一种用于大跨径双边箱混合梁斜拉桥的钢-混凝土结合段的制作方法

1.本实用新型涉及到斜拉桥技术领域，具体涉及到一种用于大跨径双边箱混合梁斜拉桥的钢-混凝土结合段。


背景技术：

2.随着我国桥梁建设的不断发展，对桥梁的跨度要求也在不断提升。混合梁斜拉桥由于采用边跨混凝土、中跨钢梁的结构形式，充分发挥了不同材料的优势，受力性能优异，经济性好，同时有着优异的跨越性能，因此近年来使用越来越广泛。但是，由于混凝土梁与钢梁的截面尺寸差异大，连接处刚度、承载力突变大，成为了整个结构体系的薄弱点，因此钢-混凝土结合段是混合梁斜拉桥设计与施工的关件。以往的混合梁斜拉桥结合段构造复杂，混凝土浇筑十分困难，施工质量往往难以得到保障。
3.双边箱型主梁截面作为一种新形式的桥梁截面形式，具有受力性能好、自重轻、造型美观等优点，近年来在我国新建斜拉桥中多有应用，但是在混合梁斜拉桥中则较为少见。采用边跨双边箱混凝土梁、主跨双边箱钢主梁的新型桥梁结构体系，将同时具备混合梁以及双边箱截面梁的优点，应用前景广阔。如中国实用新型专利(cn208733447u)在2019年公开的一种宽桥面混合梁斜拉桥主梁钢混过渡段构造，过渡段内在钢纵梁内间隔设置与其焊接为一体的竖向加劲肋、横向加劲肋，形成中间格室和环绕其周向的环向格室，环向格室的纵向两端由后承压板、前承压板封闭，各环向格室的内壁上布设焊钉，且通过连通孔向各环向格室灌注填充混凝土。该结构能够减小刚度与恒载变化对主梁受力的影响，但是边箱中巨大的轴向力传递不明确，需要进一步改进优化受力结构。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种用于大跨径双边箱混合梁斜拉桥的钢-混凝土结合段。
5.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
6.一种用于大跨径双边箱混合梁斜拉桥的钢-混凝土结合段，所述钢-混凝土结合段的前端与主跨钢梁连接、后端与边跨混凝土梁连接，所述钢-混凝土结合段包括钢梁过渡段、结合部和混凝土梁过渡段；
7.所述钢梁过渡段为所述主跨钢梁伸入至钢-混凝土结合段内的节段，并在所述钢梁过渡段的顶板、底板和腹板上设置有若干变截面加强加劲肋，所述变截面加强加劲肋的前端与所述主跨钢梁的顶板、底板、和腹板上的纵向加劲肋连接，所述变截面加强加劲肋的后端与承压板连接；所述承压板朝向所述边跨混凝土梁的一侧浇筑有混凝土，所述承压板与所述混凝土接触的钢表面上设置有多个焊钉剪力连接件；
8.所述结合部为钢格室与所述混凝土共同形成的组合截面节段，所述结合部内设有结合部钢格室腹板和带非闭合孔的开孔肋板，所述结合部钢格室腹板和所述开孔肋板分别在开孔内穿过钢筋与钢格室内的混凝土形成剪力连接件；所述混凝土梁过渡段为所述边跨
混凝土梁伸入至钢-混凝土结合段内的节段。
9.本钢-混凝土结合段构造简单、设计合理，具有施工速度快，混凝土浇筑方便、施工质量高，传力明确的优点，从而能够有效地改善现有技术中的大跨径双边箱混合梁斜拉桥结合段边箱传力巨大导致的结合段构造复杂、承压板厚度大以及使用开孔板连接件孔中穿钢筋施工困难的缺点。
10.本钢-混凝土结合段，由于主跨钢梁的顶板、底板、腹板均延至钢-混凝土结合段内形成钢梁过渡段，并在钢梁过渡段的顶板、底板、腹板上设置变截面加强加劲肋，在钢格室腹板上开孔并穿过钢筋与格室内混凝土形成剪力连接件，在格室内部设置多个带非闭合开孔肋板的型钢连接件，在过渡段钢梁与结合部相连的部位设置承压板，因此该钢-混凝土结合段能够很牢固地将主跨组合梁与边跨混凝土梁连接在一起，具有结构强度高、稳定性好，传力受力均衡温度的特点。由于本钢-混凝土结合段的受力合理、截面刚度与应力过渡平缓，因此其连接质量易于得到保证。
11.进一步的，所述结合部内还设有若干数量的预应力钢筋，所述预应力钢筋的一端连接至所述承压板、另一端伸入所述混凝土梁过渡段内。
12.所述预应力钢筋的设置既能够起到整体的连接加固的作用，也能够抵消可能出现的拉应力，以保证钢与混凝土之间的粘结稳定性。
