一種混合梁斜拉橋用結(jié)合段構(gòu)造及其施工方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種混合梁斜拉橋用結(jié)合段構(gòu)造，包括連接于混凝土梁與組合梁之間的混凝土梁-組合梁連接結(jié)構(gòu)，組合梁包括縱橋向布設(shè)的鋼主梁，鋼主梁為工字形且其包括鋼主梁頂板、鋼主梁底板和主梁鋼腹板；鋼主梁頂板和鋼主梁底板均伸入至混凝土梁內(nèi)，混凝土梁-組合梁連接結(jié)構(gòu)包括前承壓板、后承壓板和結(jié)合段鋼腹板，該結(jié)合段構(gòu)造簡單、設(shè)計(jì)合理且施工速度快、使用效果好，能解決鋼-混結(jié)合部構(gòu)造存在的構(gòu)造復(fù)雜、結(jié)合效果較差等問題。本發(fā)明還公開了一種結(jié)合段構(gòu)造施工方法，包括步驟：一、施工支架搭設(shè)；二、鋼結(jié)構(gòu)吊裝；三、混凝土梁-組合梁連接結(jié)構(gòu)施工；四、混凝土澆注，該方法步驟簡單、設(shè)計(jì)合理、施工方便且施工速度快，施工效果好。
【專利說明】一種混合梁斜拉橋用結(jié)合段構(gòu)造及其施工方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于橋梁施工【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種混合梁斜拉橋用結(jié)合段構(gòu)造及其 施工方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 斜拉橋的主梁材料一般有鋼和混凝土兩種，主梁按這兩種材料的不同組合可分為 鋼梁、混凝土梁、組合梁和混合梁。組合梁在橫截面內(nèi)由鋼和混凝土兩種材料組成，是不同 材料在截面內(nèi)的組合。組合梁的優(yōu)點(diǎn)是用混凝土板代替正交異性鋼橋面板，經(jīng)濟(jì)性好、剛度 大，可拆分為小構(gòu)件，易于運(yùn)輸和安裝；但其缺點(diǎn)是需要解決好橋面板開裂問題。組合梁斜 拉橋在300m-600m跨度范圍內(nèi)，具有良好的適用性?；旌狭盒崩瓨蛑锌绮捎娩摿阂詼p輕自 重、增大跨越能力；邊跨采用混凝土梁起到了配重的作用，提高全橋的整體剛度。該橋型能 夠充分發(fā)揮鋼和混凝土兩種材料的優(yōu)勢，經(jīng)濟(jì)性好。混合梁斜拉橋是跨越能力最大的一種 斜拉橋橋型，具有十分廣闊的應(yīng)用前景。但目前所建成的有結(jié)合段的混合梁斜拉橋均采用 的是鋼箱梁與混凝土梁相結(jié)合的方式，即邊跨采用的是混凝土箱梁，邊跨的斷面形式為整 體混凝土箱型斷面或雙邊箱型混凝土斷面；而中跨采用的是鋼箱梁，中跨的斷面形式為整 體封閉式鋼箱或雙邊鋼箱斷面。
[0003] 混合梁是指主梁沿梁的長度方向由鋼和混凝土兩種材料組成，主梁的梁體為鋼 梁，邊跨的梁體為混凝土梁。鋼主梁重量較輕，跨越能力強(qiáng)，而混凝土主梁自重大，造價(jià)低。 混合梁合理使用鋼材和混凝土兩種材料，充分發(fā)揮鋼梁和混凝土梁各自的優(yōu)勢，改善了結(jié) 構(gòu)體系的受理力性能，靈活利用施工條件，優(yōu)化工程經(jīng)濟(jì)性，但是鋼梁和混凝土梁連接部 (簡稱鋼-混結(jié)合部）是主梁剛度突變點(diǎn)，容易形成結(jié)構(gòu)體系的弱點(diǎn)，是有待深入研究的關(guān) 鍵技術(shù)問題之一，并且鋼-混結(jié)合部的位置及構(gòu)造是混合梁斜拉橋設(shè)計(jì)的關(guān)鍵?