專利名稱：一種設(shè)置復合連接件的有格室混合梁結(jié)合部的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及橋梁工程技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是ー種用于大跨混合梁斜拉橋主梁的結(jié)合部結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
混合梁斜拉橋是指斜拉橋的主梁沿梁的長度方向由混凝土梁和鋼梁兩種結(jié)構(gòu)形式組成，并在混凝土梁和鋼梁之間設(shè)置結(jié)合部構(gòu)造，使其能夠更好地共同受カ的一種斜拉橋形式。用于混合梁斜拉橋主梁的結(jié)合部是由剪カ連接件、承壓板、預應カ筋等組合在一起共同工作的結(jié)構(gòu)。相對于鋼箱梁斜拉橋或混凝土梁斜拉橋，混合梁斜拉橋通過對鋼材和混凝土兩種材料合理利用，其受カ性能、跨越能力、經(jīng)濟性能等方面得到很大改善，在橋梁建設(shè)中得到越來越多的重視，特別是在對斜拉橋邊中跨比要求高的地區(qū)。對于混合梁斜拉橋，目前常用的結(jié)合部構(gòu)造主要分為無格室及有格室兩種形式。 有格室的構(gòu)造形式依據(jù)承壓板的位置有前承壓板、后承壓板及其前后承壓板等形式。使用前承壓板的橋梁有德國的Flehe橋，使用前后承壓板的橋梁有日本的木曾川橋和揖斐川橋，其余主要是使用后承壓板，如瑞典的Tjorn橋、日本的生ロ橋以及我國的混合梁數(shù)斜拉橋。無格室接合的構(gòu)造形式依據(jù)承壓板的位置有后承壓板、頂?shù)装迮c承壓板的組合等方式。 作為代表性的實例，法國的Normandie斜拉橋使用后承壓板的接合方式。此外，混合梁結(jié)合部構(gòu)造中的剪力連接件通常為焊釘連接件(栓釘)或開孔板連接件(PBL連接件)，然而，在現(xiàn)有的有格室混合梁結(jié)合部構(gòu)造中，一般單獨采用焊釘連接件或開孔板連接件，日本多多羅橋為在鋼格室內(nèi)部設(shè)置焊釘連接件的形式。而對于設(shè)置復合連接件的有格室混合梁結(jié)合部，目前在混合梁斜拉橋中尚未有應用報道。2008年，湖南省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院胡建華提出了一種應用于獨塔自錨式懸索橋的主梁(中華人民共和國國家知識產(chǎn)權(quán)局發(fā)明專利，專利號200720063731. 6)，其中混合梁結(jié)合部處內(nèi)部設(shè)有用來連接鋼加勁梁和混凝土加勁梁的PBL連接件和栓釘，PBL連接件設(shè)置于鋼加勁梁的底板、頂板以及腹板延伸段設(shè)置的傳剪肋條，傳剪肋條上開設(shè)有孔，孔內(nèi)插有鋼筋，栓釘裝設(shè)于承壓鋼板上。該類型的混合梁結(jié)合部在自錨式懸索橋平勝大橋上得到應用，其為改善自錨式懸索橋整體性提供了一種有效措施，屬于ー種無格室混合梁結(jié)合部構(gòu)造。對于承受更大軸カ的混合梁斜拉橋主梁而言，采用現(xiàn)有的混合梁結(jié)合部構(gòu)造形式及設(shè)計思路，將難以解決承壓板過厚的問題，即使勉強解決，也將存在一定的安全風險。如何將有效地傳遞這更大軸力荷載尚存在以下技術(shù)難點對于無格室-承壓板類型，由于軸向力全部通過承壓板傳遞，造成承壓板過厚， 如香港昂船洲大橋結(jié)合部承壓板厚度已達到100mm，且還需要足夠的承壓面積；對于無格室-頂?shù)装?