CN219951661U - 一种钢-混凝土板桁组合梁桥负弯矩区结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种钢‑混凝土板桁组合梁桥负弯矩区结构，属于桥梁工程领域，解决了现有钢‑混凝土板桁组合梁桥的负弯矩区桥面板处于不利受力状态的问题。本实用新型包括桥面板和多个平行设置的桁梁，相邻的桁梁之间设有底板，底板为腔室结构，底板的腔室内设有加劲钢板，加劲钢板上设有多个第一孔洞，底板的腔室内填充有混凝土。本实用新型在相邻的桁梁之间设置腔室结构的底板，底板内设置加劲钢板和混凝土，不仅进一步提高了下弦杆钢管壁的抗屈曲性能，也增强了桁梁下翼缘的受压承载力；同时，桁梁的上、下弦杆灌注混凝土，配合底板的存在，增加了桁梁截面的整体刚度，桥面板表面的开裂拉应力得以有效减小。
Description
技术领域
本实用新型属于桥梁工程领域，具体涉及一种钢-混凝土板桁组合梁桥负弯矩区结构。
背景技术
钢-混凝土组合梁桥以其易于装配设计、工业化建造以及全寿命周期优异等属性，近年来在桥梁工程中得到广泛应用。钢-混凝土组合梁桥按照横断面形式可分为钢-混凝土组合板梁桥、钢-混凝土组合箱梁桥以及钢-混凝土板桁组合梁桥，而钢-混凝土板桁组合梁桥由于采用钢管混凝土桁梁作为承重体系，由二力杆构成的桁梁骨架传力高效，因此其非常适用于重载、大跨的应用场景。
在正弯矩区，由于钢-混凝土板桁组合梁充分发挥了钢桁受拉和混凝土桥面板受压的材性优势，其工作性能优异。而在负弯矩区，钢-混凝土板桁组合梁上翼缘混凝土桥面板处于受拉开裂、下翼缘钢管处于受压屈曲的不利受力状态，上翼缘混凝土桥面板裂缝若超过限值将严重影响结构的耐久性能，而下翼缘钢管受压失稳直接影响着结构的安全。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种钢-混凝土板桁组合梁桥负弯矩区结构，以解决现有钢-混凝土板桁组合梁桥的负弯矩区桥面板处于不利受力状态的问题。
本实用新型的技术方案是：一种钢-混凝土板桁组合梁桥负弯矩区结构，包括桥面板和多个平行设置的桁梁，相邻的桁梁之间设有底板，底板为腔室结构，底板的腔室内设有加劲钢板，加劲钢板上设有多个第一孔洞，底板的腔室内填充有混凝土。
作为本实用新型的进一步改进，桁梁的上弦杆和下弦杆均为矩形钢管，矩形钢管的内壁四周均设有条状钢板，条状钢板沿矩形钢管长度方向设置，条状钢板上开设有多个第二孔洞，矩形钢管内填充有混凝土。
作为本实用新型的进一步改进，加劲钢板分布在底板的四周内壁，加劲钢板沿底板通长设置。
作为本实用新型的进一步改进，底板的顶部和底部内壁设有多个腔室内剪力钉。
作为本实用新型的进一步改进，底板设在桁梁的下弦杆处。
作为本实用新型的进一步改进，桁梁的上弦杆与桥面板之间设有集束式剪力钉。
作为本实用新型的进一步改进，桥面板设有预应力钢束，预应力钢束分布在集束式剪力钉两侧，预应力钢束沿桥面板通长设置。
作为本实用新型的进一步改进，桥面板底部设有压型钢板，压型钢板焊接在上弦杆顶部，压型钢板沿桥面板通长设置。
作为本实用新型的进一步改进，相邻桁梁的上弦杆之间设有横向连接杆。
本实用新型的有益效果是：
1. 本实用新型在相邻的桁梁之间设置腔室结构的底板，底板内设置加劲钢板和混凝土，不仅进一步提高了下弦杆钢管壁的抗屈曲性能，也增强了桁梁下翼缘的受压承载力；同时，桁梁的上、下弦杆灌注混凝土，配合底板的存在，增加了桁梁截面的整体刚度，桥面板表面的开裂拉应力得以有效减小。
