優(yōu)力型鋼桁-砼組合連續(xù)剛構(gòu)橋的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于橋梁工程領(lǐng)域，特別涉及一種優(yōu)力型鋼桁-砼組合連續(xù)剛構(gòu)橋。
【背景技術(shù)】
[0002]鋼桁-砼組合連續(xù)剛構(gòu)橋是一種較新的剛構(gòu)橋梁，采用鋼桁架與混凝土組合結(jié)構(gòu)，根據(jù)鋼桁架與混凝土的特點(diǎn)以及橋梁承受彎矩的特點(diǎn)進(jìn)行受力的分配，使鋼材和混凝土根據(jù)各自的材料特性承受內(nèi)力；現(xiàn)有技術(shù)中，具有橋梁下部結(jié)構(gòu)與普通砼連續(xù)剛構(gòu)橋形式相同的結(jié)構(gòu)，上部結(jié)構(gòu)則是由鋼桁架梁和混凝土橋道板組合而成的鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)，并適時(shí)分期施加適量預(yù)應(yīng)力，充分發(fā)揮鋼和砼兩者的材料優(yōu)勢(shì)；但在上承式鋼桁-混凝土組合連續(xù)鋼構(gòu)橋中，其墩頂區(qū)段在負(fù)彎矩作用下混凝土橋道板仍存在受拉開(kāi)裂問(wèn)題，須在橋道板中設(shè)置后張預(yù)應(yīng)力束，以克服混凝土受拉開(kāi)裂問(wèn)題，由此增加了構(gòu)造的復(fù)雜性和施工的難度。
[0003]中國(guó)專(zhuān)利ZL201210024341.3公開(kāi)了一種下承式鋼桁-混凝土組合連續(xù)鋼構(gòu)橋，采用鋼桁架與砼橋道板相結(jié)合的組合結(jié)構(gòu)，混凝土橋道板位于鋼桁的下弦桿之間，其結(jié)構(gòu)在墩頂區(qū)段能夠發(fā)揮上弦桿鋼材的抗拉優(yōu)勢(shì)和下弦桿砼橋道板的抗壓優(yōu)勢(shì)。但主梁跨中區(qū)段位于下弦桿混凝土橋道板仍存在受拉開(kāi)裂問(wèn)題，須在橋道板中設(shè)置后張預(yù)應(yīng)力束，以克服受拉開(kāi)裂問(wèn)題，由此增加了構(gòu)造的復(fù)雜性和施工的難度；另其橋道板以上的建筑高度大，在一定程度上也限制了其使用范圍。
[0004]綜上所述，現(xiàn)有的鋼桁-砼組合連續(xù)剛構(gòu)橋中，無(wú)論是上承式橋梁還是上承式橋梁，不可避免地存在某一區(qū)段混凝土橋道板的受拉問(wèn)題，為此須采取復(fù)雜的工程措施來(lái)解決該問(wèn)題，既增加了工程造價(jià)，還留下橋梁結(jié)構(gòu)后期開(kāi)裂的隱患，未能在全橋中體現(xiàn)出組合結(jié)構(gòu)充分發(fā)揮鋼和砼兩者的材料優(yōu)勢(shì)。
[0005]因此，欲在全橋中均體現(xiàn)出組合結(jié)構(gòu)充分發(fā)揮鋼和砼兩者的材料優(yōu)勢(shì)，需要對(duì)鋼桁-砼組合連續(xù)剛構(gòu)橋的結(jié)構(gòu)體系作進(jìn)一步改進(jìn)，使橋梁各個(gè)區(qū)段均能滿(mǎn)足:由鋼結(jié)構(gòu)承受拉力，由以混凝土為主的鋼-砼組合結(jié)構(gòu)承受壓力。從而可避免復(fù)雜的工程措施，顯著降低工程造價(jià)和縮短工期，并有利于確保橋梁結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期性能穩(wěn)定可靠。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種優(yōu)力型鋼桁-砼組合連續(xù)剛構(gòu)橋，需要對(duì)鋼桁-砼組合連續(xù)剛構(gòu)橋的結(jié)構(gòu)體系作進(jìn)一步改進(jìn)，在全橋中體均現(xiàn)出組合結(jié)構(gòu)充分發(fā)揮鋼和砼兩者的材料優(yōu)勢(shì)，使橋梁各個(gè)區(qū)段均能滿(mǎn)足:由鋼結(jié)構(gòu)承受拉力，由以混凝土為主的鋼-砼組合結(jié)構(gòu)承受壓力。