承壓板類型，雖然鋼梁的頂板、底板和腹板伸入混凝土梁，并通過焊釘連接件結(jié)合，連接件可傳遞部分軸向力，但由于焊釘連接件的剛度和承載カ均很有限，同時鋼梁鋼板下面的混凝土很難澆注密實，導致頂板連接件難以發(fā)揮作用，因而約70%的軸向カ仍通過承壓板傳遞，承壓板厚度需求仍很大，如舟山桃天門大橋結(jié)合部承壓板厚度就已達到 80mm ；對于有格室-后承壓板類型，相比無格室-頂?shù)装宄袎喊孱愋停S向カ還能通過格室內(nèi)的隔板等傳遞，但在目前的工程實踐中，或者在格室隔板上開較大的混凝土連通孔，對荷載傳遞作用不大，如木曾川橋等，或者只在格室隔板上布置數(shù)量較少、剛度不大的連接件， 如生ロ橋、多多羅橋等，這些措施并沒有根本解決承壓板傳カ比例太大、對承壓板厚度要求過高的問題。因此，還需進一歩研究符合更大跨徑混合梁斜拉橋主梁受力、構(gòu)造特點的新型混合梁結(jié)合部構(gòu)造。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種設(shè)置復合連接件的有格室混合梁結(jié)合部，通過在鋼格室頂板、底板、承壓板上設(shè)置焊釘連接件和在格室隔板上設(shè)置開孔板連接件傳遞軸力， 能承受混合梁斜拉橋主梁截面更大的軸力，有效解決了大跨徑混合梁斜拉橋主梁受カ的問題，且避免了在鋼格室內(nèi)大量焊接焊釘連接件，具有更強的可操作性與可靠性，提高了混合梁斜拉橋的適用性。為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種設(shè)置復合連接件的有格室混合梁結(jié)合部，其包括兩鋼梁過渡段1、兩鋼格室2 和混凝土梁過渡段3，兩鋼格室2位于鋼梁過渡段1和混凝土梁過渡段3之間，兩鋼格室2 內(nèi)部填充混凝土 4，外側(cè)分別與一鋼梁過渡段1固接，并以水平中心面上下對稱設(shè)置；兩縱向預應カ鋼束5分別上下水平穿過混凝土梁過渡段3，再上下水平穿過兩鋼格室2，并固接于兩鋼格室2外側(cè)。所述的有格室混合梁結(jié)合部，其所述鋼梁過渡段1，包括鋼頂板6、U型加勁肋7、變高度加勁肋8和橫隔板9 ；鋼頂板6與鋼主梁11水平高度一致，由鋼主梁11水平延伸而成一體；U型加勁肋7上端與鋼主梁11下表面固接，由鋼主梁11向鋼頂板6水平延伸；變高度加勁肋8為帶加勁肋條的鋼板，變高度加勁肋8橫斷面為“ π ”型或“Τ”型；π型變高度加勁肋8上端焊接在U型加勁肋7的底面上；“Τ”型變高度加勁肋8布置于U型加勁肋7 兩側(cè)面的對稱面上，上端固接于U型加勁肋7的底面上，或上端延U型加勁肋7兩側(cè)面的對稱面伸入U型加勁肋7內(nèi)部，再與鋼頂板6、鋼主梁11的下表面固接；橫隔板9與鋼主梁11的橫隔板位置一致，橫隔板9相互間間距取標準鋼梁段橫隔板間距的一半，并與鋼主梁11焊接為一體；變高度加勁肋8高度變化坡度角10在4° 6°之間。所述的有格室混合梁結(jié)合部，其所述鋼格室2，包括鋼格室頂板12、鋼隔板14、鋼底板13及承壓鋼板15 ；鋼梁過渡段1的鋼頂板6水平延伸至鋼格室2頂端構(gòu)成鋼格室頂板12 ；鋼格室頂板12外側(cè)垂直固接于承壓鋼板15上端；鋼底板13與鋼格室頂板12平行設(shè)置，承壓鋼板15下端固接于鋼底板13外側(cè)；鋼格室頂板12、鋼底板13及承壓鋼板15縱向兩側(cè)以兩鋼隔板14封閉，圍成一內(nèi)側(cè)開ロ的腔體，為鋼格室2 ；鋼格室2高度為600 1000mm，且不超過梁鋼主梁11梁高的1/3 ；長度根據(jù)受カ 情況計算確定，為鋼格室2高度的0. 