[实用新型]一种哑铃型截面钢管混凝土拱肋

说明书

技术领域

本实用新型涉及钢管混凝土拱桥技术领域，特别是一种哑铃型截面钢管混凝土拱肋。

背景技术

钢管混凝土拱桥具有抗压强度高、经济美观、施工方便等诸多优点，自1990年第一座哑铃型钢管混凝土拱桥-四川旺苍大桥建成以来，我国的钢管混凝土拱桥得到了快速地发展，根据《钢管混凝土拱桥》第三版中统计，截止2015年1月，哑铃型钢管混凝土拱桥已有200余座，约占钢管混凝土拱桥总数的一半。哑铃型钢管混凝土是由上下圆钢管混凝土和连接上下圆钢管混凝土的腹腔组成。然而，大量的工程实践表明，传统的哑铃型钢管混凝土中上下圆钢管混凝土，绝大部分均为等厚度、等直径的圆钢管混凝土，由于哑铃型钢管混凝土拱桥中，上下圆钢管混凝土的受力通常是不一样的，以常见的荷载工况-全跨均布荷载为例，第二管体的应力通常大于第一管体应力，且拱顶以弯矩为重要内力，第一管体为危险截面；而拱脚则以轴力为主，第二管体为危险截面。因而，在保证结构安全、可靠的前提下，结构采用等厚度、等直径的圆钢管混凝土将造成钢材的浪费且结构的受力不均匀、不合理。目前，尚未有相关成果进行过相关的研究，因此，提出一种哑铃型钢管混凝土上下圆钢管混凝土不等厚度、不等直径等新型哑铃型钢管混凝土，使得哑铃型拱肋结构在受力过程中，上下两圆钢管混凝土受力均匀，从而避免材料的浪费。

实用新型内容

本实用新型的发明目的是，针对上述问题，提供了一种哑铃型截面钢管混凝土拱肋，避免因哑铃型截面钢管混凝土拱肋的钢管等厚度、等直径，而造成材料的浪费和受力不合理的问题。

为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种哑铃型截面钢管混凝土拱肋，其特征在于：包括第一管体：截面呈封闭环状；第二管体：截面呈封闭环状，与所述第一管体平行放置，与所述第一管体截面和/或壁厚不同；腹板数量为二，并排平行放置，腹板两侧分别连接所述第一管体外表面和第二管体外表面，所述第一管体、第二管体和腹板三者的截面构成哑铃形；混凝土：分别填充在所述第一管体和第二管体内，以及填充在所述第一管体、第二管体和腹板三者形成的封闭通道内。

首先，通过有限元软件建立哑铃型钢管混凝土结构的有限元模型，然后通过不同的荷载工况、矢跨比等参数对比，确定哑铃型钢管混凝土第一管体和第二管体的形状、壁厚和大小，通过腹板连接第一管体和第二管体，以及多处填充混凝土达到合理分配受力问题，避免材料的浪费的效果。

进一步的，所述第一管体和第二管体均为圆柱形，所述第一管体管径小于所述第二管体管径。

进一步的，所述第一管体和第二管体均为圆柱形，所述第一管体管壁厚度小于所述第二管体管壁厚度。

进一步的，所述第一管体和第二管体均为圆柱形，所述第一管体管径小于所述第二管体管径，所述第一管体管壁厚度大于所述第二管体管壁厚度。

进一步的，所述第一管体和第二管体均为椭圆柱形，所述第一管体和第二管体短径相同，所述第一管体长径小于所述第二管体长径。

进一步的，所述第一管体和第二管体均为椭圆柱形，所述第一管体管壁厚度小于所述第二管体管壁厚度。

进一步的，所述第一管体和第二管体均为椭圆柱形，所述第一管体管壁长径小于所述第二管体长径，但第一管体管壁厚度大于第二管体管壁厚度。采用上述六个进一步方案的有益效果在于：通过有限元软件建立哑铃型钢管混凝土结构的有限元模型，然后通过不同的荷载工况、矢跨比等参数对比，确定哑铃型钢管混凝土第一管体和第二管体的壁厚、大小和形状，达到优化拱肋受力，节省材料的效果。

进一步的，所述腹板之间设置有若干两端分别与两平行腹板内侧面中线连接的加劲板，所述加劲板两端分别相对所述腹板内侧面垂直，所述加劲板相互平行并整齐排列。

采用上述进一步方案的有益效果在于：加劲板可以不仅能减少应力集中带来的不利影响，减少或避免爆管事故的产生，同时也能有效的防止腹板因受力过大，导致腹板屈曲等问题的产生。

由于采用上述技术方案，本实用新型具有以下有益效果：

1.本实用新型通过有限元软件建立哑铃型钢管混凝土结构的有限元模型，然后通过不同的荷载工况、矢跨比等参数对比，确定哑铃型钢管混凝土第一管体和第二管体的形状、壁厚和大小，通过腹板连接第一管体和第二管体，以及多处填充混凝土达到合理分配受力问题，避免材料的浪费的效果。

2.本实用新型通过设置有加劲板既可以减少或避免腹板屈曲，又可以避免或减少爆管事故的发生；

3.本实用新型结构简单，工人操作难度系数很低，人工成本底。

附图说明