從而可避免復(fù)雜的工程措施，顯著降低工程造價(jià)和縮短工期，并有利于確保橋梁結(jié)構(gòu)后期性能安全可控。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)力型鋼桁-砼組合連續(xù)剛構(gòu)橋，包括鋼-砼組合橋道梁和受拉主弦桿，所述受拉主弦桿與鋼-砼組合橋道梁構(gòu)成主桁架結(jié)構(gòu)；所述受拉主弦桿固連于塔柱且由塔柱頂部向縱向逐漸降低且在主桁架結(jié)構(gòu)正負(fù)彎矩過(guò)渡處延伸到鋼-砼組合橋道梁下部，使得受拉主弦桿在主桁架結(jié)構(gòu)承受負(fù)彎矩區(qū)段位于鋼-砼組合橋道梁上部，在主桁架結(jié)構(gòu)承受正彎矩區(qū)段位于鋼-砼組合橋道梁下部。
[0008]進(jìn)一步，所述鋼-砼組合橋道梁包括位于底部的框架形鋼梁和鋪設(shè)于鋼梁上的砼板式結(jié)構(gòu)，框架形鋼梁包括并列設(shè)置的兩根橋道弦桿和固定連接于兩根橋道弦桿之間的橫梁，所述砼板式結(jié)構(gòu)包括鋪設(shè)于相鄰橫梁上的預(yù)制砼板，及在橫梁和預(yù)制砼板上通過(guò)現(xiàn)澆混凝土聯(lián)結(jié)成整體的鋼-砼組合橋道梁，并且，所述砼板式結(jié)構(gòu)的橫向兩端與橋道弦桿之間的接縫為現(xiàn)澆混凝土固聯(lián)；
[0009]進(jìn)一步，所述受拉主弦桿為兩根且分別與兩根橋道弦桿對(duì)應(yīng)構(gòu)成用于組成主桁架結(jié)構(gòu)的兩片桁架結(jié)構(gòu)，所述塔柱為與受拉主弦桿相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)，兩個(gè)塔柱之間具有橫向聯(lián)系;
[0010]進(jìn)一步，所述受拉主弦桿由塔柱頂部沿縱向呈直線(xiàn)逐漸降低至主桁架結(jié)構(gòu)的正負(fù)彎矩交界處，受拉主弦桿位于鋼-砼組合橋道梁下部的桿段呈下凹弧形，所述受拉主弦桿位于鋼-砼組合橋道梁上部的桿段相切過(guò)渡至位于鋼-砼組合橋道梁下部的桿段；
[0011]進(jìn)一步，在主桁架結(jié)構(gòu)的正負(fù)彎矩交界區(qū)段相對(duì)應(yīng)的鋼-砼組合橋道梁下部設(shè)有輔助弦桿，所述輔助弦桿與受拉主弦桿相對(duì)應(yīng)且一端固定連接于受拉主弦桿，另一端固定連接于對(duì)應(yīng)的橋道弦桿并構(gòu)成用于形成輔助桁架結(jié)構(gòu)的兩片輔助桁架結(jié)構(gòu)；
[0012]進(jìn)一步，所述輔助弦桿呈下凹弧形，兩片輔助桁架結(jié)構(gòu)之間具有橫向聯(lián)系形成空間桁架結(jié)構(gòu)；位于鋼-砼組合橋道梁下部的主桁架結(jié)構(gòu)為空間桁架結(jié)構(gòu)；
[0013]進(jìn)一步，所述受拉主弦桿內(nèi)設(shè)有沿縱向的主弦預(yù)應(yīng)力筋，所述與橋主跨對(duì)應(yīng)的主弦預(yù)應(yīng)力筋兩端分別錨固于對(duì)應(yīng)的塔柱頂部，與橋邊跨對(duì)應(yīng)的主弦預(yù)應(yīng)力筋兩端分別錨固于對(duì)應(yīng)的塔柱頂部和主梁端部；
[0014]進(jìn)一步，所述主弦預(yù)應(yīng)力筋兩端通過(guò)塔柱頂部固定設(shè)有的雙向錨固連接構(gòu)造錨固于塔柱，所述雙向錨固連接構(gòu)造兩端分別與縱向兩側(cè)的受拉主弦桿固定連接并錨固對(duì)應(yīng)的主弦預(yù)應(yīng)力筋；
