一种钢桁拱桥拱脚钢‑‑混复合连接构造制造技术

本实用新型专利技术涉及一种钢桁拱桥拱脚钢‑‑混复合连接构造，由承压板格构和弦杆外预应力系统组成，其特征在于：所述的承压板格构包括承压板及带孔钢板；预应力系统包括预应力锚箱、预应力钢束、锚固扁担梁；承压板设计在拱肋弦杆的端部，承压板底部设计连接件，且连接件预埋于拱座混凝土中，连接件处设置若干纵向和横向的带孔钢板，带孔钢板的孔内设置纵向和横向钢筋，从而形成承压板格构；拱肋弦杆外设置预应力锚箱，预应力锚箱一侧与承压板相连，预应力钢束布置在拱肋弦杆周边，预应力钢束的张拉端设置在预应力锚箱的端部并穿过承压板，另一端预埋在混凝土拱座内并固定在锚固扁担梁上。本实用新型专利技术有效地将钢桁拱桥拱肋弦杆的结构内力传递至混凝土拱座基础，传力途径清晰、明确。

A steel truss arch bridge arch steel mixed composite connection structure

The utility model relates to a steel truss arch bridge arch steel mixed composite connection structure, comprising a bearing plate lattice composed of chord prestressed system, which is characterized in that the bearing plate grid structure comprises a bearing plate and a steel plate with hole; prestressed system including prestressed anchor box, prestressed steel beam and anchor pole beam at the end of the bearing plate; design of arch rib chord, bearing plate bottom design of connectors, and the connecting piece is embedded in concrete arch, several longitudinal and transverse steel plate with hole is provided with a connecting piece, a steel plate with hole hole is arranged in the longitudinal and transverse reinforcement, formed from the bearing plate of prestressed lattice; the anchor rod is arranged outside the box arch rib, prestressed anchor box side connected with the bearing plate, the arrangement of prestressed tendons in arch rib chord around prestressed steel beam tension set at the end of the prestressed anchor box and through the bearing plate, the other One end embedded in the concrete abutments and fixed on the anchor pole beam. The utility model effectively the structure internal force of steel truss arch bridge arch rib chord is transferred to the concrete abutment foundation, the force transmission route is clear.

