CN209144668U - 一种大跨度波形钢腹板箱梁抗屈曲结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大跨度波形钢腹板箱梁抗屈曲结构，包括箱梁顶板、箱梁底板、波形钢腹板、水平横隔和支撑结构，两个所述波形钢腹板竖直设置于所述箱梁顶板和所述箱梁底板之间，所述支撑结构沿纵向固定于所述箱梁底板上侧，所述支撑结构用以支撑所述水平横隔，所述水平横隔的横向两侧分别与一个所述波形钢腹板固定连接。本实用新型通过水平横隔将波形钢腹板分成上下两段，在波形钢腹板总高度不变的情况下降低波形钢腹板稳定计算高度，提高波形钢腹板整体屈曲临界应力，大大提高波形钢腹板桥梁的跨度。

Description

一种大跨度波形钢腹板箱梁抗屈曲结构

技术领域

本实用新型涉及桥梁工程技术领域，特别是涉及一种大跨度波形钢腹板箱梁抗屈曲结构。

背景技术

近年来波形钢腹板组合箱梁桥得到快速发展，并广泛应用于各类实际工程。波形钢腹板箱梁与普通混凝土箱梁相比降低自重约20％，同时，波形钢腹板箱梁具有预应力效率高等优点，理论上波形钢腹板梁桥可以超过混凝土腹板梁桥达到更大的跨度，极限跨径达到400m，而已建的波形钢腹板梁桥最大跨度为160m，该跨度远远没有达到已建的混凝土腹板梁桥的最大跨度，更没有达到波形钢腹板组合箱梁桥的极限跨度。

随着桥梁跨径的逐渐增大，箱梁高度也相应增大，波形钢腹板的屈曲稳定性问题变得尤为突出，成为制约波形钢腹板梁桥跨径增大的主要因素之一。以板厚30mm的1600型波形钢腹为例，当波形钢腹板高度h超过6.9m时(根据高跨比推算梁桥跨径为178m)，其整体屈曲临界应力位于钢材的非弹性域，屈曲应力小于屈服应力，随着腹板高度的继续增大，整体屈曲临界应力将大幅减小，材料得不到充分发挥。

目前，为提高波形钢腹板的整体屈曲稳定性，主要的方法为增大波形钢腹板厚度或在钢腹板内侧设置混凝土内衬形成组合腹板。增大钢板厚度，对于提高波形钢腹板整体屈曲稳定性效果并不显著，又会使得材料使用不经济，同时增大了加工和安装难度。在钢腹板内侧设置内衬混凝土可以减小波形钢腹板剪应力，有效提高波形钢腹板的稳定性能，但是设置内衬混凝土会限制波形钢腹板的褶皱效应，降低波形钢腹板组合梁桥的预应力施加效率，同时增加桥梁自重，阻碍波形钢腹板组合桥梁跨径的增大。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种大跨度波形钢腹板箱梁抗屈曲结构，以解决上述现有技术存在的技术问题，提高波形钢腹板的整体屈曲稳定性以及波形钢腹板桥梁的跨度。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

本实用新型公开了一种大跨度波形钢腹板箱梁抗屈曲结构，包括箱梁顶板、箱梁底板、波形钢腹板、水平横隔和支撑结构，两个所述波形钢腹板竖直设置于所述箱梁顶板和所述箱梁底板之间，所述支撑结构沿纵向固定于所述箱梁底板上侧，所述支撑结构用以支撑所述水平横隔，所述水平横隔的横向两侧分别与一个所述波形钢腹板固定连接。

优选地，所述支撑结构包括型钢竖向支撑和纵梁，所述型钢竖向支撑的下端固定于所述箱梁底板的纵向中心处，所述型钢竖向支撑的上端与所述纵梁固定连接，所述纵梁用以支撑所述水平横隔。

优选地，两个所述波形钢腹板的相对侧固定设置有栓钉和连接钢板，所述水平横隔为侧面设有胡子筋的预制混凝土结构，所述栓钉与所述水平横隔的侧面相对，所述连接钢板设置于所述栓钉下方，所述连接钢板用以承托所述水平横隔的下表面，所述波形钢腹板、所述连接钢板和所述水平横隔之间围成凹槽，所述栓钉和所述胡子筋位于所述凹槽内，所述凹槽内浇筑混凝土。