5 3倍；鋼格室頂板12、鋼底板13、承壓鋼板15的內(nèi)側(cè)面設(shè)置多個焊釘連接件16，在鋼格室頂板12上有澆筑孔21、鋼底板13上有壓漿孔19，在鋼底板13與承壓鋼板15交接處有出氣孔20，以保證混凝土有效澆筑及鋼格室角點混凝土密實；鋼格室2外側(cè)的承壓鋼板15外側(cè)面與U型加勁肋7、變高度加勁肋8內(nèi)側(cè)固接，且變高度加勁肋8在承壓鋼板15連接處高度與鋼格室2的高度一致。所述的有格室混合梁結(jié)合部，其所述兩鋼格室2以水平中心面上下對稱設(shè)置，下面鋼格室2的鋼底板13位于上方。所述的有格室混合梁結(jié)合部，其所述鋼隔板14，厚度為16 25mm，在鋼隔板14上開孔并貫通鋼筋形成開孔板連接件17，開孔直徑為50 80mm ；鋼隔板14上還有連通孔18， 以保證混凝土澆筑時在箱體內(nèi)能夠自由流動，且鋼格室2內(nèi)混凝土成為一體。所述的有格室混合梁結(jié)合部，其所述混凝土梁過渡段3，包括混凝土頂板22、混凝土底板23及混凝土橫梁M ；混凝土頂板22、混凝土底板23設(shè)置有倒角，并在混凝土頂板 22、混凝土底板23的外側(cè)部分別配置多根補強鋼筋25，補強鋼筋25分別與上下鋼格室2的鋼頂板12固接；混凝土橫梁M伸入鋼格室2內(nèi)，與鋼隔板14固接，鋼格室內(nèi)澆筑的混凝土 4，與混凝土梁過渡段3成為一體，兩束縱向預應カ鋼束5上下水平穿過鋼格室2與混凝土梁過渡段3后，分別固接于兩鋼格室2的承壓鋼板15上，以保證鋼主梁11與混凝土橫梁M 緊密結(jié)合，并相互連成整體；縱向預應カ鋼束5與U型加勁肋7的底面位于同一水平面上。所述的有格室混合梁結(jié)合部，其當鋼格室2的鋼隔板14內(nèi)的混凝土，和混凝土梁過渡段3中的混凝土都達到至少70%強度吋，方可張拉預應カ鋼束5。本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)的主要優(yōu)點為采用設(shè)置復合連接件的有格室混合梁結(jié)合部，其格室內(nèi)鋼隔板上的開孔板連接件與頂、底板上的焊釘連接件共同將鋼梁截面荷載有效、順暢地傳遞到混凝土梁中，且使得格室隔板傳力比例明顯提高；同時在格室內(nèi)設(shè)置的焊釘連接件還提高了鋼與混凝土間可能由于混凝土澆注不密實引起的脫空，并增加了安全儲備。有效改善了荷載傳遞性態(tài)，解決了承壓板厚度及承壓面積過大的難題，増加了結(jié)構(gòu)安全性。使混合梁結(jié)合部能承受混合梁斜拉橋主梁截面更大的軸力，有效解決了大跨徑混合梁斜拉橋主梁受カ的問題，且避免了在鋼格室內(nèi)大量焊接焊釘連接件，極大提高了混合梁斜拉橋的適用跨徑。


圖1為本發(fā)明一種設(shè)置復合連接件的有格室混合梁結(jié)合部示意圖；圖2為本發(fā)明中鋼格室剖面示意圖；圖3為本發(fā)明中鋼格室頂面示意圖；圖如為本發(fā)明中設(shè)置“T”型變高度加勁肋的剖面示意圖； 圖4b為本發(fā)明中設(shè)置“ π ”型變高度加勁肋的剖面示意圖。標號說明鋼梁過渡段1、鋼格室2、混凝土梁過渡段3、混凝土 4、預應カ鋼束5、鋼頂板6、U型加勁肋7、變高度加勁肋8、橫隔板9、坡度角10、鋼主梁11、鋼頂板12、鋼底板13、鋼隔板14、 承壓鋼板15、焊釘連接件16、PBL連接件17、連通孔18、壓漿孔19、出氣孔20、澆筑孔21、混凝土頂板22、混凝土底板23、混凝土橫梁對、補強鋼筋25。
