CN220867951U - 一种钢管混凝土组合式公路桥梁结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了公路桥梁结构技术领域的一种钢管混凝土组合式公路桥梁结构，包括山谷基体和桥梁本体，山谷基体的中部架设有桥梁本体，桥梁本体包括横梁，横梁的底部中部安装有桥墩，横梁包括第一支撑组件，两组第一支撑组件的中部安装有两组第二支撑组件，桥墩包括第三支撑组件，第三支撑组件的顶部还设置有第四支撑组件，本方案设计的公路桥梁结构，通过钢管和混凝土的合理配合和布置，实现了结构的合理性优化，使两种材料的优势得以最大程度发挥，同时提高了桥梁整体的承载能力，而钢管的使用有助于减轻自重，进一步提高承载能力，本方案充分利用钢管和混凝土的各自优势，实现了轻量化、高刚度、抗风稳定性增强、高承载能力等多项有益效果。

Description

一种钢管混凝土组合式公路桥梁结构

技术领域

本实用新型涉及公路桥梁结构技术领域，尤其是涉及一种钢管混凝土组合式公路桥梁结构。

背景技术

公路桥梁是指用于道路交通的桥梁结构，通常用于跨越河流、溪流、山谷、铁路、其他道路或任何需要连通两个地点的地理障碍物。这些桥梁的主要功能是允许车辆、行人和其他交通工具安全地跨越这些障碍物，以便在不同地区之间建立连接和交通流动。公路桥梁的设计和建造需要考虑多个因素，包括交通量、荷载要求、地理条件、环境影响和地震等因素。它们可以采用不同的结构形式，如梁桥、拱桥、悬索桥、斜拉桥等，具体选择取决于项目的要求和地理情况。这些桥梁在现代社会中具有重要的基础设施地位，为人们提供了便捷的交通方式，促进了经济发展和社会互联互通。

目前，传统的简支梁混凝土桥梁，由于其受弯构件抗弯刚度较小，只能制作小跨径的桥梁，一旦跨径较大就需要采用明显增大的梁高，这不仅浪费材料还影响桥梁整体美观；而大跨径桥梁采用钢梁则存在自重较大的问题，比如100米跨径的钢梁桥，钢梁自重就需要1000吨以上，不仅钢材消耗多，运输和施工难度也增大。

这两种材料的局限制约了大跨径桥梁的设计与施工，为了实现超过100米以上跨径的桥梁，必须开发新的结构形式，使其兼具轻量化和高刚度。一些简单的钢管混凝土组合梁只是两种材料的机械堆砌，没有发挥协同作用和优势互补，这种组合梁的整体性能仍然有很大提升空。基于此，我们提出一种钢管混凝土组合式公路桥梁结构来解决上述提到的问题。

实用新型内容

本部分的目的在于概述本实用新型的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本实用新型的说明书摘要和实用新型名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和实用新型名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本实用新型的范围。

因此，本实用新型目的是提供一种钢管混凝土组合式公路桥梁结构，能够解决传统的桥梁材料在大跨径情况下存在自重大、抗弯刚度小的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种钢管混凝土组合式公路桥梁结构，采用如下的技术方案：包括山谷基体和桥梁本体，山谷基体的中部架设有桥梁本体，所述桥梁本体包括横梁，所述横梁的底部中部安装有桥墩；

所述横梁包括第一支撑组件，两组所述第一支撑组件的中部安装有两组第二支撑组件；

所述桥墩包括第三支撑组件，所述第三支撑组件的顶部还设置有第四支撑组件。

通过采用上述技术方案，本方案设计的公路桥梁结构主要由横梁和桥墩两大部分组成，其中横梁是该结构的关键组成部分，由梁板模具、加强钢架和混凝土组成，该加强钢架由若干组第一合金钢管、竖向钢管和加强螺杆拼接而成，并嵌入安装在梁板模具的内腔中，通过在加强钢架与梁板模具之间填充的C50混凝土，使得加强钢架能够与梁板模具形成一个完整的整体结构；本方案中的桥墩由水泥基台组合支撑基柱构成，其中支撑基柱则由第二合金钢管、混凝土和圆形钢筋笼组合的结构设计，该结构合理利用两种材料的各自优势，钢管与混凝土通过螺栓或钢筋锚固连接，共同承受荷载，混凝土可以提升桥梁结构的高抗压刚度，钢管可以提高桥梁结构的抗拉强度，实现桥梁结构轻量化的同时，还能够保证桥梁结构整体的刚度；

