一种用于斜拉桥的混合梁的制作方法

本发明涉及桥梁结构技术领域，具体地指一种用于斜拉桥的混合梁。

背景技术：

斜拉桥的主梁材料一般有钢和混凝土两种，主梁按这两种材料的不同组合可分为钢梁、混凝土梁、组合梁和混合梁。组合梁在横截面内由钢和混凝土两种材料组成，是不同材料在截面内的组合。组合梁的优点是用混凝土板代替正交异性钢桥面板，经济性好、刚度大，可拆分为小构件，易于运输和安装；但其缺点是需要解决好桥面板开裂问题。组合梁斜拉桥在300m-600m跨度范围内，具有良好的适用性。混合梁斜拉桥中跨采用钢梁以减轻自重、增大跨越能力；边跨采用混凝土梁起到了配重的作用，提高全桥的整体刚度。该桥型能够充分发挥钢和混凝土两种材料的优势，经济性好。混合梁斜拉桥是跨越能力最大的一种斜拉桥桥型，具有十分广阔的应用前景。但目前所建成的有结合段的混合梁斜拉桥均采用的是钢箱梁与混凝土梁相结合的方式，即边跨采用的是混凝土箱梁，边跨的断面形式为整体混凝土箱型断面或双边箱型混凝土断面；而中跨采用的是钢箱梁，中跨的断面形式为整体封闭式钢箱或双边钢箱断面。

混合梁是指主梁沿梁的长度方向由钢和混凝土两种材料组成，主梁的梁体为钢梁，边跨的梁体为混凝土梁。钢主梁重量较轻，跨越能力强，而混凝土主梁自重大，造价低。混合梁合理使用钢材和混凝土两种材料，充分发挥钢梁和混凝土梁各自的优势，改善了结构体系的受理力性能，灵活利用施工条件，优化工程经济性。但是边跨的完全混凝土梁体施工难度较大，自重大，浇筑施工困难。而且对于这样的桥梁来说，连接混凝土梁和钢箱梁的结合段结构就相应的需要复杂化，这对于结合段的施工也会造成极大的困扰。

技术实现要素：

本发明的目的就是要解决上述背景技术提到的现有混合梁施工较为困难、容易给结合段施工造成困扰的问题，提供一种用于斜拉桥的混合梁。

本发明的技术方案为：一种用于斜拉桥的混合梁，包括中跨梁体；所述的中跨梁体为钢箱梁，其特征在于：还包括边跨梁体；所述的边跨梁体包括混凝土桥面板和位于桥面板下方的用于支撑混凝土桥面板的钢梁，边跨梁体与中跨梁体之间设置有钢混结合段。

进一步的所述的钢混结合段包括钢壳；所述的钢壳为顺桥向两端开口的中空箱体结构，钢壳内设置有沿竖直方向布置的端承压板；所述的端承压板固定在钢壳内侧端面上将钢壳内部空间分割为开口朝向边跨梁体的第一腔体和开口朝向中跨梁体的第二腔体；所述的第一腔体开口一端焊接在钢梁上，第一腔体内侧上方浇筑有与混凝土桥面板连接的混凝土板；所述的第二腔体的开口一端焊接在中跨梁体上。

进一步的所述的第一腔体内设置有沿横向方向布置的横板；所述的横板的横桥向两侧分别固定在钢壳两侧的侧板上，横板朝向中跨梁体的端部固定在端承压板上，横板、位于横板上方的钢壳顶板以及两者之间的端承压板相互连接形成混凝土板的浇筑腔体。

进一步的位于浇筑腔体内的钢壳顶板下端面和端承压板侧面上设置有多根剪力钉。

进一步的所述的浇筑腔体内设置有多块钢格室横向加劲板和钢格室纵腹板；所述的钢格室横向加劲板和钢格室纵腹板相互交错连接，其上下两端分别固定在第一腔体的顶板下端面和横板的上端面上。

进一步的所述的钢格室纵腹板和钢格室横向加劲板上开设有便于混凝土流动的通孔。

进一步的所述的混凝土板为沿顺桥向方向从第一腔体的开口端至端承压板其厚度逐渐减小的钢筋混凝土板状结构。

进一步的所述的钢壳内设置有沿竖直方向布置的承压板；所述的承压板与端承压板沿顺桥向方向间隔布置于第一腔体内，承压板与端承压板之间设置有多块的纵腹板加劲板；所述的多块纵腹板加劲板沿竖直方向间隔布置，纵腹板加劲板顺桥向的两端分别固定在相邻的承压板与端承压板上，其横桥向两侧分别固定在钢壳两侧的侧板上。

进一步的所述的第二腔体内设置有多块端部固定在端承压板上的T肋，多块T肋沿横桥向方向间隔布置在第二腔体内；所述的T肋上端焊接在第二腔体的顶板上，T肋为沿顺桥向方向从端承压板至第二腔体的开口端其高度逐渐减小的竖直板状结构。

进一步的所述的端承压板位于钢壳的中间将钢壳分隔为长度相等的两个独立腔体。

本发明的优点有：1、将边跨梁体设置为下部钢梁上部混凝土桥面板，能够大幅度降低边跨梁体的施工难度，通过调节混凝土桥面板的厚度能够适应不同跨度的中跨梁体，可实现边跨零负重或是小负重，解决边跨支点反负力的问题；