，F(xiàn)如今，實(shí) 際施工時所采用的鋼-混結(jié)合部構(gòu)造均不同程度地存在施工工藝復(fù)雜、施工速度快、結(jié)合 效果較差等問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種混合梁斜 拉橋用結(jié)合段構(gòu)造及其施工方法，其構(gòu)造簡單、設(shè)計(jì)合理且施工速度快、施工質(zhì)量易于保 證，能有效解決鋼-混結(jié)合部構(gòu)造存在的構(gòu)造復(fù)雜、施工不便、結(jié)合效果較差等問題。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種混合梁斜拉橋用結(jié)合段構(gòu) 造，其特征在于：包括連接于混凝土梁與組合梁之間的混凝土梁-組合梁連接結(jié)構(gòu)，所述組 合梁包括沿縱橋向布設(shè)的鋼主梁；所述鋼主梁的橫截面形狀為工字形且其包括鋼主梁頂 板、位于鋼主梁頂板下方的鋼主梁底板和連接于鋼主梁頂板與鋼主梁底板之間的主梁鋼腹 板，所述鋼主梁頂板、鋼主梁底板和主梁鋼腹板均沿縱橋向布設(shè)；所述鋼主梁頂板和鋼主梁 底板均伸入至混凝土梁內(nèi)，所述鋼主梁頂板伸入至混凝土梁內(nèi)的節(jié)段為頂板伸入段，所述 鋼主梁底板伸入至混凝土梁內(nèi)的節(jié)段為底板伸入段，所述頂板伸入段的長度小于所述底板 伸入段的長度；所述混凝土梁-組合梁連接結(jié)構(gòu)包括位于所述底板伸入段前后兩端上方的 前承壓板和后承壓板以及連接于前承壓板與后承壓板之間的結(jié)合段鋼腹板，所述前承壓板 的高度與鋼主梁頂板和鋼主梁底板的間距相同且其位于鋼主梁頂板和鋼主梁底板之間，所 述后承壓板和前承壓板均沿橫橋向布設(shè)，所述結(jié)合段鋼腹板沿縱橋向布設(shè)，且后承壓板的 高度小于前承壓板的高度；所述結(jié)合段鋼腹板的左右兩側(cè)均安裝有多個腹板剪力釘，多個 所述腹板剪力釘均沿橫橋向布設(shè)且其均澆筑于混凝土梁內(nèi)，所述底板伸入段上設(shè)置有多個 底板剪力釘，多個所述底板剪力釘均澆筑于混凝土梁內(nèi)。
[0006] 上述混合梁斜拉橋用結(jié)合段構(gòu)造，其特征是：所述混凝土梁為雙邊肋梁，所述雙邊 肋梁包括兩道沿縱橋向布設(shè)的混凝土梁肋，兩道所述混凝土梁肋呈左右對稱布設(shè)；所述組 合梁中鋼主梁的數(shù)量為兩道，兩道所述鋼主梁呈左右對稱布設(shè)且二者通過多道鋼橫梁連接 為一體并形成組合梁梁體，多道所述鋼橫梁均沿橫橋向布設(shè)且其沿縱橋向由前至后連接于 兩道所述鋼主梁之間；所述混凝土梁-組合梁連接結(jié)構(gòu)為混凝土梁肋-鋼主梁連接結(jié)構(gòu)，所 述混凝土梁肋-鋼主梁連接結(jié)構(gòu)的數(shù)量為兩個，兩個所述混凝土梁肋-鋼主梁連接結(jié)構(gòu)呈 左右對稱布設(shè)且二者分別連接于混凝土梁的兩道混凝土梁肋與組合梁的兩道鋼主梁之間； 所述頂板伸入段和所述底板伸入段均位于混凝土梁肋內(nèi)，多個所述腹板剪力釘和多個所述 底板剪力釘均澆筑于混凝土梁肋內(nèi)。
[0007] 上述混合梁斜拉橋用結(jié)合段構(gòu)造，其特征是：所述組合梁梁體上鋪裝有預(yù)制混凝 土橋面板；所述預(yù)制混凝土橋面板的左右兩側(cè)均設(shè)置有一道呈縱橋向布設(shè)的混凝土濕接 縫，兩道所述混凝土濕接縫分別位于兩個所述鋼主梁上方；所述預(yù)制混凝土橋面板通過兩 道所述混凝土濕接縫分為中部橋面板和兩個分別位于所述中部橋面板左右兩側(cè)的側(cè)部橋 面板，兩個所述鋼主梁的鋼主梁頂板上部均設(shè)置有多個鋼主梁頂部剪力釘，多個所述鋼主 梁頂部剪力釘均呈堅(jiān)直向布設(shè)且其均位于混凝土濕接縫內(nèi)。