通过上述可知，本方案设计的公路桥梁结构采用钢管混凝土的组合形式，大大降低了桥梁的自重，使其适合跨越大距离的桥梁设计和建造；通过钢管骨架提高了桥梁的抗弯刚度，而混凝土则提供了充分的支撑，使整体刚度得以提高，确保了桥梁的稳定性；通过钢管和混凝土的合理配合和布置，实现了结构的合理性优化，使两种材料的优势得以最大程度发挥；本方案通过采用高强度混凝土提高了桥梁的承载能力，而钢管的使用有助于减轻自重，进一步提高了承载能力。综上所述，本方案设计的钢管混凝土组合式桥梁结构充分利用了钢管和混凝土的各自优势，实现了轻量化、高刚度、抗风稳定性增强、高承载能力等多项有益效果，为大跨径公路桥梁的设计和建造提供了一种创新且可行的解决方案。

可选的，所述第三支撑组件包括水泥基台，所述水泥基台的顶部连接有两组支撑基柱。

通过采用上述技术方案，本方案中的水泥基台是桥墩的基础部分，其底部接触地基，为整个桥墩提供了稳定的基础支撑，通过在水泥基台顶部加装的两组支撑基柱，这种连接方式确保了桥墩与横梁之间的有效传递荷载和力量，使桥墩成为整个桥梁结构的支撑要素。

可选的，两组所述第一支撑组件与两组第二支撑组件构造相同，所述第一支撑组件包括梁板模具，所述梁板模具的外侧底部开设有卡接槽，所述梁板模具靠近卡接槽的外侧还安装有卡接板。

通过采用上述技术方案，本方案通过中的第一支撑组件与第二支撑组件构造相同，这种统一的构造设计提高了施工的效率和一致性，同时也方便了在实际施工中的组装和安装。

可选的，所述卡接板与卡接槽结构相匹配，所述卡接板与卡接槽之间为卡接配合。

通过采用上述技术方案，因卡接板与卡接槽结构相匹配，且卡接板与卡接槽之间为卡接配合，第一支撑组件和第二支撑组件可以通过一定的力量组装在一起，然后二者之间会相互锁定，形成紧密的连接，这种卡接配合使第一支撑组件和第二支撑组件之间的连接牢固，不易松动或分离。

可选的，所述梁板模具的内部铺设有加强钢架，所述梁板模具的内部还填充有C50混凝土。

通过采用上述技术方案，本方案中的加强钢架位于梁板模具的内部，可以为梁板模具提供了额外的强度和刚度，使横梁能够更好地抵抗弯曲和扭转力，其次，加强钢架的设置有助于提高横梁的抗弯刚度，这在大跨径桥梁中尤为重要，抗弯刚度的增加可以减少横梁的挠度，确保桥梁在荷载作用下保持形状和稳定性；通过在横梁内部填充的C50混凝土，这不仅增加了整体重量以提高桥梁的稳定性，还提供了C50混凝土的抗压强度，且C50混凝土有助于分散荷载，能够为横梁提供额外的保护。

可选的，所述加强钢架由若干组第一合金钢管、竖向钢管和加强螺杆拼接而成。

通过采用上述技术方案，本方案中的加强钢架由多组第一合金钢管、竖向钢管和加强螺杆拼接而成，其作用是提高横梁的结构强度、抗弯刚度、荷载分散能力以及耐久性，可以增加加强钢架整体的竖向抗剪承载力，同时还可以减少箍筋用量，有助于控制整个桥梁结构的重量。

可选的，所述支撑基柱包括水泥主体，所述水泥主体的内部设置有若干组圆周率阵列分布的第二合金钢管，所述水泥主体的内部开设有浇筑槽，所述浇筑槽的内部还安装有圆形钢筋笼。