[0015]進(jìn)一步，所述雙向錨固連接構(gòu)造包括主弦連接桿，所述主弦連接桿澆筑于塔柱內(nèi)并且兩端分別與縱向相鄰的受拉主弦桿對(duì)應(yīng)固定連接，所述主弦預(yù)應(yīng)力筋錨固于主弦連接桿，所述主弦連接桿設(shè)有縱向預(yù)應(yīng)力；
[0016]進(jìn)一步，所述主弦連接桿兩端分別設(shè)有沿橫向的翼板，主弦連接桿的縱向預(yù)應(yīng)力由連接桿預(yù)應(yīng)力束施加，所述連接桿預(yù)應(yīng)力束兩端對(duì)應(yīng)錨固于主弦連接桿兩端的翼板之間。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的優(yōu)力型鋼桁-砼組合連續(xù)剛構(gòu)橋，受拉主弦桿通過(guò)腹桿與受壓鋼-砼組合橋道梁聯(lián)結(jié)形成優(yōu)力型跨越桁架結(jié)構(gòu)體系:在連續(xù)剛構(gòu)橋墩頂附近梁段由受拉主弦桿與其下的鋼-砼組合橋道梁構(gòu)成優(yōu)力型桁架結(jié)構(gòu)的上、下弦桿承受負(fù)彎矩，在連續(xù)剛構(gòu)橋主跨跨中梁段及邊跨近邊支座梁段由鋼-砼組合橋道梁與其下的受拉主弦桿構(gòu)成優(yōu)力型跨越桁架結(jié)構(gòu)的上、下弦桿承受正彎矩；在優(yōu)力型鋼桁-砼組合連續(xù)剛構(gòu)橋橋中，鋼制成的受拉主弦桿始終處于受拉狀態(tài)，以混凝土為主材的鋼-砼組合橋道梁始終處于受壓狀態(tài)；充分發(fā)揮了鋼和混凝土兩種材料的強(qiáng)度優(yōu)勢(shì)，根除了砼受拉開(kāi)裂的病害隱患，節(jié)省了對(duì)混凝土施加預(yù)應(yīng)力的材料及措施費(fèi)，極大簡(jiǎn)化了施工工藝，提高了工效，并使橋梁的長(zhǎng)期結(jié)構(gòu)性能穩(wěn)定可靠；優(yōu)力型鋼桁-砼組合連續(xù)剛構(gòu)橋還能顯著降低主梁結(jié)構(gòu)的自重，有利于向特大跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋發(fā)展；比全鋼結(jié)構(gòu)橋梁具有更大的整體剛度和更好的抗疲勞性能，并避免了昂貴且多病害隱患的鋼橋面鋪裝；比常規(guī)混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋基本根除了混凝土受拉開(kāi)裂和收縮徐變極大不定性導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)性病害隱患，并能顯著提高該類(lèi)橋梁的跨越能力。
【附圖說(shuō)明】
[0018]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0019]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為圖1沿A-A向剖視圖；
[0021]圖3為圖1沿B-B向剖視圖；
[0022]圖4為圖1沿C-C向剖視圖；
[0023]圖5為圖1沿D-D向剖視圖；
[0024]圖6為本發(fā)明塔柱頂部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖7為圖6沿E-E向剖視圖；
