專利名稱：應(yīng)用于獨塔自錨式懸索橋的主梁的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于橋梁工程領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用于獨塔自錨式懸索橋的主梁。
技術(shù)背景目前，在200 600m跨度范圍內(nèi)的橋梁較多采用斜拉橋結(jié)構(gòu)和拱式結(jié)構(gòu)，隨著技術(shù) 的進步，在這一領(lǐng)域出現(xiàn)了自錨式懸索橋的結(jié)構(gòu)形式以作為補充。在地基承載能力較差、 有通航要求的跨江(河)的地方建橋，如采用斜拉橋結(jié)構(gòu)，由于斜拉橋需要較大跨徑邊 跨進行平衡，造價較高；如采用拱式結(jié)構(gòu)橋梁，則采用無推力拱同樣也必須采用較大邊 跨進行平衡，如采用有推力拱，則必須修建龐大的基礎(chǔ)，造價高而且不利于環(huán)境保護。 相比之下，自錨式懸索橋兼有以上兩種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點而避免了兩種結(jié)構(gòu)的不足，具有較大 競爭優(yōu)勢。由于在懸索橋中，橋面重量和車輛等荷載都是通過與吊桿(索)相連的主纜 傳遞給索塔和主纜兩端的錨碇，而自錨式懸索橋的主纜直接拉在橋兩端的主梁上，讓主 纜兩端的水平力互相抵消，這樣相比于與地錨式懸索橋，自錨式懸索橋取消了大體積的 錨碇施工，節(jié)省了工程造價，但自錨式懸索橋的主梁也需承受更大的壓應(yīng)力。在經(jīng)濟性 更高、景觀效果更好的獨塔自錨式懸索橋中，對主梁的強度要求也更高，為此需要對主 梁的結(jié)構(gòu)進行一系列改進以滿足自錨式懸索橋，尤其是獨塔自錨式懸索橋的強度要求和 安全性要求。 實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題就在于針對現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本實用新型 提供一種結(jié)構(gòu)簡單、既能滿足獨塔自錨式懸索橋的施工效率要求、又能滿足橋梁受力強 度要求、且經(jīng)濟性相對較高的應(yīng)用于獨塔自錨式懸索橋的主梁。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提出的技術(shù)方案為 一種應(yīng)用于獨塔自錨式懸索 橋的主梁，其特征在于:它包括位于懸索橋主跨部的鋼加勁梁以及位于邊跨部和錨跨部的 混凝土加勁梁，所述鋼加勁梁和混凝土加勁梁通過鋼混結(jié)合部連接過渡，鋼混結(jié)合部處 的混凝土加勁梁外包有承壓鋼板，承壓鋼板與鋼混結(jié)合部處的鋼加勁梁固接。所述鋼混結(jié)合部處鋼加勁梁內(nèi)設(shè)有橫隔板。
所述鋼加勁梁內(nèi)部沿縱向設(shè)有縱梁，縱梁位于鋼加勁梁內(nèi)頂板與底板之間，所述縱 梁內(nèi)沿縱向鋪設(shè)有縱向加勁板，縱梁內(nèi)沿橫向鋪設(shè)有橫向加勁板。所述縱梁與鋼加勁梁的底板之間設(shè)有梁底加勁件，所述梁底加勁件包括縱向加勁鋼 板和橫向加勁鋼板，縱向加勁鋼板沿縱向鋪設(shè)于縱梁與鋼加勁梁的底板之間，縱向加勁 鋼板上間隔布置有橫向加勁鋼板。所述鋼混結(jié)合部處內(nèi)部設(shè)有用來連接鋼加勁梁和混凝土加勁梁的PBL剪力連接件和 栓釘，所述PBL剪力連接件為設(shè)置于鋼加勁梁的底板、頂板以及腹板延伸段設(shè)置的傳剪 肋條，傳剪肋條上開設(shè)有孔，孔內(nèi)插設(shè)有鋼筋，所述栓釘裝設(shè)于承壓鋼板上。