CN203834340U - 一种敞开式结合梁桁架桥 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种敞开式结合梁桁架桥，涉及桥梁工程技术领域。针对现有的敞开式桁架桥中钢腹杆与混凝土下弦杆连接构造复杂、混凝土桥面板预应力损失大、结构稳定性低及桥下施工影响交通的问题。它包括至少两幅主桁架，每幅主桁架由上弦杆、下弦杆和腹杆构成，主桁架的下弦杆之间连接有钢-混凝土结合的正交异性桥面板。本实用新型尤其适用于跨度较大且桥下净空和建筑高度受到限制的桥梁工程。
Description
技术领域
本实用新型涉及桥梁工程技术领域，具体地说是一种敞开式结合梁桁架桥。
背景技术
桁架桥指的是以桁架作为上部结构主要承重构件的桥梁。传统的桁架桥是由主桁架、联结系（包括横向联结系、纵向联结系）和桥面系组成，主桁架由上弦杆、下弦杆和腹杆构成。其中，联结系主要承受作用于主桁架、桥面系和列车上的横向风力，但在需要较大的桥下净空和建筑高度受到限制的情况下，与桥面平行的纵向联结系具有很大的局限性。
中国实用新型专利号ZL 201020572189.9，名称为下承式钢管-混凝土敞开式桁架结合梁桥，以端横梁和中横梁加强两幅主桁架的横向联系，增大桥面系刚度，使在敞开式桥梁不设横撑的前提下，达到减小构件截面尺寸、降低桥梁建筑高度的目的，采用的预应力混凝土桥面系，解决了传统钢桥面铺装存在的车辙、开裂等病害频发的问题。
然而，上述技术方案中的预应力混凝土桥面系存在以下缺陷：
一、在构造方面，钢腹杆与混凝土下弦杆结合处构造复杂，需在下弦杆内设钢劲性骨架或者保证钢腹杆伸入下弦杆一定的锚固长度。
二、在受力性能方面，预应力混凝土桥面系位于受拉区，由于桥面系厚度较薄，往往需设纵向、横向预应力，特别是在桥面横向跨径不大的情况下（横向跨径太大结构可能不成立），预应力损失较大、效率低，受力性能差。
三、在结构稳定性方面，预应力混凝土桥面系重量较大，结构稳定性相对较低。
四、在施工方面，预应力混凝土桥面系需搭设支架施工，对桥下交通影响较大，且施工速度较慢。
发明内容
针对现有的敞开式桁架桥中钢腹杆与混凝土下弦杆连接构造复杂、混凝土桥面板预应力损失大、结构稳定性低及桥下施工影响交通的问题，本实用新型的目的是提供一种敞开式结合梁桁架桥，构造简单、受力合理，并能更好地适应桥面上、下净空受限的情况。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：它包括至少两幅主桁架，每幅所述主桁架由上弦杆、下弦杆和腹杆构成，所述主桁架的下弦杆之间连接有钢-混凝土结合的正交异性桥面板。
进一步地，所述正交异性桥面板包括桥面板主体、设置于所述桥面板主体底部的若干纵向加劲肋、横向加劲肋，以及浇筑于所述桥面板主体上部的混凝土层。
所述横向加劲肋的两端与所述下弦杆焊接成一体。
所述横向加劲肋平行且均布于两个所述下弦杆之间。
进一步地，所述桥面板主体上设有连接件一，所述混凝土层通过所述连接件一与所述桥面板主体紧密结合。
所述下弦杆的顶板与所述混凝土层的上表面均位于同一平面内。
所述下弦杆的腹板的内壁设有加劲肋。
优选地，所述下弦杆的外侧设有连接件二，所述混凝土层的侧面通过所述连接件二与所述下弦杆紧密结合。
所述桥面板主体是由厚度为8mm～12mm的钢板制成。
本实用新型的敞开式结合梁桁架桥技术效果在于：
一、在构造方面，主桁架设计成敞开式，相比现有技术，进一步取消了纵向联结系的下平联，代之以结合梁桥面系。将桥面板主体与主桁架的下弦杆结合成一整体，以降低结构高度。钢-混凝土结合的正交异性桥面板克服了钢桥面板铺装存在的车辙、开裂等缺陷，提高了结构的耐久性。而且，相比预应力混凝土桥面板，本实用新型的敞开式结合梁桁架桥，腹杆与下弦杆焊接，主桁架的下弦杆增高，下弦杆通过侧面的连接件二与混凝土层紧密连接，其构造简单，节点处理较为容易，并克服了钢桥面与下弦杆连接存在的疲劳问题。下弦杆的腹板与混凝土层的上表面平齐，增强了下弦杆的抗拉能力。
二、在受力性能方面，本实用新型采用的正交异性桥面板，混凝土层承受压力，而钢结构承受拉力，受力性能较好。
三、在结构稳定性方面，正交异性桥面板的自重约为钢筋混凝土桥面板或预应力混凝土桥面板自重的1/2～1/3，结构稳定性高。
四、在施工方面，正交异性桥面板的钢结构可通过顶推法架设，即沿桥纵轴方向分阶段预制梁体，通过水平千斤顶施力，借助滑道及滑块将梁逐段向前顶推，就位后落梁，更换正式支座，并采用现场浇筑混凝土层的施工工艺。施工安装方便、速度快，且对桥下交通影响较小，另外，混凝土层可更换，桥面板耐久性好。
附图说明
图1为本实用新型一实施例的结构示意图；
图2为图1的A部分的局部放大图；
图3为正交异性桥面板（不含混凝土层）的结构简图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的一种敞开式结合梁桁架桥作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
