一种纵肋上置式钢‑混组合整体箱梁的制作方法

本发明属于整体箱梁的技术领域，具体地指一种纵肋上置式钢-混组合整体箱梁。

背景技术：

目前箱梁截面形式主要有混凝土箱梁和正交异性钢箱梁，在桥梁上应用主要存在以下问题：1、常规混凝土箱梁自重大，跨越能力低，施工速度慢；2、正交异性钢箱梁，正交异形板桥面纵横向焊缝数量多，受力复杂，容易产生疲劳裂缝；3、桥面板盖板刚度较小，使用寿命短。

技术实现要素：

本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种既具备较大的跨越能力和竖向刚度、使用寿命长，又能施工速度快、施工成本较低的一种纵肋上置式钢-混组合整体箱梁。

为实现上述目的，本发明所设计的一种纵肋上置式钢-混组合整体箱梁，包括顶部开口的开口箱梁、和位于开口箱梁顶部的用于将其顶部开口封闭的钢-混组合顶板；所述钢-混组合顶板由钢板和现浇在钢板上方的混凝土桥面板组成，所述钢板的上端面设置有若干个沿纵桥向延伸的带孔纵肋，所述带孔纵肋沿其长度方向均匀间隔开设有若干个通孔，所述若干个带孔纵肋横向对应的通孔内穿设有与带孔纵肋垂直布置的PBL剪力键；

所述开口箱梁包括两个沿纵桥向布置的边腹板和位于两个边腹板之间且与其平行布置的中腹板，所述中腹板的底部之间通过平底板固定连接，所述边腹板的底部与中腹板的底部之间通过斜底板固定连接，所述边腹板和中腹板的顶部之间通过钢-混组合顶板固定连接。

进一步地，两个所述边腹板的外侧均设置有风嘴，所述风嘴的一面侧壁与边腹板的外侧壁相贴合。

进一步地，所述风嘴内设置有与其内壁垂直布置的封嘴加强板。

进一步地，所述平底板、斜底板的内壁上设置有若干个沿纵向延伸的呈倒U型的底板加强肋。

进一步地，两个所述边腹板朝向中腹板的一侧均设置有若干个沿纵向延伸的边腹板加强板，每个所述边腹板加强板与边腹板相互垂直布置。

进一步地，两个所述中腹板相对的一侧均设置有若干个沿纵向延伸的中腹板加强板，每个所述中腹板加强板与中腹板相互垂直布置。

进一步地，所述钢板与混凝土桥面板之间间隔设置有若干个剪力钉。

再进一步地，所述钢板为由上层板和下层板叠加焊接而成的复合钢板，所述上层板为不锈钢板，所述下层板为普通钢板。进一步地，所述混凝土桥面板的厚度为15～20cm。

更进一步地，所述平底板、边腹板、斜底板、以及中腹板均为钢板构件。

与现有技术相比，本发明的纵肋上置式钢-混组合整体箱梁，由整体钢箱梁及纵肋上置钢-混组合桥面板两部分组成，主要通过顶板纵肋上置及桥面铺设混凝土板等措施，解决了传统混凝土箱梁、正交异性钢箱梁在桥梁领域应用的主要缺点，其优势和创造性主要体现在以下几方面：

与混凝土箱梁相比，本发明的纵肋上置式钢-混组合整体箱梁具有如下优点：

(1)本发明的顶板采用混凝土与钢板两种材料结合，创新了铁路桥面体系，充分利用各自材料优点，减轻了自重，降低了工程造价。

(2)本发明利用安装好的底板钢板作为模板，代替钢筋承担拉力，节省了模板体系，降低了钢筋用量，省却了钢筋制作与安装，加快了施工进度，缩短了施工周期。

(3)本发明的结构主要为钢板自重轻，耗能能力强，整体稳定性和延展性较好，具有良好的抗震性。

与正交异性钢箱梁相比，本发明的纵肋上置式钢-混组合整体箱梁具有如下优点：

(1)从受力角度讲，钢、混凝土材料相互组合，形成组合型桥面板，受力模式更加优越。由于此种组合桥面板在桥面体系和盖板体系下，利用了钢材下翼缘板的受拉性能和板上混凝土受压性能，充分的发挥了钢材、混凝土材料各自的优势，使组合桥面板受力更合理，提高了结构的耐久性。

