CN218405026U - 一种型钢组合桥梁 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种型钢组合桥梁,包含若干个并排布置的H型钢,横向相邻两个所述H型钢间距小于公路车辆荷载横桥向轮距,所述H型钢的端部设有端横梁,所述端横梁两端分别连接横向相邻的两个所述H型钢,所述端横梁包含钢箱,所述钢箱内浇筑有第一混凝土,所述钢箱包含腹板和底板,所述腹板为波折板,所述腹板的波折延伸方向沿竖向设置,同一个所述H型钢的纵向相邻的两个所述端横梁之间不设加劲构造,所述H型钢上设有桥面板,所述桥面板包含若干个桥面底板,所述桥面底板的两侧连接于相邻两个所述H型钢,所述桥面底板为波折板,所述桥面底板的波折延伸方向沿纵桥向设置,所述桥面底板上浇筑有第二混凝土。主梁无需设置加劲构造,有效降低造价。
Description
技术领域
本实用新型涉及桥梁技术领域,特别是一种型钢组合桥梁。
背景技术
国内外设计的钢结构主梁的用钢量指标大致分布在350~600kg/㎡范围内;根据目前钢结构的综合单价已达14000元/吨,因此,钢结构桥梁按用钢量和综合单价的指标测算得到的工程造价,超过了相同跨径的混凝土主梁1倍。
钢结构主梁加工步骤为:板材下料、单元件校平、单元件定位组拼、单元件焊接、焊缝检测、成型的钢结构校平、钢结构尺寸检查、钢结构涂装、涂装检测、钢结构运输出厂等。钢结构加工流程路径长,加之钢结构的加劲构造种类和数量多,每一个加劲构造均需要重复一次上述步骤,导致了钢结构完整的加工流程繁琐,并且钢结构加工所需焊接工人、涂装工人等高级劳动力数量巨大。
基于上述两点主要因素,限制了钢结构桥梁的大规模推广应用,但钢结构桥梁作为绿色低碳桥梁的主流代表,大规模推广建造钢结构桥梁是交通基础设施未来发展的必然趋势,也符合绿色发展理念。目前西部山区待建高速公路众多,桥隧比例极高,已超过85%,其中标准跨径(以30m和35m为主)桥梁占所有桥梁总里程的90%,因此,亟待探索一种材料指标低、加工制造简单、综合造价可控的新型钢结构桥梁。
实用新型内容
本实用新型的目的在于:解决现有技术中的钢主梁由于加劲构造种类和数量繁多,而钢结构加工流程繁琐、人力成本高,因而导致钢主梁工程造价过高的问题,提供了一种型钢组合桥梁。
为了实现上述目的,本实用新型采用的技术方案为:
一种型钢组合桥梁,包含若干个并排布置的H型钢,所述H型钢为一体成型结构,横向相邻两个所述H型钢的间距小于公路车辆荷载横桥向轮距,所述H型钢的端部设有端横梁,所述端横梁两端分别连接横向相邻的两个所述H型钢,所述端横梁包含钢箱,所述钢箱内浇筑有第一混凝土,所述钢箱包含腹板和底板,所述腹板为波折板,所述腹板的波折延伸方向沿竖向设置,同一个所述H型钢的纵向相邻的两个所述端横梁之间不设加劲构造,所述H型钢上设有桥面板,所述桥面板包含若干个桥面底板,所述桥面底板的两侧连接于相邻两个所述H型钢,所述桥面底板为波折板,所述桥面底板的波折延伸方向沿纵桥向设置,所述桥面底板上浇筑有第二混凝土。
公路车辆荷载横桥向轮距根据公路设计规范给定的尺寸确定。
采用本实用新型所述的一种型钢组合桥梁,通过缩小相邻两片主梁的间距,使车辆荷载至少是由两片主梁承担,尽量减少主梁受力,桥面底板与端横梁的腹板均采用波折型钢板,并将桥面底板的波沿纵桥向放置,腹板的波沿竖向放置,均是为了充分利用波折型钢板垂直于波方向的强大刚度侧,分别形成强劲的组合结构桥面板和强劲的组合结构端横梁,从而起到较强横向联系作用,通过降低主梁的受力,配合桥面板受力性能的提升,加之主梁本身的一体成型结构,使主梁无需设置额外的加劲构造,即无需设置主梁侧面的加劲肋或连接相邻两片主梁的中隔板,进而省去了繁琐的钢结构加工流程,节约了加工时间,质量更可控,有效降低钢主梁的造价成本,有利于市场推广,主体结构简单、重量轻,更安装架设方便,尤其适用于标准跨径的公路桥梁,应用前景广阔。该结构直接采用一体成型的型钢结构作为主梁,简化生产工艺、节约人工和造价,还通过合理的构造设计,省去了主梁和桥面板的加劲结构,取消了多片中横隔板,简化了现场安装步骤,该结构体系在安全系数满足要求的前提下,大幅度提升了施工效率,并且减少了碳排放量,实现了智能及绿色低碳建造目标。
