[发明专利]一种双层钢箱-混凝土组合墩柱与钢箱梁的刚性连接结构

说明书

本发明公开一种双层钢箱‑混凝土组合墩柱与钢箱梁的刚性连接形式，包括：钢箱‑混凝土组合梁包括上翼缘板、底板、腹板和横隔板，翼缘板、底板、腹板通过焊接形成整体，腹板之间设有横隔板，上翼缘板上设有抗剪栓钉，栓钉上浇筑混凝土顶板，钢箱‑混凝土组合梁的底板在节点连接处断开，双层钢箱‑混凝土组合墩柱纵桥向外钢板在梁底板断开处插入，并与底板、腹板、上翼缘板焊接，双层钢箱‑混凝土组合墩柱插入梁体部分钢板及其相邻横隔板开孔并对拉螺杆，在墩梁节点两侧梁体第一道横隔板之间填充混凝土，形成墩梁刚性节点。本发明的节点刚性构造形式适用于矩形双层钢箱‑混凝土组合墩柱与钢‑混凝组合箱梁组合形成的新型组合连续刚构桥。

技术领域

本发明属于桥梁工程和组合结构技术领域，具体涉及一种双层钢箱-混凝土组合墩柱与钢箱梁的刚性连接结构。

背景技术

双层钢箱-混凝土组合墩柱是一种新型的组合墩柱形式，适应于桥梁高墩的发展需求。双层钢箱-混凝土组合墩柱除了具有承载力高、塑性和韧性好、经济效果好等钢管混凝土的一般优点之外，还具有以下特点：（1）截面开展，抗弯刚度大；（2）自重轻，刚重比大；（3）防火性能优于实心钢管混凝土；（4）内外钢管作为模板使用，可以有效加快施工进度等。钢箱-混凝土组合梁是一种常用的组合梁形式，应用于桥梁结构具有自重轻、耐久性好等优点，能够克服传统混凝土箱梁的开裂及下挠问题，同时能够实现装配式施工、建筑工业化的要求。

采用双层钢箱-混凝土组合墩柱与钢箱-混凝土组合梁组合，并在墩梁节点刚性连接，从而形成一种新型钢-混凝土组合连续刚构桥。该种桥型由于采用了组合墩柱和组合梁，从而充分发挥了组合结构的优势，具有抗震性能突出的特点，而同时因其具有连续刚构桥的力学特点，适应于山区高墩大跨桥的各种需求。该新型组合连续刚构桥其墩柱与主梁的刚性连接构造是关键问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种性能优越、连接可靠、施工便利的双层钢箱-混凝土组合墩柱与钢箱-混凝土组合梁刚性连接构造形式及施工方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种双层钢箱-混凝土组合墩柱与钢箱梁的刚性连接结构，包括双层钢箱-混凝土组合墩柱和上部的钢箱-混凝土组合梁；

所述钢箱-混凝土组合梁包括上翼缘板、底板、腹板、底板加劲肋和横隔板，所述上翼缘板、底板、腹板通过焊接形成整体，底板上设有底板加劲肋，腹板之间设有横隔板，上翼缘板上还设有抗剪栓钉，栓钉上浇筑混凝土顶板；

所述双层钢箱-混凝土组合墩柱包括外钢板、内钢板和高强度无收缩混凝土，所述外钢板为上方开口的半封闭结构，高强度无收缩混凝土填充在外钢板内，所述内钢板水平设置在无收缩混凝土内；

所述钢箱-混凝土组合梁的底板在节点连接处断开，腹板和上翼缘板在节点处连续，节点处腹板内壁设有抗剪栓钉，双层钢箱-混凝土组合墩柱纵桥向外钢板在梁底板断开处插入，双层钢箱-混凝土组合墩柱纵桥向外钢板与所述底板、上翼缘板焊接，双层钢箱-混凝土组合墩柱横桥向外钢板与所述腹板焊接，双层钢箱-混凝土组合墩柱插入梁体部分钢板及其相邻横隔板开孔并对拉螺杆，在墩梁节点两侧梁体第一道横隔板之间填充高强度无收缩混凝土。

采用上述双层钢箱-混凝土组合墩柱与钢箱-混凝土组合梁刚性连接构造形式的施工方法，包括如下步骤：

1）预制双层钢箱-混凝土组合墩柱，预制带有底部开口的钢箱-混凝土组合梁钢结构部分；

2）将双层钢箱-混凝土组合墩柱纵桥向外钢板柱顶部分钢板插入梁体，焊接钢箱-混凝土组合梁的底板与双层钢箱-混凝土组合墩柱纵桥向外钢板，焊接钢箱-混凝土组合梁的腹板与双层钢箱-混凝土组合墩柱横桥向外钢板，在墩梁节点两侧第一道横隔板之间对拉螺杆固定，采用高强度无收缩混凝土填充墩梁连接节点；

3）焊接钢箱-混凝土组合梁的上翼缘板，在上翼缘板上焊接抗剪栓钉，之后浇筑混凝土顶板。