一種適用于山區條件的鋼箱板梁混合梁橋的制作方法

本發明涉及鋼結構橋梁，特別涉及一種適用于山區條件的鋼箱板梁混合梁橋。

技術背景

鋼結構橋梁建設中，用鋼量是鋼結構橋梁經濟性的重要指標，在不影響結構安全的前提下，可通過優化橫斷面的布置形式降低用鋼量，同時力求橫斷面布置形式的受力更加合理和輕型化。同時，為方便施工以及提高施工精度，應盡可能優化橫斷面的構造措施和施工工藝。目前，公路鋼結構橋梁的橫斷面形式普遍采用鋼箱梁或者工字形鋼板梁。

在山區條件下，橋梁通常位于小半徑曲線上，橋面寬度變化大，施工難度增大。傳統工字形鋼板梁橋橫向剛度低、橫向受力性能較差且運輸、吊裝的節段多；傳統鋼箱梁橋的抗扭剛度和橫向抗彎剛度大，但是靠近橫斷面中間的箱室對整個橫斷面的受力貢獻不大，而且會增加施工難度和造價，用鋼量高經濟性差，傳統鋼箱梁的箱室截面尺寸較大，在制作、運輸、安裝及架設時相對困難，不適應山區橋梁寬度變化大、運輸條件較差的工程條件；傳統的工字形鋼板梁橋和鋼箱梁橋為混凝土橋面板，混凝土橋面板與主梁之間通過現澆接頭連接，結構的整體性較差，且橋面板的安裝和現澆接頭的施工較為繁瑣。

因此，有必要發明一種組合橫斷面構造形式，兼具力學性能好、運輸和施工方便、鋼材用量省的特點，同時優化結構構造、提升結構安全性、便于檢修養護，以保障在山區條件下，鋼結構梁橋建設的工程質量。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是提供一種適用于山區條件的鋼箱板梁混合梁橋構造，以有效優化主梁的橫斷面結構形式和提升鋼主梁的受力性能，減輕結構自重并提高結構的經濟性，降低鋼主梁的運輸和施工難度，有利于確保鋼主梁施工質量。

本發明專利解決其技術問題所采用的技術方案如下：

本發明一種適用于山區條件的鋼箱板梁混合梁橋，包括鋼主梁和固定設置在主梁上的橋面板，其特征是：所述鋼主梁包括兩個分別位于橫橋向一側的開口帶肋鋼箱梁，以及位于該兩個開口帶肋鋼箱梁之間的至少一個倒T形鋼板梁，各開口帶肋鋼箱梁、倒T形鋼板梁連接為一體形成混合鋼主梁結構；所述橋面板由鋼橋面板、現澆橋面混凝土板構成鋼-混組合橋面板，其中鋼橋面板焊接于各開口帶肋鋼箱梁、倒T形鋼板梁的頂端，鋼橋面板板面上布設剪力鍵，現澆橋面混凝土板由現場澆筑于鋼橋面板上的混凝土形成。

本發明的有益效果是，各開口帶肋鋼箱梁、倒T形鋼板梁連接為一體形成混合鋼主梁結構，在保障力學性能的前提下，優化了截面構造，可有效改善主梁的力學性能，提升結構安全性，同時減少主梁鋼材用量，提高主梁的材料經濟性，橋面寬度可以通過設置倒T形鋼板梁進行調整，提升設計、運輸、施工和檢修的便利性；橋面板由鋼橋面板、現澆橋面混凝土板構成鋼-混組合橋面板，與混合鋼主梁結構相結合，大幅度提高了截面橫向扭轉剛度，提升了主梁的受力性能，增強了結構的整體性，減少了運輸、吊裝的節段數量，節省工期；鋼-混組合橋面板的鋼底板作為橋面混凝土的模板使用，免去橋面混凝土的支護模板工序，降低工程造價，節省工期。

