專利名稱：混凝土梁-波形鋼腹板混凝土梁的縱向混合連續(xù)梁體系的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種混合連續(xù)梁，特別是涉及一種混凝土梁-波形鋼腹板混凝土梁的縱向混合連續(xù)梁。
背景技術(shù)：
以往跨徑250m以下是梁橋的適用范圍，特別是混凝土連續(xù)梁因其整體剛度大，行車舒適等優(yōu)點(diǎn)受到廣泛使用。但近年來的工程實(shí)踐發(fā)現(xiàn)混凝土梁在跨徑超過150m以后，梁體的跨中段持續(xù)下?lián)?、腹板開裂等病害問題比較突出，不少橋梁在遠(yuǎn)未達(dá)到設(shè)計(jì)使用年限時(shí)就需要進(jìn)行加固改造。其原因在于跨徑增加到一定程度后混凝土梁自重較大，占設(shè)計(jì)內(nèi)力比例過大，混凝土腹板抗剪、抗拉強(qiáng)度相對(duì)不足。為了解決這些病害，常用的一個(gè)方案是不改變結(jié)構(gòu)材料，仍然采用混凝土梁，只是加大混凝土梁梁體截面各部位的尺寸，并相應(yīng)增加預(yù)應(yīng)力鋼筋和普通鋼筋的用量。還有一種方案是近幾年出現(xiàn)的一種新的組合結(jié)構(gòu)即波形鋼腹板混凝土梁。波形鋼腹板混凝土梁指頂、底板采用混凝土，腹板采用波形鋼的豎向疊合箱梁。波形鋼腹板取代了混凝土腹板之后箱梁自重減輕、恒載內(nèi)力減少，不會(huì)出現(xiàn)腹板裂縫。另外由于波形鋼腹板的褶皺效應(yīng)，梁體受彎時(shí)混凝土頂、底板承受彎矩，波形鋼腹板承受剪力，頂?shù)装寤炷?、波形鋼腹板各司其職，充分利用了材料的各自?yōu)點(diǎn)，良好地發(fā)揮了組合結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)?；炷亮杭哟蠼孛娉叽绲霓k法固然可使梁體的承載能力提高，但承載能力提高的同時(shí)恒載也加大，需要增加更多的普通鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼筋，三材用量指標(biāo)迅速上升，特別是混凝土連續(xù)梁跨度超過200m后，工程的投資增加太大，其競(jìng)爭(zhēng)力遜于斜拉橋。因此這些年來交通主管部門已不贊成跨徑200m以上修建連續(xù)梁橋。波形鋼腹板混凝土梁近年在日本得到了深入的研究與廣泛的應(yīng)用，成為日本高速公路的推薦橋型。其抗震性能好、施工簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)性較好，解決了混凝土腹板開裂的問題。但由于波形鋼腹板自身存在屈曲穩(wěn)定的問題，腹板高度不可能做的太高，因此波形鋼腹板混凝土梁的跨徑局限在150m以內(nèi)，目前中國(guó)已建成最大的波形鋼腹板混凝土梁跨徑為120m。因此，波形鋼腹板混凝土橋的出現(xiàn)尚未解決150-250m的連續(xù)梁橋跨中段持續(xù)下?lián)虾透拱彘_裂的問題。所謂混凝土梁為頂板、底板和腹板均采用混凝土材料的箱梁，所謂波形鋼腹板混凝土梁為頂板、底板采用混凝土材料，腹板采用波形鋼的豎向疊合箱梁。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明提供一種避免梁橋因跨度增加而導(dǎo)致跨中段持續(xù)下?lián)虾烷_裂的混凝土梁-波形鋼腹板混凝土梁的縱向混合連續(xù)梁體系。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:混凝土梁-波形鋼腹板混凝土梁的縱向混合連續(xù)梁體系，包括設(shè)在橋墩上的混凝土梁區(qū)段和設(shè)在梁體跨中段及邊跨段并與混凝土梁區(qū)段固定連接的波形鋼腹板混凝土梁區(qū)段，混凝土梁區(qū)段長(zhǎng)度為連續(xù)梁主跨跨徑的 1/4 1/2。