通过采用上述技术方案，本方案中的支撑基柱采用组合式的结构设计，有助于提高桥墩整体的结构强度、稳定性和抗震性能，同时还可以确保桥墩整体荷载的分散传递，这对于大跨径公路桥梁的设计和建造具有关键作用，特别是在面对复杂的地理和自然条件时。

可选的，所述第一合金钢管、第二合金钢管和圆形钢筋笼均采用高强度低合金钢材料制成。

通过采用上述技术方案，本方案中的第一合金钢管、第二合金钢管和圆形钢筋笼均采用高强度低合金钢材料制成，首先，高强度低合金钢材料具有较高的屈服强度和抗拉强度，因此能够增加结构的整体强度；其次，高强度低合金钢材料通常比传统材料更轻，这有助于减轻整个桥梁结构的自重，降低了对基础和支撑结构的要求；同时，高强度低合金钢材料通常具有较好的抗腐蚀性能，能够在恶劣的环境条件下保持稳定性和耐久性；最后，使用高强度低合金钢材料制成的部件通常具有较长的使用寿命，能够减少维护和更换的频率，降低了维护成本，还可以确保其在荷载和自然灾害等不利条件下的可靠性。

综上所述，本实用新型包括以下至少一种有益效果：

1、本方案设计的公路桥梁结构主要由横梁和桥墩两大部分组成，其中横梁是该结构的关键组成部分，由梁板模具、加强钢架和混凝土组成，该加强钢架由若干组第一合金钢管、竖向钢管和加强螺杆拼接而成，并嵌入安装在梁板模具的内腔中，通过在加强钢架与梁板模具之间填充的C50混凝土，使得加强钢架能够与梁板模具形成一个完整的整体结构；本方案中的桥墩由水泥基台组合支撑基柱构成，其中支撑基柱则由第二合金钢管、混凝土和圆形钢筋笼组合的结构设计，该结构合理利用两种材料的各自优势，钢管与混凝土通过螺栓或钢筋锚固连接，共同承受荷载，混凝土可以提升桥梁结构的高抗压刚度，钢管可以提高桥梁结构的抗拉强度，实现桥梁结构轻量化的同时，还能够保证桥梁结构整体的刚度；

2、本方案设计的公路桥梁结构采用钢管混凝土的组合形式，大大降低了桥梁的自重，使其适合跨越大距离的桥梁设计和建造；通过钢管骨架提高了桥梁的抗弯刚度，而混凝土则提供了充分的支撑，使整体刚度得以提高，确保了桥梁的稳定性；通过钢管和混凝土的合理配合和布置，实现了结构的合理性优化，使两种材料的优势得以最大程度发挥；本方案通过采用高强度混凝土提高了桥梁的承载能力，而钢管的使用有助于减轻自重，进一步提高了承载能力。综上所述，本方案设计的钢管混凝土组合式桥梁结构充分利用了钢管和混凝土的各自优势，实现了轻量化、高刚度、抗风稳定性增强、高承载能力等多项有益效果，为大跨径公路桥梁的设计和建造提供了一种创新且可行的解决方案。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述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为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的桥梁本体结构示意图；

图3为本实用新型的横梁拆分示意图；

图4为本实用新型的桥墩结构示意图；

图5为本实用新型的第一支撑组件结构示意图；

图6为本实用新型的加强钢架结构示意图；

图7为本实用新型的支撑基柱结构示意图。

附图标记说明：100、山谷基体；200、桥梁本体；201、横梁；201a、第一支撑组件；201a-1、梁板模具；201a-2、卡接槽；201a-3、卡接板；201a-4、加强钢架；201a-4a、第一合金钢管；201a-4b、竖向钢管；201a-4c、加强螺杆；201a-5、C50混凝土；201b、第二支撑组件；202、桥墩；202a、第三支撑组件；202a-1、水泥基台；202a-2、支撑基柱；202a-2a、水泥主体；202a-2b、第二合金钢管；202a-2c、浇筑槽；202a-2d、圆形钢筋笼；202b、第四支撑组件。