结合图1至图3说明本实施例的敞开式结合梁桁架桥100，它包括三幅并列设置的主桁架，每幅主桁架由上弦杆101、下弦杆103和腹杆102构成，主桁架的下弦杆103之间连接有正交异性桥面板（orthogonal-anisotropic plate）110。正交异性桥面板110的刚度在相互垂直的两个方向上各不相同，在受力上呈现各向异性。
敞开式结合梁桁架桥100取消了纵向联结系中的上平联，能更好地满足桥面上空间的限制要求；并且进一步取消了纵向联结系中的下平联，正交异性桥面板110与主桁架为刚性连接，提高了结构竖向刚度，能抵抗水平剪切，并更好地满足桥面下空间的限制要求。尤其适用于跨度较大且桥下净空和建筑高度受到限制的情况。
其中，正交异性桥面板110包括桥面板主体113、设置于桥面板主体113底部的若干横向加劲肋111、纵向加劲肋112，以及浇筑于桥面板主体113上部的混凝土层115。如图3所示，桥面板主体113底部沿桥轴线ax的加劲肋为纵向加劲肋112，垂直桥轴线ax方向的加劲肋为横向加劲肋111，也称之为横梁。正交异性板桥面110是一种将桥面板主体113与位于其下部的横向加劲肋111、纵向加劲肋112焊接成一个整体用以承受荷载的桥面结构。桥面板主体113、横向加劲肋111和纵向加劲肋112三者互为垂直，既能承受车辆荷载的直接作用，同时又参与主桁架的共同受力，其重量轻、节省钢材且极限承载力大。
如图2所示，若干横向加劲肋111平行且均布于下弦杆103之间，且横向加劲肋111与下弦杆103焊接成一体。使得主桁架与横向加劲肋111连接成空间桁架结构，增加了结构的稳定性。
优选的，桥面板主体113上设有连接件一114，浇筑的混凝土层115通过连接件一114与桥面板主体113紧密结合。连接件一114的设置增大了混凝土层115与桥面板主体113的摩擦阻力，使两者的结合更为稳固。
更佳的，如图2所示，下弦杆103的腹板与混凝土层115的上表面均位于同一平面内，相比现有技术，本实用新型扩大了下弦杆103的高度，便于施工；下弦杆103的腹板的内壁设有加劲肋117，并且下弦杆103的侧面设有连接件二116，这些结构均增强了下弦杆103的抗拉能力，混凝土层115的侧面通过连接件二116与下弦杆103紧密结合。
桥面板主体113是由厚度为8mm～12mm的钢板制成。
本实用新型的敞开式结合梁桁架桥，为满足桥面上部空间的限制要求，取消纵向联结系的上平联，上平联取消后，结构横向稳定性显著下降，为提高结构横向稳定性，将桥面系与主桁架的下弦杆结合形成一整体，这也提高了结构的竖向刚度，同时，为克服钢桥面系铺装中存在车辙、开裂等缺陷，将桥面系设计成结合梁；为进一步提高桥面系刚度，将桥面板设计成钢-混凝土正交异性桥面板。
本实用新型的关键点在于钢-混凝土结合的正交异性桥面板110与主桁架之间的连接，如按常规施工方法，无法保证正交异性桥面板110受力达到预期的目的。正交异性桥面板110的钢结构与主桁架的下弦杆103之间焊接连接。但混凝土层115与下弦杆103的连接却相对较难处理。如果混凝土层115与下弦杆103不连接或连接不当，则横向存在一个混凝土层115不参与受力的薄弱断面，则导致桥面板主体113与下弦杆103连接焊缝处受力过大，极易疲劳破坏。为克服这一施工难点，本实用新型的敞开式结合梁桁架桥100，将下弦杆103的顶板沿桥面板主体113的轴线增高，使得顶板与混凝土板115的上表面平齐，这样就可以在下弦杆103侧面布设连接件二116与混凝土层115紧密连接，进而保证混凝土层115与桥面板主体113共同参与受力，提高结构的性能和耐久性。
上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
Claims (9)
1.一种敞开式结合梁桁架桥，包括至少两幅主桁架，每幅所述主桁架由上弦杆、下弦杆和腹杆构成，其特征在于：所述主桁架的下弦杆之间连接有钢-混凝土结合的正交异性桥面板。
2.根据权利要求1所述的敞开式结合梁桁架桥，其特征在于：所述正交异性桥面板包括桥面板主体、设置于所述桥面板主体底部的若干纵向加劲肋、横向加劲肋，以及浇筑于所述桥面板主体上部的混凝土层。
3.根据权利要求2所述的敞开式结合梁桁架桥，其特征在于：所述横向加劲肋的两端与所述下弦杆焊接成一体。
4.根据权利要求3所述的敞开式结合梁桁架桥，其特征在于：所述横向加劲肋平行且均布于两个所述下弦杆之间。
5.根据权利要求2至4任一项所述的敞开式结合梁桁架桥，其特征在于：所述桥面板主体上设有连接件一，所述混凝土层通过所述连接件一与所述桥面板主体紧密结合。
6.根据权利要求5所述的敞开式结合梁桁架桥，其特征在于：所述下弦杆的顶板与所述混凝土层的上表面均位于同一平面内。
7.根据权利要求6所述的敞开式结合梁桁架桥，其特征在于：所述下弦杆的腹板的内壁设有加劲肋。
8.根据权利要求7所述的敞开式结合梁桁架桥，其特征在于：所述下弦杆的外侧设有连接件二，所述混凝土层的侧面通过所述连接件二与所述下弦杆紧密结合。
9.根据权利要求2至4任一项所述的敞开式结合梁桁架桥，其特征在于：所述桥面板主体是由厚度为8mm～12mm的钢板制成。
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