优选的,所述桥面板还包含沿横桥向设置的第一加劲件,所述第一加劲件连接于所有所述桥面底板的顶面。
进一步优选的,所述第一加劲件为型钢构件,所述第一加劲件位于跨中部。
进一步加强横向连接性能,联系各片H型钢,起到内力二次平均分配的作用,使得各片H型钢的应力水平趋于一致,可有效减小H型钢的顶板、腹板、底板应力峰值,进一步保障主梁不设中间加劲构造的安全性,提升适用范围。
优选的,所述桥面板还包含沿纵桥向设置的第二加劲件,所述第二加劲件连接于最外侧的所述H型钢顶面。
即在边梁位置增设第二加劲件,由于边梁除了承受桥面板混凝土湿重荷载以外,还要承受护栏等二期荷载重量,比中间梁受力更不利,因此上述方式能增强H型钢顶板局部受压稳定性,防止顶板受压局部屈曲先于结构整体破坏。
优选的,所述腹板内侧面连接有竖向设置的第三加劲件,所述第三加劲件沿横桥向间隔分布。
优选的,所述底板设有沿横桥向设置的第四加劲件。
避免所述端横梁在浇筑时造成钢箱变形。
提升端横梁的受力性能,进一步保障主梁不设中间加劲构造的安全性。
优选的,最外侧的所述H型钢的外侧在梁端处设有第五加劲件。
优选的,最外侧的所述H型钢与其相邻的所述H型钢相互连接呈箱型结构。
在边跨位置形成钢箱结构,其余H型钢仍满足小于公路车辆荷载横桥向轮距的限制,有效提升主梁的抗扭刚度,提高运营安全性及吊装稳定性,利于提升适用的跨径范围,而钢箱结构采用两个所述H型钢形成,相较于现有的钢箱结构,便于加工,其连接仅具有纵向连接的直线型焊缝,还可采用机器人焊接,有利于降低工程造价,降低钢结构加工难度、减少钢结构加工流程。
进一步优选的,所述第二混凝土为钢纤维混凝土,所述第一混凝土和所述第二混凝土一体浇筑成型。
进一步优选的,所述腹板包含两个单元板,所述单元板焊接于对应的所述H型钢,对应的两个所述单元板螺栓连接。
便于工厂进行加工,减少现场焊接工作量。
综上所述,由于采用了上述技术方案,本实用新型的有益效果是:
1. 通过缩小相邻两片主梁的间距,使车辆荷载至少是由两片主梁承担,尽量减少主梁受力,桥面底板与端横梁的腹板均采用波折型钢板,并将桥面底板的波沿纵桥向放置,腹板的波沿竖向放置,均是为了充分利用波折型钢板垂直于波方向的强大刚度侧,分别形成强劲的组合结构桥面板和强劲的组合结构端横梁,从而起到较强横向联系作用,通过降低主梁的受力,配合桥面板受力性能的提升,横桥向传力范围更广,各片主梁受力分布更均匀,配合一体成型的型钢主梁,使主梁无需设置额外的加劲构造,即无需设置主梁侧面的加劲肋或连接相邻两片主梁的中隔板,进而省去了繁琐的钢结构加工流程,节约了加工时间,质量更可控,有效降低钢主梁的造价成本,有利于市场推广,主体结构简单、重量轻,更安装架设方便,尤其适用于标准跨径的公路桥梁,应用前景广阔。
附图说明
图1是实施例1的一种型钢组合桥梁的跨中断面示意图;
图2是实施例1的一种型钢组合桥梁的支座处断面示意图;
图3是图2的A-A的断面示意图;
图4是图2的B-B的断面示意图;
图5是图2的C-C的断面示意图;
图6是实施例1的一种型钢组合桥梁的纵剖示意图;
图7是实施例1的一种型钢组合桥梁的俯视示意图(桥面板未示出)
图8是实施例1的一种型钢组合桥梁的桥面板的加劲结构的俯视示意图;
图9是实施例1的第一加劲件的连接大样图;
图10是实施例1的第二加劲件的连接大样图;
图11是实施例2的一种型钢组合桥梁的跨中断面示意图;
图12是实施例2的一种型钢组合桥梁的支座处断面示意图;
图13是实施例2的一种型钢组合桥梁的桥面板的加劲结构的俯视示意图;
图14是实施例2的第一加劲件的连接大样图;
图15是实施例2的第二加劲件的连接大样图;