(2)从承轨结构角度讲，钢-混组合桥面板作为结构的受力整体，比传统正交异性桥面板的盖板刚度要大的多，可作为有砟道床和无砟基座的刚性基底，有利于轨道稳定性。

(3)从抗疲劳角度来讲，纵肋上置型组合桥面板具有更好的抗疲劳性能，传统正交异性钢桥面板的纵向加劲肋一般置于箱梁内部，在横隔板或加劲横隔位置处，纵向加劲肋与横隔板交叉，钢桥面板上纵、横向焊缝较多且受力复杂，若细部构造的设计或施工不当，可能导致钢箱梁出现疲劳问题，而本发明的钢箱梁的纵肋上置，即将纵向加劲肋设于钢桥面板的上方箱梁外部，此时横隔板与纵向加劲肋不会出现交叉，横隔板处构造简单且焊缝数量少，钢桥面板的疲劳性能也因此而得到提高。

(4)本发明的纵肋上置式钢-混组合桥面板替代正交异性钢桥面板，经济性更优，纵肋上置式钢-混组合整体箱梁，有别于常规的纵横梁开口桥面体系，充分发挥了钢材和混凝土两种材料的优势，截面抗弯抗扭惯性矩大，桥面局部刚度及主梁整体刚度均可大幅度提高。

附图说明

图1为本发明的一种纵肋上置式钢-混组合整体箱梁的结构示意图；

图2为本发明中A处的放大结构示意图；

其中：1-钢-混组合顶板、1.1-钢板、1.2-混凝土桥面板、2-平底板、3-边腹板、4-斜底板、5-中腹板、6-带孔纵肋、7-剪力钉、8-风嘴、9-封嘴加强板、10-底板加强肋、11-边腹板加强板、12-中腹板加强板、13-PBL剪力键、14-开口箱梁。

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。

如图所示的一种纵肋上置式钢-混组合整体箱梁，包括顶部开口的开口箱梁14、和位于开口箱梁14顶部的用于将其顶部开口封闭的钢-混组合顶板1。钢-混组合顶板1由钢板1.1和现浇在钢板1.1上方的混凝土桥面板1.2组成，这样钢、混凝土材料相互组合，形成组合型桥面板，受力模式更加优越。钢板1.1的上端面设置有若干个沿纵桥向延伸的带孔纵肋6，带孔纵肋6呈长方形，带孔纵肋6沿其长度方向均匀间隔开设有若干个通孔，通孔均为圆形通孔。若干个带孔纵肋6横向对应的通孔内穿设有与带孔纵肋6垂直布置的PBL剪力键13，PBL剪力键13作为横向连接剪力键将所有带孔纵肋6横向连接起来。钢底板与混凝土板之间采用开孔的钢板纵向布置形成带孔纵肋6作为组合剪力键，形成格构型，充分利用各自材料优点，减轻了自重，降低了工程造价。开口箱梁14包括两个沿纵桥向布置的边腹板3和位于两个边腹板3之间且与其平行布置的中腹板5，中腹板5和边腹板3沿纵桥向的长度相同，中腹板5和边腹板3顶端位于同一个水平面上，中腹板5的垂向长度大于边腹板3的垂向长度。两个中腹板5的底部之间通过平底板2固定连接，边腹板3的底部与中腹板5的底部之间通过斜底板4固定连接，边腹板3和中腹板5的顶部之间通过钢-混组合顶板1固定连接。钢板1.1为由上层板和下层板叠加焊接而成的复合钢板，上层板为不锈钢板，下层板为普通钢板。混凝土桥面板1.2的厚度为15～20cm。平底板2、边腹板3、斜底板4、以及中腹板5均为钢板构件，钢板1.1与混凝土桥面板1.2之间间隔设置有若干个剪力钉7。这样，采用钢板1.1作为桥面底板，兼作模板，其上浇筑15～20cm混凝土桥面板1.2，由于此种组合桥面板在桥面体系和盖板体系下，利用了钢材下翼缘板的受拉性能和板上混凝土受压性能，充分的发挥了钢材、混凝土材料各自的优势，使组合桥面板受力更合理。

上述技术方案中，两个边腹板3的外侧均设置有风嘴8，风嘴8的一面侧壁与边腹板3的外侧壁相贴合，风嘴8内设置有与其内壁垂直布置的封嘴加强板9。平底板2、斜底板4的内壁上设置有若干个沿纵向延伸的呈倒U型的底板加强肋10。两个边腹板3朝向中腹板5的一侧均设置有若干个沿纵向延伸的边腹板加强板11，每个边腹板加强板11与边腹板3相互垂直布置。两个中腹板5相对的一侧均设置有若干个沿纵向延伸的中腹板加强板12，每个中腹板加强板12与中腹板5相互垂直布置。

以上，仅为本发明的具体实施方式，应当指出，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭示的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。