[0026]圖8為鋼-砼組合橋道梁俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為圖1沿A-A向剖視圖，圖3為圖1沿B-B向剖視圖，圖4為圖1沿C-C向剖視圖，圖5為圖1沿D-D向剖視圖，圖6為本發(fā)明塔柱頂部結(jié)構(gòu)示意圖，圖7為圖6沿E-E向剖視圖，圖8為鋼-砼組合橋道梁俯視圖，如圖所示，本實(shí)施例的優(yōu)力型鋼桁-砼組合連續(xù)剛構(gòu)橋，包括鋼-砼組合橋道梁5和受拉主弦桿1，所述受拉主弦桿I與鋼-砼組合橋道梁5構(gòu)成主桁架結(jié)構(gòu)3，即受拉主弦桿I與鋼-砼組合橋道梁5通過(guò)系列鋼腹拱共同構(gòu)成連續(xù)剛構(gòu)橋的跨越桁架結(jié)構(gòu)，使得受拉主弦桿I與鋼-砼組合橋道梁5形成聯(lián)系而完成支撐；所述受拉主弦桿I固連于塔柱4且由塔柱4向縱向逐漸降低且在主桁架結(jié)構(gòu)3正負(fù)彎矩相接處延伸到鋼-砼組合橋道梁5下部，使得受拉主弦桿在主桁架結(jié)構(gòu)3承受負(fù)彎矩處位于鋼-砼組合橋道梁5上部，在主桁架結(jié)構(gòu)3承受正彎矩處位于鋼-砼組合橋道梁5下部；如圖所示，所述受拉主弦桿I在橋墩處固連于塔柱4頂部且由塔柱頂部沿縱向逐漸降低至跨越桁架結(jié)構(gòu)的正負(fù)彎矩交界處并繼續(xù)延伸到鋼-砼組合橋道梁下部，塔柱4指的是澆筑于橋墩8上用于支撐受拉主弦桿I的結(jié)構(gòu)，由混凝土澆筑形成，承受由受拉主弦桿I轉(zhuǎn)來(lái)的壓力，并將該壓力傳至橋墩8 ;如圖所示，塔柱由混凝土澆筑成形，利于承受壓力，同時(shí)，塔柱內(nèi)還澆筑有鋼骨架，與所述桁架結(jié)構(gòu)3(鋼桁架)固連為一體并形成桁架結(jié)構(gòu)3的一部分，保證塔柱4的整體強(qiáng)度；如圖所示，鋼骨架由兩根立桿9和合適數(shù)量的橫桿9固連形成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且強(qiáng)度較高。
[0028]本實(shí)施例中，所述鋼-砼組合橋道梁5包括位于底部的框架形鋼梁和鋪設(shè)于鋼梁上的砼結(jié)構(gòu)，框架形鋼梁包括并列設(shè)置的兩根橋道弦桿53和固定連接于兩根橋道弦桿之間的橫梁52，橫梁52 —般采用工字鋼橫系梁結(jié)構(gòu)，所述砼結(jié)構(gòu)包括鋪設(shè)于相鄰橫梁上的預(yù)制板51，相鄰預(yù)制板51之間的接縫處位于橫梁上部且現(xiàn)澆混凝土固連；并且，所述預(yù)制板51橫向兩端與橋道弦桿53之間的接縫現(xiàn)澆混凝土固連；在橫梁52上與接縫處相對(duì)應(yīng)設(shè)有剪力釘16，橋道弦桿53在與預(yù)制板51端部對(duì)應(yīng)的一側(cè)也設(shè)置剪力釘17，現(xiàn)澆混凝土后具有較為牢固的連接，并使上述結(jié)構(gòu)形成穩(wěn)定的鋼-砼組合橋道系；本實(shí)施例中，所述橋道弦桿53可根據(jù)使用條件分節(jié)段在受壓節(jié)段灌注混凝土，以增強(qiáng)其抗壓能力和局部穩(wěn)定性，在此不再贅述。
[0029]本實(shí)施例中，所述受拉主弦桿I為兩根且分別與兩根橋道弦桿53對(duì)應(yīng)構(gòu)成用于組成主桁架結(jié)構(gòu)3的兩片桁架結(jié)構(gòu)，所述塔柱4為與受拉主弦桿I相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)，兩個(gè)塔柱4之間具有橫向聯(lián)系；兩根受拉主弦桿I與框架形鋼梁的兩根橋道弦桿53之間形成兩片桁架結(jié)構(gòu)，兩片桁架結(jié)構(gòu)之間在不影響通過(guò)高度的情況下設(shè)有橫向聯(lián)系，整體結(jié)構(gòu)具有較好的穩(wěn)定性；這里的兩根受拉主弦桿I指的是縱向相鄰的塔柱4之間具有橫向并列的兩根受拉主弦桿1，兩個(gè)塔柱4指的是在同一橋墩8上橫向并列設(shè)置兩個(gè)塔柱4，并與兩根受拉主弦桿I對(duì)