[0008] 上述混合梁斜拉橋用結(jié)合段構(gòu)造，其特征是：所述結(jié)合段鋼腹板由上部腹板和位 于所述上部腹板下方的下部腹板組成，所述上部腹板位于后承壓板上方且其為直角梯形， 所述下部腹板為長方形；所述上部腹板的上部長度與所述頂板伸入段的長度相同；所述上 部腹板的下部寬度與所述下部腹板的長度均與后承壓板和前承壓板之間的間距相同，所述 下部腹板的寬度與后承壓板高度相同。
[0009] 上述混合梁斜拉橋用結(jié)合段構(gòu)造，其特征是：所述頂板伸入段的長度為Ll = (

【權(quán)利要求】
1. 一種混合梁斜拉橋用結(jié)合段構(gòu)造，其特征在于：包括連接于混凝土梁（1)與組合 梁（2)之間的混凝土梁-組合梁連接結(jié)構(gòu)，所述組合梁（2)包括沿縱橋向布設(shè)的鋼主梁 (2-1);所述鋼主梁（2-1)的橫截面形狀為工字形且其包括鋼主梁頂板（2-11)、位于鋼主梁 頂板（2-11)下方的鋼主梁底板（2-12)和連接于鋼主梁頂板（2-11)與鋼主梁底板（2-12) 之間的主梁鋼腹板（2-13)，所述鋼主梁頂板（2-11)、鋼主梁底板（2-12)和主梁鋼腹板 (2-13)均沿縱橋向布設(shè)；所述鋼主梁頂板（2-11)和鋼主梁底板（2-12)均伸入至混凝土 梁⑴內(nèi)，所述鋼主梁頂板（2-11)伸入至混凝土梁⑴內(nèi)的節(jié)段為頂板伸入段，所述鋼主 梁底板（2-12)伸入至混凝土梁（1)內(nèi)的節(jié)段為底板伸入段，所述頂板伸入段的長度小于 所述底板伸入段的長度；所述混凝土梁-組合梁連接結(jié)構(gòu)包括位于所述底板伸入段前后兩 端上方的前承壓板（3-2)和后承壓板（3-3)以及連接于前承壓板（3-2)與后承壓板（3-3) 之間的結(jié)合段鋼腹板（3-1)，所述前承壓板（3-2)的高度與鋼主梁頂板（2-11)和鋼主梁底 板（2-12)的間距相同且其位于鋼主梁頂板（2-11)和鋼主梁底板（2-12)之間，所述后承壓 板（3-3)和前承壓板（3-2)均沿橫橋向布設(shè)，所述結(jié)合段鋼腹板（3-1)沿縱橋向布設(shè)，且 后承壓板（3-3)的高度小于前承壓板（3-2)的高度；所述結(jié)合段鋼腹板（3-1)的左右兩側(cè) 均安裝有多個腹板剪力釘（3-6)，多個所述腹板剪力釘（3-6)均沿橫橋向布設(shè)且其均澆筑 于混凝土梁（1)內(nèi)，所述底板伸入段上設(shè)置有多個底板剪力釘（3-4)，多個所述底板剪力釘 (3-4)均澆筑于混凝土梁（1)內(nèi)。
2. 按照權(quán)利要求1所述的混合梁斜拉橋用結(jié)合段構(gòu)造，其特征在于：所述混凝土梁（1) 為雙邊肋梁，所述雙邊肋梁包括兩道沿縱橋向布設(shè)的混凝土梁肋（1-1)，兩道所述混凝土梁 肋（1-1)呈左右對稱布設(shè)；所述組合梁（2)中鋼主梁（2-1)的數(shù)量為兩道，兩道所述鋼主梁 (2-1)呈左右對稱布設(shè)且二者通過多道鋼橫梁（2-4)連接為一體并形成組合梁梁體，多道 所述鋼橫梁（2-4)均沿橫橋向布設(shè)且其沿縱橋向由前至后連接于兩道所述鋼主梁（2-1)之 間；所述混凝土梁-組合梁連接結(jié)構(gòu)為混凝土梁肋-鋼主梁連接結(jié)構(gòu)，所述混凝土梁肋-鋼 主梁連接結(jié)構(gòu)的數(shù)量為兩個，兩個所述混凝土梁肋-鋼主梁連接結(jié)構(gòu)呈左右對稱布設(shè)且二 者分別連接于混凝土梁（1)的兩道混凝土梁肋（1-1)與組合梁（2)的兩道鋼主梁（2-1)之 間；所述頂板伸入段和所述底板伸入段均位于混凝土梁肋（1-1)內(nèi)，多個所述腹板剪力釘 (3-6)和多個所述底板剪力釘（3-4)均澆筑于混凝土梁肋（1-1)內(nèi)。
