[实用新型]一种预应力钢管混凝土组合桁梁

说明书

本实用新型涉及一种预应力钢管混凝土组合桁梁，属于土木建筑技术领域。

钢－混凝土组合梁桥通过连接件保证钢梁和混凝土板的整体共同受力，可充分发挥钢与混凝土材料的优势，近年来得到了迅猛发展。由钢管桁梁和混凝土板组合形成的钢管组合桁梁是一种比较合理的组合梁桥结构，其充分利用了圆钢管构件回转半径大、抗扭性能好、加工方便和防腐性能高等优点，同时又可在不增加成本的前提下通过调整钢管桁梁的高度获取所需的结构抗弯刚度。钢管组合桁梁目前已广泛应用于连续梁桥、连续刚构桥、斜拉桥和悬索桥等桥型中。

钢管组合桁梁有一个比较突出的问题：主、支管相交的节点区是其薄弱环节，结构承载力往往由局部节点破坏控制，致使钢管组合桁梁的预期整体性能无法充分发挥。为此，可通过在下弦钢管内填充混凝土来提高节点区局部刚度和强度，保证节点区的局部破坏不早于整体破坏发生，并由此形成了另一种组合梁桥结构——钢管混凝土组合桁梁。然而，虽然钢管混凝土组合桁梁可进一步提高结构的整体刚度和承载力，但是当桁梁跨度较大时，在结构自重及车辆荷载的共同作用下，桁梁将产生较大的变形，无法满足正常使用极限状态的要求。

本实用新型针对上述现有钢管混凝土组合桁梁在大跨桥梁中应用的缺陷作出改进，即本实用新型要解决的技术问题是提供一种变形小的预应力钢管混凝土组合桁梁。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种预应力钢管混凝土组合桁梁，包括钢管桁梁和混凝土桥面板，所述钢管桁梁顶部与混凝土桥面板底部相连接，所述钢管桁梁由两根平行的上弦钢管、一根下弦钢管以及复数根对称连接上弦钢管和下弦钢管的钢腹杆组成，所述下弦钢管内填充有混凝土，所述下弦钢管内铺设有施加预应力的预应力筋。

进一步的，所述下弦钢管直径D为钢腹杆的2~3倍，所述预应力筋采用后张法张拉，所述预应力筋中轴线位于下弦钢管中轴线下方并且间距为e，e取值于D/6~D/3之间。

进一步的，所述混凝土桥面板包覆上弦钢管，所述上弦钢管内填充有混凝土。

进一步的，所述混凝土桥面板包覆上弦钢管，所述上弦钢管内填充有混凝土。

进一步的，所述钢腹杆为空钢管或内部填充有混凝土的钢管。

进一步的，所述钢腹杆顶部设置有方便其与上弦钢管相连接的连接板。

进一步的，所述下弦钢管由两根平行且相互连接的细钢管替代，所述钢腹杆连接位于同一侧的上弦钢管和细钢管。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：通过对钢管混凝土下弦钢管施加预应力，可在减轻结构自重的前提下提高钢管混凝土组合桁梁的整体刚度，减小钢管混凝土组合桁梁在结构自重和车辆荷载下的变形，同时也可避免钢腹杆与下弦钢管焊接处因变形过大而开裂，下弦钢管施加预应力后可使钢管混凝土组合桁梁应用于更大跨度的桥梁结构中。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型实施例的横桥向断面图。

图2是图1 中A‑A处的一种剖视图。

图2是图1 中A‑A处的一种剖视图。

图3是图1 中A‑A处的另一种剖视图。

图中：1‑下弦钢管，2‑钢腹杆，3‑上弦钢管，4‑预应力筋，5‑混凝土桥面板，6‑连接板，7‑混凝土。

如图1~3所示，一种预应力钢管混凝土组合桁梁，包括钢管桁梁和混凝土桥面板5，所述钢管桁梁顶部与混凝土桥面板5底部相连接，所述钢管桁梁由两根平行的上弦钢管3、一根下弦钢管1以及复数根对称连接上弦钢管3和下弦钢管1的钢腹杆2组成，所述下弦钢管1内填充有混凝土7，所述下弦钢管1内铺设有施加预应力的预应力筋4。其中，由图1的横桥向断面图可知，在同一横断面上的两根钢腹杆2关于下弦钢管1中轴线对称；由图2和图3的顺桥向断面图可知，顺桥向上的复数根钢腹杆2均匀分布于上弦钢管3和下弦钢管1之间，例如以W形或N形分布，当然也可以是以其他形式分布。

在本实施例中，所述下弦钢管1直径D为钢腹杆2的2~3倍，所述预应力筋4采用后张法张拉，所述预应力筋4中轴线位于下弦钢管1中轴线下方并且间距为e，e取值于D/6~D/3之间。所述混凝土桥面板5包覆作为受力骨架的上弦钢管3，所述上弦钢管3内填充有混凝土7。所述钢腹杆2为钢管，当剪力较大时可在其内填充混凝土7；当剪力不大时，可为空钢管。当钢腹杆2管径大于上弦钢管3管径时，为了避免上弦钢管3与钢腹杆2连接处的焊接困难，所述钢腹杆2顶部设置有方便其与上弦钢管3相连接的连接板6。