优选地，所述支撑结构为竖向支撑板，所述竖向支撑板的下端固定于所述箱梁底板的纵向中心处，所述竖向支撑板的上端与所述水平横隔固定连接。

优选地，所述水平横隔下方的两个所述波形钢腹板的相对侧均设置有里衬，所述里衬与所述波形钢腹板固定连接。

优选地，所述里衬和所述水平横隔均为现浇混凝土结构，两个所述波形钢腹板的相对侧设置有用于和所述里衬及所述水平横隔连接的栓钉。

优选地，所述竖向支撑板为现浇混凝土结构。

优选地，所述水平横隔为多个且沿箱梁的纵向分段设置，所述水平横隔的纵向长度为所述波形钢腹板的波长的整数倍，相邻所述水平横隔的分段处为所述波形钢腹板的波峰段或波谷段的中心处。

优选地，所述水平横隔上设置有人孔。

本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：

1、本实用新型通过水平横隔将波形钢腹板分成上下两段，在波形钢腹板总高度不变的情况下降低波形钢腹板稳定计算高度，提高波形钢腹板整体屈曲临界应力，大大提高波形钢腹板桥梁的跨度。

2、本实用新型采用预制装配式结构或者现浇结构，灵活多样，方便施工安装，具有较强的实用性。

3、本实用新型的水平横隔通过现浇混凝土槽或栓钉等措施与腹板连接形成整体，构造简单易于操作，结构整体性好。

4、本实用新型抗屈曲结构可作为箱梁波形腹板安装过程中的临时定位横撑使用，实现临时结构与永久结构的统一，方便施工，节约材料。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型大跨度波形钢腹板箱梁抗屈曲结构实施例1的侧剖立面示意图；

图2为本实用新型大跨度波形钢腹板箱梁抗屈曲结构实施例1的横断面示意图；

图3为本实用新型大跨度波形钢腹板箱梁抗屈曲结构实施例1的平面示意图；

图4为图2中A处放大图；

图5为本实用新型大跨度波形钢腹板箱梁抗屈曲结构实施例2的侧剖立面示意图；

图6为本实用新型大跨度波形钢腹板箱梁抗屈曲结构实施例2的横断面示意图；

图7为本实用新型大跨度波形钢腹板箱梁抗屈曲结构实施例2的平面示意图；

附图标记说明：1箱梁顶板；2箱梁底板；3波形钢腹板；4预制混凝土板水平横隔；5型钢竖向支撑；6连接钢板；7凹槽；8纵梁；9栓钉；10人孔；11里衬；41现浇混凝土板水平横隔；51竖向支撑板。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的目的是提供一种大跨度波形钢腹板箱梁抗屈曲结构，以解决现有技术存在的技术问题，提高波形钢腹板的整体屈曲稳定性以及波形钢腹板桥梁的跨度。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

实施例1、

本实施例提供一种大跨度波形钢腹板箱梁抗屈曲结构，包括箱梁顶板1、箱梁底板2、波形钢腹板3、水平横隔和支撑结构。抗屈曲结构设置在波形钢腹板3高度较大区段箱梁内，两个波形钢腹板3竖直设置于箱梁顶板1和箱梁底板2之间，支撑结构沿纵向固定于箱梁底板2上侧，支撑结构用以支撑水平横隔，水平横隔的横向两侧分别与一个波形钢腹板3固定连接。支撑结构的形式有多种，水平横隔与波形钢腹板3可采用多种连接方式，本领域技术人员可根据实际需要进行选择。

本实用新型通过水平横隔将波形钢腹板3分成上下两段，在波形钢腹板3总高度不变的情况下降低了波形钢腹板3稳定计算高度，提高了波形钢腹板3整体屈曲临界应力，大大提高了波形钢腹板桥梁的跨度。

进一步的，为了便于水平横隔的生产和安装，本实施例将水平横隔设置为多个且沿箱梁的纵向分段设置。水平横隔的纵向长度为波形钢腹板3的波长的整数倍，相邻水平横隔的分段处为波形钢腹板3的波峰段或波谷段的中心处。

