本發(fā)明屬于混凝土空腹式連續(xù)剛構(gòu)橋結(jié)構(gòu)，具體涉及一種用于混凝土空腹式連續(xù)剛構(gòu)橋的空腹區(qū)域結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、混凝土空腹式連續(xù)剛構(gòu)橋型，亦稱拱梁組合式連續(xù)剛構(gòu)橋，是在常規(guī)連續(xù)剛構(gòu)形式上的一種新的改型，其主要思路是加大箱梁根部高度，并對箱梁根部的腹板進行挖空，減輕自重，形成梁-拱組合力學(xué)效應(yīng)，從而提高結(jié)構(gòu)承載效率，增強橋梁跨越能力?？崭故竭B續(xù)剛構(gòu)橋具有與常規(guī)連續(xù)剛構(gòu)橋相似的平衡懸臂施工特點和運營維護費用少、工程造價低廉的優(yōu)點，其經(jīng)濟跨徑在220m～400m，可望填補常規(guī)連續(xù)剛構(gòu)橋適用跨徑和斜拉橋適用跨徑之間的空白。截至2024年，已建或在建的公路、鐵路、城市道路、軌道交通等大跨度空腹式連續(xù)剛構(gòu)橋約10座，體現(xiàn)了顯著的技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)勢和廣闊的應(yīng)用前景。

2、混凝土空腹式連續(xù)剛構(gòu)橋具有自重相對較輕、跨越能力大、造型美觀等諸多優(yōu)點，但在實際應(yīng)用中，仍存在一些不足：①空腹區(qū)域上下弦梁段施工難度較大；②匯合節(jié)點構(gòu)造復(fù)雜、應(yīng)力分布不均勻、過渡不平順、施工難度大且開裂風險較大；③上下弦施工效率較低、工期較長。這些因素也制約了空腹式連續(xù)剛構(gòu)橋型結(jié)構(gòu)的推廣應(yīng)用。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、構(gòu)造和應(yīng)力過渡平順、造價經(jīng)濟、施工方便、耐久性好的用于混凝土空腹式連續(xù)剛構(gòu)橋的空腹區(qū)域結(jié)構(gòu)。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一種用于混凝土空腹式連續(xù)剛構(gòu)橋的空腹區(qū)域結(jié)構(gòu)，包括π形上弦梁段、形下弦梁段、上下弦匯合節(jié)點和在π形上弦梁段和形下弦梁段之間設(shè)置的連接柱；

3、π形上弦梁段由上弦頂板和至少兩道上弦腹板組成，上弦頂板與上弦腹板連接，連接處設(shè)倒角過渡；

4、形下弦梁段由下弦底板和至少兩道下弦腹板組成，下弦底板與下弦腹板連接，連接處設(shè)倒角過渡；

5、形下弦梁段的下弦腹板頂面連接有至少一組蓋板；

6、上弦腹板與下弦腹板數(shù)量相同，上弦腹板和下弦腹板的外側(cè)或內(nèi)側(cè)或中心線的橫向位置一一對應(yīng)；

7、π形上弦梁段與形下弦梁段在匯合處通過上下弦匯合節(jié)點連接形成整體式箱梁截面，上弦腹板與下弦腹板上下一一對應(yīng)地通過圓弧過渡連接；

8、π形上弦梁段與形下弦梁段之間至少設(shè)有一道豎向連接柱，π形上弦梁段在連接柱的連接處設(shè)上弦橫隔板，形下弦梁段在連接柱的連接處設(shè)下弦橫隔板。

9、作為本發(fā)明進一步的方案：下弦底板和下弦腹板的幾何尺寸需要滿足下式表達的受壓穩(wěn)定控制要求：

10、

11、

12、其中，ec為混凝土材料的彈性模量，fck為混凝土材料的抗壓標準強度，b2為下弦腹板的間距，tb為下弦底板的厚度，h2、t2分別為下弦腹板的高度和厚度；

13、與上下弦匯合節(jié)點連接處的上弦腹板的間距b1、下弦腹板的間距b2和上下弦匯合節(jié)點的腹板的間距b3之間的尺寸關(guān)系：b1＝b2＝b3；

14、與上下弦匯合節(jié)點連接處的上弦腹板的厚度t1、下弦腹板的厚度t2和上下弦匯合節(jié)點的腹板的厚度t3之間的尺寸關(guān)系：t1＝t2＝t3。

15、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：

16、1、上弦腹板、下弦腹板結(jié)構(gòu)極大的簡化了上弦梁段、下弦梁段構(gòu)造，方便了施工；

17、2、上弦腹板、下弦腹板一一對應(yīng)，上弦腹板和下弦腹板在匯合節(jié)點通過圓弧過渡連接形成整體，結(jié)構(gòu)構(gòu)造和應(yīng)力過渡平順，改善了上下弦梁段匯合節(jié)點的受力狀態(tài)，降低了開裂風險，提高了結(jié)構(gòu)的耐久性；

18、3、連接柱的設(shè)置可降低上弦梁段在車輛荷載作用下的局部受力，可以使得空腹區(qū)域的長度范圍更大，使得空腹式連續(xù)剛構(gòu)橋具有更大的跨越能力。

技術(shù)特征：

1.一種用于混凝土空腹式連續(xù)剛構(gòu)橋的空腹區(qū)域結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括π形上弦梁段(1)、形下弦梁段(2)、上下弦匯合節(jié)點(3)和在π形上弦梁段(1)和形下弦梁段(2)之間設(shè)置的連接柱(9)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于混凝土空腹式連續(xù)剛構(gòu)橋的空腹區(qū)域結(jié)構(gòu)，其特征在于，下弦底板(6)和下弦腹板(7)的幾何尺寸需要滿足下式表達的受壓穩(wěn)定控制要求：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種用于混凝土空腹式連續(xù)剛構(gòu)橋的空腹區(qū)域結(jié)構(gòu)，包括上弦梁段和下弦梁段，上弦梁段水平布置，下弦梁段位于上弦梁段下方，下弦梁段為朝向上弦梁段拱起的弧形結(jié)構(gòu)，下弦梁段傾斜布置與上弦梁段的匯合節(jié)點形成整體式箱梁；上弦梁段包括頂板和上弦腹板，上弦腹板不少于一道，垂直連接于頂板下方；下弦梁段包括底板和下弦腹板，下弦腹板數(shù)量與上弦腹板數(shù)量相同，對應(yīng)上弦腹板垂直連接于底板上方，上弦腹板和下弦腹板在匯合節(jié)點通過圓弧過渡連接形成整體。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、構(gòu)造和應(yīng)力過渡平順、造價經(jīng)濟、施工方便、耐久性好。

技術(shù)研發(fā)人員：彭元誠,李樹忱,劉書奎,彭健哲,陳圣剛,李衛(wèi)東
受保護的技術(shù)使用者：中國礦業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6