一种适用于钢桁架拱桥拱脚结合段的构造及制造方法技术

本发明专利技术关于一种适用于钢桁架拱桥拱脚结合段的构造及制造方法，该构造包括相互连接形成矩形截面的第一主弦板、第二主弦板、第三主弦板和第四主弦板，还包括若干个扁箱，第一主弦板位于主弦外侧，第二主弦板位于主弦内侧，第一主弦板端部和第二主弦板端部分别相对于第三主弦板和第四主弦板悬挑，第一主弦板的悬挑部位设有第一悬挑加劲板，第二主弦板的悬挑部位设有第二悬挑加劲板，第一主弦板外壁对称设置若干个扁箱，第二主弦板外壁对称设置若干个扁箱，且第一主弦板上设置的扁箱的数量大于第二主弦板上设置的扁箱的数量，第三主弦板和第四主弦板外壁分别设置若干个扁箱，且设置的扁箱靠近第二主弦板一侧。其结构简单，使用方便，效果良好。效果良好。效果良好。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于钢桁架拱桥拱脚结合段的构造及制造方法


[0001]本专利技术涉及桥梁
，特别是一种适用于钢桁架拱桥拱脚结合段的构造及制造方法。

技术介绍

[0002]大跨钢桁架拱桥需通过拱脚结合段将拱肋、桥面系等恒载及运营期活载、风载等传递给拱座基础，拱脚承受较大的轴力和弯矩。钢桁拱拱脚杆件的轴压刚度、抗弯刚度均远小于混凝土拱座基础，从而在连接界面形成显著的刚度突变，构造上存在应力集中。钢桁拱和钢箱拱的拱肋钢结构和拱座混凝土结构通过拱脚连接构造完成钢
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混凝土的过渡连接，拱脚连接构造主要有两种：一种是承压传剪式钢
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混混合构造，另一种是完全承压式钢
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混复合连接构造。
[0003]第一种承压传剪式钢
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混混合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。但缺点是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
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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。
[0004]第二种完全承压式钢
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混复合连接构造解决的第一种存在的诸多问题，工作原理为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
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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
[0005]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
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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。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。
[0006]但当结构横向风控制受力，使得拱脚在极限风荷载作用下存在较大拉力和横向不平衡弯矩时，受限于主弦尺寸大小，主弦外侧需要布置较多的扁箱来锚固钢拉杆且内部无法布置较大尺寸扁箱时，如图1和图2所示，既有提出的第二种完全承压式钢
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混复合连接构造就存在一定的缺陷：
[0007](1)既有方案不能有效的将满足受力的较多钢拉杆根数连接在主弦板上，图示中部分钢拉杆锚固连接在承压板上。
[0008](2)既有方案对称布置的钢拉杆无法平衡荷载特别是极限风荷载产生的较大横向弯矩。
[0009](3)根据受力要求在外侧布置扁箱较多时，弦杆内外侧存在较大刚度差异，导致弦
杆面外变形不协调。
[0010](4)扁箱较多焊接在腹板上时，扁箱间距较小，施工人员不能进入空间进行熔透施焊。
[0011]因此，需要寻求一种新型完全承压式钢
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混复合连接构造和施工方法以解决上述问题。