所述鋼混結(jié)合部處鋼加勁梁內(nèi)底板、頂板以及腹板上均設(shè)有U型肋，U型肋上設(shè)有^ 型加勁肋。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點就在于-1、 本實用新型的應(yīng)用于獨塔自錨式懸索橋的主梁，在獨塔自錨式懸索橋的主跨部采 用鋼加勁梁架設(shè)，在小跨徑邊跨和錨跨部分采用混凝土加勁梁架設(shè)，這使得主梁的整體 造價大大降低，兩種材料的性能和優(yōu)勢都得到充分利用，比單純使用昂貴鋼材的加勁梁 更加節(jié)省、成本更小，同時還能夠承受更大的壓應(yīng)力，經(jīng)濟效益非?？捎^；2、 本實用新型的應(yīng)用于獨塔自錨式懸索橋的主梁，在鋼混結(jié)合部設(shè)置了剪力連接件 和預(yù)應(yīng)力連接件用來連接鋼加勁梁和混凝土加勁梁，實現(xiàn)了兩種材料在鋼混結(jié)合部受力 的平緩傳遞和剛度過渡，滿足了力在加勁梁中傳遞的順暢性和連續(xù)性，避免了出現(xiàn)應(yīng)力 集中和折角，從而解決了連接鋼加勁梁和混凝土加勁梁的鋼混結(jié)合部容易發(fā)生剛度突變 的弱點；3、 本實用新型的應(yīng)用于獨塔自錨式懸索橋的主梁，在鋼混結(jié)合部混凝土梁段外包有 承壓鋼板，承壓鋼板與鋼混結(jié)合部內(nèi)的鋼箱梁固接，這使得混凝土加勁梁、鋼混結(jié)合部 和鋼加勁梁形成一個整體以承受外部荷載。在鋼混混結(jié)合部的鋼箱梁段內(nèi)增設(shè)橫隔板， 以增加鋼混結(jié)合部內(nèi)鋼箱梁的剛度，從而能夠有效防止鋼混結(jié)合部出現(xiàn)應(yīng)力集中，保證 力傳遞的順暢性；4、 本實用新型的應(yīng)用于獨塔自錨式懸索橋的主梁，通過在鋼加勁梁內(nèi)設(shè)置縱梁，使 得鋼加勁梁頂?shù)装宓膽?yīng)力能較為均勻的分布，主纜的水平力也可通過錨跨直接傳到縱梁 上?？v梁自身采用由縱向加勁板和橫向加勁板組成的格子板加強，可以提高縱梁的穩(wěn)定性。另外，縱梁在橫向布置上的適當(dāng)間距，還可以減小鋼加勁梁在頂推施工過程中的橫 向變形和橫向受力；本實用新型進一步在鋼加勁梁內(nèi)設(shè)置梁底加勁件，以降低鋼加勁梁 頂推施工過程中的局部壓應(yīng)力，防止鋼加勁梁底板局部失穩(wěn)，滿足鋼加勁梁連續(xù)滑行的

圖1是本實用新型應(yīng)用于獨塔自錨式懸索橋的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型中鋼混結(jié)合部的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實用新型中鋼加勁梁的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是鋼加勁梁內(nèi)縱梁的結(jié)構(gòu)示意圖。圖例說明1、主纜3、 主梁32、混凝土加勁梁4、 吊桿 51、栓釘 62、 U型肋 64、橫隔板71、縱向加勁板 8、梁底加勁件 82、橫向加勁鋼板2、索塔 31、鋼加勁梁 33、鋼混結(jié)合部 5、 PBL剪力連接件 61、承壓鋼板 63、 n型加勁肋 7、縱梁72、橫向加勁板 81、縱向加勁鋼板具體實施方式