具體實施例方式請參見圖1 4所示，為本發(fā)明的一種設(shè)置復合連接件的有格室混合梁結(jié)合部。由鋼梁過渡段1、鋼格室2和混凝土梁過渡段3構(gòu)成，鋼格室2內(nèi)部填充混凝土 4，位于鋼梁過渡段1和混凝土梁過渡段3之間，縱向預應カ鋼束5穿過鋼格室2置于承壓鋼板15上。鋼梁過渡段1由鋼頂板6、U型加勁肋7、變高度加勁肋8和橫隔板9構(gòu)成。鋼格室2通過鋼梁過渡段1與鋼主梁11連接。鋼頂板6與鋼主梁11水平高度一致，由鋼主梁11水平延伸而成一體，并水平延伸至鋼格室2頂端構(gòu)成鋼格室頂板12 ；U型加勁肋7上端與鋼主梁11下表面固接，由鋼主梁11向鋼頂板6水平延伸，U型加勁肋7內(nèi)側(cè)與承壓鋼板15外縱側(cè)面焊接；變高度加勁肋8為帶加勁肋條的鋼板，變高度加勁肋8橫斷面為“ π ”型或“Τ”型?！唉场?型變高度加勁肋8可布置于U型加勁肋7兩側(cè)面的對稱面上，上端固接于U型加勁肋7的底面上，或上端延U型加勁肋7兩側(cè)面的對稱面伸入U型加勁肋7內(nèi)部，再與鋼頂板6、鋼主梁11的下表面固接。η型變高度加勁肋8 —般上端焊接在U型加勁肋7的底面上。變高度加勁肋8內(nèi)側(cè)端延伸至承壓鋼板15外縱側(cè)面，并焊接。變高度加勁肋8高度變化坡度角 10宜在4° 6°之間，且在承壓鋼板15處高度與鋼格室2的高度一致。橫隔板9與鋼主梁11的橫隔板位置一致，并與鋼主梁11焊接為一體，橫隔板9相互間間距取為標準鋼梁段橫隔板間距的一半。鋼格室2由鋼頂板12、鋼隔板14、鋼底板13及承壓鋼板15構(gòu)成。鋼格室2高度一般采用600 1000mm，且不超過鋼主梁11梁高的1/3。鋼格室2長度根據(jù)受カ計算確定， 且不小于0. 5倍的鋼格室2高度，一般可取鋼格室2高度的2 3倍。鋼格室2內(nèi)澆筑混凝土 4，并與混凝土梁過渡段3成為一體。鋼格室頂板12與鋼梁過渡段鋼頂板6保持位置一致，由鋼主梁11延伸過來而成，并在鋼格室頂板12內(nèi)側(cè)面上設(shè)置焊釘連接件16。在鋼頂板12上開設(shè)澆筑孔21、鋼底板13上有壓漿孔19，在角點設(shè)置出氣孔20，以保證混凝土有效澆筑及鋼格室角點混凝土密實。鋼隔板14設(shè)置在鋼格室2內(nèi)部，厚度為16 25mm，在鋼隔板14上開孔，開孔直徑為50 80mm，并貫通鋼筋形成開孔板連接件PBL連接件17 ；在隔板 14上設(shè)置連通孔18，以保證混凝土澆筑時在箱體內(nèi)能夠自由流動且鋼格室2內(nèi)混凝土成為一體。鋼格室底板13設(shè)置在鋼格室2底部，厚度與格室頂板12 —致，并在其內(nèi)側(cè)設(shè)置焊釘連接件16。在鋼格室底板13上開設(shè)壓漿孔19，在鋼格室底板角點設(shè)置出氣孔20，以保證混凝土有效澆筑及鋼格室角點混凝土密實。承壓鋼板15厚度為20 30mm，在內(nèi)側(cè)設(shè)置焊釘連接件16，承壓鋼板15設(shè)置在鋼格室2外端部且外側(cè)與U型加勁肋7、變高度加勁肋8焊接，并上端與鋼頂板12固接，下端與鋼底板13固接，鋼隔板14設(shè)置在鋼格室2內(nèi)部，其上下端與鋼頂板12、鋼底板13焊接為一體，外側(cè)與承壓鋼板15內(nèi)側(cè)焊接為一體，圍成ー內(nèi)端有開ロ的鋼格室2。