一种大跨径钢混组合桥梁结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种大跨径钢混组合桥梁结构，它解决了现有技术中桥梁跨度受限，桥梁的整体用钢量较大的问题，具有能够实现工厂预制，节省工期，节约用钢量的有益效果，其方案如下：一种大跨径钢混组合桥梁结构，包括钢主梁，包括能够拼装的多段，钢主梁在宽度方向采用箱型断面结构，箱型断面结构的两侧均设置与箱型断面结构连接的外纵梁；混凝土桥面板，设于钢主梁顶部，且混凝土桥面板与钢主梁连接；桥墩，桥墩与钢主梁之间设置钢斜撑。

A long-span steel-concrete composite bridge structure

【技术实现步骤摘要】
一种大跨径钢混组合桥梁结构
本技术涉及桥梁结构领域，特别是涉及一种大跨径钢混组合桥梁结构。
技术介绍
钢混组合桥梁，就是由钢材和混凝土组合而成的桥梁。组合桥梁的关键在于“组合”，即采取行之有效的措施使得混凝土桥面板和钢主梁能够协同工作。截止目前，据统计，我国桥梁总数超过百万座，而钢桥总数量不足万座，占比不到1％。而在法国，钢桥、钢混组合桥梁占桥梁总量的85％，日本的这个比例约为50％，美国为30％。这个差距表明，我国钢结构桥梁的发展还有很大的提升空间。2010年以来，随着我国经济实力的增强、钢材制造能力和水平的不断提高，钢桥特别是钢混组合结构桥梁得到了快速发展。特别是国家交通运输部2016年发布《交通运输部关于推进公路钢结构桥梁建设的指导意见》(交公路发(2016)115号)以来，由于中小跨径的钢混组合结构桥梁具有施工速度快、节能环保等诸多优点，在多个省份、多条高速或者城市道路上得到广泛应用。目前，多个省份编制了中小跨径钢混组合梁桥通用图，跨径从30～80米，一般为等高梁方案，主梁高度在2.5～4米，主梁结构型式有工字钢板梁、小钢箱主梁等，为钢混组合结构桥梁的进一步发展奠定了基础。目前，国内钢混组合梁的最大跨径为120米，主梁在立面上一般采用变截面方案，支点处由于弯矩较大梁高会大些，跨中处弯矩较小，梁高会小些。当钢混组合梁跨径进一步增大时，墩顶处梁高需进一步加高，其高度一般在7.5米以上，钢结构的稳定问题会成为设计的控制因素，需要配置大量的加劲肋，不仅增加了制造难度，且桥梁的用钢量急剧增大，降低了桥梁的经济性。随着我国大跨度桥梁建设需求的不断增长，结构受力能满足规范要求、经济性能好且可以快速建成的大跨度钢混组合桥梁结构的设计不仅迫在眉睫，对于推动我国土木工程专业别是钢桥行业的发展也具有重要作用。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本技术提供了一种大跨径钢混组合桥梁结构，能够实现主跨跨度在120～220米的桥梁建设，整体结构能够便于施工，而且施工质量得到有效控制。一种大跨径钢混组合桥梁结构的具体方案如下：一种大跨径钢混组合桥梁结构，包括：钢主梁，包括能够拼装的多段，钢主梁在宽度方向采用箱型断面结构，箱型断面结构的两侧均设置与箱型断面结构连接的外纵梁；混凝土桥面板，设于钢主梁顶部，且混凝土桥面板与钢主梁连接；桥墩，桥墩与钢主梁之间设置钢斜撑。上述的大跨径钢混组合桥梁结构，通过箱型断面结构配合钢斜撑的设置，钢斜撑具有竖向支撑作用，且能降低钢主梁弯矩，有效提高桥梁结构的整体稳定性，而且通过外纵梁的设置，可增大桥梁的宽幅，这样通过钢主梁与混凝土桥面板的配合，能实现大跨径宽幅桥梁结构的建设。进一步地，所述钢斜撑设于所述桥墩的两侧，每一桥墩的两侧均设置钢斜撑；进一步，所述箱型断面结构、外纵梁和钢斜撑均为预制件(工厂预制件)，这样可在现场直接进行吊装拼接，大大方便了施工，而且混凝土桥面板可以是工厂预制件或者在现场进行浇筑。进一步地，为了进一步降低桥梁弯矩，所述钢主梁边跨跨径为钢主梁主跨跨径的0.55～0.65倍，钢斜撑水平跨度为钢主梁主跨跨径的0.15～0.25倍，钢斜撑高度为钢主梁主跨跨径的0.10～0.20倍，这样的设置，相当于有效减小了钢主梁的主跨跨径，降低钢主梁及整个桥梁结构在桥墩支点处的弯矩。进一步地，所述桥墩顶部能够设置可伸缩顶推件以对钢主梁进行内力调节，可伸缩顶推件可为液压千斤顶，这样相当于在桥墩处增加一个集中力，力的方向可以向上或向下，可用于调整全桥范围内桥梁结构的弯矩，使得桥梁结构的弯矩分布更趋于合理。进一步地，所述箱型断面结构包括顶板单元、腹板单元和底板单元，底板单元设于顶板单元的下方，腹板单元设于底板单元的两侧，且腹板单元连接底板单元和顶板单元，这样箱型断面结构构成一个底边在上的等腰梯形，通过箱型断面结构的设置，有利于有效增强桥梁结构的支撑强度，更加有利于桥梁结构实现大跨径、宽幅设置。进一步地，沿着所述钢主梁的长度方向，每间隔设定距离(4～6米)，在所述顶板单元的两侧均设置横梁单元，横梁单元的一端与所述的外纵梁连接，横梁单元的另一端与顶板单元连接，通过横梁单元的设置，有利于提高钢主梁的结构强度。进一步地，沿着所述钢主梁的长度方向，每间隔设定距离，与所述横梁单元设置位置对应，在所述底板单元或底板单元与腹板单元连接处与所述外纵梁之间设置外斜撑；外斜撑关于所述箱型断面结构的纵向中心线对称设置。进一步地，沿着所述钢主梁的长度方向，每间隔设定距离，与所述横梁单元设置位置对应，在所述底板单元或底板单元与腹板单元连接处与所述顶板单元之间设置内斜撑，即内斜撑、外斜撑和横梁单元设置位置是相对对应的，均是在钢主梁每间隔设定距离进行三者的统一设置；内斜撑关于所述箱型断面结构的纵向中心线对称设置。通过内斜撑和外斜撑的设置，从钢主梁的宽度方向对桥梁结构进行辅助支撑，进一步提高桥梁结构的稳定性。进一步地，在保证钢主梁稳定性，并达到桥梁结构的宽幅效果，所述钢主梁顶部宽度B1为16～35米，所述底板单元宽度B5为0.3～0.4B1，箱型断面结构的高度H1为4.5～5.5米，所述顶板单元宽度的一半B2＝B5+0.25H1，所述外纵梁的宽度B4为2.5～3米。一种大跨径钢混组合桥梁结构的施工工艺，包括如下内容：1)在两侧桥台之间设置桥墩，桥墩顶部、桥墩之间以及桥墩与桥台之间可设置顶推临时墩；2)在两侧桥台之间分段对钢主梁进行吊装，并将吊装的钢主梁与已搭建的钢主梁进行连接，完成钢主梁的搭建；3)将桥墩顶部设置的顶推临时墩替换为顶部桥墩，顶部桥墩与桥墩连接，并在顶部桥墩顶设置可伸缩顶推件，可伸缩顶推件为液压千斤顶；4)在桥墩的两侧与钢主梁下表面之间设置钢斜撑；5)拆除桥墩之间、桥墩与桥台之间的顶推临时墩；6)在钢主梁顶部进行混凝土桥面板的施工，采用先施工跨中，再施工桥墩墩顶处的方式进行施工；7)通过可伸缩顶推件调整钢混组合桥梁结构的内力，实现桥梁结构受力最优化。与现有技术相比，本技术的有益效果是：1)本技术通过钢混组合桥梁的设置，最大长度跨径可达到220米，通过钢主梁与混凝土桥面板的组合，梁高较低，钢材用量较少，每平方用钢量相对较少，在500kg左右，有效节约钢材。2)本技术通过箱型断面结构的设置，通过箱型断面结构的设置，有利于有效增强桥梁结构的支撑强度，更加有利于桥梁结构实现大跨径、宽幅设置，再配合钢斜撑的设置，钢斜撑具有竖向支撑作用，且能降低钢主梁弯矩，有效提高桥梁结构的整体稳定性。3)本技术通过钢主梁的设置，可实现工厂预制，现场直接吊装施工，有效节约了现场施工周期。4)本技术通过内斜撑和外斜撑的设置，不仅有利于提高桥梁的强度，而且桥梁结构宽度可达35米，基本能覆盖现有高速公路、市政道路、普通公路宽度对桥梁的要求。5)本技术通过可伸缩顶推件的设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大跨径钢混组合桥梁结构，其特征在于，包括：/n钢主梁，包括能够拼装的多段，钢主梁在宽度方向采用箱型断面结构，箱型断面结构的两侧均设置与箱型断面结构连接的外纵梁；/n混凝土桥面板，设于钢主梁顶部，且混凝土桥面板与钢主梁连接；/n桥墩，桥墩与钢主梁之间设置钢斜撑。/n