具体实施方式

以下结合附图1-7对本实用新型作进一步详细说明。

实施例一，参照图1-4，本实用新型公开一种钢管混凝土组合式公路桥梁结构，

包括山谷基体100和桥梁本体200，山谷基体100的中部架设有桥梁本体200，桥梁本体200包括横梁201，横梁201的底部中部安装有桥墩202；

横梁201包括第一支撑组件201a，两组第一支撑组件201a的中部安装有两组第二支撑组件201b；

桥墩202包括第三支撑组件202a，第三支撑组件202a的顶部还设置有第四支撑组件202b。

第三支撑组件202a包括水泥基台202a-1，水泥基台202a-1的顶部连接有两组支撑基柱202a-2，本方案中的水泥基台202a-1是桥墩202的基础部分，其底部接触地基，为整个桥墩202提供了稳定的基础支撑，通过在水泥基台202a-1顶部加装的两组支撑基柱202a-2，这种连接方式确保了桥墩202与横梁201之间的有效传递荷载和力量，使桥墩202成为整个桥梁结构的支撑要素。

实施例二，参照图5-6，在本实施例中为了能够解决传统的桥梁材料在大跨径情况下存在自重大、抗弯刚度小的问题，基于与上述实施例一相同的构思，该一种钢管混凝土组合式公路桥梁结构还包括：

两组第一支撑组件201a与两组第二支撑组件201b构造相同，第一支撑组件201a包括梁板模具201a-1，梁板模具201a-1的外侧底部开设有卡接槽201a-2，梁板模具201a-1靠近卡接槽201a-2的外侧还安装有卡接板201a-3，通过中的第一支撑组件201a与第二支撑组件201b构造相同，这种统一的构造设计提高了施工的效率和一致性，同时也方便了在实际施工中的组装和安装。

卡接板201a-3与卡接槽201a-2结构相匹配，卡接板201a-3与卡接槽201a-2之间为卡接配合，因卡接板201a-3与卡接槽201a-2结构相匹配，且卡接板201a-3与卡接槽201a-2之间为卡接配合，第一支撑组件201a和第二支撑组件201b可以通过一定的力量组装在一起，然后二者之间会相互锁定，形成紧密的连接，这种卡接配合使第一支撑组件201a和第二支撑组件201b之间的连接牢固，不易松动或分离。

梁板模具201a-1的内部铺设有加强钢架201a-4，梁板模具201a-1的内部还填充有C50混凝土201a-5，本方案中的加强钢架201a-4位于梁板模具的内部，可以为梁板模具201a-1提供了额外的强度和刚度，使横梁201能够更好地抵抗弯曲和扭转力，其次，加强钢架201a-4的设置有助于提高横梁201的抗弯刚度，这在大跨径桥梁中尤为重要，抗弯刚度的增加可以减少横梁201的挠度，确保桥梁在荷载作用下保持形状和稳定性；通过在横梁201内部填充的C50混凝土201a-5，这不仅增加了整体重量以提高桥梁的稳定性，还提供了混凝土的抗压强度，且混凝土有助于分散荷载，能够为横梁201提供额外的保护。

实施例三，参照图6-7，在本实施例中为了能够解决传统的桥梁材料在大跨径情况下存在自重大、抗弯刚度小的问题，基于与上述实施例一相同的构思，该一种钢管混凝土组合式公路桥梁结构还包括：

加强钢架201a-4由若干组第一合金钢管201a-4a、竖向钢管201a-4b和加强螺杆201a-4c拼接而成，本方案中的加强钢架201a-4由多组第一合金钢管201a-4a、竖向钢管201a-4b和加强螺杆201a-4c拼接而成，其作用是提高横梁201的结构强度、抗弯刚度、荷载分散能力以及耐久性，可以增加加强钢架201a-4整体的竖向抗剪承载力，同时还可以减少箍筋用量，有助于控制整个桥梁结构的重量。