更进一步的，为便于桥梁施工和检修时人员通过，本实施例的一个或多个水平横隔上设置有人孔10。

实施例2、

如图1-4所示，本实施例提供一种大跨度波形钢腹板3箱梁抗屈曲结构，作为实施例1的一种较为优选的实施方案。

本实施例的支撑结构包括型钢竖向支撑5和纵梁8，型钢竖向支撑5的下端固定于箱梁底板2的纵向中心处，型钢竖向支撑5的上端与纵梁8固定连接，纵梁8用以支撑水平横隔的跨中处。型钢竖向支撑5间隔设置，间隔宽度一般可为2～3m。型钢竖向支撑5和纵梁8可采用工字钢、H型钢或方管钢等结构，只要能实现支撑功能即可。

为了实现水平横隔与波形钢腹板3的固定连接，本实施例中，水平横隔为侧面设有胡子筋的预制混凝土板水平横隔4，板厚可取8～15cm，两个波形钢腹板3的相对侧固定设置有栓钉9和连接钢板6。栓钉9与水平横隔的侧面正对，连接钢板6设置于栓钉9下方，连接钢板6用以承托水平横隔的下表面。波形钢腹板3、连接钢板6和预制混凝土板水平横隔4之间围成凹槽7，栓钉9和胡子筋位于该凹槽7内，该凹槽7内浇筑混凝土。通过混凝土实现栓钉9与胡子筋的固定连接，进而实现波形钢腹板3与预制混凝土板水平横隔4的可靠连接。

本实施例中，连接钢板6和栓钉9分别与波形钢腹板3焊接相连，也可采用其它连接方式。

本实施例还提供一种大跨度波形钢腹板箱梁抗屈曲结构的施工方法，用以得到本实施例的上述大跨度波形钢腹板箱梁抗屈曲结构，包括如下步骤：

S1、工厂加工波形钢腹板3，在波形钢腹板3的一侧焊接栓钉9和连接钢板6，同时加工型钢竖向支撑5和纵梁8，预制侧面设有胡子筋的混凝土板水平横隔，然后运输到施工现场；

S2、安装波形钢腹板3，使两个波形钢腹板3安装栓钉9的一侧相对，绑扎混凝土底板的钢筋，预埋型钢竖向支撑5，浇筑底板混凝土，养护并待混凝土达到设计强度后拆除浇筑模板；

S3、安装纵梁8，将预制混凝土板水平横隔4吊装至连接钢板6和纵梁8上，调节相对位置后，在波形钢腹板3、连接钢板6和预制混凝土板水平横隔4围成的凹槽7中浇筑混凝土，胡子筋和栓钉9通过凹槽7内浇筑的混凝土固定连接，使预制混凝土板水平横隔4的横向两侧分别与一个波形钢腹板3固定连接；

S4、绑扎箱梁顶板1的钢筋，浇筑箱梁顶板1混凝土，混凝土达到设计强度后拆除浇筑模板。

本实施例中，水平横隔采用预制混凝土板结构，并使用预先加工好的型钢竖向支撑5和纵梁8进行施工，提高了施工效率。

实施例3、

如图5-7所示，本实施例提供一种大跨度波形钢腹板箱梁抗屈曲结构，作为实施例1的另一种较为优选的实施方案。

本实施例的支撑结构为竖向支撑板51，竖向支撑板51的下端固定于箱梁底板2的纵向中心处，竖向支撑板51的上端与水平横隔固定连接。为了与箱梁混凝土底板施工保持一致性，现浇混凝土板水平横隔41与竖向支撑板51均采用现浇钢筋混凝土结构，竖向支撑板51位于现浇混凝土板水平横隔41跨中处。现浇混凝土板水平横隔41一般设置在箱梁截面中性轴附近，板厚可取10～15cm。

为进一步提高大跨度波形钢腹板箱梁整体性能，本实施例中，水平横隔下方的两个波形钢腹板3的相对侧均设置有里衬11，里衬11与波形钢腹板3固定连接，用以提高箱梁截面抗压截面面积和箱梁扭转刚度等性能。

本实施例的里衬11和水平横隔均为现浇混凝土结构，两个波形钢腹板3的相对侧设置有用于和里衬11及水平横隔连接的栓钉9，里衬11和现浇混凝土板水平横隔41侧面通过栓钉9与波形钢腹板3形成可靠连接。