【技术特征摘要】
1.一种大跨径钢混组合桥梁结构，其特征在于，包括：
钢主梁，包括能够拼装的多段，钢主梁在宽度方向采用箱型断面结构，箱型断面结构的两侧均设置与箱型断面结构连接的外纵梁；
混凝土桥面板，设于钢主梁顶部，且混凝土桥面板与钢主梁连接；
桥墩，桥墩与钢主梁之间设置钢斜撑。


2.根据权利要求1所述的一种大跨径钢混组合桥梁结构，其特征在于，所述钢斜撑设于所述桥墩的两侧；
所述箱型断面结构、外纵梁和钢斜撑均为预制件。


3.根据权利要求1所述的一种大跨径钢混组合桥梁结构，其特征在于，所述钢主梁边跨跨径为钢主梁主跨跨径的0.55～0.65倍，钢斜撑水平跨度为钢主梁主跨跨径的0.15～0.25倍，钢斜撑高度为钢主梁主跨跨径的0.10～0.20倍。


4.根据权利要求1所述的一种大跨径钢混组合桥梁结构，其特征在于，所述桥墩顶部能够设置可伸缩顶推件以对钢主梁进行内力调节。


5.根据权利要求1所述的一种大跨径钢混组合桥梁结构，其特征在于，所述箱型断面结构包括顶板单元、腹板单元和底板单元，底板单元设于顶板单元的下方，腹板单元设于底板单元的两侧，且腹板单元连接底板单元和顶板...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐召，陈国红，李怀峰，徐常泽，王洺鑫，贺攀，马雪媛，管锡琨，赵洪蛟，苏祥亚，张涵，
申请(专利权)人：山东省交通规划设计院，
类型：新型
国别省市：山东;37