CN220079702U - 一种钢-混凝土组合箱梁桥负弯矩区结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种钢‑混凝土组合箱梁桥负弯矩区结构，属于桥梁工程领域，解决了负弯矩区影响桥梁安全性的问题。本实用新型包括桥面板、钢梁和底板，钢梁沿纵桥向设置在桥面板底部两边，钢梁和底板之间设有腹板，腹板为腔室结构，腹板内腔设有腹板加劲肋，腹板加劲肋上开设有多个第一孔洞，腹板内腔填充有自密实钢纤维混凝土，底板为腔室结构，底板内腔设有底板加劲肋，底板加劲肋上开设有多个第二孔洞，底板内腔填充有自密实钢纤维混凝土。本实用新型采用腹板加强构造和底板加强构造，有效提升了腹板在剪压作用、底板在轴压作用下的抗屈曲性能，腹板加强构造与底板加强构造增加了截面的整体刚度，混凝土桥面板表面的开裂拉应力因此得以减小。
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-混凝土组合箱梁桥负弯矩区结构。
背景技术
钢混组合箱梁桥由槽型钢梁和混凝土桥面板组成，由于槽型钢梁可在工厂加工制造、桥面板可在预制场预制，槽型钢梁和预制桥面板在施工现场可实现高效装配，应用前景广阔。带斜撑钢混组合箱梁桥是在槽型钢梁外侧设置斜撑，通过斜撑与钢梁腹板共同支撑宽幅桥面板，并与槽型钢梁内侧空腹桁式横梁构成整体传力体系，结构断面的钢材利用效率因此得以提高。同时，该桥梁结构形式由于钢梁只设置两道腹板且腹板间距较近，下部结构桥墩的尺寸和工程量得以显著减小，技术经济性较好。
钢混组合箱梁桥在正弯矩区域可充分发挥钢材受拉和混凝土受压的材性优点，但在负弯矩区会出现混凝土桥面板受拉开裂、钢梁在弯剪作用下腹板、底板极易屈曲的问题。桥面板受拉开裂影响着结构的耐久性能，裂缝宽度超限后不仅使得桥面板钢筋受到外界雨水侵蚀，也加剧了桥面板内力向钢梁的重分布进程，而钢梁腹板、底板的过早屈曲则直接导致结构的刚度衰减、承载能力下降，结构的安全性受到严重影响。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种钢-混凝土组合箱梁桥负弯矩区结构，以解决负弯矩区影响桥梁安全性的问题。
本实用新型的技术方案是：一种钢-混凝土组合箱梁桥负弯矩区结构，包括桥面板、钢梁和底板，钢梁沿纵桥向设置在桥面板底部两边，钢梁和底板之间设有腹板，腹板为腔室结构，腹板内腔设有腹板加劲肋，腹板加劲肋上开设有多个第一孔洞，腹板内腔填充有自密实钢纤维混凝土，底板为腔室结构，底板内腔设有底板加劲肋，底板加劲肋上开设有多个第二孔洞，底板内腔填充有自密实钢纤维混凝土。
作为本实用新型的进一步改进，底板与桥面板之间设有内斜向连接杆和外斜向连接杆，内斜向连接杆位于腹板内侧，外斜向连接杆位于腹板外侧。
作为本实用新型的进一步改进，外斜向连接杆与桥面板的连接处设有外挑臂小纵梁，外挑臂小纵梁平行于钢梁设置。
作为本实用新型的进一步改进，桥面板由多个面板单元拼接组成，面板单元之间设有混凝土湿接缝。
作为本实用新型的进一步改进，纵桥向位置的混凝土湿接缝与腹板位置对应，腹板通过第一集束式剪力钉与混凝土湿接缝连接。
作为本实用新型的进一步改进，位于边部位置的面板单元上沿纵桥向开设有预留孔洞，预留孔洞内浇筑有高强度无收缩砂浆。
作为本实用新型的进一步改进，预留孔洞与外挑臂小纵梁位置对应，外挑臂小纵梁通过第二集束式剪力钉与预留孔洞内浇筑的高强度无收缩砂浆连接。
作为本实用新型的进一步改进，在钢梁两侧设有预应力钢束，预应力钢束平行于钢梁设置。
作为本实用新型的进一步改进，桥面板底部设有多个内水平连接杆和多个外水平连接杆，内水平连接杆连接在两个腹板之间，外水平连接杆连接在同侧的腹板和外斜向连接杆之间。
本实用新型的有益效果是：
1. 本实用新型采用腹板加强构造（开孔的腹板加劲肋结合自密实钢纤维混凝土）和底板加强构造（开孔的底板加劲肋结合自密实钢纤维混凝土），有效提升了腹板在剪压作用、底板在轴压作用下的抗屈曲性能，同时腹板加强构造与底板加强构造增加了截面的整体刚度，混凝土桥面板表面的开裂拉应力因此得以减小。