13.进一步的，所述主跨钢梁和所述边跨混凝土梁的截面形式均为双边箱型截面。
14.进一步的，所述变截面加强加劲肋为u型内嵌t型、u型外接t型或u型外接双t型加劲肋中的一种。
15.进一步的，所述结合部的内边箱由多个所述钢格室组成，中部留有空间，所述结合部的桥面部分由单层格室组成。
16.进一步的，所述结合部钢格室腹板分别对应所述变截面加强加劲肋。在钢格室中部没有设置腹板位置的钢梁过渡段也设置变截面加强加劲肋。
17.进一步的，所述混凝土梁过渡段的边箱为实心截面，所述混凝土梁过渡段的桥面部分的强度高于普通混凝土梁桥面部分的强度，并在此节段内设置横隔板。
18.进一步的，所述焊钉剪力连接件直径为16～22mm，长度为150～200mm，相邻所述焊钉剪力连接件的间距不超过300mm。所述焊钉剪力连接件能够提高所述承压板与混凝土的结合强度。
19.进一步的，所述结合部的顶部预留有浇筑孔和出气孔，所述结合部钢格室腹板留有连通孔。
20.所述浇筑孔便于现场浇筑混凝土，所述出气孔有利于快速排气，所述连通孔能够让混凝土通过进入每个腹部隔开的空间中。
21.进一步的，从桥梁的横向看，依次包括边箱挑臂、边箱主梁和桥面部分，所述边箱挑臂、所述边箱主梁和所述桥面部分的纵向均包含所述钢梁过渡段、所述结合部和所述混凝土梁过渡段。
22.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：1、本钢-混凝土结合段构造简单、设计合理，具有施工速度快，混凝土浇筑方便、施工质量高，传力明确的优点；2、能够有效地改善现有技术中的大跨径双边箱混合梁斜拉桥结合段边箱传力巨大导致的结合段构造复杂、承压板厚度大以及使用开孔板连接件孔中穿钢筋施工困难的缺点；3、本钢-混凝土结合段
能够很牢固地将主跨组合梁与边跨混凝土梁连接在一起，具有结构强度高、稳定性好，传力受力均衡温度的特点，由于本钢-混凝土结合段的受力合理、截面刚度与应力过渡平缓，因此其连接质量易于得到保证。
附图说明
23.图1为本实用新型一种用于大跨径双边箱混合梁斜拉桥的钢-混凝土结合段的俯视示意图；
24.图2为图1的a-a线剖视图；
25.图3为图1的b-b线剖视图；
26.图4为本实用新型结合部钢格室腹部的示意图；
27.图5为本实用新型非闭合型开孔肋板剪力连接件示意图；
28.图6为本实用新型变截面加强加劲肋的结构示意图；
29.图中：1、钢梁过渡段；2、结合部；3、混凝土梁过渡段；4、边箱挑臂；5、边箱主梁；6、桥面部分；1-1、变截面加强加劲肋；1-2、顶板；1-3、顶板u肋；1-4、顶板t肋；2-1、浇筑孔；2-2、开孔肋板；2-3、结合部钢格室腹板；2-4、承压板；2-5、焊钉剪力连接件；2-6、腹板开孔；2-7、连通孔；2-8、非闭合孔；3-1、混凝土梁过渡段横梁；3-2、预应力钢筋；d表示桥梁纵向。
具体实施方式
30.下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
31.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中间”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
32.实施例一：
33.如图1～5所示，一种用于大跨径双边箱混合梁斜拉桥的钢-混凝土结合段，所述钢-混凝土结合段的前端与主跨钢梁连接、后端与边跨混凝土梁连接，所述钢-混凝土结合段包括钢梁过渡段1、结合部2和混凝土梁过渡段3；
34.所述钢梁过渡段1为所述主跨钢梁伸入至钢-混凝土结合段内的节段，并在所述钢梁过渡段1的顶板、底板和腹板上设置有若干变截面加强加劲肋1-1，所述变截面加强加劲肋1-1的前端与所述主跨钢梁的顶板、底板、和腹板上的纵向加劲肋连接，所述变截面加强加劲肋1-1的后端与承压板2-4连接；所述承压板2-4朝向所述边跨混凝土梁的一侧浇筑有混凝土，所述承压板2-4与所述混凝土接触的钢表面上设置有多个焊钉剪力连接件2-5；
