[實用新型]一種鋼主塔或鋼主拱的新型鋼-混凝土結合段的構造

無效

• 申請號: 201020185870.8
• 申請日: 2010-05-11
• 公開（公告）號: CN201648968U
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發明（設計）人: 曹景;劉旭鍇;謝斌;張強;戴少雄;孫東利;何玉寶;李偉;張一卓;陸華臻;李焱
• 申請（專利權）人: 天津市市政工程設計研究院
• 主分類號: E01D19/14
• 分類號: E01D19/14;E01D19/00;E01D4/00;E01D11/02;E01D11/04;E04B1/38
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 李素蘭

技術領域

本實用新型涉及一種鋼-混凝土結合段的構造，尤其涉及一種斜拉橋、懸索橋鋼主塔或拱橋鋼主拱的鋼-混凝土結合段的結構。

背景技術

當斜拉橋、懸索橋主塔采用鋼主塔，拱橋主拱采用鋼主拱時，斜拉橋、懸索橋鋼主塔與混凝土塔靴或混凝土承臺連接接頭段、或拱橋鋼主拱與混凝土拱座連接接頭段，既為鋼-混凝土結合段。對于全鋼的主塔，鋼主塔直接與基礎的混凝土結構連接，由于鋼-混凝土結合段兩側材料性質的不同，剛度、強度在此發生突變，結合段如何傳遞強大的軸力和剪力、實現結構剛柔的平順過渡，是結合段至關重要的關鍵技術。因此鋼-混凝土結合段應能流暢的傳遞各種荷載產生的內力(軸力、剪力和彎矩)和變形，并具有良好的抗疲勞和耐久性。鋼主塔鋼-混凝土結合段常用的連接方式有螺栓錨固法和鋼主塔埋入法或者兩種方法的組合。這兩種方式的傳力機理略有不同，螺栓錨固法主要是通過承壓板將鋼主塔的壓應力較為均勻地傳遞給混凝土結構；而埋入法則主要通過鋼主塔鋼板與混凝土的相互作用將鋼主塔應力以混凝土受剪切的形式傳力，這種方式中常常采用剪力連接器。

目前，鋼主塔埋入法的鋼-混凝土結合段的主要型式如圖1和圖2所示，是一種全截面連接填充混凝土的技術方案。為了把鋼主塔1的力傳遞給整個混凝土結構(位于圖中分界界面的下方處)的截面，在整個鋼主塔1的斷面范圍內填充混凝土3，并在鋼主塔1內設置剪力栓釘4，利用該全截面連接填充混凝土技術方案其應力傳遞明確，但剛度變化急劇，剪力傳遞依靠鋼主塔1內設置的剪力栓釘4，由于鋼主塔截面內能夠布置剪力栓釘的位置有限，因此，剪力栓釘4的個數較少(圖1和圖2中附圖標記4示出了剪力栓釘的分布情況)，抗剪能力較低，需要依靠增加鋼主塔埋入混凝土結構的深度增強其抗剪能力，而無限制的增加埋入深度是不合理也是不經濟的。

實用新型內容

針對上述現有技術，本實用新型提供一種鋼主塔或鋼主拱的新型鋼-混凝土結合段的構造。本實用新型通過在鋼主塔側設置伸出肢和增加剪力栓釘，在顯著提高鋼-混凝土結合段的受力性能的基礎上使鋼主塔埋入混凝土結構的深度合理，從而解決了現有技術中鋼-混凝土結合段抗疲勞性差的技術問題，并為今后類似結構的設計奠定了技術基礎，本實用新型具有非常重要的現實意義。本實用新型中所提及到的“伸出肢”是指：位于鋼-混凝土結合段的混凝土結構內，擴大鋼主塔與混凝土結構接觸面的加勁構造。

為了解決上述技術問題，本實用新型予以實現的技術方案是：鋼主塔或鋼主拱的新型鋼-混凝土結合段的構造包括鋼主塔和混凝土結構，所述鋼主塔的接頭端部與所述混凝土結構的接頭端部之間設置有連接件，所述鋼主塔的接頭端部設置有鋼主塔承壓鋼板，所述連接件包括剪力栓釘，所述鋼主塔上靠近接頭端的一段內設置有填芯混凝土，從而形成一從鋼主塔過渡到混凝土結構的過渡段，所述鋼主塔的接頭端部的斷面形狀小于所述混凝土結構的接頭端部的斷面形狀，所述鋼主塔有一段埋入到所述混凝土結構內，在埋入段的鋼主塔上設有沿其斷面形狀向外延伸的伸出肢，所述伸出肢為矩形或梯形的加勁鋼板，所述伸出肢上設置有剪力栓釘。

本實用新型鋼主塔或鋼主拱的新型鋼-混凝土結合段的構造，其中，所述鋼主塔為斜拉橋、懸索橋鋼主塔或拱橋鋼主拱；所述混凝土結構為混凝土塔靴、混凝土承臺或混凝土拱座。

本實用新型的一個最佳技術方案是：與所述剪力栓釘交叉的設置有X、Y方向分布的PBL，分布所述PBL的面積大于鋼主塔上所述剪力栓釘的分布面積。沿所述鋼主塔的接頭端部和所述混凝土結構的接頭端部縱向設置有預應力鋼束和/或精軋螺紋鋼筋，所述預應力鋼束和/或精軋螺紋鋼筋貫穿于所述過渡段和所述混凝土結構的接頭端部，所述預應力鋼束和/或精軋螺紋鋼筋一端錨固在所述鋼主塔承壓鋼板上，另一端錨固在所述混凝土結構內。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：

(1)由于本實用新型鋼-混凝土結合段結構中的鋼主塔接頭端部的鋼主塔承壓鋼板采用厚鋼板，因此，可以有效地保證軸向力傳遞均勻及預應力鋼束和/或精軋螺紋鋼筋錨固的要求；

(2)本實用新型鋼-混凝土結合段的連接件采用剪力栓釘+PBL的組合形式，采用該結構的連接件進行剪力傳遞，可以提高結合段的抗剪強度；

(3)本實用新型鋼-混凝土結合段，其中的鋼主塔設置有向塔外的伸出肢，該伸出肢上采用剪力栓釘+PBL的組合形式進行剪力傳遞，增加了鋼主塔截面剪力栓釘及PBL的數量，增大了剪力栓釘與混凝土的結合面，不僅更進一步增強了抗剪能力，使混凝土防裂能力得到了提高，使結構的可靠性顯著增強，而且可以減小鋼主塔埋入混凝土結構的深度，使該方案更具合理性；