图标:1-H型钢;2-第一混凝土;31-腹板;32-底板;41-桥面底板,42-第二混凝土;51-第一加劲件;52-第二加劲件;53-第三加劲件;54-第四加劲件;55-第五加劲件。
具体实施方式
下面结合附图,对本实用新型作详细的说明。
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
实施例1
如图1、图2、图6和图7所示,本实用新型所采用的一种型钢组合桥梁,包含若干个并排布置的H型钢1,所述H型钢1为一体成型结构,横向相邻两个所述H型钢1的间距小于公路车辆荷载横桥向轮距,所述H型钢1的端部设有端横梁,所述端横梁两端分别连接横向相邻的两个所述H型钢1,所述端横梁包含钢箱,所述钢箱内浇筑有第一混凝土2,所述钢箱包含腹板31和底板32,所述腹板31为波折板,所述腹板31的波折延伸方向沿竖向设置,同一个所述H型钢1的纵向相邻的两个所述端横梁之间不设加劲构造,所述H型钢1上设有桥面板,所述桥面板包含若干个桥面底板41,所述桥面底板41的两侧连接于相邻两个所述H型钢1,所述桥面底板41为波折板,所述桥面底板41的波折延伸方向沿纵桥向设置,所述桥面底板41上浇筑有第二混凝土42。
具体的,如以跨径30m、单幅桥宽13m、设置3车道为例,按照现行规范,如公路桥涵设计通用规范JTG D60-2015,4.3.1条规定,车辆荷载横桥向轮距为1.8m,具体间距根据实际情况、设计要求、成本等综合确定,如以H型钢1间距小于1.8m的最少主梁片数确定主梁数量,则可采用8片H型钢1、按等间距1.76m布置,H型钢1的本身参数根据设计要求确定。端横梁位于H型钢1的端部,如在梁端40-50cm处,端横梁的所述腹板31包含两个单元板,所述单元板焊接于对应的所述H型钢1,对应的两个所述单元板螺栓连接,如图2所示。端横梁的底板32焊接于H型钢下翼缘板顶面,具有一定搭接长度。端横梁的厚度根据实际设计要求进行设置,端横梁的底板32的宽度大于端横梁的厚度,如图4-图5所示,端横梁处的H型钢底面还可在支座前后两侧增设加劲板。为避免钢箱在浇筑时变形,所述腹板31内侧面可焊接有竖向设置的第三加劲件53、底板32上可焊接有沿横桥向设置的第四加劲件54,第三加劲件53沿横桥向间隔分布,第三加劲件53可采用钢筋构件,第四加劲件54可采用钢板构件,如图3-图5所示。为方便连接及保障连接性能,腹板31和桥面底板41均采用具有平面的如梯形波形状的波折板,便于与H型钢或第三加劲件53具有足够的连接面。最外侧的所述H型钢1的外侧在梁端处设有第五加劲件55,可采用现有技术中的普通加劲肋板,具体数量、尺寸根据实际需要设置。
为保证主梁和桥面板的连接性能,作为主梁的H型钢1顶面采用现有技术中常用的剪力钉结构,以保证与第二混凝土42的连接,剪力钉结构的侧面设有侧板,用于封闭桥面底板41的侧面。桥面底板41在梁端处断开,便于第一混凝土2和第二混凝土42一体浇筑,桥面底板41上具有绑扎好的钢筋网片,浇筑宜钢纤维混凝土,形成高韧性的组合桥面板。
如图8-图10所示,所述桥面板内除本身具有的钢筋构造外,还预埋有沿横桥向设置的第一加劲件51和沿纵桥向设置的第二加劲件52,所述第一加劲件51连接于所有所述桥面底板41的顶面,如采用角钢构件,位于跨中部,具体数量、尺寸、间距、断面形式等根据实际需要确定,有效加强横向连接性能,联系各片H型钢1,起到内力二次平均分配的作用,使得各片H型钢1的应力水平趋于一致,可有效减小H型钢1的顶板、腹板、底板应力峰值,进一步保障主梁不设中间加劲构造的安全性,提升该结构的适用范围;所述第二加劲件52连接于最外侧的所述H型钢1顶面,第二加劲件52可选用钢筋构件,增强边梁顶板局部受压稳定性,防止顶板受压局部屈曲先于结构整体破坏。桥面板虽设置有上述加劲结构,但其并非钢结构加工,而是相当于钢筋焊接工艺,如采用单面设置的角焊缝,焊缝间隔分布,因此无需专门钢结构加工人员及繁琐的钢结构加工流程,有效简化现场施工流程,又能保证桥面板的受力性能。