以下將結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型做進一步詳細說明。 參見圖l、圖2、圖3和圖4所示， 一般的獨塔自錨式懸索橋包括一個索塔2以及主 纜l、主梁3和吊桿4，主纜1的中部支承于索塔2的頂部，主纜1的兩端固定于主梁3 上，主梁1通過吊桿4懸吊于主纜1的下方。本實用新型的應(yīng)用于獨塔自錨式懸索橋的 主梁，它包括位于懸索橋主跨部的鋼加勁梁31以及位于邊跨部和錨跨部的混凝土加勁梁 32,所述鋼加勁梁31和混凝土加勁梁32通過鋼混結(jié)合部33連接過渡，鋼混結(jié)合部33 處的混凝土加勁梁32外包有承壓鋼板61，承壓鋼板61與鋼混結(jié)合部33處的鋼加勁梁 31固接。主纜1的水平軸力在鋼混結(jié)合部33處通過連接件由混凝土加勁梁32非常順暢 的傳至承壓鋼板61，并由承壓鋼板61通過鋼混結(jié)合部33內(nèi)的鋼箱梁傳至鋼加勁梁31。 由于承壓鋼板61與鋼加勁梁31直接焊接，這使得混凝土加勁梁32、鋼混結(jié)合部33和鋼 加勁梁31形成一個整體以承受外部荷載。在較佳實施例中，鋼混結(jié)合部33處鋼加勁梁
31內(nèi)設(shè)有橫隔板64,橫隔板64在鋼混結(jié)合部33內(nèi)的間距相比鋼加勁梁31標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段內(nèi) 的間距縮短了二分之一。同時，對鋼加勁梁31頂板、底板和腹板也進行了局部加厚，將 作用應(yīng)力控制在疲勞限值以內(nèi)。鋼加勁梁31內(nèi)部沿縱向設(shè)有縱梁7，縱梁7位于鋼加勁 梁31內(nèi)頂板與底板之間，所述縱梁7內(nèi)沿縱向鋪設(shè)有縱向加勁板71，縱梁71內(nèi)沿橫向 鋪設(shè)有橫向加勁板72?？v梁7與鋼加勁梁31的底板之間設(shè)有梁底加勁件8，所述梁底加 勁件8包括縱向加勁鋼板81和橫向加勁鋼板82，縱向加勁鋼板81沿縱向鋪設(shè)于縱梁7 與鋼加勁梁31的底板之間，縱向加勁鋼板81上間隔布置有橫向加勁鋼板82?？v梁7的 布置可以使鋼加勁梁31頂板、底板應(yīng)力較為均勻的分布，主纜1的水平力通過錨跨也可 以直接傳到鋼加勁梁31的縱梁7上?？v梁7自身采用的由縱向加勁板71、橫向加勁板 72組成的格子板加強，以提高縱梁7的穩(wěn)定性。另外，如果對鋼加勁梁31采取頂推法進 行施工，那縱梁7在橫向布置上的適當(dāng)間距還可以減小鋼加勁梁31在頂推施工過程中的 橫向變形和橫向受力。若采用頂推法對鋼加勁梁31進行施工，那么在施工過程中，當(dāng)鋼 加勁梁31的懸臂長度超過一定范圍后梁的撓度會迅速增大，支座處轉(zhuǎn)角也增大，支座與 梁的接觸面積迅速減小，梁底局部應(yīng)力迅速增高，粱的局部穩(wěn)定問題突出。為了適應(yīng)對 鋼加勁梁31可能采取的頂推施工方法，如圖3所示，本實用新型在鋼加勁梁31內(nèi)的縱 梁7與鋼加勁梁31的底板之間設(shè)置一種梁底加勁件8，以降低頂推施工過程中的局部壓 應(yīng)力。梁底加勁件8包括縱向加勁鋼板81和橫向短鋼板82，縱向加勁鋼板81沿縱向通 長鋪設(shè)于縱梁7與鋼加勁梁31底部之間，縱向加勁鋼板81上間隔布置有橫向短鋼板82, 橫向短鋼板82可以加強鋼加勁梁底板的面外剛度，防止底板局部失穩(wěn)，滿足鋼加勁梁31 在頂推施工過程中連續(xù)滑行的需要。鋼混結(jié)合部33處內(nèi)部設(shè)有用來連接鋼加勁梁31和 混凝土加勁梁32的PBL剪力連接件5和栓釘51，所述PBL剪力連接件5為設(shè)置于鋼加勁 梁31的底板、頂板以及腹板延伸段設(shè)置的傳剪肋條，傳剪肋條上開設(shè)有孔，孔內(nèi)插設(shè)有 鋼筋，所述栓釘51裝設(shè)于承壓鋼板61上。