2. 桥面板通过预应力钢束和集束式剪力钉的组合来施加预应力，由于集束式剪力钉释放了剪力钉的抗推刚度，使得桥面板和桁梁的组合效应减弱，因此通过预应力钢束施加的预压应力可大部分传递给桥面板，桥面板的预应力导入度大幅提高、抵抗开裂的能力得以增强。
3. 本实用新型在桁梁的上弦杆之间焊接有压型钢板，浇筑混凝土桥面板时无需进行架设模板和拆除模板的工作，有效缩短施工周期，施工便捷性得到提高。
4. 本实用新型设计合理，能有效解决常规钢-混凝土板桁组合梁负弯矩区桥面板开裂、下翼缘钢管受压屈曲的技术问题，显著改善钢-混凝土板桁组合梁桥负弯矩区的受力性能，便于推广应用。
附图说明
图1是钢-混凝土板桁组合梁桥的负弯矩区分布图；
图2是本实用新型一种钢-混凝土板桁组合梁桥负弯矩区结构的立面图；
图3是本实用新型一种钢-混凝土板桁组合梁桥负弯矩区结构的横断面图；
图4是本实用新型中底板的结构示意图；
图5是本实用新型中加劲钢板的结构示意图；
图6是本实用新型中上弦杆的结构示意图；
图7是本实用新型中桥面板的结构示意图；
图8是本实用新型中集束式剪力钉的平面布置图。
图中：1为桥面板；1-2为预应力钢束；1-3为压型钢板；2为上弦杆；3为下弦杆；4为腹杆；5为横向连接杆；6为底板；6-1为第一孔洞；6-3为加劲钢板；6-4为腔室内剪力钉；7为集束式剪力钉；8为条状钢板；8-1为第二孔洞。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进行详细说明。
实施例1、
如图1-8所示，一种钢-混凝土板桁组合梁桥负弯矩区结构，包括桥面板1和多个平行设置的桁梁，桁梁由上弦杆2、腹杆4和下弦杆3组成，相邻的桁梁之间设有底板6，底板6为腔室结构，底板6的腔室内设有加劲钢板6-3，加劲钢板6-3上设有多个第一孔洞6-1，底板6的腔室内填充有自密实钢纤维混凝土。
桁梁的上弦杆2和下弦杆3均为矩形钢管，矩形钢管的内壁四周均设有条状钢板8，条状钢板8沿矩形钢管长度方向设置，条状钢板8上开设有多个第二孔洞8-1，矩形钢管内填充有自密实钢纤维混凝土。由于钢纤维混凝土抗拉强度较高，上弦杆2的受拉承载力得以提高，可协助桥面板1受力；下弦杆3由于灌注混凝土对钢管壁的支撑作用和分担受压外荷载作用，其钢管壁的抗屈曲性能和受压承载力均得到提升。
加劲钢板6-3分布在底板6的四周内壁，加劲钢板6-3沿底板6通长设置。
底板6的顶部和底部内壁设有多个腔室内剪力钉6-4。
底板6设在桁梁的下弦杆3处。
桁梁的上弦杆2与桥面板1之间设有集束式剪力钉7。
桥面板1设有预应力钢束1-2，预应力钢束1-2分布在集束式剪力钉7两侧，预应力钢束1-2沿桥面板1通长设置。
桥面板1底部设有压型钢板1-3，压型钢板1-3焊接在上弦杆2顶部，压型钢板1-3沿桥面板1通长设置。
相邻桁梁的上弦杆2之间设有横向连接杆5。
桥面板1为预应力RPC混凝土桥面板，采用RPC活性粉末混凝土进行桥面板的浇筑，该桥面板1具有良好的工作性能，尤其是抗拉性能优于普通混凝土。也可采用其他高性能混凝土桥面板，如UHPC桥面板、ECC桥面板。
桥面板1厚度为400mm。预应力钢束1-2为钢绞线，型号为12-Øs15.2。