该结构直接采用一体成型的型钢结构作为主梁,简化生产工艺、节约人工和造价,还通过合理的构造设计,省去了主梁和桥面板的加劲结构,取消了多片中横隔板,简化了现场安装步骤,该结构体系在安全系数满足要求的前提下,大幅度提升了施工效率,并且减少了碳排放量能达到45%,实现了智能及绿色低碳建造目标。
实施例2
如图11至图12所示,在实施例1的基础上,如想采用相同主梁高度但进一步提升桥梁跨径,可在最外侧的所述H型钢1与其相邻的所述H型钢1相互连接呈箱型结构,即在边跨位置形成钢箱结构,其余H型钢仍满足小于公路车辆荷载横桥向轮距的限制,如按实施例1的单幅桥宽不变,当跨径采用35m时,可设计为10片H型钢1,边梁位置的两个H型钢1对应的翼缘板相互焊接成箱型,其余H型钢1的间距按1.5657m布置。组成钢箱梁可以加大结构纵、横向抗弯刚度和抗扭刚度,提高运营安全性及吊装稳定性,两个H型钢1的焊接工艺,相较于现有的钢箱结构,无需采用钢结构加工流程,便于加工,有利于降低工程造价,降低钢结构加工难度、减少钢结构加工流程。
桥面板内的第一加劲件51可采用工字钢构件,仍位于跨中位置,第二加劲件52仍位于最外侧的H型钢1顶面外侧,如图13-图15所示。
以上仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种型钢组合桥梁,其特征在于,包含若干个并排布置的H型钢(1),所述H型钢(1)为一体成型结构,横向相邻两个所述H型钢(1)的间距小于公路车辆荷载横桥向轮距,所述H型钢(1)的端部设有端横梁,所述端横梁两端分别连接横向相邻的两个所述H型钢(1),所述端横梁包含钢箱,所述钢箱内浇筑有第一混凝土(2),所述钢箱包含腹板(31)和底板(32),所述腹板(31)为波折板,所述腹板(31)的波折延伸方向沿竖向设置,同一个所述H型钢(1)的纵向相邻的两个所述端横梁之间不设加劲构造,所述H型钢(1)上设有桥面板,所述桥面板包含若干个桥面底板(41),所述桥面底板(41)的两侧连接于相邻两个所述H型钢(1),所述桥面底板(41)为波折板,所述桥面底板(41)的波折延伸方向沿纵桥向设置,所述桥面底板(41)上浇筑有第二混凝土(42)。
2.根据权利要求1所述的一种型钢组合桥梁,其特征在于,所述桥面板还包含沿横桥向设置的第一加劲件(51),所述第一加劲件(51)连接于所有所述桥面底板(41)的顶面。
3.根据权利要求2所述的一种型钢组合桥梁,其特征在于,所述第一加劲件(51)为型钢构件,所述第一加劲件(51)位于跨中部。
4.根据权利要求1所述的一种型钢组合桥梁,其特征在于,所述桥面板还包含沿纵桥向设置的第二加劲件(52),所述第二加劲件(52)连接于最外侧的所述H型钢(1)顶面。
5.根据权利要求1所述的一种型钢组合桥梁,其特征在于,所述腹板(31)内侧面连接有竖向设置的第三加劲件(53),所述第三加劲件(53)沿横桥向间隔分布。
6.根据权利要求1所述的一种型钢组合桥梁,其特征在于,所述底板(32)设有沿横桥向设置的第四加劲件(54)。
7.根据权利要求1所述的一种型钢组合桥梁,其特征在于,最外侧的所述H型钢(1)的外侧在梁端处设有第五加劲件(55)。
8.根据权利要求1至7中任一所述的一种型钢组合桥梁,其特征在于,最外侧的所述H型钢(1)与其相邻的所述H型钢(1)相互连接呈箱型结构。
9.根据权利要求8所述的一种型钢组合桥梁,其特征在于,所述第二混凝土(42)为钢纤维混凝土,所述第一混凝土(2)和所述第二混凝土(42)一体浇筑成型。
10.根据权利要求8所述的一种型钢组合桥梁,其特征在于,所述腹板(31)包含两个单元板,所述单元板焊接于对应的所述H型钢(1),对应的两个所述单元板螺栓连接。
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