本实施例还提供一种大跨度波形钢腹板箱梁抗屈曲结构的施工方法，用以得到本实施例的上述大跨度波形钢腹板箱梁抗屈曲结构，包括如下步骤：

S1、工厂加工波形钢腹板3，在波形钢腹板3的一侧焊接好栓钉9，然后运输到施工现场；

S2、安装波形钢腹板3，使两个波形钢腹板3安装栓钉9的一侧相对，绑扎混凝土底板的钢筋、竖向支撑板51的钢筋和里衬11的钢筋，浇筑混凝土，养护并待混凝土达到设计强度后拆除浇筑模板；

S3、绑扎水平横隔板的钢筋，浇筑混凝土，养护并待混凝土达到设计强度后拆除模板，形成现浇混凝土板水平横隔41，现浇混凝土板水平横隔41的横向两侧分别通过栓钉9与一个波形钢腹板3固定连接；

S4、绑扎箱梁顶板1的钢筋，浇筑箱梁顶板1混凝土，混凝土达到设计强度后拆除浇筑模板。

本实施例中，通过在水平横隔下方的两个波形钢腹板3的相对侧设置里衬11，提高了箱梁截面抗压截面面积和箱梁扭转刚度等性能。

本说明书中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (9)

1.一种大跨度波形钢腹板箱梁抗屈曲结构，其特征在于，包括箱梁顶板、箱梁底板、波形钢腹板、水平横隔和支撑结构，两个所述波形钢腹板竖直设置于所述箱梁顶板和所述箱梁底板之间，所述支撑结构沿纵向固定于所述箱梁底板上侧，所述支撑结构用以支撑所述水平横隔，所述水平横隔的横向两侧分别与一个所述波形钢腹板固定连接。

2.根据权利要求1所述的大跨度波形钢腹板箱梁抗屈曲结构，其特征在于，所述支撑结构包括型钢竖向支撑和纵梁，所述型钢竖向支撑的下端固定于所述箱梁底板的纵向中心处，所述型钢竖向支撑的上端与所述纵梁固定连接，所述纵梁用以支撑所述水平横隔。

3.根据权利要求2所述的大跨度波形钢腹板箱梁抗屈曲结构，其特征在于，两个所述波形钢腹板的相对侧固定设置有栓钉和连接钢板，所述水平横隔为侧面设有胡子筋的预制混凝土结构，所述栓钉与所述水平横隔的侧面相对，所述连接钢板设置于所述栓钉下方，所述连接钢板用以承托所述水平横隔的下表面，所述波形钢腹板、所述连接钢板和所述水平横隔之间围成凹槽，所述栓钉和所述胡子筋位于所述凹槽内，所述凹槽内浇筑混凝土。

4.根据权利要求1所述的大跨度波形钢腹板箱梁抗屈曲结构，其特征在于，所述支撑结构为竖向支撑板，所述竖向支撑板的下端固定于所述箱梁底板的纵向中心处，所述竖向支撑板的上端与所述水平横隔固定连接。

5.根据权利要求4所述的大跨度波形钢腹板箱梁抗屈曲结构，其特征在于，所述水平横隔下方的两个所述波形钢腹板的相对侧均设置有里衬，所述里衬与所述波形钢腹板固定连接。

6.根据权利要求5所述的大跨度波形钢腹板箱梁抗屈曲结构，其特征在于，所述里衬和所述水平横隔均为现浇混凝土结构，两个所述波形钢腹板的相对侧设置有用于和所述里衬及所述水平横隔连接的栓钉。

7.根据权利要求6所述的大跨度波形钢腹板箱梁抗屈曲结构，其特征在于，所述竖向支撑板为现浇混凝土结构。

8.根据权利要求1所述的大跨度波形钢腹板箱梁抗屈曲结构，其特征在于，所述水平横隔为多个且沿箱梁的纵向分段设置，所述水平横隔的纵向长度为所述波形钢腹板的波长的整数倍，相邻所述水平横隔的分段处为所述波形钢腹板的波峰段或波谷段的中心处。

9.根据权利要求1所述的大跨度波形钢腹板箱梁抗屈曲结构，其特征在于，所述水平横隔上设置有人孔。