在具體實施例中，PBL剪力連接件5的具體構(gòu) 造是在鋼加勁梁31的頂板、底板及腹板延伸段設(shè)傳剪肋條，肋條上開有(J)60mm的圓孔， 孔中穿有cD20mm的二級鋼筋，剪力連接件主要用來加強混凝土和鋼材兩種材料的粘結(jié)性 能。通過PBL剪力連接件5和預(yù)應(yīng)力可將鋼材料和混凝土材料很好的結(jié)合。承壓鋼板61 上布置有4)19xl40ram的圓柱墩頭剪力釘作為栓釘51，用以傳遞剪力和扭矩，剪力、扭矩 從橋面及腹板的PBL剪力鍵傳遞到鋼加勁梁31上。鋼混結(jié)合部33處鋼加勁梁31內(nèi)底板、 頂板以及腹板上均設(shè)有U型肋62， U型肋62上設(shè)有3t型加勁肋63。其中，本實施例中，鋼加勁梁31為全焊單箱三室鋼箱梁，其上、下翼緣為正交異性
板結(jié)構(gòu)，采用頂推工藝進行鋼加勁梁31的施工。自錨式懸索橋與其它橋型不同，其主纜 1直接錨固在主梁3的兩端，主梁3需要直接承受主纜1錨固點的水平軸力和豎向分力， 形成自平衡體系。主梁3上主纜1錨固點的設(shè)計非常復(fù)雜，但采用混凝土材料建造錨跨 以后，設(shè)計就變得比較簡單，可借此充分發(fā)揮混凝土自重大的優(yōu)勢，將主纜l錨固點的 體積做得很大，使其具備良好的錨固和壓重作用，抵消了主纜1的豎向分力，避免錨跨 端支座產(chǎn)生負反力。主纜1提供的巨大水平軸力還可為主梁3提供免費預(yù)應(yīng)力，大大減 少預(yù)應(yīng)力材料的用量，降低工程造價。本實施例中，主梁3的邊跨位于索塔2—側(cè)的河 堤上方，也采用混凝土材料建造， 一來節(jié)省了橋梁用料的成本，另外在河堤上建墩也便 于施工，減小施工成本，同時不影響河道的航運。主梁3的主跨位于河道上方，全部為 鋼加勁梁31，這不僅能夠?qū)崿F(xiàn)主梁3較大的跨越能力，而且通過對鋼加勁梁31采用頂推 施工方法，還可以減少工期，不影響河道的航運。因此，針對主粱3不同結(jié)構(gòu)段上性能 要求的不同及所處現(xiàn)場施工條件的差異，主梁3采用了在不同位置使用不同材料進行建 造的混合梁結(jié)構(gòu)模式，這不僅使各類建筑材料的性能和優(yōu)點得到了充分的利用，也從整 體上降低了橋梁建造的成本，其經(jīng)濟性和性能上的優(yōu)越性是顯而易見的。
權(quán)利要求1. 種應(yīng)用于獨塔自錨式懸索橋的主梁，其特征在于它包括位于懸索橋主跨部的鋼加勁梁(31)以及位于邊跨部和錨跨部的混凝土加勁梁(32)，所述鋼加勁梁(31)和混凝土加勁梁(32)通過鋼混結(jié)合部(33)連接過渡，鋼混結(jié)合部(33)處的混凝土加勁梁(32)外包有承壓鋼板(61)，承壓鋼板(61)與鋼混結(jié)合部(33)處的鋼加勁梁(31)固接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的應(yīng)用于獨塔自錨式懸索橋的主梁，其特征在于所述鋼混 結(jié)合部(33)處鋼加勁梁(31)內(nèi)設(shè)有橫隔板(64)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的應(yīng)用于獨塔自錨式懸索橋的主梁，其特征在于所述 鋼加勁梁(31)內(nèi)部沿縱向設(shè)有縱梁(7)，縱梁(7)位于鋼加勁梁(31)內(nèi)頂板與底板 