[發明專利]主跨跨中區域采用鋼?輕質混凝土的混合組合梁橋

在審

• 申請號: 201710911346.0
• 申請日: 2017-09-29
• 公開（公告）號: CN107620254A
• 公開（公告）日: 2018-01-23
• 發明（設計）人: 劉高;張喜剛;高原
• 申請（專利權）人: 中交公路長大橋建設國家工程研究中心有限公司
• 主分類號: E01D12/00
• 分類號: E01D12/00;E01D19/00;E01D101/24;E01D101/30
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司11021
• 代理人: 任巖

技術領域

本發明屬于橋梁工程和建筑工程技術領域，涉及一種主跨跨中區域采用鋼-輕質混凝土的混合組合梁橋。

背景技術

混凝土梁橋因其剛度大、造價低、后期養護量較小等優點，在工程中應用廣泛。但是，混凝土梁自重大，從而導致其跨越能力受到很大限制。鋼結構梁橋自重輕，跨越能力大，架設速度快，但是其相比于混凝土梁橋價格偏高，且后期養護工作量大。

傳統的混合梁橋，如重慶石板坡長江大橋復線橋，主跨330m的跨中區域采用108m鋼梁，其它區域梁為預應力混凝土結構，該結構綜合了混凝土梁橋和鋼結構梁橋的優點，能夠有效降低跨中區段自重，提升結構跨越能力。但是，鋼梁和混凝土梁的混合使得橋面材料不連續，給橋面鋪裝帶來了較大的工程難題，嚴重影響行車舒適性。

因此，亟需開發一種新型的梁橋方案，既能有效降低梁橋跨中區域的自重，又能保證橋面材料和橋面鋪裝結構的連續，從而對目前梁橋的發展和應用帶來積極的影響。

公開內容

(一)要解決的技術問題

有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種主跨跨中區域采用鋼-輕質混凝土的混合組合梁橋，可以充分利用輕質混凝土容重低，鋼-輕質混凝土組合結構自重小的特點，降低橋梁自重，提升橋梁的跨越能力，同時解決了傳統鋼結構和混凝土結構混合梁橋面材料不連續、橋面鋪裝耐久性差的難題。

(二)技術方案

根據本發明的一個方面，提供了一種主跨跨中區域采用鋼-輕質混凝土的混合組合梁橋，所述的混合組合梁橋具有至少一個主跨，且每個主跨包括：一個鋼-輕質混凝土梁1，位于主跨跨中區域，其長度l為主跨長度L的1/4～1/2，l根據結構受力性能、施工性能和經濟性等因素綜合確定；兩個混凝土梁2，每個混凝土梁2的一端通過結合部梁3與鋼-輕質混凝土梁1固結，另一端安裝在橋墩4的頂部。

上述方案中，所述的一種主跨跨中區域采用鋼-輕質混凝土的混合組合梁橋，若相鄰主跨之間在橋墩4處相互獨立，且主跨的混凝土梁2與橋墩4之間通過支座連接，則形成鋼-輕質混凝土的混合組合梁簡支梁橋；若相鄰主跨之間在橋墩4處連續，即橋墩4頂上的相鄰兩個混凝土梁2之間固結在一起，且混凝土梁2與橋墩4之間通過支座連接，則形成鋼-輕質混凝土的混合組合梁連續梁橋；若相鄰主跨之間在橋墩4處連續，且橋墩4與其頂上的兩個混凝土梁2之間固結在一起，則形成鋼-輕質混凝土的混合組合梁連續剛構橋。

上述方案中，鋼-輕質混凝土梁1的下部設置帶有多個縱梁6和橫梁7的鋼梁9，且每個縱梁6和橫梁7的上翼緣板的頂面均焊接多個均勻分布或團簇分布的抗剪連接件8；鋼-輕質混凝土梁1的上部設置多個水平縱橫向均勻分布的預制輕質混凝土板5，相鄰的預制輕質混凝土板5之間設置間隙，縱向間隙的水平凈距離為d1，橫向間隙的水平凈距離為d2；多個水平縱橫向均勻分布的預制輕質混凝土板5安放在鋼梁9的多個縱梁6和橫梁7上翼緣板的頂面上，并在鋼梁9的多個縱梁6和橫梁7上翼緣板的頂面上圍成縱橫向呈“井”形分布的凹槽縫隙10，抗剪連接件8座落在凹槽縫隙10之內。

上述方案中，輕質混凝土板5的厚度h為0.25m～0.40m，包括，沿厚度方向布置的1～2層鋼筋11，每層的多條鋼筋11平行等間距地分布，與輕質混凝土12形成鋼筋-輕質混凝土結構。

上述方案中，輕質混凝土12，基于輕質高強配比原理優化顆粒級配和材料選型，即在保證其強度等級的前提下，降低密度、提高彈性模量，輕質混凝土12的強度等級C50～C70、密度1800～2150kg/m³，各組分質量百分比：水泥20％～40％、砂25％～50％、水5～15％、粉煤灰0％～15％、硅粉0％～5％、輕質高強陶粒15％～30％、緩凝劑0.1％～0.2％、礦物增稠劑1％～3％、減水劑0.2％～1％。

上述方案中，預制輕質混凝土板5與鋼梁9的縱梁6或橫梁7連接一端的側向設置“V”型隼口13，并且焊接預埋件14；具有微膨脹性能的高韌性高強混凝土15澆筑在凹槽縫隙10之內并充分粘結預制輕質混凝土板5的側面及側面上的“V”型隼口13、充分握裹預埋件14和抗剪連接件8，從而將鋼梁9、輕質混凝土板5連接為一體，形成整體受力結構，構成鋼-輕質混凝土梁1。

上述方案中，鋼-輕質混凝土梁1的施工工藝包括：

I根據橋梁受力性能和施工性能需求，基于輕質高強配比原理優化顆粒級配和材料選型，確定輕質混凝土12的強度等級、密度，從而確定輕質混凝土12的各組分質量百分比及施工工藝；