上弦杆2尺寸为500mm×500mm×28mm、下弦杆3尺寸为500mm×600mm×20mm，腹杆4尺寸为500mm×300mm×28mm。条状钢板8的尺寸为120mm×16mm。横向连接杆5所采用工字钢，尺寸为500mm×500mm×12mm。
底板6壁厚为12mm，加劲钢板6-3尺寸为120mm×12mm，在底板6内壁纵、横向每隔一定距离设置腔室内剪力钉6-4。
集束式剪力钉7的钉身和钉帽外侧包裹一层5mm厚低弹模材料，可有效释放集束式剪力钉7纵、横向抗推刚度，削弱混凝土桥面板和桁梁的组合作用。
施工方法：
步骤一、制作桁梁的上弦杆2、下弦杆3及腹杆4，焊接组成桁梁，利用横向连接杆5对桁梁进行横向组装，在上弦杆2上焊接压型钢板1-3，在下弦杆3之间焊接底板6；
步骤二、先在上弦杆2和下弦杆3的矩形钢管内灌注自密实钢纤维混凝土，再在底板6灌注自密实钢纤维混凝土；
步骤三、在压型钢板1-3上绑扎钢筋网、敷设预应力钢束1-2、浇筑RPC混凝土成型桥面板1，待桥面板1达到养生强度后张拉预应力钢束1-2，向桥面板1施加预应力。
本实用新型充分发挥了预应力RPC混凝土桥面板1抗拉强度高、下弦杆3矩形钢管填充混凝土抗压承载力强的优势，桥面板1的抗裂性能得到有效提升。
Claims (9)
1.一种钢-混凝土板桁组合梁桥负弯矩区结构，包括桥面板（1）和多个平行设置的桁梁，其特征在于：相邻的桁梁之间设有底板（6），所述底板（6）为腔室结构，底板（6）的腔室内设有加劲钢板（6-3），加劲钢板（6-3）上设有多个第一孔洞（6-1），底板（6）的腔室内填充有混凝土。
2.根据权利要求1所述的一种钢-混凝土板桁组合梁桥负弯矩区结构，其特征在于：桁梁的上弦杆（2）和下弦杆（3）均为矩形钢管，矩形钢管的内壁四周均设有条状钢板（8），条状钢板（8）沿矩形钢管长度方向设置，条状钢板（8）上开设有多个第二孔洞（8-1），矩形钢管内填充有混凝土。
3.根据权利要求1或2所述的一种钢-混凝土板桁组合梁桥负弯矩区结构，其特征在于：所述加劲钢板（6-3）分布在底板（6）的四周内壁，加劲钢板（6-3）沿底板（6）通长设置。
4.根据权利要求3所述的一种钢-混凝土板桁组合梁桥负弯矩区结构，其特征在于：所述底板（6）的顶部和底部内壁设有多个腔室内剪力钉（6-4）。
5.根据权利要求4所述的一种钢-混凝土板桁组合梁桥负弯矩区结构，其特征在于：所述底板（6）设在桁梁的下弦杆（3）处。
6.根据权利要求5述的一种钢-混凝土板桁组合梁桥负弯矩区结构，其特征在于：所述桁梁的上弦杆（2）与桥面板（1）之间设有集束式剪力钉（7）。
7.根据权利要求6的一种钢-混凝土板桁组合梁桥负弯矩区结构，其特征在于：所述桥面板（1）设有预应力钢束（1-2），预应力钢束（1-2）分布在集束式剪力钉（7）两侧，预应力钢束（1-2）沿桥面板（1）通长设置。
8.根据权利要求7的一种钢-混凝土板桁组合梁桥负弯矩区结构，其特征在于：所述桥面板（1）底部设有压型钢板（1-3），压型钢板（1-3）焊接在上弦杆（2）顶部，压型钢板（1-3）沿桥面板（1）通长设置。
9.根据权利要求8的一种钢-混凝土板桁组合梁桥负弯矩区结构，其特征在于：相邻桁梁的上弦杆（2）之间设有横向连接杆（5）。
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