[發明專利]適用于矮塔斜拉橋等高段的部分鋼腹板單箱四室組合箱梁

有效

• 申請號: 201310089203.8
• 申請日: 2013-03-20
• 公開（公告）號: CN103174086A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 吳曉軒;李強;趙國慶;劉會波
• 申請（專利權）人: 中鐵六局集團天津鐵路建設有限公司
• 主分類號: E01D2/04
• 分類號: E01D2/04
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 龐學欣

技術領域

本發明屬于橋梁結構設計及建造技術領域，特別是涉及一種適用于矮塔斜拉橋等高段的部分鋼腹板單箱四室組合箱梁。

背景技術

矮塔斜拉橋為近20年來出現的一種新橋型，具有結構性能優越、經濟指標良好等優點，因此得到廣泛應用。圖1為一種目前常用的矮塔斜拉橋結構示意圖。如圖1所示，這種矮塔斜拉橋主要包括橋塔1、橋墩2、梁3和圖中未示出的斜拉索；其中梁3由近塔端無索區變高段4、有索區等高段5及連接在變高段4和等高段5之間的合攏段6構成，上述各段通常由多個箱梁依次連接而成。目前矮塔斜拉橋通常采用圖2所示的單箱四室箱梁，其中近塔端無索區變高段4采用變截面的單箱四室箱梁，而有索區等高段5則采用等截面的單箱四室箱梁。如圖2所示，這種單箱四室箱梁主要由預應力混凝土頂板7、預應力混凝土底板8、兩個預應力混凝土斜腹板9及三個預應力混凝土中腹板10構成。但是，這種已有技術的矮塔斜拉橋存在下列問題：如上所述，由于單箱四室箱梁為鋼筋混凝土結構，因此自身的重量比較大，使得橋梁的跨越能力相對較小，并且腹板上容易出現裂縫，因而對整體結構產生不利影響，結果耐久性不佳，另外，由于這種單箱四室箱梁的腹板內需要設置預應力鋼筋，因此施工比較復雜，加工時間長，而且運輸不便。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的目的在于提供一種能夠有效弱化自重荷載效應的適用于矮塔斜拉橋等高段的部分鋼腹板單箱四室組合箱梁。

為了達到上述目的，本發明提供的適用于矮塔斜拉橋等高段的部分鋼腹板單箱四室組合箱梁包括預應力混凝土頂板、預應力混凝土底板、兩個預應力混凝土斜腹板及三個中腹板；其中預應力混凝土頂板和預應力混凝土底板水平設置在上部和下部，兩個預應力混凝土斜腹板分別連接在預應力混凝土頂板和預應力混凝土底板的兩端之間；所述的中腹板為鋼結構，三個中腹板相隔距離垂直連接在預應力混凝土頂板和預應力混凝土底板中部之間。

所述的中腹板的兩端與預應力混凝土頂板及預應力混凝土底板之間設有連接件。

所述的連接件為剪力鍵。

本發明提供的適用于矮塔斜拉橋等高段的部分鋼腹板單箱四室組合箱梁是采用鋼板作為中腹板，由于鋼材具有較強的抗壓強度和抗彎強度，這樣就可以適當降低頂板、底板及斜腹板的厚度以及斜腹板和中腹板之間的距離，有效弱化自重荷載效應，并且鋼腹板的重量遠低于同體積的鋼筋混凝土的重量，從而可大大降低箱梁以及整個斜拉橋的自重，由此增大橋梁的跨徑。另外，采用部分鋼腹板還可使箱梁受結構整體收縮徐變效應、溫度等因素的影響減小，穩定性、屈曲臨界荷載、抗震等性能提高，并可以提高采用預應力鋼筋的其它部件的預應力效率。此外，采用鋼腹板代替混凝土腹板，可部分避免腹板內設置預應力鋼筋的復雜工序，同時鋼腹板可實現批量生產，這樣就可以大幅度加快施工速度，有效縮短工期。

附圖說明

圖1為一種目前常用的矮塔斜拉橋結構示意圖。

圖2為一種目前常用的矮塔斜拉橋單箱四室箱梁結構側視圖。

圖3為本發明提供的適用于矮塔斜拉橋等高段的部分鋼腹板單箱四室組合箱梁結構側視圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明適用于矮塔斜拉橋等高段的部分鋼腹板單箱四室組合箱梁進行詳細說明。與已有技術相同的部件采用相同的附圖標號，并省略對其進行的詳細說明。

如圖3及圖1、圖2所示，本發明提供的適用于矮塔斜拉橋等高段的部分鋼腹板單箱四室組合箱梁包括預應力混凝土頂板7、預應力混凝土底板8、兩個預應力混凝土斜腹板9及三個中腹板11；其中預應力混凝土頂板7和預應力混凝土底板8水平設置在上部和下部，兩個預應力混凝土斜腹板9分別連接在預應力混凝土頂板7和預應力混凝土底板8的兩端之間；所述的中腹板11為鋼結構，三個中腹板11相隔距離垂直連接在預應力混凝土頂板7和預應力混凝土底板8中部之間。

所述的中腹板11的兩端與預應力混凝土頂板7及預應力混凝土底板8之間設有連接件12。

所述的連接件12為剪力鍵。在實際工程中，必須選擇合適的剪力鍵連接方式，以確保鋼腹板11受到的剪力能夠有效地傳遞給預應力混凝土頂板7和預應力混凝土底板8，保證整個箱梁的橫向剛度及抗扭剛度，同時能夠與變高段單箱四室箱梁有效連接。

在實際矮塔斜拉橋建造過程中，橋塔1、橋墩2、梁3上近塔端無索區變高段4、合攏段6及斜拉索的結構基本不變，只需在有索區等高段5中采用本發明提供的部分鋼腹板單箱四室組合箱梁，這是因為該段所采用的箱梁兩側需要設置斜拉索，因此采用本單箱四室組合箱梁仍能滿足其構造和受力要求，而且還可體現出上述效果中所提及的優勢。另外，設計時要根據結構的受力要求確定出中腹板11的合理厚度，同時還要考慮其與預應力混凝土頂板7、預應力混凝土底板8、合攏段6以及近塔端無索區變高段4上單箱四室箱梁的連接問題，以滿足結構共同受力及變形協同的要求。