附圖說明

本說明書包含如下七幅附圖：

圖1是現有工字形鋼板梁梁橋的標準橫斷面結構示意圖；

圖2是圖1中A局部的放大圖；

圖1和圖2中示出構件和對應的標記：底板30，腹板31，頂板32，混凝土橋面板33，剪力釘34，現澆混凝土接頭35，接頭鋼筋36。

圖3是現有鋼箱梁梁橋的標準橫斷面結構示意圖；

圖4是圖3中B局部的放大圖。

圖3和圖4中示出構件和對應的標記：底板40，左腹板41，右腹板42，頂板43，加勁肋板44，混凝土橋面板45，剪力釘46，現澆混凝土接頭47，接頭鋼筋48。

圖5是本發明一種適用于山區條件的鋼箱板梁混合梁橋的標準橫斷面結構示意圖；

圖6是圖5中C局部的放大圖；

圖7是本發明一種適用于山區條件的鋼箱板梁混合梁橋的標準橫聯結構示意圖。

圖5至圖7中示出構件和對應的標記：箱梁底板1、箱梁左側腹板2、箱梁右側腹板3、箱梁加勁肋板4、板梁底板5、板梁腹板6、鋼橋面板7、鋼橋面板節段7a、剪力鍵8、現澆橋面混凝土9、箱內橫隔板10、箱梁橫隔板11a、倒T形鋼板梁橫隔板11b、連接鋼板12。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

參照圖1和圖2，現有工字形鋼板梁梁橋的鋼主梁包括至少兩個橫橋向間隔設置的工字形鋼板梁。各工字形鋼板梁具體包括底板30、腹板31、頂板32，腹板31豎直焊接固定于水平的底板30上緣，頂板32與腹板31焊接連接，橋面為固定設置在各工字形鋼板梁的頂板32上的混凝土橋面板33。工字形鋼板梁梁橋具有自重輕，鋼材用量省的特點，但橫向上的抗扭剛度較弱，力學性能較差，施工吊裝節段多，不利于在山區條件下廣泛應用。為提高梁橋的橫向剛度和橫向受力性能，往往需要在相鄰兩鋼板梁之間設置橫撐和斜撐，橫撐和斜撐的兩端與腹板31焊接連接，如此更增加了施工難度，施工安全性不易得到保障。

圖2示出的是現有工字鋼板梁橋中混凝土橋面板33與工字形主梁的連接構造形式，混凝土橋面板33與工字形鋼主梁的頂板32通過現澆混凝土接頭35連接為一體，現澆混凝土接頭35內預埋接頭鋼筋36，并設置與頂板32焊接的剪力釘36。這種連接方式存在結構整體性差、橋面板安裝和現澆混凝土接頭施工繁瑣的不足，不利于降低橋梁建造成本和提高施工安全性。

參照圖3和圖4，現有鋼箱梁梁橋的鋼主梁包括至少兩個橫橋向間隔設置的鋼箱梁。各鋼箱梁具有底板40、左腹板41、右腹板42和頂板43，橋面為固定設置在各鋼箱梁的頂板43上的混凝土橋面板45。鋼箱梁由底板40、豎直焊接固定于底板40上緣的左腹板41與右腹板42以及焊接固定于左腹板41與右腹板42之上的頂板43構成。加勁肋板44垂直焊接連接于左腹板41、右腹板42、底板40內側。鋼箱梁橫斷面的抗扭剛度和抗彎剛度大，但是靠近橫斷面中間的箱室對整個橫斷面的受力貢獻不大，而且會增加施工難度和造價，用鋼量高經濟性差，鋼箱梁的箱室截面尺寸較大，在制作、運輸、安裝及架設時相對困難，不適應山區橋梁寬度變化大、運輸條件較差的工程條件。

圖4示出的是傳統鋼箱梁梁橋混凝土橋面板45與鋼箱主梁的連接細部構造形式，混凝土橋面板45與鋼箱主梁頂板43通過現澆混凝土接頭47、接頭鋼筋48和剪力釘46連接，接頭鋼筋48預埋于現澆混凝土接頭47內，剪力釘46焊接在頂板43上。通過現澆接頭將混凝土橋面板與工字形主梁連接在一起，結構的整體性差，且橋面板的安裝和現澆接頭的施工較為繁瑣。

參照圖5和圖6，本發明一種適用于山區條件的鋼箱板梁混合梁橋，包括鋼主梁和固定設置在主梁上的橋面板。所述鋼主梁包括兩個分別位于橫橋向一側的開口帶肋鋼箱梁，以及位于該兩個開口帶肋鋼箱梁之間的至少一個倒T形鋼板梁，各開口帶肋鋼箱梁、倒T形鋼板梁連接為一體形成混合鋼主梁結構；所述橋面板由鋼橋面板7、現澆橋面混凝土板9構成鋼-混組合橋面板，其中鋼橋面板7焊接于各開口帶肋鋼箱梁、倒T形鋼板梁的頂端，，鋼橋面板板面上布設剪力鍵8，現澆橋面混凝土板9由現場澆筑于鋼橋面板上的混凝土形成。