35.所述结合部2为钢格室与所述混凝土共同形成的组合截面节段，所述结合部内设有结合部钢格室腹板2-3和带非闭合孔2-8的开孔肋板2-2，所述结合部钢格室腹板2-3和所述开孔肋板2-2分别在开孔内穿过钢筋与钢格室内的混凝土形成剪力连接件；所述混凝土梁过渡段3为所述边跨混凝土梁伸入至钢-混凝土结合段内的节段，所述混凝土连过渡段内
设有横向连接的混凝土梁过渡段横梁3-1，以保证所述混凝土过渡段的整体强度。
36.本钢-混凝土结合段构造简单、设计合理，具有施工速度快，混凝土浇筑方便、施工质量高，传力明确的优点，从而能够有效地改善现有技术中的大跨径双边箱混合梁斜拉桥结合段边箱传力巨大导致的结合段构造复杂、承压板厚度大以及使用开孔板连接件孔中穿钢筋施工困难的缺点。
37.本钢-混凝土结合段，由于主跨钢梁的顶板、底板、腹板均延至钢-混凝土结合段内形成钢梁过渡段1，并在钢梁过渡段1的顶板、底板、腹板上设置变截面加强加劲肋1-1，在结合部钢格室腹板2-3上开孔并穿过钢筋与格室内混凝土形成剪力连接件，在格室内部设置多个带非闭合开孔肋板的型钢连接件，在钢梁过渡段1与结合部2相连的部位设置承压板2-4，因此该钢-混凝土结合段能够很牢固地将主跨组合梁与边跨混凝土梁连接在一起，具有结构强度高、稳定性好，传力受力均衡温度的特点。由于本钢-混凝土结合段的受力合理、截面刚度与应力过渡平缓，因此其连接质量易于得到保证。
38.进一步的，所述结合部2内还设有若干数量的预应力钢筋3-2，所述预应力钢筋3-2的一端连接至所述承压板2-4、另一端伸入所述混凝土梁过渡段3内。
39.所述预应力钢筋3-2的设置既能够起到整体的连接加固的作用，也能够抵消可能出现的拉应力，以保证钢与混凝土之间的粘结稳定性。
40.进一步的，所述主跨钢梁和所述边跨混凝土梁的截面形式均为双边箱型截面。
41.进一步的，所述变截面加强加劲肋1-1为u型内嵌t型、u型外接t型或u型外接双t型加劲肋中的一种。
42.进一步的，所述结合部2的内边箱由上、下、左、右多个所述钢格室组成，中部留有空间的非实心截面，所述结合部2的桥面部分由单层格室组成。
43.进一步的，所述结合部钢格室腹板2-3分别对应所述变截面加强加劲肋1-1设置。在钢格室中部没有设置腹板位置的钢梁过渡段也设置变截面加强加劲肋。
44.进一步的，所述混凝土梁过渡段3的边箱为实心截面，所述混凝土梁过渡段3的桥面部分的强度高于普通混凝土梁桥面部分的强度，并在此节段内设置横隔板。
45.进一步的，所述焊钉剪力连接件2-5的直径为20mm，长度为150mm，相邻所述焊钉剪力连接件的间距不超过300mm。所述焊钉剪力连接件能够提高所述承压板与混凝土的结合强度。
46.进一步的，所述结合部2的顶部预留有浇筑孔2-1和出气孔，所述结合部钢格室腹板2-3留有连通孔2-7。所述开孔肋板2-2上的非闭合孔2-8为圆孔的下方带有开口槽的结构，该圆孔与所述结合部钢格室腹板上的腹板开孔2-6是对应设置，通过该孔穿设钢筋并连接成型固定结构。
47.所述浇筑孔2-1便于现场浇筑混凝土，所述出气孔有利于快速排气，所述连通孔2-7能够让混凝土通过进入每个腹部隔开的空间中。
48.进一步的，从桥梁的横向看，依次包括边箱挑臂4、边箱主梁5和桥面部分6，所述边箱挑臂4、所述边箱主梁5和所述桥面部分6的纵向均包含所述钢梁过渡段1、所述结合部2和所述混凝土梁过渡段3。
49.实施例二：
50.本实施例提供了一种变截面加强加劲肋的结构。
51.如图6所示，所述变截面加强加劲肋1-1包括顶板1-2，所述顶板1-2的下方设有u形的顶板u肋1-3，所述顶板u肋1-3的下方设有顶板t肋1-4，所述顶板t肋1-4的的水平部分设置在下方，所述顶板t肋1-4的的竖向部分穿过所述顶板u肋1-3的中部并向上延伸与顶板1-2连接。所述顶板u肋1-3的两侧肋均为倾斜设置。
52.采用这种结构的变截面加强加劲肋具有较高的连接支撑强度，而且截面能够渐变，也就是所述顶板u肋1-3和所述顶板t肋1-4的的水平部分从侧面看是倾斜渐变设置的。
53.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。