支撑基柱202a-2包括水泥主体202a-2a，水泥主体202a-2a的内部设置有若干组圆周率阵列分布的第二合金钢管202a-2b，水泥主体202a-2a的内部开设有浇筑槽202a-2c，浇筑槽202a-2c的内部还安装有圆形钢筋笼202a-2d，本方案中的支撑基柱202a-2采用组合式的结构设计，有助于提高桥墩整体的结构强度、稳定性和抗震性能，同时还可以确保桥墩整体荷载的分散传递，这对于大跨径公路桥梁的设计和建造具有关键作用，特别是在面对复杂的地理和自然条件时。

第一合金钢管201a-4a、第二合金钢管202a-2b和圆形钢筋笼202a-2d均采用高强度低合金钢材料制成，本方案中的第一合金钢管201a-4a、第二合金钢管202a-2b和圆形钢筋笼202a-2d均采用高强度低合金钢材料制成，首先，高强度低合金钢材料具有较高的屈服强度和抗拉强度，因此能够增加结构的整体强度；其次，高强度低合金钢材料通常比传统材料更轻，这有助于减轻整个桥梁结构的自重，降低了对基础和支撑结构的要求；同时，高强度低合金钢材料通常具有较好的抗腐蚀性能，能够在恶劣的环境条件下保持稳定性和耐久性；最后，使用高强度低合金钢材料制成的部件通常具有较长的使用寿命，能够减少维护和更换的频率，降低了维护成本，还可以确保其在荷载和自然灾害等不利条件下的可靠性。

以上均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种钢管混凝土组合式公路桥梁结构，包括山谷基体(100)和桥梁本体(200)，山谷基体(100)的中部架设有桥梁本体(200)，其特征在于：所述桥梁本体(200)包括横梁(201)，所述横梁(201)的底部中部安装有桥墩(202)；

所述横梁(201)包括第一支撑组件(201a)，两组所述第一支撑组件(201a)的中部安装有两组第二支撑组件(201b)；

所述桥墩(202)包括第三支撑组件(202a)，所述第三支撑组件(202a)的顶部还设置有第四支撑组件(202b)。

2.根据权利要求1所述的一种钢管混凝土组合式公路桥梁结构，其特征在于：所述第三支撑组件(202a)包括水泥基台(202a-1)，所述水泥基台(202a-1)的顶部连接有两组支撑基柱(202a-2)。

3.根据权利要求2所述的一种钢管混凝土组合式公路桥梁结构，其特征在于：两组所述第一支撑组件(201a)与两组第二支撑组件(201b)构造相同，所述第一支撑组件(201a)包括梁板模具(201a-1)，所述梁板模具(201a-1)的外侧底部开设有卡接槽(201a-2)，所述梁板模具(201a-1)靠近卡接槽(201a-2)的外侧还安装有卡接板(201a-3)。

4.根据权利要求3所述的一种钢管混凝土组合式公路桥梁结构，其特征在于：所述卡接板(201a-3)与卡接槽(201a-2)结构相匹配，所述卡接板(201a-3)与卡接槽(201a-2)之间为卡接配合。

5.根据权利要求4所述的一种钢管混凝土组合式公路桥梁结构，其特征在于：所述梁板模具(201a-1)的内部铺设有加强钢架(201a-4)，所述梁板模具(201a-1)的内部还填充有C50混凝土(201a-5)。

6.根据权利要求5所述的一种钢管混凝土组合式公路桥梁结构，其特征在于：所述加强钢架(201a-4)由若干组第一合金钢管(201a-4a)、竖向钢管(201a-4b)和加强螺杆(201a-4c)拼接而成。

7.根据权利要求6所述的一种钢管混凝土组合式公路桥梁结构，其特征在于：所述支撑基柱(202a-2)包括水泥主体(202a-2a)，所述水泥主体(202a-2a)的内部设置有若干组圆周率阵列分布的第二合金钢管(202a-2b)，所述水泥主体(202a-2a)的内部开设有浇筑槽(202a-2c)，所述浇筑槽(202a-2c)的内部还安装有圆形钢筋笼(202a-2d)。

8.根据权利要求7所述的一种钢管混凝土组合式公路桥梁结构，其特征在于：所述第一合金钢管(201a-4a)、第二合金钢管(202a-2b)和圆形钢筋笼(202a-2d)均采用高强度低合金钢材料制成。