本發明將鋼板梁梁橋結構與鋼箱梁梁橋結構有機結合形成混合鋼主梁，混合鋼主梁與鋼-混組合橋面板組合形成鋼箱板梁混合梁橋，可有效改善主梁的受力性能，提升結構安全性，同時減少主梁鋼材用量，減少澆筑混凝土模板用量，降低工程造價，在保障受力性能的前提下，優化截面構造，并通過設置倒T形鋼板梁調整橋面寬度，增強設計、運輸、施工和檢修的便利性。

圖6中示出的是鋼-混組合橋面板的構造形式，鋼-混組合橋面板由鋼橋面板7、設置于鋼橋面板7板面上的剪力鍵8以及現澆橋面混凝土板9構成。鋼-混組合橋面板與鋼箱板梁混合梁共同參與受力，提升了結構的受力性能，鋼橋面板7作為鋼-混組合橋面板的現澆混凝土底模板，減少了澆筑混凝土時支護底模板的施工環節，提升了結構的施工便利性和結構的整體性，提高了施工質量。

參照圖5，所述開口帶肋鋼箱梁包括箱梁底板1、箱梁左側腹板2和箱梁右側腹板3，箱梁左側腹板2、箱梁右側腹板3豎直焊接固定于箱梁底板1上，于箱梁底板1、箱梁左側腹板2和箱梁右側腹板3的內側板面上設置箱梁加勁肋板4。所述箱梁底板1、箱梁左側腹板2和箱梁右側腹板3的內側板面上間隔設置與其焊接的箱梁加勁肋板4，以提升主梁的穩定性及抗扭性能。所述倒T形鋼板梁由板梁底板5、板梁腹板6構成，板梁腹板6垂直焊接連接于板梁底板5板面上。

參照圖5和圖6，所述開口帶肋鋼箱梁、倒T形鋼板梁和鋼橋面板7按順橋向、橫橋向分節段制造，于各開口帶肋鋼箱梁節段的箱梁左側腹板2、箱梁右側腹板3的上端焊接一橋面板節段7a，于各倒T形鋼板梁節段的板梁腹板6的上端焊接一橋面板節段7a。所述鋼橋面板7由各橋面板節段7a順橋向、橫橋向焊接形成，所述開口帶肋鋼箱梁、倒T形鋼板梁由各開口帶肋鋼箱梁節段、各倒T形鋼板梁節段順橋向對接形成，并沿順橋向間隔設置橫隔，將各開口帶肋鋼箱梁、倒T形鋼板梁連接為一體。該制造節段尺寸較小，以橫向安裝為主，便于運輸、施工，更好地適應山區條件下多種寬度橋梁的需要。

圖7中示出的是鋼箱板梁混合梁橋的標準橫聯構造，所述開口帶肋鋼箱梁、倒T形鋼板梁上于每跨兩端支點處各設置一道橫隔，于兩端支點之間順橋向間隔設置橫隔，各道橫隔由對應設置在各開口帶肋鋼箱梁、倒T形鋼板梁上的箱梁橫隔板11a、板梁橫隔板11b構成，相鄰箱梁橫隔板11a與板梁橫隔板11b、相鄰兩板梁橫隔板11b通過焊接或者通過連接鋼板12、高強螺栓組件連接為一體。

本發明一種適用于山區條件的鋼箱板梁混合梁橋與現有的鋼箱梁橋和鋼板梁橋相比較，具有如下特點：

1、經過模型試驗驗證，與同橋面寬度鋼箱梁橋相比，具有相同極限承載能力時，可以降低結構自重約20％，節省鋼材，大幅提高主梁結構的經濟性；減少鋼箱梁連接接頭，提高施工質量；橋面寬度的變化可以通過調整倒T形鋼板梁來實現，更利于設計、運輸、施工。

2、與同橋面寬度鋼板梁橋相比，截面慣性矩提升，大幅提高截面橫向抗扭剛度，提升主梁結構的受力性能，適應山區彎橋抗扭剛度大的要求；減少施工現場節段吊裝數量，施工質量和工期更易于控制。

3、混合鋼主梁與鋼-混組合橋面板連接整體性好，能夠共同參與受力，鋼-混組合橋面板的鋼底板作為橋面混凝土的模板使用，免去橋面混凝土的支護模板工序，降低工程造價，節省工期。

以上所述只是用圖解說明本發明一種適用于山區條件的鋼箱板梁混合梁橋構造的一些原理，并非是要將本發明局限在所示和所述的具體結構和適用范圍內，故凡是所有可能被利用的相應修改以及等同物，均屬于本發明所申請的專利范圍。