一种新型钢箱梁及钢-砼组合梁结构制造技术

本发明专利技术提供了一种新型钢箱梁及钢‑砼组合梁结构，包括主梁、横梁、主梁横隔板，主梁包括双扁箱结构，所述双扁箱的两个箱体之间垂直架设多个横梁，横梁包括小横梁、端横梁、中支点横梁，多个小横梁位于端横梁和中支点横梁之间；主梁横隔板位于双扁箱内并与横梁平行或与横梁在同一平面。本发明专利技术的新型钢箱梁采用双扁箱结构，可以有效降低梁体高度，尤其适合立交匝道小半径曲线（R≥50米）且梁高有限制之处。新型混凝土行车道板系板底采用钢板代替钢筋承担纵横向受力，可以在加工厂完成匝道分叉口整体变宽过渡，便于施工且利于结构受力。

A new type of steel box beam and steel-concrete composite beam structure

【技术实现步骤摘要】
一种新型钢箱梁及钢-砼组合梁结构
本专利技术涉及桥梁工程
，特别涉及一种新型钢箱梁及钢-砼组合梁结构。
技术介绍
钢结构具有自重轻、材质均匀、质量稳定、易于工厂化制造、装配化施工、便于回收利用等优点，为世界桥梁界所推崇。我国过去受经济社会发展水平和钢材产能制约，钢结构桥梁主要用于特大跨径桥梁。随着钢铁产能的提高和钢结构桥梁建设技术的进步，以及国家推进供给侧结构性改革和“创新、协调、绿色、开放、共享”新发展理念的提出，推进钢结构桥梁建设已成为行业共识。随着钢铁产能的提高和钢结构桥梁建设技术的进步，我国已经具备了推广钢结构桥梁的物质基础和技术条件。然而目前一箱多室钢箱梁用钢量大，造价较高，相比混凝土桥没有优势，鉴于此，本专利技术提供的新型双扁箱梁结构简单，用钢梁较少，经济性能好，且吊装、施工方便，相对于现浇混凝土和预应力混凝土梁双扁钢箱梁跨越能力较大，可以有效减少墩间临时支架，有效减少桥墩数量达40%以上，有效优化下部结构空间，美化桥下景观。所述混凝土行车道板系底部采用钢板代替钢筋，钢板既作为底模又代替钢筋承担纵横向受力，较传统方式施工极为简便，大大缩短了施工工期。本专利技术提出的双扁箱梁结构考虑了互通立交匝道小半径曲线要求，新型双扁箱结构还可以有效降低梁体高度。计算过程中突破了现有规范，采用米塞斯强度理论进行结构设计及计算，其经济性优于现浇混凝土梁和预应力混凝土梁。
技术实现思路
本专利技术目的在于利用上述结构，优化现有钢箱梁结构及现有混凝土行车道板系，提供了一种新型钢箱梁及钢-砼组合梁结构。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种新型钢箱梁及钢-砼组合梁结构，包括主梁、横梁、主梁横隔板，所述主梁包括双扁箱结构，所述双扁箱的两个箱体之间垂直架设多个横梁，所述横梁包括小横梁、端横梁、中支点横梁，多个小横梁位于端横梁和中支点横梁之间；所述主梁横隔板位于双扁箱内并与横梁平行或与横梁在同一平面。通过上述方案，双扁箱因其扁平型的结构，整体上可以使得主梁的高度降低，可以减少用钢量，而且自重轻；另外，由于桥跨比较长，相对每个箱式的横向连接非常微弱，所以要设置横梁，双扁箱的两个箱体之间连接多个横梁可以防止主梁侧倾失稳，起到荷载分配的作用，多个横梁垂直架设在两个箱体之间，这样的设置相比其他设置方式，横梁的长度最短，一方面能提高稳定性，另一方面也节省了横梁的材料；主梁横隔板是为了增强横向刚度而在梁之间设置的构件，它对桥梁上分布的活荷载起作用。钢箱梁的各个方向的稳定性越高，在达到较长的跨越能力时稳定性仍然能够很好的保持，从而减少墩柱的数量。优选的，所述主梁横隔板包括c型横隔板、c＇型横隔板、d型横隔板和d＇型横隔板，中支点横梁主梁横隔板、端横梁主梁横隔板；所述c型横隔板和c＇型横隔板为加强型横隔板，中间掏方形人孔；所述d型横隔板和d＇型横隔板为构造性横隔板，中间人孔为矩形，所述d＇型横隔板对应底板加劲肋处有多个开槽，其开槽数多于d形横隔板；所述中支点横梁主梁横隔板和端横梁主梁横隔板不开人孔，所述中支点横梁主梁横隔板设置了顶底板加劲肋开槽。通过上述方案，主梁横隔板设置多种类型，每种类型主梁横隔板的结构不同，防止对应位置的主梁产生畸变，进一步保持主梁的稳定；较多数量横隔板的钢箱梁在集中荷载作用下的畸变效应和刚性扭转效应优于混凝土箱梁，不容易产生扭转和震动。