進(jìn)一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進(jìn)，混凝土梁區(qū)段與波形鋼腹板混凝土梁區(qū)段在相互連接處設(shè)有過渡結(jié)合段。進(jìn)一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進(jìn)，過渡結(jié)合段中波形鋼腹板混凝土梁區(qū)段的鋼腹板伸入混凝土梁區(qū)段的腹板內(nèi)，且在靠近混凝土梁區(qū)段的一側(cè)設(shè)有橫隔梁，過渡結(jié)合段在鋼腹板的內(nèi)側(cè)設(shè)有混凝土內(nèi)襯。進(jìn)一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進(jìn)，混凝土梁區(qū)段在頂板內(nèi)設(shè)有沿梁體縱向的第一頂板預(yù)應(yīng)力束，在腹板內(nèi)設(shè)有沿梁體縱向且兩端下彎的腹板預(yù)應(yīng)力束。進(jìn)一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進(jìn)，波形鋼腹板混凝土梁區(qū)段在頂板和底板內(nèi)分別設(shè)有沿梁體縱向的第二頂板預(yù)應(yīng)力束和底板預(yù)應(yīng)力束，波形鋼腹板混凝土梁區(qū)段內(nèi)沿梁體縱向還設(shè)有若干彼此間隔的中橫隔板。進(jìn)一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進(jìn)，混凝土梁區(qū)段和波形鋼腹板混凝土梁區(qū)段內(nèi)設(shè)有沿梁體縱向的體外預(yù)應(yīng)力束，該體外預(yù)應(yīng)力束在混凝土梁區(qū)段內(nèi)沿頂板下緣平行布置至橫隔梁并在穿過橫隔梁后逐漸下彎至波形鋼腹板混凝土梁區(qū)段跨中段的底板上緣，橫隔梁的上側(cè)在頂板的下方設(shè)有若干改變體外預(yù)應(yīng)力束走向的轉(zhuǎn)向塊。進(jìn)一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進(jìn)，過渡結(jié)合段中波形鋼腹板混凝土梁區(qū)段的鋼腹板伸入混凝土梁區(qū)段腹板內(nèi)的長(zhǎng)度> 2m。進(jìn)一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進(jìn)，腹板預(yù)應(yīng)力束的兩端均設(shè)有固定錨，固定錨包括設(shè)在腹板內(nèi)的腹板錨和設(shè)在所述橫隔梁上的隔梁錨。本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明中，混凝土梁區(qū)段與波形鋼腹板混凝土梁區(qū)段沿縱向連接在一起構(gòu)成連續(xù)梁體系。其中自重較大的混凝土梁區(qū)段設(shè)于梁體下方的橋墩上，而自重較小的波形鋼腹板混凝土梁區(qū)段位于梁體的跨中及邊跨段，通過縱向混合，克服了混凝土梁或波形鋼腹板混凝土梁?jiǎn)我惑w系的各自缺點(diǎn)，保證了整個(gè)體系剛度的同時(shí)，避免了梁橋因跨度增加而導(dǎo)致的跨中段持續(xù)下?lián)虾烷_裂。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
