[實用新型]鋼管腹板預應力鋼混組合主梁結構

有效

• 申請號: 201720860106.8
• 申請日: 2017-07-14
• 公開（公告）號: CN206902529U
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 王保群;董旭;邢德進;李志;張旭;徐向鋒;劉金慧;范圣偉
• 申請（專利權）人: 山東交通學院
• 主分類號: E01D2/00
• 分類號: E01D2/00;E01D101/28;E01D101/30
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司37221
• 代理人: 趙敏玲

技術領域

本實用新型涉及一種用于土木工程橋梁技術領域，更具體涉及一種鋼管腹板預應力鋼混組合主梁結構。

背景技術

橋梁是公路、鐵路、城市道路和農村道路及水利建設中，為了跨越各種障礙(如河流、或其它結構)的結構物。按結構形式，橋梁一般可分梁橋、拱橋、斜拉橋和吊橋；按所使用的材料類型，橋梁一般可分為木橋、圬工橋、鋼筋混凝土橋、鋼橋、鋼混組合結構橋梁等。

梁橋是以受彎為主的主梁作為承重構件的橋梁。主梁可以是實腹梁或桁架梁。鋼混組合結構梁橋是由鋼材和混凝土兩種不同性質的主梁材料，經組合而成的一種新型橋梁結構形式。由于此類橋梁充分利用了鋼材的抗拉性能與混凝土的抗壓性能，能顯著改善鋼結構的力學性能和提高經濟性，且具有施工方便、造型美觀、環保節能的優點，因此越來越廣泛的應用于橋梁工程建設領域。

傳統鋼混凝土組合結構梁橋一般采用混凝土橋面板與鋼板梁、鋼箱梁、或鋼桁架梁相結合的方式。由于實腹鋼混組合梁(鋼板組合梁、鋼箱組合梁)自重較輕，實腹鋼板極易受到風荷載影響；空腹鋼混組合梁(鋼桁架組合梁)無法像傳統預應力混凝土梁橋，頂、底板混凝土內施加預應力以抵抗恒載和活載，因此跨越能力受到較大局限；傳統鋼梁拼裝施工時，懸臂施工較為困難，需搭設落地支架用于鋼梁拼裝臨時支撐。由此總體上看，傳統鋼混凝土組合結構梁橋的主要不足是：(1)實腹鋼混組合梁抗風能力較差(2)空腹鋼混組合梁預應力施加困難，跨越能力受到局限(3)施工復雜，施工場地占用較大。

所以在這種背景下，開發一種滿足具備更大的跨越能力和施工更加方便的，新的鋼管腹板預應力鋼混組合結構梁橋結構形式，具有很大的實用價值。

實用新型內容

本實用新型的目的是在于提供一種鋼管腹板預應力鋼混組合主梁結構及施工方法，從結構體系和內在受力機理方面提高傳統鋼混組合結構梁橋的承載能力，與傳統的施工方法銜接良好，便于實施。

為了實現上述目的，本實用新型采用以下技術措施：

一種鋼管腹板預應力鋼混組合主梁結構，包括混凝土頂板、混凝土底板、腹板鋼管、體內預應力鋼絞線、體外預應力索和橫隔板，所述的腹板鋼管設置在混凝土頂板和混凝土底板之間，腹板鋼管頂部和底部設有剪力鍵，腹板鋼管通過剪力鍵、鋼管定位鋼筋與混凝土頂、底板連接形成鋼混組合主梁框架，所述的橫隔板橫向設置在鋼混組合梁框架內部，每隔一段距離設置一道，與混凝土頂、底板澆筑固結為整體，用于增加梁體橫向剛度；所述的體內預應力鋼絞線埋設在頂、底板混凝土內，所述的體外預應力索設置在鋼混組合梁框架內部，一端錨固在梁端的橫隔板上，另一端錨固在墩頂的橫隔板上，中間部分穿過橫隔板上的體外預應力轉向鋼套管后，完成設計體外預應力豎向轉向。進一步的，所述的混凝土頂板和底板為節段施工，澆筑前每個節段均埋設預應力鋼筋管道。

進一步的，所述的體內預應力鋼筋穿過相應節段預應力鋼筋管道張拉錨固，并通過管道壓漿后，使體內預應力鋼筋與頂、底板混凝土結合為整體后，與頂、底板混凝土共同承受施工荷載及一期恒載。

進一步的，所述的腹板鋼管為中空鋼管，沿著混凝土頂板和混凝土底板的縱向方向，對稱布置有兩列中空鋼管，每列中空鋼管包括多個傾斜設置且依次相連的中空鋼管。

進一步的，相鄰兩根腹板鋼管頂端及底端通過剪力鍵螺栓板連接，形成縱向三角形穩定結構，多根鋼管依次相互連接，形成主梁腹板，承受剪力及部分彎矩。

進一步的，所述的體外預應力索根據設計承載能力，可橫向對稱設置多條，承受運營期活載。

進一步的，所述的橫隔板為鋼筋混凝土結構，包括中橫隔板、墩頂橫隔板和端橫隔板，中橫隔板設計有多個，位于墩頂和梁端之間的梁體中部，其內部預埋體外預應力轉向鋼套管，用于輔助體外預應力索轉向；墩頂橫隔板位于墩頂位置，端橫隔板位于梁端，其內部也預埋錨固套筒，用于體外預應力索錨固。

對所述的鋼管腹板預應力鋼混組合主梁結構施工方法，包括以下幾個步驟：

步驟1：在墩頂托架平臺上拼裝0號塊梁段底板模板并綁扎底板鋼筋，按照設計要求布置并預埋預應力管道，拼裝本節段腹板鋼管，并將鋼管底部剪力鍵臨時固定在底板相應設計位置；

步驟2：澆筑0號塊底板混凝土，待混凝土達到設計強度的90％時，進行底板體內預應力鋼絞線管道穿束，張拉、錨固；

步驟3：墩頂托架平臺上搭設滿堂支架及頂板施工平臺，同步驟1，進行0號塊主梁頂板立模、鋼筋綁扎、混凝土澆筑、預應力張拉施工。混凝土澆筑前微調位于頂板內鋼管頂部剪力鍵位置，使其符合設計要求；

步驟4：在墩頂梁段頂面兩端對稱拼裝掛籃系統，并進行加載試驗；