之間，所述縱梁(7)內(nèi)沿縱向鋪設(shè)有縱向加勁板(71)，縱梁(7 )內(nèi)沿橫向鋪設(shè)有橫 向加勁板(72)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用于獨塔自錨式懸索橋的主梁，其特征在于所述縱梁 (7)與鋼加勁梁(31)的底板之間設(shè)有梁底加勁件(8),所述梁底加勁件(8)包括縱向加勁鋼板(81)和橫向加勁鋼板(82)，縱向加勁鋼板(81)沿縱向鋪設(shè)于縱梁(7) 與鋼加勁梁(31)的底板之間，縱向加勁鋼板(81)上間隔布置有橫向加勁鋼板(82)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的應(yīng)用于獨塔自錨式懸索橋的主梁，其特征在于所述 鋼混結(jié)合部(33)處內(nèi)部設(shè)有用來連接鋼加勁梁(31)和混凝土加勁梁(32)的PBL剪 力連接件(5)和栓釘(51)，所述PBL剪力連接件(5)為設(shè)置于鋼加勁梁(31)的底板、 頂板以及腹板延伸段設(shè)置的傳剪肋條，傳剪肋條上開設(shè)有孔，孔內(nèi)插設(shè)有鋼筋，所述栓 釘(51)裝設(shè)于承壓鋼板(61)上。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的應(yīng)用于獨塔自錨式懸索橋的主梁，其特征在于所述鋼混 結(jié)合部(33)處內(nèi)部設(shè)有用來連接鋼加勁梁(31)和混凝土加勁梁(32)的PBL剪力連 接件(5)和栓釘(51)，所述PBL剪力連接件(5)為設(shè)置于鋼加勁梁(31)的底板、頂 板以及腹板延伸段設(shè)置的傳剪肋條，傳剪肋條上開設(shè)有孔，孔內(nèi)插設(shè)有鋼筋，所述栓釘(51)裝設(shè)于承壓鋼板(61)上。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的應(yīng)用于獨塔自錨式懸索橋的主梁，其特征在于所述 鋼混結(jié)合部(33)處鋼加勁梁(31)內(nèi)底板、頂板以及腹板上均設(shè)有U型肋(62), U型 肋(62)上設(shè)有n型加勁肋(63)。
8、根據(jù)權(quán)利要求6所述的應(yīng)用于獨塔自錨式懸索橋的主梁，其特征在于所述鋼混 結(jié)合部(33)處鋼加勁梁(31)內(nèi)底板、頂板以及腹板上均設(shè)有U型肋(62)， U型肋(62) 上設(shè)有兀型加勁肋(63)。
專利摘要本實用新型公開了一種應(yīng)用于獨塔自錨式懸索橋的主梁，它包括位于懸索橋主跨部的鋼加勁梁以及位于邊跨部和錨跨部的混凝土加勁梁，所述鋼加勁梁和混凝土加勁梁通過鋼混結(jié)合部連接過渡，鋼混結(jié)合部處的混凝土加勁梁外包有承壓鋼板，承壓鋼板與鋼混結(jié)合部處的鋼加勁梁固接。本實用新型是一種結(jié)構(gòu)簡單、既能滿足獨塔自錨式懸索橋的施工效率要求、又能滿足橋梁受力強度要求、且經(jīng)濟性相對較高的應(yīng)用于獨塔自錨式懸索橋的主梁。
文檔編號E01D19/00GK201080593SQ20072006373
公開日2008年7月2日 申請日期2007年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月4日
發(fā)明者向建軍, 廖建宏, 張貴明, 程麗娟, 胡建華, 蒲懷仁 申請人:湖南省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院