3. 按照權(quán)利要求1或2所述的混合梁斜拉橋用結(jié)合段構(gòu)造，其特征在于：所述組合 梁梁體上鋪裝有預(yù)制混凝土橋面板（2-2);所述預(yù)制混凝土橋面板（2-2)的左右兩側(cè)均設(shè) 置有一道呈縱橋向布設(shè)的混凝土濕接縫（2-21)，兩道所述混凝土濕接縫（2-21)分別位于 兩個所述鋼主梁（2-1)上方；所述預(yù)制混凝土橋面板（2-2)通過兩道所述混凝土濕接縫 (2-21)分為中部橋面板和兩個分別位于所述中部橋面板左右兩側(cè)的側(cè)部橋面板，兩個所述 鋼主梁（2-1)的鋼主梁頂板（2-11)上部均設(shè)置有多個鋼主梁頂部剪力釘（2-111)，多個所 述鋼主梁頂部剪力釘（2-111)均呈堅(jiān)直向布設(shè)且其均位于混凝土濕接縫（2-21)內(nèi)。
4. 按照權(quán)利要求1或2所述的混合梁斜拉橋用結(jié)合段構(gòu)造，其特征在于：所述結(jié)合段 鋼腹板（3-1)由上部腹板和位于所述上部腹板下方的下部腹板組成，所述上部腹板位于后 承壓板（3-3)上方且其為直角梯形，所述下部腹板為長方形；所述上部腹板的上部長度與 所述頂板伸入段的長度相同；所述上部腹板的下部寬度與所述下部腹板的長度均與后承壓 板（3-3)和前承壓板（3-2)之間的間距相同，所述下部腹板的寬度與后承壓板（3-3)高度 相同。
5. 按照權(quán)利要求1或2所述的混合梁斜拉橋用結(jié)合段構(gòu)造，其特征在于：所述頂板伸 入段的長度為
所述底板伸入段的長度為L2 = (1.8?2.5) XH，所述后 承壓板（3-3)的高度為
其中Η為鋼主梁頂板（2-11)和鋼主梁底板 (2-12)之間的間距且其為前承壓板（3-2)的高度。
6. 按照權(quán)利要求1或2所述的混合梁斜拉橋用結(jié)合段構(gòu)造，其特征在于：所述前承壓 板（3-2)和后承壓板（3-3)分別位于結(jié)合段鋼腹板（3-1)的前后兩側(cè)，多個所述腹板剪力 釘（3-6)均位于結(jié)合段鋼腹板（3-1)后部，所述結(jié)合段鋼腹板（3-1)上安裝腹板剪力釘 (3-6)的區(qū)域?yàn)榧袅︶敳荚O(shè)區(qū)；所述結(jié)合段鋼腹板（3-1)上開有多個通孔（3-5)，所述結(jié)合 段鋼腹板（3-1)上開設(shè)通孔（3-5)的區(qū)域?yàn)殚_孔區(qū)，所述開孔區(qū)位于所述剪力釘布設(shè)區(qū)的 前側(cè)和下方。
7. 按照權(quán)利要求6所述的混合梁斜拉橋用結(jié)合段構(gòu)造，其特征在于：所述混凝土梁（1) 內(nèi)設(shè)置有鋼筋籠；所述混凝土梁-組合梁連接結(jié)構(gòu)還包括多道沿橫橋向布設(shè)的普通鋼筋， 所述普通鋼筋自通孔（3-5)穿過且其與所述鋼筋籠緊固連接為一體；所述混凝土梁（1)上 下部均設(shè)置有多道沿縱橋向布設(shè)的縱向預(yù)應(yīng)力筋（1-11)，所述縱向預(yù)應(yīng)力筋（1-11)的一 端錨固在混凝土梁（1)的外端和其另一端錨固在前承壓板（3-2)上，所述前承壓板（3-2) 和后承壓板（3-3)上均開有多個供縱向預(yù)應(yīng)力筋（1-11)穿過的縱向預(yù)應(yīng)力孔道（3-8); 所述混凝土梁（1)內(nèi)設(shè)置有多道沿橫橋向布設(shè)的橫向預(yù)應(yīng)力筋（1-21)，所述結(jié)合段鋼腹板 (3-1)上開有多個分別供橫向預(yù)應(yīng)力筋（1-21)穿過的橫向預(yù)應(yīng)力孔道（3-7)。