鋼梁過渡段1、鋼格室2各為兩個，上下以水平中心面對稱設(shè)置，下方鋼格室2的鋼底板13位于上方。混凝土梁過渡段3由混凝土頂板22、混凝土底板23及混凝土橫梁M構(gòu)成?；炷另敯?2、混凝土底板23設(shè)置有倒角，混凝土橫梁M伸入鋼格室2，與鋼隔板14固接，并在混凝土頂板22、混凝土底板23的外側(cè)部分別配置多根補強鋼筋25，補強鋼筋25分別與上下鋼格室2的鋼頂板12固接。兩束縱向預應カ鋼束5上下水平穿過鋼格室2與混凝土梁過渡段3后，分別固接于兩鋼格室2的承壓鋼板15上，以保證鋼主梁11與混凝土橫梁M緊密結(jié)合，并相互連成整體?？v向預應カ鋼束5與U型加勁肋7的底面位于同一水平面上。 當鋼格室2的鋼隔板14內(nèi)的混凝土，和混凝土梁過渡段3中的混凝土都達到至少70%強度吋，方可張拉預應カ鋼束5。
權(quán)利要求
1.一種設(shè)置復合連接件的有格室混合梁結(jié)合部，其特征在干，包括兩鋼梁過渡段(1)、 兩鋼格室(2)和混凝土梁過渡段(3)，兩鋼格室(2)位于鋼梁過渡段(1)和混凝土梁過渡段 (3)之間，兩鋼格室O)內(nèi)部填充混凝土 G)，外側(cè)分別與一鋼梁過渡段(1)固接，并以水平中心面上下對稱設(shè)置；兩縱向預應カ鋼束( 分別上下水平穿過混凝土梁過渡段(3)，再上下水平穿過兩鋼格室O)，并固接于兩鋼格室(2)外側(cè)。
2.如權(quán)利要求1所述的有格室混合梁結(jié)合部，其特征在干，所述鋼梁過渡段(1)，包括鋼頂板(6)、U型加勁肋(7)、變高度加勁肋(8)和橫隔板(9)；鋼頂板(6)與鋼主梁(11)水平高度一致，由鋼主梁(11)水平延伸而成一體；U型加勁肋(7)上端與鋼主梁(11)下表面固接，由鋼主梁(11)向鋼頂板(6)水平延伸；變高度加勁肋(8)為帶加勁肋條的鋼板，變高度加勁肋(8)橫斷面為“ π ”型或“Τ”型；π型變高度加勁肋(8)上端焊接在U型加勁肋 (7)的底面上；“Τ”型變高度加勁肋(8)布置于U型加勁肋(7)兩側(cè)面的對稱面上，上端固接于U型加勁肋(7)的底面上，或上端延U型加勁肋(7)兩側(cè)面的對稱面伸入U型加勁肋 (7)內(nèi)部，再與鋼頂板(6)、鋼主梁(11)的下表面固接；橫隔板(9)與鋼主梁(11)的橫隔板位置一致，并與鋼主梁(11)焊接為一體，橫隔板 (9)相互間間距取標準鋼梁段橫隔板間距的一半；變高度加勁肋⑶高度變化坡度角(10) 在4° 6°之間。
3.如權(quán)利要求1所述的有格室混合梁結(jié)合部，其特征在干，所述鋼格室O)，包括鋼格室頂板(12)、鋼隔板(14)、鋼底板(13)及承壓鋼板(15)；鋼梁過渡段(1)的鋼頂板(6)水平延伸至鋼格室(2)頂端構(gòu)成鋼格室頂板(12)；鋼格室頂板(12)外側(cè)垂直固接于承壓鋼板(15)上端；鋼底板(13)與鋼格室頂板(12)平行設(shè)置，承壓鋼板(15)下端固接于鋼底板 (13)外側(cè)；鋼格室頂板(12)、鋼底板(13)及承壓鋼板(15)縱向兩側(cè)以兩鋼隔板(14)封閉，圍成一內(nèi)側(cè)開ロ的腔體，為鋼格室⑵；鋼格室( 高度為600 1000mm，且不超過鋼主梁(11)梁高的1/3 ；長度根據(jù)受カ情況計算確定，為鋼格室(2)高度的0. 