应用于独塔自锚式悬索桥的主梁制造技术

本发明专利技术公开了一种应用于独塔自锚式悬索桥的主梁，它包括位于悬索桥主跨部的钢加劲梁以及位于边跨部和锚跨部的混凝土加劲梁，所述钢加劲梁和混凝土加劲梁通过钢混结合部连接过渡，钢混结合部处的混凝土加劲梁外包有承压钢板，承压钢板与钢混结合部处的钢加劲梁固接。本发明专利技术是一种结构简单、既能满足独塔自锚式悬索桥的施工效率要求、又能满足桥梁受力强度要求、且经济性相对较高的应用于独塔自锚式悬索桥的主梁。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于桥梁工程领域，尤其涉及一种应用于独塔自锚式悬索桥的主梁。
技术介绍
目前，在200～600m跨度范围内的桥梁较多采用斜拉桥结构和拱式结构，随着技术的进步，在这一领域出现了自锚式悬索桥的结构形式以作为补充。在地基承载能力较差、有通航要求的跨江(河)的地方建桥，如采用斜拉桥结构，由于斜拉桥需要较大跨径边跨进行平衡，造价较高；如采用拱式结构桥梁，则采用无推力拱同样也必须采用较大边跨进行平衡，如采用有推力拱，则必须修建庞大的基础，造价高而且不利于环境保护。相比之下，自锚式悬索桥兼有以上两种结构的优点而避免了两种结构的不足，具有较大竞争优势。由于在悬索桥中，桥面重量和车辆等荷载都是通过与吊杆(索)相连的主缆传递给索塔和主缆两端的锚碇，而自锚式悬索桥的主缆直接拉在桥两端的主梁上，让主缆两端的水平力互相抵消，这样相比于与地锚式悬索桥，自锚式悬索桥取消了大体积的锚碇施工，节省了工程造价，但自锚式悬索桥的主梁也需承受更大的压应力。在经济性更高、景观效果更好的独塔自锚式悬索桥中，对主梁的强度要求也更高，为此需要对主梁的结构进行一系列改进以满足自锚式悬索桥，尤其是独塔自锚式悬索桥的强度要求和安全性要求。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题就在于针对现有技术存在的技术问题，本专利技术提供一种结构简单、既能满足独塔自锚式悬索桥的施工效率要求、又能满足桥梁受力强度要求、且经济性相对较高的应用于独塔自锚式悬索桥的主梁。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为一种应用于独塔自锚式悬索桥的主梁，其特征在于它包括位于悬索桥主跨部的钢加劲梁以及位于边跨部和锚跨部的混凝土加劲梁，所述钢加劲梁和混凝土加劲梁通过钢混结合部连接过渡，钢混结合部处的混凝土加劲梁外包有承压钢板，承压钢板与钢混结合部处的钢加劲梁固接。所述钢混结合部处钢加劲梁内设有横隔板。所述钢加劲梁内部沿纵向设有纵梁，纵梁位于钢加劲梁内顶板与底板之间，所述纵梁内沿纵向铺设有纵向加劲板，纵梁内沿横向铺设有横向加劲板。所述纵梁与钢加劲梁的底板之间设有梁底加劲件，所述梁底加劲件包括纵向加劲钢板和横向加劲钢板，纵向加劲钢板沿纵向铺设于纵梁与钢加劲梁的底板之间，纵向加劲钢板上间隔布置有横向加劲钢板。所述钢混结合部处内部设有用来连接钢加劲梁和混凝土加劲梁的PBL剪力连接件和栓钉，所述PBL剪力连接件为设置于钢加劲梁的底板、顶板以及腹板延伸段设置的传剪肋条，传剪肋条上开设有孔，孔内插设有钢筋，所述栓钉装设于承压钢板上。所述钢混结合部处钢加劲梁内底板、顶板以及腹板上均设有U型肋，U型肋上设有π型加劲肋。与现有技术相比，本专利技术的优点就在于1、本专利技术的应用于独塔自锚式悬索桥的主梁，在独塔自锚式悬索桥的主跨部采用钢加劲梁架设，在小跨径边跨和锚跨部分采用混凝土加劲梁架设，这使得主梁的整体造价大大降低，两种材料的性能和优势都得到充分利用，比单纯使用昂贵钢材的加劲梁更加节省、成本更小，同时还能够承受更大的压应力，经济效益非常可观；2、本专利技术的应用于独塔自锚式悬索桥的主梁，在钢混结合部设置了剪力连接件和预应力连接件用来连接钢加劲梁和混凝土加劲梁，实现了两种材料在钢混结合部受力的平缓传递和刚度过渡，满足了力在加劲梁中传递的顺畅性和连续性，避免了出现应力集中和折角，从而解决了连接钢加劲梁和混凝土加劲梁的钢混结合部容易发生刚度突变的弱点；3、本专利技术的应用于独塔自锚式悬索桥的主梁，在钢混结合部混凝土梁段外包有承压钢板，承压钢板与钢混结合部内的钢箱梁固接，这使得混凝土加劲梁、钢混结合部和钢加劲梁形成一个整体以承受外部荷载。