一种铁路混合箱梁斜拉桥主梁短钢混结合段结构及其施工方法技术

本发明专利技术涉及桥梁工程设计与施工领域，公开了一种铁路混合箱梁斜拉桥主梁短钢混结合段结构，包括：钢顶板、钢底板、承压板，承压板两侧分别为钢混结合段与钢梁过渡段；钢混结合段一侧设有C形带孔钢板与PBL带孔钢板支撑承压板并加强与钢顶板、钢底板的连接，所有带孔钢板穿设PBL钢筋，在浇筑混凝土后将C形带孔钢板、PBL带孔钢板与承压板、钢顶板、钢底板连接为整体，增强钢混结合段各部件的连接与传力，并有效缩短了结合段的纵向长度；钢梁过渡段一侧设置有变高加劲肋、钢锚室，提高了承压板的刚度，减小了承压板的厚度；设置纵向预应力加强筋提升了结合段的受力性能与抗开裂能力；承压板及与之相连的混凝土隔墙中部开有孔洞，减轻了结合段的重量。合段的重量。合段的重量。

【技术实现步骤摘要】
一种铁路混合箱梁斜拉桥主梁短钢混结合段结构及其施工方法


[0001]本专利技术涉及桥梁工程设计与施工领域，尤其涉及一种铁路混合箱梁斜拉桥主梁短钢混结合段结构及其施工方法。

技术介绍

[0002]混合梁斜拉桥边跨采用混凝土梁、中跨采用钢梁，具有边中跨受力平衡、可缩短边跨跨径而降低造价等优势，在公路桥梁中应用广泛，而且也在铁路桥梁中不断发展应用。钢混结合段连接两种不同材料的主梁并传递主梁巨大的内力，是桥梁的薄弱环节之一，时有大跨径公路混合梁斜拉桥的钢混结合段发生钢混脱离、漏水等病害。铁路斜拉桥承受荷载更大，其钢混结合段在混凝土和钢结构之间传递更大的主梁内力，具有构造复杂、传力复杂等特点。既有的铁路混合梁斜拉桥钢混结合段在构造上存在结合段长(长达7m以上)、承压板厚(50～100mm)以及结构构造复杂、用钢量大、钢结构施工困难、后续混凝土浇筑困难等问题；因而，发展构造简洁、传力明确、施工便捷的铁路混合梁斜拉桥钢混结合段连接结构显得非常迫切。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种铁路混合箱梁斜拉桥主梁短钢混结合段结构，解决现有钢混结合段结构结合段长、承压板厚和结构构造复杂的问题。
[0004]一种铁路混合箱梁斜拉桥主梁短钢混结合段结构，包括：钢顶板、钢底板以及两端分别连接在钢顶板与钢底板内侧的承压板，钢底板包括中部钢底板平板和设置在钢底板平板两侧的钢斜底板，承压板的两侧面分别为钢混结合段与钢梁过渡段；
[0005]钢混结合段一侧设有C形带孔钢板与PBL带孔钢板，C形带孔钢板纵向上与承压板固定连接且上下两侧分别钢顶板、钢底板固定，PBL带孔钢板底边垂直于钢顶板或钢底板设置且同时与承压板垂直相接；
[0006]钢梁过渡段一侧设有中腹板、加强腹板、变高加劲肋与钢锚室；中腹板、加强腹板纵向垂直于承压板设置，中腹板、加强腹板的上侧与钢顶板相接，下侧与钢底板相接；变高加劲肋纵向垂直连接于承压板并在竖向上分别与钢顶板、钢底板内侧垂直连接；钢锚室设置于中腹板与加强腹板之间以及相邻变高加劲肋之间，并位于钢顶板、钢底板的内侧；
[0007]钢锚室上锚固有预应力加强筋，预应力加强筋的另一端贯穿承压板与钢混结合段并锚固在钢混结合段后方的混凝土梁内。
[0008]采用上述技术方案的有益效果：由钢顶板、钢底板、承压板以及腹板和钢锚室组合形成的短钢混结合段结构相较于传统设置的前后承压板结构有效减小了承压板的厚度，并缩短了结合段的长度，减轻了结合段结构的重量，钢底板分为中部钢底板平板及两侧钢斜底板，钢斜底板在保持梁宽的同时可以降低钢梁整体用材，提升钢梁横向抗风性能，而且在钢梁过渡段的钢锚室内设有预应力加强筋，预应力加强筋另一端贯穿承压板锚固在钢混结