5 3倍；鋼格室頂板(12)、鋼底板(13)、承壓鋼板(15)的內(nèi)側(cè)面設(shè)置多個焊釘連接件(16)，在鋼格室頂板(12)上有澆筑孔(21)、鋼底板(13)上有壓漿孔(19)，在鋼底板(13)與承壓鋼板(巧)交接處有出氣孔(20)，以保證混凝土有效澆筑及鋼格室角點混凝土密實；鋼格室(2)外側(cè)的承壓鋼板(15)外側(cè)面與U型加勁肋(7)、變高度加勁肋(8)內(nèi)側(cè)固接，且變高度加勁肋(8)在承壓鋼板(1 連接處高度與鋼格室O)的高度一致。
4.如權(quán)利要求1或3所述的有格室混合梁結(jié)合部，其特征在干，所述兩鋼格室(2)以水平中心面上下對稱設(shè)置，下面鋼格室O)的鋼底板(13)位于上方。
5.如權(quán)利要求3所述的有格室混合梁結(jié)合部，其特征在干，所述鋼隔板(14)，厚度為 16 25mm，在鋼隔板(14)上開孔并貫通鋼筋形成開孔板連接件(17)，開孔直徑為50 80mm;鋼隔板(14)上還有連通孔(18)，以保證混凝土澆筑時在箱體內(nèi)能夠自由流動，且鋼格室O)內(nèi)混凝土成為一體。
6.如權(quán)利要求1所述的有格室混合梁結(jié)合部，其特征在干，所述混凝土梁過渡段(3)， 包括混凝土頂板(22)、混凝土底板及混凝土橫梁04)；混凝土頂板(22)、混凝土底板 (23)設(shè)置有倒角，并在混凝土頂板(22)、混凝土底板じ幻的外側(cè)部分別配置多根補強鋼筋(25)，補強鋼筋05)分別與上下鋼格室O)的鋼頂板(12)固接；混凝土橫梁04)伸入鋼格室⑵內(nèi)，與鋼隔板(14)固接，鋼格室內(nèi)澆筑的混凝土 G)，與混凝土梁過渡段(3)成為一體，兩束縱向預應カ鋼束( 上下水平穿過鋼格室( 與混凝土梁過渡段C3)后，分別固接于兩鋼格室⑵的承壓鋼板(15)上，以保證鋼主梁(11)與混凝土橫梁04)緊密結(jié)合， 并相互連成整體；縱向預應カ鋼束(5)與U型加勁肋(7)的底面位于同一水平面上。
7.如權(quán)利要求1或6所述的有格室混合梁結(jié)合部，其特征在干，當鋼格室(2)的鋼隔板(14)內(nèi)的混凝土，和混凝土梁過渡段(3)中的混凝土都達到至少70%強度吋，方可張拉預應カ鋼束(5)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種設(shè)置復合連接件的有格室混合梁結(jié)合部，涉及橋梁工程技術(shù)，用于大跨混合梁斜拉橋的主梁，其在鋼箱梁端部設(shè)置填充混凝土的鋼格室結(jié)構(gòu)，在鋼格室與混凝土相貼的頂板、底板和承壓板設(shè)置焊釘連接件，在鋼格室隔板上設(shè)置開孔板連接件(PBL連接件)，并與混凝土梁澆筑成一體。本發(fā)明在使用時，主梁為單箱單室、單箱多室或雙箱單室橫斷面，并在鋼格室內(nèi)施加縱向預應力。本發(fā)明有效解決了大跨徑混合梁斜拉橋主梁受力的問題，增加了結(jié)構(gòu)安全性，避免了在鋼格室內(nèi)大量焊接焊釘連接件，極大提高了混合梁斜拉橋的適用跨徑。
文檔編號E01D11/04GK102561172SQ201010601580
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月22日
發(fā)明者劉明虎, 劉高, 吳文明, 徐國平 申請人:中交公路規(guī)劃設(shè)計院有限公司