圖1是本發(fā)明實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)示意 圖2是本發(fā)明實(shí)施例的預(yù)應(yīng)力束布置結(jié)構(gòu)示意 圖3是本發(fā)明實(shí)施例的波形鋼腹板混凝土梁區(qū)段結(jié)構(gòu)示意 圖4是本發(fā)明實(shí)施例的混凝土梁區(qū)段結(jié)構(gòu)示意 圖5是本發(fā)明實(shí)施例的過渡結(jié)合段縱截面結(jié)構(gòu)示意 圖6是本發(fā)明實(shí)施例的過渡結(jié)合段橫截面結(jié)構(gòu)示意 圖7是本發(fā)明實(shí)施例的過渡結(jié)合段斷面圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)有技術(shù)中，所謂混凝土梁為頂板、底板和腹板均采用混凝土材料的箱梁，所謂波形鋼腹板混凝土梁為頂板、底板采用混凝土材料，腹板采用波形鋼的豎向疊合箱梁。參照?qǐng)D1-圖7，本發(fā)明提供了一種混凝土梁-波形鋼腹板混凝土梁的縱向混合連續(xù)梁體系，包括設(shè)在橋墩I上的混凝土梁區(qū)段2和設(shè)在梁體跨中段及邊跨段并與混凝土梁區(qū)段2固定連接的波形鋼腹板混凝土梁區(qū)段3，混凝土梁區(qū)段2的長(zhǎng)度為連續(xù)梁主跨跨徑的1/4 1/2。作為本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式，混凝土梁區(qū)段2與波形鋼腹板混凝土梁區(qū)段3在相互連接處設(shè)有過渡結(jié)合段4。 本發(fā)明中，混凝土梁區(qū)段2與波形鋼腹板混凝土梁區(qū)段3沿縱向通過過渡結(jié)合段4連接在一起構(gòu)成連續(xù)梁體系。其中自重較大的混凝土梁區(qū)段2設(shè)于梁體下方的橋墩I上，長(zhǎng)度為連續(xù)梁主跨跨徑的1/4 1/2，保證了整個(gè)體系的剛度，而自重較小的波形鋼腹板混凝土梁區(qū)段3位于梁體的跨中及邊跨段，長(zhǎng)度為連續(xù)梁主跨跨徑的1/2 3/4，波形鋼腹板混凝土梁區(qū)段3作為整個(gè)連續(xù)梁體系跨中段和邊跨段的主體結(jié)構(gòu)，避免了梁橋跨中段持續(xù)下?lián)虾烷_裂。通過縱向混合，克服了混凝土梁或波形鋼腹板混凝土梁?jiǎn)我惑w系的各自缺點(diǎn)，并且做到外形美觀、造價(jià)合理、施工方便，為大跨度的梁橋提供了理想橋型。作為本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式，過渡結(jié)合段4中波形鋼腹板混凝土梁區(qū)段3的鋼腹板31伸入混凝土梁區(qū)段2的腹板21內(nèi)，且伸入長(zhǎng)度> 2m,過渡結(jié)合段4在靠近混凝土梁區(qū)段2的一側(cè)設(shè)有橫隔梁41，過渡結(jié)合段4在鋼腹板31的內(nèi)側(cè)設(shè)有混凝土內(nèi)襯42，經(jīng)過渡結(jié)合段4的的過渡連接后，混凝土梁-波形鋼腹板混凝土梁的縱向混合連續(xù)梁體系的梁高為曲線變化，變化方程是1.6 2.0次拋物線，混凝土內(nèi)襯42用于實(shí)現(xiàn)腹板21和鋼腹板31之間的受力過渡，混凝土內(nèi)襯42與鋼腹板31之間的連接采用栓釘連接。作為本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式，混凝土梁區(qū)段2在頂板5內(nèi)設(shè)有沿梁體縱向的第一頂板預(yù)應(yīng)力束22，在腹板21內(nèi)設(shè)有沿梁體縱向且兩端下彎的腹板預(yù)應(yīng)力束23，其中第一頂板預(yù)應(yīng)力束22用于抗彎，腹板預(yù)應(yīng)力束23用于抗剪。作為本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式，波形鋼腹板混凝土梁區(qū)段3在頂板5和底板6內(nèi)分別設(shè)有沿梁體縱向的第二頂板預(yù)應(yīng)力束32和底板預(yù)應(yīng)力束33，用于抗彎。波形鋼腹板混凝土梁區(qū)段3內(nèi)沿梁體縱向還設(shè)有若干彼此間隔的中橫隔板34，中橫隔板34以增加梁體的抗扭剛度，中橫隔板34最大間距的確定，以使在最不利的車道偏心荷載作用下，同一斷面位置各鋼腹板31的撓度差值在15%之內(nèi)為準(zhǔn)。