优选的，所述小横梁包括小横梁上翼缘板、小横梁腹板、小横梁下翼缘板，所述小横梁腹板位于小横梁上翼缘板和小横梁下翼缘板之间，且与小横梁上翼缘板和小横梁下翼缘板垂直，所述小横梁处主梁横隔板采用c型横隔板,所述c型横隔板垂直于小横梁上翼缘板和小横梁下翼缘板且与小横梁腹板在同一平面。通过上述方案，小横梁腹板与上下翼缘板的设置形成一个“工”字形小横梁结构，该结构提高抵抗剪力，也承担部分弯矩，小横梁是双扁箱连接的主要纽带，如果小横梁的稳定性提高，也能够加强双扁箱主梁的稳定性；小横梁处主梁横隔板采用c型横隔板，c型横隔板位于双扁箱箱体内，成为与小横梁对应的主梁横隔板，c型横隔板与小横梁配合，再与箱体的加劲肋配合，固定成为一体，能使小横梁和双扁箱整体的稳定性增强。优选的，所述端横梁包括端横梁上翼缘板、端横梁下翼缘板、端横梁腹板、端横梁加劲板，所述端横梁腹板位于端横梁上翼缘板和端横梁下翼缘板之间且垂直于二者，端横梁加劲板位于端横梁上翼缘板和端横梁下翼缘板之间且与端横梁上翼缘板、端横梁下翼缘板、端横梁腹板垂直,所述端横梁与双扁箱连接处为端横梁主梁横隔板。通过上述方案，端横梁的结构采用“工”字形横隔板后，再利用端横梁加劲板提高端横梁自身的稳定性；而端横梁是桥墩处的横梁，端横梁的结构设置以及连接端横梁主梁横隔板的主要作用是承受并起到一部分分散“纵梁”上的负荷。优选的，所述中支点横梁包括中支点横梁上翼缘板和中支点横梁下翼缘板、中支点横梁腹板、中支点横梁加劲板，所述中支点横梁腹板位于中支点横梁上翼缘板和中支点横梁下翼缘板之间且垂直于二者，中支点横梁加劲板位于中支点横梁上翼缘板和中支点横梁下翼缘板之间且与中支点横梁上翼缘板，中支点横梁下翼缘板、中支点横梁腹板垂直，所述中支点横梁与双扁箱连接处为中支点主梁横隔板。通过上述方案，中支点横梁的结构端横梁的结构相同，都是为了保证梁体稳定性，分散负荷。优选的，所述端横梁和小横梁之间的主梁横隔板为c´型横隔板；所述中支点横梁和小横梁之间的主梁横隔板为d´型横隔板，所述小横梁处c型横隔板之间设有d形横隔板。通过上述方案，根据位置的不同，主梁横隔板的结构不同，这种不同的结构对应在不同的位置是根据结构力学计算布置，使得主梁横隔板与横梁、箱体最终形成的钢箱梁结构稳定性更高。优选的，所述双扁箱结构每个箱室包含顶板、底板、腹板、腹板加劲肋，顶板加劲肋，底板加劲肋，腹板位于顶板与底板之间且垂直于二者，顶板加劲肋位于顶板下方且垂直于顶板，底板加劲肋位于底板上且垂直于底板，腹板加劲肋垂直于腹板。通过上述方案，钢箱梁的箱室设顶板加劲肋、底板加劲肋、腹板加劲肋主要是由于板较薄,容易局部失稳。通过各个方向的加劲肋可以均匀分散外力，避免箱室局部的变形，这种结构的箱室作为主梁整体上更牢固。优选的，该结构还包括混凝土行车道板系，所述混凝土行车道板系底部采用底部钢板代替钢筋承担纵横向受力，所述混凝土行车道板系顶部设置钢筋网，混凝土行车道板系和所述双扁钢箱梁之间设置连接件。通过上述方案，混凝土行车道板系底部采用钢板代替钢筋，采用米塞斯强度理论验算完全可行，且底部钢板作为底模，施工更加便捷快速，同时在主线和匝道分叉处，底部钢板可以一次成型，施工便捷且具有良好的受力性能。优选的，所述混凝土行车道板系与双扁钢箱梁之间设置剪力钉作为连接结构。通过上述方案，剪力钉的主要作用是将混凝土行车道板系与双扁钢箱梁之间连接成为一体，传递混凝土行车道板系与双扁钢箱梁之间的纵向剪力且避免两者的分离。剪力钉的布置同时考虑桥梁横桥向和纵桥向受力采用勾股定理进行设计。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术的新型钢本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型钢箱梁及钢-砼组合梁结构，包括主梁、横梁、主梁横隔板（18），其特征在于：所述主梁包括双扁箱结构，所述双扁箱的两个箱体之间垂直架设多个横梁，所述横梁包括小横梁（15）、端横梁（17）、中支点横梁（16），多个小横梁（15）位于端横梁（17）和中支点横梁（16）之间；所述主梁横隔板（18）位于双扁箱内并与横梁平行或与横梁在同一平面。/n