2、边跨梁体采用钢混结构使得斜拉桥边跨比相较传统斜拉桥边跨比大大缩短，边跨比缩短至0.3～0.4之间，从而使得斜拉桥这一桥型的适应范围更广；

3、边跨使用钢混结合梁，充分发挥了钢材和混凝土两种材料的优势，受力合理，桥面局部刚度及主梁整体刚度均可大幅度提高；

4、边跨使用钢混结合梁，减少主桥用钢量，桥梁经济性能更优。

本发明通过钢混结合的边跨梁体解决了边跨支点反负力的问题，通过与钢混结合梁配合，可广泛地应用于各种跨度的斜拉索桥梁中，且钢混结合的边跨梁体施工操作简单，降低了边跨梁体的施工难度，具有极大的推广价值。

附图说明

图1：本发明的梁体结构布置示意图；

图2：本发明的边跨梁体的横断面结构示意图；

图3：本发明的钢混结合梁的结构示意图；

图4：本发明的钢混结合段内的腹板布置结构示意图；

其中：1—中跨梁体；2—混凝土桥面板；3—钢梁；4—端承压板；5—第一腔体；6—第二腔体；7—混凝土板；8—横板；9—剪力钉；10—钢格室纵腹板；11—钢格室横向加劲板；12—通孔；13—承压板；14—纵腹板加劲板；15—T肋；16—剪力键。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1～4，一种用于斜拉桥的混合梁，本实施例的混合梁体主要用于斜拉桥，如图1所示，包括位于中跨的中跨梁体1，位于边跨的边跨梁体，和连接两者的钢混结合梁，其中中跨梁体1为钢箱梁结构。

本实施例的边跨梁体为钢混结构，包括混凝土桥面板2和位于混凝土桥面板2下方的用于支撑混凝土桥面板2的钢梁3，钢梁3为箱梁结构，通过将边跨梁体转变为钢混结构，一是提高了结构整体刚度，二是有效缩短边跨长度，便于整个梁体的布置。

本实施例的钢混结合梁包括一两端开口的钢壳，如图3～4所示，钢壳为顺桥向两端开口的中空箱体结构，钢壳内设置有承压板13，承压板13为沿竖直方向布置的竖板，承压板13的上下两端分别固定在钢壳的顶板和底板上，两端固定在钢壳的两侧侧板上，承压板13用于增强整个第一腔体5的结构强度。

钢壳正中间设置有一块端承压板4，端承压板4与承压板13的结构相同，端承压板4固定在钢壳内侧端面上将钢壳内部空间分割为开口朝向边跨梁体的第一腔体5和开口朝向中跨梁体1的第二腔体6，端承压板4位于钢壳的中间将钢壳分隔为长度相等的两个独立腔体，第一腔体5开口一端焊接在钢梁3上，第一腔体5内侧上方浇筑有与混凝土桥面板2连接的混凝土板7，第二腔体6的开口一端焊接在中跨梁体1上。

为了便于在第一腔体5内浇筑出混凝土板7，本实施例在第一腔体5内设置有沿横向方向布置的横板8，横板8的横桥向两侧分别固定在钢壳两侧的侧板上，横板8朝向中跨梁体1的端部固定在端承压板4上，横板8、位于横板8上方的钢壳顶板以及两者之间的端承压板4相互连接形成混凝土板7的浇筑腔体。实际浇筑时，钢壳的顶板上留有缝隙，浇筑的混凝土从缝隙中流入到浇筑腔体内，与边跨梁体的混凝土桥面板2连接为一体，本实施例的混凝土板7为连接混凝土桥面板2与钢箱梁桥面板的过渡结构，混凝土板7为沿顺桥向方向从第一腔体5的开口端至端承压板4其厚度逐渐减小的钢筋混凝土板状结构。

另外，浇筑腔体内设置有多块钢格室横向加劲板11和钢格室纵腹板10，钢格室横向加劲板11和钢格室纵腹板10相互交错连接，其上下两端分别固定在第一腔体5的顶板下端面和承压板13(承压板13的上端设置有一块横向的翼缘板，钢格室横向加劲板11和钢格室纵腹板10固定在翼缘板上)的上端。钢格室横向加劲板11和钢格室纵腹板10交错布置浇筑于混凝土板7内形成钢筋混凝土结构，能够大幅度增强混凝土板7的强度。同时，位于浇筑腔体内的钢壳顶板下端面和端承压板4侧面上设置有多根剪力钉9，混凝土板7内还穿设有多根的剪力键16，如图3～4所示，通过剪力钉9能够增强钢壳、横板8和端承压板4与混凝土的连接强度，剪力键16能够增强混凝土板7的结构强度，使结合梁与边跨梁体的连接强度更高。

为便于混凝土在浇筑腔体能充分的流动，填充至每一个角落，钢格室纵腹板10和钢格室横向加劲板11上开设有便于混凝土流动的通孔12。

本实施例在承压板13与端承压板4之间设置有多块的纵腹板加劲板14，多块纵腹板加劲板14沿竖直方向间隔布置，纵腹板加劲板14顺桥向的两端分别固定在承压板13与端承压板4上，横桥向的两侧分别固定在钢壳两侧的侧板上。纵腹板加劲板14能够增强整个结构梁的结构强度。

位于端承压板4朝向中跨梁体1的一侧设置有T肋15，T肋15用于增强整个腔体在顺桥向方向上的强度，多块T肋15沿横桥向方向间隔布置在第二腔体6内，T肋15上端焊接在第二腔体6的顶板上，T肋15为沿顺桥向方向从端承压板4至第二腔体6的开口端其高度逐渐减小的竖直板状结构。

实际施工时，在工厂组装好钢壳以及内部结构，然后通过吊运的方式将钢壳吊运到中跨梁体1和边跨梁体之间，将钢壳的两端分别焊接在边跨梁体的钢梁3和中跨梁体1的端部上，然后从钢壳上方的间隙向钢壳内内部的浇筑腔体内浇筑混凝土，混凝土自流实到浇筑腔体内与混凝土桥面板2连接。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。