【技术实现步骤摘要】
一种钢桁拱桥拱脚钢--混复合连接构造
本技术涉及一种钢桁拱桥拱脚与混凝土拱座的复合式连接构造，属于桥梁工程建筑领域。
技术介绍
有推力钢桁拱桥拱脚处弦杆断面承受较大的轴力及弯矩，拱脚钢与混凝土拱座的连接构造需要将拱桁杆件的内力传递至拱座基础。对于大跨度钢桁架拱桥，现有的拱脚钢与混凝土拱座的连接基本采用埋入式构造，即将一定长度的主桁杆件深入到拱座内，通过在杆件侧壁设置剪力钉与拱座混凝土结合，拱桁杆件的轴力通过杆件与拱座混凝土的摩擦、剪力钉的剪力传递给混凝土拱座，拱桁杆件的弯矩通过剪力钉的抗拔、抗剪传递给混凝土拱座，该连接方式可靠性好。埋入式构造在拱桁杆件与拱座连接界面上刚度突变，主桁杆件埋入拱座的部分形成钢-混混合结构，受力模式不清晰，传力途径不明确，埋入段范围的拱座砼应力场复杂，运营期砼易开裂，埋入段构造尺寸较大也会增加拱座砼的浇筑难度。根据钢桁拱桥拱脚处弦杆小偏心受压构件的特点，结合现有广泛采用的埋入式连接构造的缺点，提出一种受力模式清晰、传力途径明确、施工工艺简单、结构可靠度高的新连接方式显得非常必要。
技术实现思路
本技术的目的为了克服现有技术存在缺点及问题，提供一种钢桁拱桥拱脚钢--混复合连接构造，本技术采用承压板格构+弦杆外预应力的技术方案。根据钢桁拱桥拱脚处弦杆小偏心受压构件的特点，避免采用传统的钢－混混合结构，选择采用钢-混复合连接构造，该连接方式受力模式清晰、传力途径明确、施工工艺简单，对小偏心受压构件而言结构可靠度高。本技术的技术方案为：一种钢桁拱桥拱脚钢--混复合连接构造，由承压板格构和弦杆外预应力系统组成，其特征在于：所述的承压板格构包括承压板及带孔钢板；预应力系统包括预应力锚箱、预应力钢束、锚固扁担梁；承压板设计在拱肋弦杆的端部，承压板底部设计连接件，且连接件预埋于拱座混凝土中，连接件处设置若干纵向和横向的带孔钢板，带孔钢板的孔内设置纵向和横向钢筋，从而形成承压板格构；拱肋弦杆外设置预应力锚箱，预应力锚箱一侧与承压板相连，预应力钢束布置在拱肋弦杆周边，预应力钢束的张拉端设置在预应力锚箱的端部并穿过承压板，另一端预埋在混凝土拱座内并固定在锚固扁担梁上。所述的带孔钢板的孔内布置加强钢筋网片。承压板格构主要传递拱肋的轴力，钢桁拱桥的拱肋弦杆受力以轴力为主，通过设置承压钢板，承压钢板下设置带纵向和横向钢筋及加强钢筋网片的带孔钢板，使拱肋弦杆轴力在一个大平面上直接扩散到混凝土拱座上，保证了拱肋弦杆轴力的平顺传递。拱肋弦杆的弯矩通过弦杆外部的预应力平衡，为了增大预应力的作用力矩，预应力钢束优先布置在拱肋弦杆外侧，拱肋弦杆顶、底板的预应力平衡弦杆平面内的竖向弯矩，弦杆腹板外的预应力平衡弦杆平面外的横向弯矩。为对预应力进行有效张拉，同时考虑拱肋弦杆至拱座轴向刚度的过渡，选择采用锚箱式构造。为保证预应力锚固的可靠，预应力锚固端采用扁担梁，埋置于混凝土拱座内。为提高预应力的效率，预应力优先选用大直径钢拉杆。通过采用钢-混复合连接构造，弦杆轴力通过承压板格构传递至混凝土拱座，弦杆弯矩通过弦杆外预应力平衡，有效解决了弦杆内力传递的问题，受力模式清晰，传力途径明确，可实现在方案阶段手算的可能，避免了用有限元去反复分析论证的过程，也规避了埋入式构造在弦杆与拱座界面上的刚度突变、受力复杂而难以准确分析的固有缺点。钢-混复合连接构造与拱脚弦杆合并设置，预应力的张拉在弦杆外侧进行，无需在弦杆内部的狭小空间浇筑混凝土，施工便利，施工质量可以得到可靠保证。钢-混复合连接构造充分发挥了钢结构和混凝土结构各自的材料优点，施工制造简单，内力传递清晰，其结构新颖、特点突出。本技术有效地将钢桁拱桥拱肋弦杆的结构内力传递至混凝土拱座基础，传力途径清晰、明确。附图说明图1为钢桁拱桥拱脚钢--混复合连接构造总体布置图。图2为本技术的拱脚钢-混复合连接构造图。图3为图2的1－1视图。具体实施方式下面结合实施例和附图对本技术进一步说明。图1为钢桁拱桥拱脚钢--混复合连接构造总体布置图，图中1－拱座首次浇注混凝土；2－拱座二次浇注混凝土；3－拱肋上弦杆；4－拱肋下弦杆；5－拱座铰；6－拱脚钢-混复合连接。拱脚复合连接构造6分为拱肋上弦3、拱肋下弦4复合连接构造。为主桁初始安装的几个节段时悬臂结构能进行转角调整，拱脚设置了施工临时铰5，初始施工时由拱脚铰传递内力至拱座，至设计要求时转换至上、下弦杆复合连接构造6传递拱桁内力至拱座，为此拱座混凝土设置二次浇注，封固拱脚铰并完成复合连接构造施工。