【技术特征摘要】
1.一种新型钢箱梁及钢-砼组合梁结构，包括主梁、横梁、主梁横隔板（18），其特征在于：所述主梁包括双扁箱结构，所述双扁箱的两个箱体之间垂直架设多个横梁，所述横梁包括小横梁（15）、端横梁（17）、中支点横梁（16），多个小横梁（15）位于端横梁（17）和中支点横梁（16）之间；所述主梁横隔板（18）位于双扁箱内并与横梁平行或与横梁在同一平面。


2.根据权利要求1所述的一种新型钢箱梁及钢-砼组合梁结构，其特征在于：所述主梁横隔板（18）包括c型横隔板（181）、c＇型横隔板（182）、d型横隔板(183)和d＇型横隔板(184)、中支点横梁主梁横隔板（185）、端横梁主梁横隔板（186）；
所述c型横隔板（181）和c＇型横隔板（182）为加强型横隔板，中间掏方形人孔；所述d型横隔板(183)和d＇型横隔板(184)为构造性横隔板，中间人孔为矩形；所述d＇型横隔板(184)对应底板加劲肋处有多个开槽，其开槽数多于d形横隔板（183）；
所述中支点横梁主梁横隔板（185）和端横梁主梁横隔板（186）不开人孔，所述中支点横梁主梁横隔板（185）设置了顶底板加劲肋开槽。


3.根据权利要求2所述的一种新型钢箱梁及钢-砼组合梁结构，其特征在于：所述小横梁（15）包括小横梁上翼缘板（4）、小横梁腹板（6）、小横梁下翼缘板（5），所述小横梁腹板（6）位于小横梁上翼缘板（4）和小横梁下翼缘板（5）之间，且与小横梁上翼缘板（4）和小横梁下翼缘板（5）垂直，所述小横梁（15）处主梁横隔板（18）采用c型横隔板（181）,所述c型横隔板（181）垂直于小横梁上翼缘板（4）和小横梁下翼缘板（5）且与小横梁腹板（6）在同一平面。


4.根据权利要求2所述的一种新型钢箱梁及钢-砼组合梁结构，其特征在于：所述端横梁（17）包括端横梁上翼缘板（7）、端横梁下翼缘板（8）、端横梁腹板（9）、端横梁加劲板（10），所述端横梁腹板（9）位于端横梁上翼缘板（7）和端横梁下翼缘板（8）之间且垂直于二者，端横梁加劲板（10）位于端横梁上翼缘板（7）和端横梁下翼缘板（8）之间且与端横梁上翼缘板（7）、端横梁下翼缘板（...

【专利技术属性】
技术研发人员：马保林，杨欣，袁春莉，牛永喆，王志祥，陈娜，
申请(专利权)人：陕西省交通规划设计研究院，
类型：发明
国别省市：陕西;61