整幅变截面钢箱梁及其施工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及桥梁工程技术领域，更具体地涉及一种整幅变截面钢箱梁及其施工方法。
【背景技术】
[0002]我国自改革开放以来，经过近40年的发展，已成为世界上拥有众多桥梁的国家。随着对桥梁跨越能力的要求越来越高，钢箱梁自重轻，跨越能力大，抗风性能好，施工速度快、耐久性好，能很好地实现“大型化、工厂化、标准化、装配化”的先进理念，其众多优点逐步被人们所认识，在跨海大桥中，连续钢箱梁体系正越来越多地被采用。
[0003]连续钢箱梁，根据上、下部结构体系匹配的需要，可以设计为整幅或分幅；根据跨度的需要，可以设计为等截面或变截面。整幅、分幅及等截面、变截面方案可以根据设计需要，分别进行组合。
[0004]随着桥梁建设逐渐向外海发展，对于钢箱梁的截面宽度、主跨跨径、制造工艺、连接强度等均提出了越来越高的要求。迫切需要更高技术指标的钢箱梁来满足桥梁建设工艺的需求。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明的主要目的之一在于提供一种整幅变截面钢箱梁，以提供大跨径、大截面宽度、结构强度高、耐用的钢箱梁结构。
[0006]为了实现上述目的，作为本发明的一个方面，本发明提供了一种整幅变截面钢箱梁，包括桥面顶板、底板、横隔板、斜底板等，其特征在于:
[0007]所述钢箱梁为整幅钢箱梁，其顶宽为10?33.1米，主跨为120?200米；以及
[0008]在所述桥面顶板和底板之间设置有横隔板，所述横隔板的间距为8?10米，且每两道所述横隔板之间设置三道横肋。
[0009]其中，所述桥面顶板采用正交异性钢桥面顶板，所述桥面顶板根据工艺要求选用14?26_之间的厚度。
[0010]其中，所述桥面顶板上还设置有加劲肋，所述加劲肋主要采用大刚度的U形肋形式，局部位置根据构造要求采用板肋加劲形式。
[0011]所述底板根据工艺要求选用16mm、18mm、20mm、22mm、24mm、28mm六种不同的板厚。
[0012]所述钢箱梁中还包括斜底板，所述斜底板根据工艺要求选用20mm、24mm两种类型板厚。
[0013]所述钢箱梁中还包括中腹板，所述中腹板根据工艺要求选用20mm、22mm、24mm、26mm四种不同的板厚。
[0014]所述钢箱梁中还包括边腹板，所述边腹板根据工艺要求选用20mm、22mm及24mm三种不同的板厚。
[0015]在所述钢箱梁外侧与所述横隔板和横肋对应位置均设置有挑臂，所述挑臂的腹板选用16、20mm两种不同厚度。
[0016]作为本发明的另一个方面，本发明还提供了一种整幅变截面钢箱梁的施工方法，包括以下步骤:
[0017]将所述钢箱梁划分为若干单元，分别制造所述各单元；
[0018]将制造完成的所述各板件单元在组装胎架上进行组装焊接，得到小节段的钢梁；
[0019]在专用胎架上对上述组装焊接好的钢梁小节段进行组拼，形成大节段，得到所述的整幅变截面钢箱梁成品。
[0020]所述施工方法还包括将制作好的所述整幅变截面钢箱梁成品运输至桥位进行拼装焊接，得到完整的桥梁的步骤。
[0021]基于上述技术方案可知，本发明解决了大断面整幅钢箱梁较大主跨需求下，变截面钢箱梁的构造布置。本发明提供的整幅变截面钢箱梁体系，设置了边腹板、中腹板及挑臂，每隔8?10米设置一道横隔板，两道横隔板间设置三道横肋板，很好地解决了整幅截面宽度达33.1米的宽幅钢箱梁桥的构造难题；同时，主跨可以达到150米。整幅钢箱梁制造主要划分三个阶段:板单元制造、小节段制作、大节段拼装；现场仅需要三次吊装，即可完成全联钢箱梁的吊装工作，与常规的钢箱梁相比，大大提升了现场的施工功效，降低了现场的工作量、施工周期及施工风险，节约了建造成本。同时，整幅箱梁对于今后桥梁建成后的检修，提供了极大的便利，降低了运营成本。本发明改善了大断面整幅变截面钢箱梁的性能，可有效节约造价，提升设计产品质量及档次，很好地实现了“大型化、工厂化、标准化、装配化”的先进理念。本发明为今后宽阔海域上大节段整幅变截面钢箱梁的实施提供了良好的技术支撑，同时对于分幅、等截面钢箱梁同样具有指导作用。
