[发明专利]一种钢管-钢板组合腹板钢混组合箱梁

说明书

本发明公开一种钢管‑钢板组合腹板钢混组合箱梁，涉及桥梁工程技术领域，主要包括：混凝土顶板、混凝土底板、横隔结构和钢管‑钢板组合腹板；所述钢管‑钢板组合腹板、所述混凝土顶板以及所述混凝土底板相连形成箱梁主体，所述横隔结构布置于所述箱梁主体的两端支点以及中部。本发明能够减轻桥梁自重，增大桥梁跨越能力，避免腹板开裂，提高预应力施加效率，减小温度效应、混凝土收缩徐变引起的次内力，充分发挥钢材和混凝土两种材料的优势，具有良好的经济效益。

技术领域

本发明涉及桥梁工程技术领域，特别是涉及一种钢管-钢板组合腹板钢混组合箱梁。

背景技术

混凝土箱梁因其抗弯和抗扭刚度大，常作为中、大跨径桥梁的首选结构形式。但是混凝土箱梁桥一般容易出现两种病害：梁根部(梁端)腹板开裂；跨中挠度持续下降，国内外许多大跨度预应力混凝土梁桥出现了较严重的病害。究其原因是混凝土箱梁自重比较大，箱梁根部弯矩、剪力较大，同时腹板与顶底板连接成一个整体，顶底板的温差及腹板的干燥收缩、徐变等引起的应力集中问题比较突出，造成腹板开裂，严重影响结构的承载性能和耐久性。

为解决混凝土箱梁上述两种常见病害问题，一种方案是采用平板钢腹板来代替混凝土腹板，平板钢腹板抗剪强度大，重量轻，但是平板钢腹板纵向刚度大，会损失本应施加在混凝土结构的纵向预应力，并且为防止发生屈曲必须焊接纵横向加劲肋，浪费材料，构造复杂。另一种方案是采用波形钢板代替混凝土腹板，波形钢板面外刚度大，不需要设置加劲肋，同时纵向刚度小，具有褶皱效应，提高预应力施加效率，但是波形钢腹板组合箱梁也存在抗剪刚度低，剪切变形大，折形钢腹板制作加工复杂，需要特定的加工设备，焊接难度大，成本较高，难以使用在大跨度梁桥中。

发明内容

本发明的目的是提供一种钢管-钢板组合腹板钢混组合箱梁，以解决上述现有技术存在的问题，能够减轻桥梁自重，增大桥梁跨越能力，避免腹板开裂，提高预应力施加效率，减小温度效应、混凝土收缩徐变引起的次内力，充分发挥钢材和混凝土两种材料的优势，具有良好的经济效益。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种钢管-钢板组合腹板钢混组合箱梁，包括混凝土顶板、混凝土底板、横隔结构和钢管-钢板组合腹板；所述钢管-钢板组合腹板、所述混凝土顶板以及所述混凝土底板相连形成箱梁主体，所述横隔结构布置于所述箱梁主体的两端支点以及中部。

优选的，所述钢管-钢板组合腹板包括间隔焊接的多个钢管和多块平钢板。

优选的，所述钢管采用圆钢管或方钢管或圆钢管与方钢管混合布置；所述钢管采用方钢管时，所述方钢管的直边或弯折角点与所述平钢板焊接。

优选的，所述钢管-钢板组合腹板设置有两片，形成单箱单室箱梁主体；或者所述钢管-钢板组合腹板设置有多片，形成单箱多室箱梁主体。

优选的，所述钢管-钢板组合腹板的上下缘分别焊接上翼缘钢板和下翼缘钢板，所述上翼缘钢板和下翼缘钢板分别通过连接件与所述混凝土顶板、所述混凝土底板连接。

优选的，所述横隔结构包括箱梁主体两端设置的支点横梁和箱梁主体中间设置的若干横隔板，所述横隔板的上下两端分别与所述混凝土顶板和所述混凝土底板浇筑成一体，所述横隔板与所述钢管-钢板组合腹板通过连接件相连；所述支点横梁与所述混凝土顶板以及所述混凝土底板浇筑成一体。

优选的，所述钢管-钢板组合腹板两端插入所述支点横梁中，所述钢管-钢板组合腹板插入所述支点横梁的部分的平钢板上设置开孔，所述开孔中用于贯穿钢筋。

优选的，还包括预应力束，所述预应力束包括体内预应力束和体外预应力束。

优选的，所述体内预应力束包括顶板体内预应力束和底板体内预应力束，所述顶板体内预应力束位于所述混凝土顶板内，所述底板体内预应力束位于所述混凝土底板内。