如图2、图3所示，本技术由承压板格构和弦杆外预应力系统组成，其特征在于：所述的承压板格构包括承压板9及带孔钢板11；预应力系统包括预应力锚箱8、预应力钢束12、锚固扁担梁13；承压板9设计在拱肋弦杆7的端部，承压板9底部设计连接件，且连接件预埋于拱座10混凝土中，连接件处设置若干纵向和横向的带孔钢板11，带孔钢板11的孔内设置纵向和横向钢筋及加强钢筋网片，从而形成承压板格构14；拱肋弦杆7外设置预应力锚箱8，预应力锚箱8一侧与承压板9相连，预应力钢束12布置在拱肋弦杆7周边，预应力钢束12的张拉端设置在预应力锚箱8的端部并穿过承压板9，另一端预埋在混凝土拱座10内并固定在锚固扁担梁13上。承压板格构主要传递拱肋的轴力，钢桁拱桥的拱肋弦杆受力以轴力为主，通过设置承压钢板，承压钢板下设置带纵向和横向钢筋及加强钢筋网片的带孔钢板，使拱肋弦杆轴力在一个大平面上直接扩散到混凝土拱座上，保证了拱肋弦杆轴力的平顺传递。拱肋弦杆的弯矩通过弦杆外部的预应力平衡，为了增大预应力的作用力矩，预应力钢束优先布置在拱肋弦杆外侧，拱肋弦杆顶、底板的预应力平衡弦杆平面内的竖向弯矩，弦杆腹板外的预应力平衡弦杆平面外的横向弯矩。为对预应力进行有效张拉，同时考虑拱肋弦杆至拱座轴向刚度的过渡，选择采用锚箱式构造。为保证预应力锚固的可靠，预应力锚固端采用扁担梁，埋置于混凝土拱座内。为提高预应力的效率，预应力优先选用大直径钢拉杆。实施例：该实施例为一座主跨519m(计算跨径)钢桁架拱桥，主桥结构体系采用全推力中承式无铰拱，根据本桥钢桁架无铰拱的受力特点，拱脚连接构造采用钢-混复合连接构造6。钢桁拱桥弦杆7及预应力锚箱8材料采用Q420qE，承压板格构件14的承压板9和带孔钢板11采用Q345qD，预应力钢束12采用屈服强度不低于835MPa的钢拉杆。桁架拱桥上、下弦杆(3、4)采用箱形截面，箱形截面内轮廓尺寸为1600mm(箱宽)×1800mm(箱高)，弦杆顶、底、腹板各设2道纵向加劲肋；承压板9板厚200mm，承压板拱座侧设置纵向和横向的带孔钢板11，孔内设置纵向和横向钢筋，以帮助承压板和混凝土拱座形成一个整体，并扩散弦杆的轴力至拱座基础内；预应力按弦杆内、外侧的空间，分别锚固于预应力锚箱8和承压板9上，预应力锚箱8结构根据预应力张拉吨位确定结构尺寸和板厚，预应力锚箱8内灌注不干性防腐蚀材料保护预应力，预应力钢束12的锚固端设置扁担梁13上，帮助将预拉力传递至混凝土拱座内部；预应力可采用预应力钢铰线、钢丝和钢拉杆，本实施例采用预应力钢拉杆，钢拉杆直径为115mm、130mm，预应力钢拉杆具有截面面积大、张拉吨位大、锚具小的特点。设置预应力的主要目的在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢桁拱桥拱脚钢‑‑混复合连接构造，由承压板格构和弦杆外预应力系统组成，其特征在于：所述的承压板格构包括承压板及带孔钢板；预应力系统包括预应力锚箱、预应力钢束、锚固扁担梁；承压板设计在拱肋弦杆的端部，承压板底部设计连接件，且连接件预埋于拱座混凝土中，连接件处设置若干纵向和横向的带孔钢板，带孔钢板的孔内设置纵向和横向钢筋，从而形成承压板格构；拱肋弦杆外设置预应力锚箱，预应力锚箱一侧与承压板相连，预应力钢束布置在拱肋弦杆周边，预应力钢束的张拉端设置在预应力锚箱的端部并穿过承压板，另一端预埋在混凝土拱座内并固定在锚固扁担梁上。

【技术特征摘要】
1.一种钢桁拱桥拱脚钢--混复合连接构造，由承压板格构和弦杆外预应力系统组成，其特征在于：所述的承压板格构包括承压板及带孔钢板；预应力系统包括预应力锚箱、预应力钢束、锚固扁担梁；承压板设计在拱肋弦杆的端部，承压板底部设计连接件，且连接件预埋于拱座混凝土中，连接件处设置若干纵向和横向的带孔钢板，带孔钢板的孔内设置纵向和横向...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹建辉，张铭，张家元，魏奇芬，
申请(专利权)人：湖北省交通规划设计院股份有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北,42