【附图说明】
[0022]图1是本发明的整幅变截面钢箱梁的正立面布置示意图；
[0023]图2是本发明对整幅变截面钢箱梁的梁段一般构造示意图，其中上图为中腹板立面的一般构造，下图为边腹板立面的一般构造；
[0024]图3是本发明的整幅变截面钢箱梁的中墩支座断面示意图；
[0025]图4是本发明的整幅变截面钢箱梁的变高梁段一般断面的示意图；
[0026]图5是本发明的整幅变截面钢箱梁的典型横隔板断面示意图，其中左边为HG2?HG4横隔板断面，右边为HG5横隔板断面；
[0027]图6是本发明的整幅变截面钢箱梁的典型横肋板断面示意图，其中左边为HLl?HL5横肋断面，右边为HL6?HL8横肋断面；
[0028]图7是U型肋及其穿过横隔板/横肋板位置处开槽形状的示意图；
[0029]图8是U型肋横隔板/横肋板位置处组装要求的示意图。
[0030]附图标记说明:
[0031]1、变截面钢箱梁，2、顶板，3、底板，4、边腹板，5、中腹板，6、斜底板，7、挑臂。
【具体实施方式】
[0032]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。
[0033]参见图1?8，本发明提供了一种整幅变截面钢箱梁1，包括正交异性钢桥面顶板2、斜底板6、底板3、中腹板5、边腹板4、横隔板、横肋板及挑臂7等，其中，钢箱梁I为整幅大断面，其顶宽为10?33.1米，最大可以达到33.1米，箱梁两侧设置挑臂7，主跨跨径为120?200米，最大可以达到200米，优选为150米，边跨跨径为110米，作为一个优选实施例，三个钢箱梁组成了一个110+150+110 = 370米的整幅变截面钢箱连续梁体系，该体系沿钢箱梁纵向设置了边腹板4、中腹板5，在横向设置了挑臂7及每隔8?10米设置一道横隔板，每两道横隔板间设置三道横肋板，从而很好地解决了整幅截面宽度达33.1米的宽幅钢箱梁桥的构造难题；同时，由于主梁跨越能力的需要，主跨达到了 200米，因此，主梁采用了变截面结构构造，中墩墩顶5米区段钢箱梁梁高6.5米，墩顶等高梁段两侧各37.5米区段梁高从6.5米线性变化至4.5米，其余区段梁高为4.5米。上述梁高为箱梁中腹板中心处顶板上缘与底板上缘之间的距离。
[0034]正交异性钢桥面顶板2在顺桥向不同区段可根据具体的荷载数值及受力部位选用合理的顶板厚度，本发明中采用14?26mm的厚度区间，优选18mm、22mm两种不同的厚度，例如中跨跨中梁段顶板厚度优选为22mm，边跨跨中梁段顶板厚度优选为18mm，中墩墩顶梁段顶板板厚优选为22mm，与通航孔桥相邻边跨梁段顶板板厚优选为22mm。为保证桥面顶板上的铺装厚度符合设计要求，且保持平齐，各梁段不同厚度的桥面顶板对接采取上缘(外缘)对齐的形式。桥面顶板加劲肋主要采用刚度较大的U形肋形式，局部位置根据构造要求采用板肋加劲形式。
[0035]顶板2厚度为18mm时，U肋加劲高度为300mm，上口宽300mm，下口宽180mm ;顶板厚度为其他数值时，U形加劲肋保持底缘平齐，下口宽保持不变，上口宽度以标准300mm、高度为300mm为基准，随顶板厚度相应增加而相应延伸、缩短。U形加劲肋标准横向间距600mm，厚度采用8mm。
[0036]底板3在顺桥向不同区段可根据具体的荷载数值及受力部位选用合理的底板厚度，本发明中采用16?28mm的厚度区间，优选16mm、18mm、20mm、22mm、24mm、28mm六种不同的板厚。作为一个优选实施例，中跨跨中五个梁段底板厚度优选为22_，其两侧过渡至18mm，边跨跨中梁段底板厚度优选为16mm，中墩墩顶梁段底板板厚优选为28mm，其两侧梁段过渡至24mm、20mm、18mm，底板及加劲肋钢材材质在跨中39m范围内采用Q420qD，其余均为Q345qD。为便于底板加劲肋加工及梁段间加劲肋的连接，底板上缘(内缘)保持平齐。底板采用板肋加劲，标准间距600_，加劲肋厚度根据其所支承底板厚度的不同，与之匹配，在16?28mm之间变化。
[0037]斜底板6采用18?24mm的厚度区间，优选20mm、24mm两种类型板厚。作为一个优选实施