[實(shí)用新型]一種梁的新型鋼-混凝土結(jié)合段的構(gòu)造

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201020185880.1
• 申請日: 2010-05-11
• 公開（公告）號: CN201648950U
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹景;劉旭鍇;謝斌;張強(qiáng);戴少雄;孫東利;何玉寶;李偉;張一卓;李焱;陸華臻
• 申請（專利權(quán)）人: 天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院
• 主分類號: E01D19/00
• 分類號: E01D19/00;E04B1/58
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 李素蘭

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種鋼-混凝土結(jié)合段的構(gòu)造，尤其涉及一種梁的新型鋼-混凝土結(jié)合段的構(gòu)造。

背景技術(shù)

鋼-混凝土結(jié)合段主要出現(xiàn)在混合梁橋中，混合梁橋起始于連續(xù)梁橋，當(dāng)邊跨與中跨跨長之比較小時，邊跨采用自重和剛度較大的混凝土梁，中跨則采用較輕的鋼梁，可以避免邊跨端支點(diǎn)產(chǎn)生負(fù)反力和平衡中跨的恒載彎矩，并還可以提高梁懸臂施工時結(jié)構(gòu)的剛度和抗風(fēng)穩(wěn)定性。由上所述鋼梁與混凝土梁的接頭處即為鋼-混凝土結(jié)合段。由于經(jīng)濟(jì)合理性、技術(shù)可靠性，鋼-混凝土結(jié)合段目前已廣泛應(yīng)用于連續(xù)梁橋、剛構(gòu)橋、斜拉橋、懸索橋和拱橋等多種橋梁結(jié)構(gòu)中。

長期以來，鋼和混凝土是橋梁結(jié)構(gòu)的主要材料，這兩種材料在物理性能和力學(xué)性能上有很大差異。采用鋼或混凝土單一材料的橋梁，其結(jié)構(gòu)性能往往受到材料特性在某些方面不足的限制。鋼材抗拉強(qiáng)度高，但壓屈性能差，自重輕但價格貴，施工速度快但涂裝維修工作量大，延性和韌性高但剛度稍低變形稍大；與此相反，混凝土材料抗壓性能好但抗拉性能差，價格便宜但自重大，施工速度慢，地震慣性力大，抗震性能較差，而且，大量使用就地開采的砂石材料，也不利于環(huán)境保護(hù)。

對于混合梁橋獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，鋼梁與混凝土梁的結(jié)合段是材料特性的突變處，在選定結(jié)合段的構(gòu)造時特別要注意鋼梁與混凝土梁之間剛度過渡的勻順和應(yīng)力傳遞的順暢，避免產(chǎn)生過大的應(yīng)力集中和折角，確保梁經(jīng)久耐用和車輛行駛平穩(wěn)舒適；同時，也要考慮到鋼梁與混凝土梁結(jié)合段施工的方便。

混合梁斜拉橋是應(yīng)用鋼-混凝土結(jié)合段結(jié)構(gòu)的一種混合梁橋，鋼-混凝土結(jié)合段是混合梁斜拉橋的關(guān)鍵部位，由于該結(jié)合部位兩側(cè)材料性質(zhì)的不同，梁剛度、強(qiáng)度在此發(fā)生突變，結(jié)合段如何傳遞強(qiáng)大的軸力和剪力、實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)剛?cè)岬钠巾樳^渡，是至關(guān)重要的關(guān)鍵技術(shù)。因此，鋼-混凝土結(jié)合段的結(jié)構(gòu)應(yīng)能流暢的傳遞各種荷載產(chǎn)生的內(nèi)力(軸力、剪力和彎矩)和變形，并具有良好的抗疲勞和耐久性，其鋼梁和混凝土梁的外形過渡也應(yīng)基本一致。因此，梁的鋼-混凝土結(jié)合段部位結(jié)構(gòu)復(fù)雜，有必要對其進(jìn)行深入研究，以保證其整體性和可靠性。

混凝土梁與鋼梁的連接構(gòu)造是一個非常重要的部位，這是由鋼-混凝土混合梁本身特性所決定的。混凝土梁既可以是鋼筋混凝土梁也可以是預(yù)應(yīng)力混凝土梁。為了確保連接可靠，避免使其成為全橋的薄弱點(diǎn)，必須考慮下列因素并采取相應(yīng)的措施：

(1)由于混凝土梁承受著很大的軸向力，為避免連接部位斷面重心突變而引起的附加彎矩，要求連接部位的鋼梁重心和混凝土梁重心盡量吻合，并要求相對應(yīng)的腹板和頂、底板的重心也基本重合，防止鋼梁的腹板和頂、底板產(chǎn)生局部彎曲和失穩(wěn)。

(2)為保證鋼梁和混凝土梁的連接可靠，并有效平順地傳遞強(qiáng)大的軸向力，在鋼梁上(與混凝土梁重疊部分)必須焊上抗剪栓釘或抗剪器。

(3)由風(fēng)荷載產(chǎn)生的橫向彎矩及活載產(chǎn)生的縱向彎矩，在連接部位還會產(chǎn)生拉應(yīng)力，因此還必須對連接部分施加一定的縱向預(yù)應(yīng)力來提供補(bǔ)償。

目前，鋼-混凝土結(jié)合的主要型式有如圖1(a)至圖1(d)四種型式，圖中10為承壓板，20為填充混凝土，30為預(yù)應(yīng)力鋼束，40鋼梁，50混凝土梁。

圖1(a)示出了一種全截面連接承壓技術(shù)方案。該方案是依靠承壓鋼板承受梁的縱向壓力，在鋼梁端部設(shè)置隔板成為格子結(jié)構(gòu)的承壓板，利用該全截面連接承壓技術(shù)方案其連接處應(yīng)力較小，但鋼束錨固于鋼梁端部由隔板形成的格子結(jié)構(gòu)內(nèi)，錨固形式復(fù)雜，施工操作不便。

圖1(b)示出了一種全截面連接填充混凝土的技術(shù)方案。為了把鋼梁上的力傳遞給整個橫梁截面，在鋼梁的整個斷面范圍內(nèi)填充混凝土，利用該全截面連接填充混凝土技術(shù)方案其應(yīng)力傳遞較均勻，但鋼束錨固形式復(fù)雜，剛度變化劇烈。

圖1(c)示出了一種部分連接承壓板技術(shù)方案。為了把鋼梁上的力傳遞到混凝土橫梁上，在鋼梁頂、底板及腹板端部設(shè)承壓板，由承壓板直接傳力。利用這種技術(shù)方案傳力直接，但斷面剛度的變化比較急劇。

圖1(d)示出了一種部分連接填充混凝土技術(shù)方案。為了把鋼梁上的力傳遞到頂、底板及腹板附近的部分連接，在結(jié)合部制一個雙壁式鋼箱，并在其中灌注混凝土，從而將鋼箱與橫梁連成一個整體。該技術(shù)方案與上述其它幾種技術(shù)方案比較其剛度過渡較均勻，但結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，而且雙壁鋼箱加工制造困難，混凝土的灌注要求也很高。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型考慮到梁的鋼-混凝土結(jié)合段的結(jié)構(gòu)受力、構(gòu)造要求、施工方便及工程造價等綜合因素，提供了一種梁的新型鋼-混凝土結(jié)合段的構(gòu)造，解決了現(xiàn)有技術(shù)中鋼-混凝土結(jié)合段抗疲勞性差、加工制造復(fù)雜、施工操作困難的技術(shù)問題，對今后混合梁的設(shè)計(jì)具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。