中橫隔板34與頂板5、底板6澆筑在一起，與鋼腹板31之間采用栓釘連接在一起。作為本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式，混凝土梁區(qū)段2和波形鋼腹板混凝土梁區(qū)段3內(nèi)設(shè)有沿梁體縱向的體外預(yù)應(yīng)力束7，用于抗剪及抗彎，該體外預(yù)應(yīng)力束7在混凝土梁區(qū)段2內(nèi)沿頂板5下緣平行布置至橫隔梁41并在穿過橫隔梁41后逐漸下彎至波形鋼腹板混凝土梁區(qū)段3跨中段的底板6上緣，橫隔梁41的上側(cè)在頂板5的下方設(shè)有若干改變體外預(yù)應(yīng)力束7走向的轉(zhuǎn)向塊71。作為本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式，腹板預(yù)應(yīng)力束23的兩端均設(shè)有固定錨，固定錨包括設(shè)在腹板21內(nèi)的腹板錨24和設(shè)在橫隔梁41上的隔梁錨43，橫隔梁41的設(shè)置，一方面用于體外預(yù)應(yīng)力束7的轉(zhuǎn)向，另一方面用于腹板預(yù)應(yīng)力束23通過隔梁錨43的張拉錨固，并且提高整個(gè)體系的抗彎及抗扭剛度?；炷亮?波形鋼腹板混凝土梁的縱向混合連續(xù)梁體系的混凝土應(yīng)采用標(biāo)號(hào)為C50及以上的高強(qiáng)混凝土 ；波形鋼板應(yīng)采用Q345級(jí)別以上的鋼材，最好采用耐候鋼；第一頂板預(yù)應(yīng)力束22、第二頂板預(yù)應(yīng)力束32、腹板預(yù)應(yīng)力束23和體外預(yù)應(yīng)力束7采用strandl860低松弛鋼絞線。當(dāng)然，本發(fā)明創(chuàng)造并不局限于上述實(shí)施方式，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明精神的前提下還可作出等同變形或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請(qǐng)權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.混凝土梁-波形鋼腹板混凝土梁的縱向混合連續(xù)梁體系，其特征在于:包括設(shè)在橋墩(I)上的混凝土梁區(qū)段(2)和設(shè)在梁體跨中段及邊跨段并與所述混凝土梁區(qū)段(2)固定連接的波形鋼腹板混凝土梁區(qū)段(3)，所述混凝土梁區(qū)段(2)的長(zhǎng)度為連續(xù)梁主跨跨徑的1/4 1/2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土梁-波形鋼腹板混凝土梁的縱向混合連續(xù)梁體系，其特征在于:所述混凝土梁區(qū)段(2)與波形鋼腹板混凝土梁區(qū)段(3)在相互連接處設(shè)有過渡結(jié)合段(4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的混凝土梁-波形鋼腹板混凝土梁的縱向混合連續(xù)梁體系，其特征在于:所述過渡結(jié)合段(4)中波形鋼腹板混凝土梁區(qū)段(3)的鋼腹板(31)伸入混凝土梁區(qū)段(2)的腹板(21)內(nèi)，且在靠近混凝土梁區(qū)段(2)的一側(cè)設(shè)有橫隔梁(41)，所述過渡結(jié)合段(4 )在鋼腹板(31)的內(nèi)側(cè)設(shè)有混凝土內(nèi)襯(42 )。