在钢混混结合部的钢箱梁段内增设横隔板，以增加钢混结合部内钢箱梁的刚度，从而能够有效防止钢混结合部出现应力集中，保证力传递的顺畅性；4、本专利技术的应用于独塔自锚式悬索桥的主梁，通过在钢加劲梁内设置纵梁，使得钢加劲梁顶底板的应力能较为均匀的分布，主缆的水平力也可通过锚跨直接传到纵梁上。纵梁自身采用由纵向加劲板和横向加劲板组成的格子板加强，可以提高纵梁的稳定性。另外，纵梁在横向布置上的适当间距，还可以减小钢加劲梁在顶推施工过程中的横向变形和横向受力；本专利技术进一步在钢加劲梁内设置梁底加劲件，以降低钢加劲梁顶推施工过程中的局部压应力，防止钢加劲梁底板局部失稳，满足钢加劲梁连续滑行的需要。附图说明图1是本专利技术应用于独塔自锚式悬索桥的整体结构示意图；图2是本专利技术中钢混结合部的结构示意图；图3是本专利技术中钢加劲梁的结构示意图；图4是钢加劲梁内纵梁的结构示意图。图例说明1、主缆2、索塔3、主梁31、钢加劲梁32、混凝土加劲梁 33、钢混结合部4、吊杆5、PBL剪力连接件51、栓钉 61、承压钢板62、U型肋 63、π型加劲肋64、横隔板 7、纵梁71、纵向加劲板 72、横向加劲板8、梁底加劲件 81、纵向加劲钢板82、横向加劲钢板具体实施方式以下将结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细说明。参见图1、图2、图3和图4所示，一般的独塔自锚式悬索桥包括一个索塔2以及主缆1、主梁3和吊杆4，主缆1的中部支承于索塔2的顶部，主缆1的两端固定于主梁3上，主梁1通过吊杆4悬吊于主缆1的下方。本专利技术的应用于独塔自锚式悬索桥的主梁，它包括位于悬索桥主跨部的钢加劲梁31以及位于边跨部和锚跨部的混凝土加劲梁32，所述钢加劲梁31和混凝土加劲梁32通过钢混结合部33连接过渡，钢混结合部33处的混凝土加劲梁32外包有承压钢板61，承压钢板61与钢混结合部33处的钢加劲梁31固接。主缆1的水平轴力在钢混结合部33处通过连接件由混凝土加劲梁32非常顺畅的传至承压钢板61，并由承压钢板61通过钢混结合部33内的钢箱梁传至钢加劲梁31。由于承压钢板61与钢加劲梁31直接焊接，这使得混凝土加劲梁32、钢混结合部33和钢加劲梁31形成一个整体以承受外部荷载。在较佳实施例中，钢混结合部33处钢加劲梁31内设有横隔板64，横隔板64在钢混结合部33内的间距相比钢加劲梁31标准节段内的间距缩短了二分之一。同时，对钢加劲梁31顶板、底板和腹板也进行了局部加厚，将作用应力控制在疲劳限值以内。钢加劲梁31内部沿纵向设有纵梁7，纵梁7位于钢加劲梁31内顶板与底板之间，所述纵梁7内沿纵向铺设有纵向加劲板71，纵梁71内沿横向铺设有横向加劲板72。纵梁7与钢加劲梁31的底板之间设有梁底加劲件8，所述梁底加劲件8包括纵向加劲钢板81和横向加劲钢板82，纵向加劲钢板81沿纵向铺设于纵梁7与钢加劲梁31的底板之间，纵向加劲钢板81上间隔布置有横向加劲钢板82。纵梁7的布置可以使钢加劲梁31顶板、底板应力较为均匀的分布，主缆1的水平力通过锚跨也可以直接传到钢加劲梁31的纵梁7上。纵梁7自身采用的由纵向加劲板71、横向加劲板72组成的格子板加强，以提高纵梁7的稳定性。另外，如果对钢加劲梁31采取顶推法进行施工，那纵梁7在横向布置上的适当间距还可以减小钢加劲梁31在顶推施工过程中的横向变形和横向受力。若采用顶推法对钢加劲梁31进行施工，那么在施工过程中，当钢加劲梁31的悬臂长度超过一定范围后梁的挠度会迅速增大，支座处转角也增大，支座与梁的接触面积迅速减小，梁底局部应力迅速增高，梁的局部稳定问题突出。为了适应对钢加劲梁31可能采取的顶推施工方法，如图3所示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用于独塔自锚式悬索桥的主梁，其特征在于：它包括位于悬索桥主跨部的钢加劲梁（３１）以及位于边跨部和锚跨部的混凝土加劲梁（３２），所述钢加劲梁（３１）和混凝土加劲梁（３２）通过钢混结合部（３３）连接过渡，钢混结合部（３３）处的混凝土加劲梁（３２）外包有承压钢板（６１），承压钢板（６１）与钢混结合部（３３）处的钢加劲梁（３１）固接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡建华，向建军，廖建宏，张贵明，蒲怀仁，程丽娟，
申请(专利权)人：湖南省交通规划勘察设计院，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]