2. 桥面板张拉预应力钢束，再通过集束式剪力钉、预留孔洞处高强度无收缩砂浆与外挑臂小纵梁上翼缘进行结合，该技术手段使得预应力钢束施加的预压应力绝大部分可传递给桥面板，桥面板的预应力导入度和抗裂工作性能显著提高。
3. 本实用新型中的钢梁、外挑臂小纵梁与桥面板之间采用集束式剪力钉进行装配安装，尤其是横桥向外侧面板单元可实现与外挑臂小纵梁无支架安转且现场混凝土湿接作业量大幅减少，施工效率高，施工速度快。
4. 本实用新型设计合理，能有效解决常规钢混组合箱梁桥断面钢材利用效率低、负弯矩区桥面板开裂、钢材在复杂应力状态下容易屈曲的技术问题，显著提高钢混组合箱梁桥负弯矩区的受力性能和传力效率，便于推广应用。
附图说明
图1是钢-混凝土组合箱梁桥正、负弯矩区分布示意图；
图2是钢-混凝土组合箱梁桥负弯矩区结构构造立面图；
图3是本实用新型的横断面结构示意图；
图4是本实用新型中腹板和底板的结构示意图；
图5是本实用新型中桥面板的的装配示意图；
图6是本实用新型中第一集束式剪力钉和第二集束式剪力钉的平面布置图；
图7是本实用新型中桥面板的结构示意图。
图中：1为桥面板；1-1为面板单元；1-3为预应力钢束；2为钢梁；3为腹板；3-1为第一孔洞；3-2为腹板加劲肋；4为底板；4-1为第二孔洞；4-2为底板加劲肋；5为内水平连接杆；6-为外水平连接杆；7为外挑臂小纵梁；8为内斜向连接杆；9为外斜向连接杆；10为混凝土湿接缝；11为预留孔洞；12为第一集束式剪力钉；13为第二集束式剪力钉。
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1-7所示，一种钢-混凝土组合箱梁桥负弯矩区结构，包括桥面板1、钢梁2和底板4，钢梁2沿纵桥向设置在桥面板1底部两边，钢梁2和底板4之间设有腹板3，腹板3为腔室结构，腹板3内腔设有腹板加劲肋3-2，腹板加劲肋3-2上开设有多个第一孔洞3-1，腹板3内腔填充有自密实钢纤维混凝土，底板4为腔室结构，底板4内腔设有底板加劲肋4-2，底板加劲肋4-2上开设有多个第二孔洞4-1，底板4内腔填充有自密实钢纤维混凝土。
底板4与桥面板1之间设有内斜向连接杆8和外斜向连接杆9，内斜向连接杆8位于腹板3内侧，外斜向连接杆9位于腹板3外侧。
外斜向连接杆9与桥面板1的连接处设有外挑臂小纵梁7，外挑臂小纵梁7平行于钢梁2设置。
桥面板1由多个面板单元1-1拼接组成，面板单元1-1之间设有混凝土湿接缝10。
纵桥向位置的混凝土湿接缝10与腹板3位置对应，腹板3通过第一集束式剪力钉12与混凝土湿接缝10连接。
位于边部位置的面板单元1-1上沿纵桥向开设有预留孔洞11，预留孔洞11内浇筑有高强度无收缩砂浆。
预留孔洞11与外挑臂小纵梁7位置对应，外挑臂小纵梁7通过第二集束式剪力钉13与预留孔洞11内浇筑的高强度无收缩砂浆连接。
在钢梁2两侧设有预应力钢束1-3，预应力钢束1-3平行于钢梁2设置。
桥面板1底部设有多个内水平连接杆5和多个外水平连接杆6，内水平连接杆5连接在两个腹板3之间，外水平连接杆6连接在同侧的腹板3和外斜向连接杆9之间。
桥面板1采用钢纤维混凝土，相较于普通混凝土桥面板具有良好的抗拉工作性能。
本实施例中，桥面板1宽度为30m，厚度为350mm。预应力钢束1-3为钢绞线，型号为15-Øs15.2。
本实施例中，钢梁2上翼缘尺寸为1100mm×40mm；内水平连接杆5和外水平连接杆6采用工字型断面，尺寸为680mm×400mm×20mm；外挑臂小纵梁7采用工字型断面，尺寸为600mm×400mm×20mm；内斜向连接杆8和外斜向连接杆9采用圆形断面, 尺寸为Ø250mm×20mm。内水平连接杆5、外水平连接杆6、内斜向连接杆8和外斜向连接杆9沿纵桥向每隔5m布置一道，外挑臂小纵梁7沿纵桥向通长布置。