合段后方的混凝土梁内，提高了整个结构的整体性，使整个结构受力更加明确且更加牢固，由于结合段长度减小，其结构也更加简洁、安装更加方便。
[0009]进一步地，上述钢锚室由钢锚板、钢锚室顶板、侧挡板合围形成腔室且钢锚室内部在预应力加强筋张拉完成后灌注混凝土。
[0010]采用上述技术方案的有益效果：钢锚室内浇筑混凝土不仅可以提高钢锚板、钢锚室顶板、侧挡板之间的受力传力面积，同时使得预应力更均匀传递至承压板，进而使得结合段混凝土与承压板均匀、紧密压在一起抵抗正负弯矩内力。
[0011]进一步地，上述钢顶板与钢底板之间设有两块边腹板，两块边腹板分别位于中腹板、加强腹板的外侧且与其平行，边腹板的外侧设有通风嘴。
[0012]采用上述技术方案的有益效果：设置边腹板增加了钢顶板传递力至钢底板的途径，有利于减轻承压板上所受的作用力，而且边腹板与承压板垂直连接，为钢顶板、钢底板之间的结构增加了稳定性；通风嘴用于横向风的导流，减低风作用在主梁上的风阻力，并避免风致涡振、颤振。
[0013]进一步地，上述边腹板上设有多块加劲肋，多块加劲肋从高至低依次水平布置且相邻加劲肋之间设置有用于锚固预应力加强筋的钢锚板。
[0014]采用上述技术方案的有益效果：水平分层设置的加劲肋配合钢锚板便于形成腔室，为钢锚室的设置提供了位置，增大了边腹板与钢顶板的传力面积，减轻边腹板的集中受力，同时也便于在纵向上对预应力加强筋连接和限位。
[0015]进一步地，上述钢梁过渡段一侧的钢顶板与钢底板上均连接有变高加劲肋，相邻变高加劲肋之间设有钢锚板。
[0016]采用上述技术方案的有益效果：变高加劲肋一方面起到支撑钢顶板、钢底板的作用，增强钢顶板、钢底板在水平面上的刚度，另一方面为钢锚室的安装提供了条件。
[0017]进一步地，上述C形带孔钢板与PBL带孔钢板上均开设有孔洞，孔洞内连接有用于与混凝土加强连接的PBL钢筋。
[0018]采用上述技术方案的有益效果：在浇筑混凝土后PBL钢筋将所有PBL带孔钢板与C形带孔钢板连接为一体，整体性更好，防止某一处的PBL带孔钢板损坏而影响整体结构，同时也增加了混凝土与钢构件的结合紧密度。
[0019]进一步地，上述钢混结合段一侧的钢顶板、钢底板、承压板上均设置有剪力钉，剪力钉的直径为15～25mm，高度为100～200mm，进一步加强结合段内混凝土与钢顶板、钢底板、承压板的连接，有效地缩短了结合段长度。
[0020]进一步地，上述变高加劲肋分为变高段和等高段，等高段与承压板相接，变高段与承压板的距离为500～3000mm，且变高段的斜率为0.16。
[0021]采用上述技术方案的有益效果：该形状的加劲肋有利于力的传导和安装的稳定性，并支撑承压板以减小承压板厚度，也有利于减轻结合段的重量。
[0022]进一步地，上述承压板的中部开设有大尺寸通孔，通孔的边缘为弧形结构。
[0023]采用上述技术方案的有益效果：中部位置开挖通孔便于减轻结合段重量，同时通孔为承压板两侧部件的安装提供了便捷，边缘呈弧形的通孔避免了应力集中，可延长承压板的使用年限。
[0024]一种铁路混合箱梁斜拉桥短钢混结合段结构的施工方法，采用上述技术方案，包
括以下步骤：
[0025]S1：钢顶板、承压板、边腹板、钢底板、PBL带孔钢板、C形带孔钢板、剪力钉、加劲肋、钢锚板均按照图纸进行精确预制，同时对承压板进行挖孔处理；