技术实现思路

[0012]本专利技术的目的在于：针对现有技术存在的既有提出的完全承压式钢
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混复合连接构造，主弦杆抵抗极限风产生的轴拉力的能力较弱，同时对称布置的钢拉杆无法平衡荷载特别是极限风荷载产生的较大横向弯矩的问题，提供一种适用于钢桁架拱桥拱脚结合段的构造及制造方法。
[0013]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0014]第一方面，本专利技术提供了一种适用于钢桁架拱桥拱脚结合段的构造，包括相互连接形成矩形截面的第一主弦板、第二主弦板、第三主弦板和第四主弦板，还包括若干个扁箱，所述第一主弦板位于主弦外侧，所述第二主弦板位于主弦内侧，所述第一主弦板端部和所述第二主弦板端部分别相对于所述第三主弦板和所述第四主弦板悬挑，所述第一主弦板的悬挑部位设有第一悬挑加劲板，所述第二主弦板的悬挑部位设有第二悬挑加劲板，所述第一主弦板外壁对称设置若干个所述扁箱，所述第二主弦板外壁对称设置若干个所述扁箱，且所述第一主弦板上设置的所述扁箱的数量大于所述第二主弦板上设置的所述扁箱的数量，所述第三主弦板和所述第四主弦板外壁分别设置若干个所述扁箱，且设置的所述扁箱靠近所述第二主弦板一侧。
[0015]其中，所述扁箱用于锚固钢拉杆。
[0016]采用本专利技术所述的一种适用于钢桁架拱桥拱脚结合段的构造，通过将所述第一主弦板和所述第二主弦板悬挑设置，使得所有的所述扁箱均能够连接于主弦杆上，更为有效的将钢拉杆的力传递给主弦杆，再传递给承压板到地基，使得钢拉杆预应力更为有效的传递给主弦杆来抵抗极限风产生的轴拉力，通过所述第一悬挑加劲板和所述第二悬挑加劲板对悬挑部位加劲，避免其在钢拉杆预应力下变形，通过主弦外侧设置的所述扁箱数量大于主弦内侧的所述扁箱数量的不对称布置，更为有效的平衡平行拱桥产生的巨大的不平衡弯矩，使得受力更为合理。
[0017]作为本专利技术优选地技术方案，所述第一主弦板、所述第二主弦板、所述第三主弦板和所述第四主弦板的内壁设有至少一块主弦加劲板。
[0018]采用这种结构，通过在主弦板的内壁设置所述主弦加劲板来平衡主弦板内外侧面外刚度，使得拱脚主弦杆变形更为协调，进行缓解由于刚度差异产生的主弦杆角点的的应力集中现象，使得整个拱脚构造受力更为均匀、合理。
[0019]作为本专利技术进一步优选地技术方案，所述第一主弦板、所述第二主弦板、所述第三主弦板、所述第四主弦板、所述扁箱、所述主弦加劲板、所述第一悬挑加劲板和所述第二悬挑加劲板均连接于承压板上。
[0020]作为本专利技术优选地技术方案，承压板上设有第一承压加劲板和第二承压加劲板，所述第一承压加劲板和所述第二承压加劲板形成的横断面呈井字型设置，所述第一承压加
劲板连接于所述第一主弦板和所述第二主弦板，所述第二承压加劲板连接于所述第三主弦板和所述第四主弦板。
[0021]作为本专利技术进一步优选地技术方案，所述第一承压加劲板的纵断面呈U型。
[0022]作为本专利技术优选地技术方案，所述第一主弦板上的所述扁箱中设置的钢拉杆的张拉力大于所述第二主弦板上的所述扁箱中设置的钢拉杆的张拉力。
[0023]采用这种结构，可以更为有效的平衡平行拱桥产生的巨大的不平衡弯矩，使得受力更为合理。
[0024]作为本专利技术优选地技术方案，每个所述扁箱包括两块相对设置的竖板，两块所述竖板一端连接有横板，另一端连接于所述第一主弦板、所述第二主弦板、所述第三主弦板或所述第四主弦板，所述竖板和所述横板顶部连接有顶板。
[0025]第二方面，本专利技术还提供了一种钢桁架拱桥，包括拱座基础，所述拱座基础上设置如以上任一项所述的适用于钢桁架拱桥拱脚结合段的构造。
[0026]采用本专利技术所述的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于钢桁架拱桥拱脚结合段的构造，包括相互连接形成矩形截面的第一主弦板(1)、第二主弦板(2)、第三主弦板(3)和第四主弦板(4)，还包括若干个扁箱(5)，其特征在于，所述第一主弦板(1)位于主弦外侧，所述第二主弦板(2)位于主弦内侧，所述第一主弦板(1)端部和所述第二主弦板(2)端部分别相对于所述第三主弦板(3)和所述第四主弦板(4)悬挑，所述第一主弦板(1)的悬挑部位设有第一悬挑加劲板(7)，所述第二主弦板(2)的悬挑部位设有第二悬挑加劲板(8)，所述第一主弦板(1)外壁对称设置若干个所述扁箱(5)，所述第二主弦板(2)外壁对称设置若干个所述扁箱(5)，且所述第一主弦板(1)上设置的所述扁箱(5)的数量大于所述第二主弦板(2)上设置的所述扁箱(5)的数量，所述第三主弦板(3)和所述第四主弦板(4)外壁分别设置若干个所述扁箱(5)，且设置的所述扁箱(5)靠近所述第二主弦板(2)一侧。2.根据权利要求1所述的适用于钢桁架拱桥拱脚结合段的构造，其特征在于，所述第一主弦板(1)、所述第二主弦板(2)、所述第三主弦板(3)和所述第四主弦板(4)的内壁设有至少一块主弦加劲板(6)。3.根据权利要求2所述的适用于钢桁架拱桥拱脚结合段的构造，其特征在于，所述第一主弦板(1)、所述第二主弦板(2)、所述第三主弦板(3)、所述第四主弦板(4)、所述扁箱(5)、所述主弦加劲板(6)、所述第一悬挑加劲板(7)和所述第二悬挑加劲板(8)均连接于承压板(11)上。4.根据权利要求1所述的适用于钢桁架拱桥拱脚结合段的构造，其特征在于，承压板(11)上设有第一承压加劲板(9)和第二承压加劲板(10)，所述第一承压加劲板(9)和所述第二承压加劲板(10)形成的横断面呈井字型设置，所述第一承压加劲板(9)连接于所述第一主弦板(1)和所述第二主弦板(2)，所述第二承压加劲板(10)连接于所述第三主弦板(3)和所述第四主弦板(4)。5.根据权利要求4所述的适用于钢桁架拱桥拱脚结合段的构造，其特征在于，所述第一承压加劲板(9)的纵断面呈U型。6.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张扬，陈克坚，宋随弟，王聪，毛嘉川，谭晟，汪洋，曾永平，张超，李松涛，任政，万沐聪，夏世林，吉孔东，李光川，
申请(专利权)人：中铁二院工程集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：