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的混凝土梁-波形鋼腹板混凝土梁的縱向混合連續(xù)梁體系，其特征在于:所述混凝土梁區(qū)段(2)在頂板(5)內(nèi)設(shè)有沿梁體縱向的第一頂板預(yù)應(yīng)力束(22)，在腹板(21)內(nèi)設(shè)有沿梁體縱向且兩端下彎的腹板預(yù)應(yīng)力束(23)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的混凝土梁-波形鋼腹板混凝土梁的縱向混合連續(xù)梁體系，其特征在于:所述波形鋼腹板混凝土梁區(qū)段(3)在頂板(5)和底板(6)內(nèi)分別設(shè)有沿梁體縱向的第二頂板預(yù)應(yīng)力束(32)和底板預(yù)應(yīng)力束(33)，所述波形鋼腹板混凝土梁區(qū)段(3)內(nèi)沿梁體縱向還設(shè)有若干彼此間隔的中橫隔板(34 )。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的混凝土梁-波形鋼腹板混凝土梁的縱向混合連續(xù)梁體系，其特征在于:所述混凝土梁區(qū)段(2)和波形鋼腹板混凝土梁區(qū)段(3)內(nèi)設(shè)有沿梁體縱向的體外預(yù)應(yīng)力束(7)，該體外預(yù)應(yīng)力束(7)在混凝土梁區(qū)段(2)內(nèi)沿頂板(5)下緣平行布置至所述橫隔梁(41)并在穿過所述橫隔梁(41)后逐漸下彎至波形鋼腹板混凝土梁區(qū)段(3)跨中段的底板(6)上緣，所述橫隔梁(41)的上側(cè)在頂板(5)的下方設(shè)有若干改變體外預(yù)應(yīng)力束(7)走向的轉(zhuǎn)向塊(71)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3、4、5或6所述的混凝土梁-波形鋼腹板混凝土梁的縱向混合連續(xù)梁體系，其特征在于:所述過渡結(jié)合段(4)中波形鋼腹板混凝土梁區(qū)段(3)的鋼腹板(31)伸入混凝土梁區(qū)段(2)腹板(21)內(nèi)的長(zhǎng)度≥2m。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的混凝土梁-波形鋼腹板混凝土梁的縱向混合連續(xù)梁體系，其特征在于:所述腹板預(yù)應(yīng)力束(23)的兩端均設(shè)有固定錨，所述固定錨包括設(shè)在腹板(21)內(nèi)的腹板錨(24 )和設(shè)在所述橫隔梁(41)上的隔梁錨(43 )。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種混凝土梁-波形鋼腹板混凝土梁的縱向混合連續(xù)梁體系，用于梁橋領(lǐng)域，包括設(shè)在橋墩上的混凝土梁區(qū)段和設(shè)在梁體跨中段及邊跨段并與混凝土梁區(qū)段固定連接的波形鋼腹板混凝土梁區(qū)段，混凝土梁區(qū)段長(zhǎng)度為連續(xù)梁主跨跨徑的1/4～1/2。本發(fā)明中，混凝土梁區(qū)段與波形鋼腹板混凝土梁區(qū)段沿縱向連接在一起構(gòu)成連續(xù)梁體系。其中自重較大的混凝土梁區(qū)段設(shè)于梁體下方的橋墩上，而自重較小的波形鋼腹板混凝土梁區(qū)段位于梁體的跨中及邊跨段，通過縱向混合，克服了混凝土梁或波形鋼腹板混凝土梁?jiǎn)我惑w系的各自缺點(diǎn)，保證了整個(gè)體系剛度的同時(shí)，避免了梁橋因跨度增加而導(dǎo)致的跨中段持續(xù)下?lián)虾烷_裂。
文檔編號(hào)E01D101/28GK103161122SQ20131010251
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2013年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月27日
發(fā)明者上官兵, 方萬進(jìn), 饒波, 袁衛(wèi)國(guó), 朱強(qiáng), 陳陽(yáng)清, 劉國(guó)平 申請(qǐng)人:廣東省冶金建筑設(shè)計(jì)研究院