本实施例中，腹板3内，腹板加劲肋3-2沿纵桥向每隔1m布置一道，尺寸为400mm×20mm，开设双排第一孔洞3-1；底板4内，底板加劲肋4-2沿横桥向每隔0.8m布置一道，尺寸为300mm×20mm，开设单排第二孔洞4-1。
施工方法如下：
A、连接底板4、腹板3、内斜向连接杆8和外斜向连接杆9，在底板4和腹板3的腔室内灌注自密实钢纤维混凝土，在腹板3上端连接钢梁2，在外斜向连接杆9上端连接外挑臂小纵梁7，在腹板3之间设置内水平连接杆，在同侧的腹板3和外斜向连接杆9之间设置外水平连接杆6，以此形成受力骨架；
B、架设面板单元1-1，在钢梁2上设置第一集束式剪力钉12，在外挑臂小纵梁上设置第二集束式剪力钉13；
C、在钢纤维混凝土桥面板1中敷设预应力钢束1-3，向桥面板施加预应力，预应力施加完成后，浇筑混凝土湿接缝10，使纵桥向的混凝土湿接缝10与第一集束式剪力钉12连接，并在预留孔洞11内浇筑高强度无收缩砂浆，使高强度无收缩砂浆与第二集束式剪力钉13连接，以此实现桥面板1与钢梁2、外挑臂小纵梁7的结合。
本实用新型充分发挥了后结合预应力钢纤维混凝土桥面板抗拉强度高、带斜撑钢梁抗屈曲性能强、传力效率高及节省钢材的优势，有效提升了钢-混凝土组合箱梁钢材利用效率、负弯矩区工作性能及装配建造性能。
Claims (9)
1.一种钢-混凝土组合箱梁桥负弯矩区结构，包括桥面板、钢梁和底板，钢梁沿纵桥向设置在桥面板底部两边，钢梁和底板之间设有腹板，其特征在于：所述腹板（3）为腔室结构，腹板（3）内腔设有腹板加劲肋（3-2），腹板加劲肋（3-2）上开设有多个第一孔洞（3-1），腹板（3）内腔填充有自密实钢纤维混凝土，所述底板（4）为腔室结构，底板（4）内腔设有底板加劲肋（4-2），底板加劲肋（4-2）上开设有多个第二孔洞（4-1），底板（4）内腔填充有自密实钢纤维混凝土。
2.根据权利要求1所述的一种钢-混凝土组合箱梁桥负弯矩区结构，其特征在于：所述底板（4）与桥面板（1）之间设有内斜向连接杆（8）和外斜向连接杆（9），所述内斜向连接杆（8）位于腹板（3）内侧，所述外斜向连接杆（9）位于腹板（3）外侧。
3.根据权利要求2所述的一种钢-混凝土组合箱梁桥负弯矩区结构，其特征在于：所述外斜向连接杆（9）与桥面板（1）的连接处设有外挑臂小纵梁（7），所述外挑臂小纵梁（7）平行于钢梁（2）设置。
4.根据权利要求3所述的一种钢-混凝土组合箱梁桥负弯矩区结构，其特征在于：所述桥面板（1）由多个面板单元（1-1）拼接组成，面板单元（1-1）之间设有混凝土湿接缝（10）。
5.根据权利要求4所述的一种钢-混凝土组合箱梁桥负弯矩区结构，其特征在于：纵桥向位置的混凝土湿接缝（10）与腹板（3）位置对应，腹板（3）通过第一集束式剪力钉（12）与混凝土湿接缝（10）连接。
6.根据权利要求5所述的一种钢-混凝土组合箱梁桥负弯矩区结构，其特征在于：位于边部位置的面板单元（1-1）上沿纵桥向开设有预留孔洞（11），预留孔洞（11）内浇筑有高强度无收缩砂浆。
7.根据权利要求6所述的一种钢-混凝土组合箱梁桥负弯矩区结构，其特征在于：所述预留孔洞（11）与外挑臂小纵梁（7）位置对应，外挑臂小纵梁（7）通过第二集束式剪力钉（13）与预留孔洞（11）内浇筑的高强度无收缩砂浆连接。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的一种钢-混凝土组合箱梁桥负弯矩区结构，其特征在于：在钢梁（2）两侧设有预应力钢束（1-3），所述预应力钢束（1-3）平行于钢梁（2）设置。
9.根据权利要求8所述的一种钢-混凝土组合箱梁桥负弯矩区结构，其特征在于：所述桥面板（1）底部设有多个内水平连接杆（5）和多个外水平连接杆（6），所述内水平连接杆（5）连接在两个腹板（3）之间，所述外水平连接杆（6）连接在同侧的腹板（3）和外斜向连接杆（9）之间。
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