢顶板12和工字钢顶板22对接固定。当然，过渡段3也可以仅包括过渡段顶板32或过渡段底板33。

在本实用新型的另一个实施例中，可以不额外设置过渡段顶板32和过渡段底板33，由口字钢顶板12延伸形成过渡段顶板32，口字钢底板13延伸形成过渡段底板33，过渡段顶板32和工字钢顶板22对接固定，过渡段底板33和工字钢底板23对接固定。

其中，过渡段3连接口字钢主梁1和工字钢主梁2。在口字钢主梁1、过渡段3和工字钢主梁2依次连接后，在口字钢顶板12、过渡段顶板32和工字钢顶板22设置剪力钉，现浇混凝土板，钢梁-混凝土之间连接牢固，形成整体性好的结合梁。

参见图3至图7所示，为了进一步加强腹板的结构强度，每个口字钢腹板11远离另一个口字钢腹板11的侧面设有至少一个横向布置的第一加劲肋板14和/或至少一个竖向布置的第二加劲肋板15。当然，同理，每个口字钢腹板11靠近另一个口字钢腹板11的侧面也可以单独设置横向和/或纵向布置的加劲肋板。

参见图4和图5所示，口字钢顶板12朝向口字钢底板13的侧面可以设有顶板加劲肋板16和/或口字钢底板13朝向口字钢顶板12的侧面可以设有底板加劲肋板17。当口字钢顶板12延伸形成过渡段顶板32，口字钢底板13延伸形成过渡段底板33时，顶板加劲肋板16延伸到过渡段3，底板加劲肋板17延伸到过渡段3。

参见图6所示，口字钢主梁1内可以设有内加劲肋板18，内加劲肋板18为矩形，且其四边分别与两个口字钢腹板11、口字钢顶板12和口字钢底板13固定连接，内加劲肋板18开设有用于施工人员通过的开孔。

参见图8和图9所示，过渡段腹板31远离另一个过渡段腹板31的侧面设有至少一个横向布置的第五加劲肋板34和/或至少一个纵向布置的第六加劲肋板35。

参见图10和图11所示，工字钢腹板21的侧面设有至少一个横向布置的第三加劲肋板24和/或至少一个纵向布置的第四加劲肋板25。

同时，在实际施工中，第一加劲肋板14、第五加劲肋板34和第三加劲肋板24也可以依次对应顺接。

可以想到的是，根据桥梁受力的要求，主梁结构可以采用通过过渡段3连接口字钢主梁1、工字钢主梁2和口字钢主梁1形式，或者其他口字钢主梁和工字钢主梁组合的结构。本实用新型可以应用在大跨结合梁斜拉桥中，口字钢主梁设于塔处或边跨，工字钢主梁设于主梁跨中区域，满足斜拉桥不同位置的受力要求。

此外，钢－混凝土结合梁是采用剪力联接件将钢梁构件和混凝土行车道板结合在一起的复合式结构，这种结构充分利用了钢材良好的抗拉性能和钢筋混凝土较好的抗压性能，弥补了各自的不足。混凝土板截面由于收缩徐变特性，存在桥面板缩短的趋势，而钢梁没有缩短的趋势。由于钢梁与桥面板之间采用剪力钉连接，混凝土板的变形受到钢梁的约束，二者之间产生了内力，使得混凝土板受拉，而钢梁受压。为了桥面板的耐久性，防止桥面板开裂，需要在拉应力较大的区域布置预加压应力。在主跨跨中桥面板区域沿纵桥向布置预应力钢束。由于钢梁与混凝土板结合在一起，预应力的施加又会导致部分压力作用到钢梁上，即仅有部分预压力传到混凝土桥面板上。预应力施加的多少与桥面板和钢梁的相对刚度大小有关系。钢梁的刚度越大，分担的预压力就越多，反之就越少。

本领域的技术人员可以对本实用新型实施例进行各种修改和变型，倘若这些修改和变型在本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则这些修改和变型也在本实用新型的保护范围之内。

说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种主梁结构，其特征在于，包括：

至少一个口字钢主梁(1)，其包括两个口字钢腹板(11)、一个口字钢顶板(12)和一个口字钢底板(13)，所述口字钢顶板(12)和口字钢底板(13)分别设于两个平行布置的口字钢腹板(11)的两端；

至少一个工字钢主梁(2)，其包括一个工字钢腹板(21)，所述工字钢腹板(21)的两端分别设有与其垂直的工字钢顶板(22)和工字钢底板(23)；

所述口字钢主梁(1)具有过渡段(3)，所述过渡段(3)与工字钢主梁(2)连接。

2.如权利要求1所述的主梁结构，其特征在于：所述过渡段(3)包括两个过渡段腹板(31)，所述两个过渡段腹板(31)的一端分别与两个口字钢腹板(11)固定连接，所述两个过渡段腹板(31)的另一端均与所述工字钢腹板(21)固定连接。

3.如权利要求2所述的主梁结构，其特征在于：所述两个过渡段腹板(31)的一端分别与两个口字钢腹板(11)的端部对接固定，所述两个过渡段腹板(31)的另一端分别与工字钢腹板(21)的两侧面固定连接。

4.如权利要求2所述的主梁结构，其特征在于：所述两个过渡段腹板(31)由两个口字钢腹板(11)相向弯折而成。

5.如权利要求2所述的主梁结构，其特征在于：所述过渡段(3)包括过渡段顶板(32)和过渡段底板(33)，所述过渡段顶板(32)的两端分别与口字钢顶板(12)和工字钢顶板(22)对接固定。

6.如权利要求2所述的主梁结构，其特征在于：所述口字钢顶板(12)延伸形成过渡段顶板(32)，所述口字钢底板(13)延伸形成过渡段底板(33)，所述过渡段顶板(32)和工字钢顶板(22)对接固定，所述过渡段底板(33)和工字钢底板(23)对接固定。

7.如权利要求1所述的主梁结构，其特征在于：所述口字钢腹板(11)远离另一个口字钢腹板(11)的侧面设有至少一个横向布置的第一加劲肋板(14)和/或至少一个竖向布置的第二加劲肋板(15)。

8.如权利要求1所述的主梁结构，其特征在于：所述口字钢顶板(12)朝向口字钢底板(13)的侧面设有顶板加劲肋板(16)，所述口字钢底板(13)朝向口字钢顶板(12)的侧面设有底板加劲肋板(17)。

9.如权利要求1所述的主梁结构，其特征在于：所述工字钢腹板(21)的侧面设有至少一个横向布置的第三加劲肋板(24)和/或至少一个纵向布置的第四加劲肋板(25)。

10.一种桥梁，其特征在于：包括权利要求1-9中任一项所述的主梁结构。