8. 按照權(quán)利要求1或2所述的混合梁斜拉橋用結(jié)合段構(gòu)造，其特征在于：所述前承壓 板（3-2)和后承壓板（3-3)均呈堅(jiān)直向布設(shè)，多個所述底板剪力釘（3-4)均呈堅(jiān)直向布設(shè)； 所述鋼主梁頂板（2-11)和鋼主梁底板（2-12)的寬度相同，所述鋼主梁頂板（2-11)位于 鋼主梁底板（2-12)的正上方且二者呈平行布設(shè)，所述主梁鋼腹板（2-13)位于鋼主梁頂板 (2-11)和鋼主梁底板（2-12)之間的中部，所述主梁鋼腹板（2-13)與鋼主梁頂板（2-11)呈 垂直布設(shè)；所述前承壓板（3-2)和后承壓板（3-3)均為矩形板且二者的寬度均與鋼主梁頂 板（2-11)的寬度相同。
9. 按照權(quán)利要求1或2所述的混合梁斜拉橋用結(jié)合段構(gòu)造，其特征在于：所述頂板伸 入段上開有多個排氣孔；所述鋼主梁頂板（2-11)中位于所述頂板伸入段后側(cè)的節(jié)段為頂 板過渡段，所述頂板過渡段的長度為1000mm?2000mm，所述頂板伸入段和所述頂板過渡段 上均設(shè)置有多個頂板剪力釘（3-9)，所述頂板剪力釘（3-9)與底板剪力釘（3-4)呈平行布 設(shè)。
10. -種如權(quán)利要求1所述結(jié)合段構(gòu)造的施工方法，其特征在于，該方法包括以下步 驟： 步驟一、施工支架搭設(shè)：在施工現(xiàn)場，對當(dāng)前所施工結(jié)合段（3)的施工支架進(jìn)行搭設(shè)； 所述結(jié)合段（3)為連接于混凝土梁（1)與組合梁（2)之間的混凝土梁-組合梁連接結(jié) 構(gòu)；所述組合梁（2)中的鋼主梁（2-1)沿縱橋向方向由多個鋼主梁段拼裝而成，多個所述鋼 主梁段中與混凝土梁（1)連接的鋼主梁段為結(jié)合段鋼主梁段；所述混凝土梁（1)沿縱橋向 方向由多個混凝土梁段拼裝而成，多個所述混凝土梁段中與組合梁（2)連接的混凝土梁段 為結(jié)合段混凝土梁段； 步驟二、鋼結(jié)構(gòu)吊裝：將預(yù)先加工完成的前承壓板（3-2)、后承壓板（3-3)和結(jié)合段鋼 腹板（3-1)均吊裝至步驟一中所述施工支架上； 步驟三、混凝土梁-組合梁連接結(jié)構(gòu)施工：對所述結(jié)合段混凝土梁段進(jìn)行混凝土澆注 之前，對當(dāng)前所施工的混凝土梁-組合梁連接結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工； 對所述混凝土梁-組合梁連接結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工時，先將所述結(jié)合段鋼主梁段的鋼主梁頂 板（2-11)和鋼主梁底板（2-12)均插入至對所述結(jié)合段混凝土梁段進(jìn)行成型施工的成型模 板內(nèi)，并對步驟二中吊裝至所述施工支架上的前承壓板（3-2)、后承壓板（3-3)和結(jié)合段鋼 腹板（3-1)分別進(jìn)行安裝；同時，在所述底板伸入段上布設(shè)多個底板剪力釘（3-4)，并在結(jié) 合段鋼腹板（3-1)上安裝多個腹板剪力釘（3-6); 步驟四、混凝土澆注：對所述結(jié)合段鋼主梁段進(jìn)行混凝土澆注施工，便完成結(jié)合段（3) 的施工過程。
【文檔編號】E01D19/12GK104294748SQ201410489579
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月23日
【發(fā)明者】蒲廣寧, 肖汝誠, 張曉棟, 程進(jìn) 申請人:同濟(jì)大學(xué)