[0026]S2：对预制完成后的部件进行拼装，将PBL带孔钢板和C形带孔钢板垂直焊接于钢顶板、钢底板和承压板对应位置，将加劲肋按设计图纸焊接于钢顶板、钢底板、中腹板、加强腹板上，PBL钢筋穿过孔洞并进行固定；
[0027]S3：钢结构施工完成后，按照图纸搭建钢混结合段的混凝土隔墙模板，布置好横向的PBL钢筋，预留出纵向的预应力加强筋的孔道；
[0028]S4：待钢混结合段一侧的混凝土隔墙强度达到规范要求后，将纵向的预应力加强筋穿入预留孔道内，安装锚具，逐步张拉预应力加强筋，并将其一端锚固在钢梁过渡段的钢锚板上；
[0029]S5：在钢梁过渡段的钢锚室中浇筑混凝土，待预应力加强筋张拉完成后，向预留孔道中灌注水泥浆，以保护预应力加强筋不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铁路混合箱梁斜拉桥主梁短钢混结合段结构，其特征在于，包括：钢顶板(1)、钢底板(4)以及两端分别连接在所述钢顶板(1)与所述钢底板(4)内侧的承压板(2)，所述钢底板(4)包括中部钢底板平板(401)与设置在钢底板平板(401)两侧的钢斜底板(402)，所述承压板(2)的两侧面分别为钢混结合段(15)与钢梁过渡段(16)；所述钢混结合段(15)一侧设有C形带孔钢板(5)与PBL带孔钢板(6)，所述C形带孔钢板(5)纵向上与所述承压板(2)固定连接且上下两侧分别与钢顶板(1)、钢底板(4)固定，所述PBL带孔钢板(6)垂直于钢顶板(1)或钢底板(4)设置且同时与承压板(2)垂直相接；所述钢梁过渡段(16)一侧设有中腹板(10)、加强腹板(11)、变高加劲肋(12)与钢锚室(14)；所述中腹板(10)、加强腹板(11)纵向垂直于所述承压板(2)设置，所述中腹板(10)、加强腹板(11)的上侧与所述钢顶板(1)相接，下侧与所述钢底板(4)相接；所述变高加劲肋(12)纵向垂直连接于所述承压板(2)并在竖向上分别与钢顶板(1)、钢底板(4)内侧垂直连接；所述钢锚室(14)设置于中腹板(10)与加强腹板(11)之间以及相邻所述变高加劲肋(12)之间，并位于所述钢顶板(1)、钢底板(4)的内侧；所述钢锚室(14)上锚固有预应力加强筋(18)，所述预应力加强筋(18)的另一端贯穿所述承压板(2)与钢混结合段(15)并锚固在钢混结合段(15)后方的混凝土梁内。2.根据权利要求1所述的铁路混合箱梁斜拉桥主梁短钢混结合段结构，其特征在于：所述钢锚室(14)由钢锚板(9)、钢锚室顶板(13)、侧挡板(21)合围形成腔室且所述钢锚室(14)内部在预应力加强筋(18)张拉完成后灌注混凝土(19)。3.根据权利要求2所述的铁路混合箱梁斜拉桥主梁短钢混结合段结构，其特征在于：所述钢顶板(1)与所述钢底板(4)之间设有两块边腹板(3)，两块所述边腹板(3)分别位于所述中腹板(10)、加强腹板(11)的外侧且与其平行，所述边腹板(3)的外侧设有通风嘴(504)。4.根据权利要求3所述的铁路混合箱梁斜拉桥主梁短钢混结合段结构，其特征在于：所述边腹板(3)上设有多块加劲肋(8)，多块所述加劲肋(8)从高至低依次水平布置且相邻所述加劲肋(8)之间设置有用于锚固预应力加强筋(18)的钢锚板(9)。5.根据权利要求4所述的铁路混合箱梁斜拉桥主梁短钢混结合段结构，其特征在于：所述钢梁过渡...

【专利技术属性】
技术研发人员：何知明，黄平，王冰，李方柯，时均伟，施洲，虞伟，李英明，王东旭，明驰，
申请(专利权)人：中铁第五勘察设计院集团有限公司四川公路桥梁建设集团有限公司西南交通大学，
类型：发明
国别省市：