本實(shí)用新型屬于橋梁建筑工程技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種全鋼管混凝土組合橋梁。
背景技術(shù):
在建筑工程技術(shù)領(lǐng)域中,公知的,混凝土的抗壓強(qiáng)度高,但抗彎能力很弱,而鋼材,特別是型鋼的抗彎能力強(qiáng),具有良好的彈塑性,但在受壓時(shí)容易失穩(wěn)而喪失軸向抗壓能力。所以,為了結(jié)合二者的性能優(yōu)點(diǎn),鋼管混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)在了人們的視野之中。
鋼管混凝土是指在鋼管中填充混凝土,使鋼管及其核心混凝土能共同承受外荷載作用的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。在受力時(shí),混凝土處于側(cè)向受壓狀態(tài),其抗壓強(qiáng)度可成倍提高,同時(shí)由于混凝土的存在,提高了鋼管的剛度,兩者共同發(fā)揮作用,從而大大地提高了承載能力。
在橋梁工程技術(shù)領(lǐng)域中,按其結(jié)構(gòu)體系,可分為梁式橋、拱式橋、剛架橋、斜拉橋、懸索橋五大類。
對于上述的梁式橋:其主要結(jié)構(gòu)包括橋墩和梁體,梁體的主梁為主要承重構(gòu)件,受力特點(diǎn)為主梁受彎,主梁主要材料為鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土,多用于中小跨徑橋梁。其優(yōu)點(diǎn)有:采用鋼筋砼建造的梁橋可以就地取材、工業(yè)化施工、耐久性好、適應(yīng)性強(qiáng)、整體性好且美觀;這種橋型在設(shè)計(jì)理論及施工技術(shù)上都發(fā)展得比較成熟。但是其也存在著不容忽視的缺點(diǎn):比如:其結(jié)構(gòu)本身的自重大,約占全部設(shè)計(jì)荷載的30%至60%,且跨度越大其自重所占的比值更顯著增大,大大限制了其跨越能力。
為了解決上述問題,本領(lǐng)域的技術(shù)人員將鋼管混凝土結(jié)構(gòu)運(yùn)用在了梁式橋結(jié)構(gòu)中,梁體采用桁架梁結(jié)構(gòu),其桁架梁通常是包括有上弦管和下弦管,在上弦管和下弦管之間設(shè)置若干腹管,在上弦管上設(shè)置橋面板,并在上弦管內(nèi)填充混凝土,使上弦管形成鋼管混凝土結(jié)構(gòu),如此,通過采用桁架梁作為梁體,在一定程度上降低梁體的自重和體積,提高梁體的跨越能力。
但是,隨著研究的深入,本申請的發(fā)明人在實(shí)際設(shè)計(jì)施工時(shí)發(fā)現(xiàn),這種采用上弦管內(nèi)填充混凝土的桁架梁依然存在著不足,首先是,采用桁架梁作為梁體,用鋼量極大,急劇的增大橋梁的建筑成本;
另一方面,由于只在上弦管內(nèi)填充混凝土,桁架梁整體性差,雖然上弦管的強(qiáng)度和剛度得到提高,但是,下弦管和腹管的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度依然較弱,也就是說在設(shè)計(jì)時(shí),只能夠按照鋼管桁架結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)和驗(yàn)算,不能夠計(jì)入管內(nèi)混凝土對整體桁架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度的貢獻(xiàn),所以,為了保證桁架梁的可靠性,其結(jié)果是導(dǎo)致用鋼量大、缺乏經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢、喪失橋型競爭力;在實(shí)際受力環(huán)境下,腹管主要受到軸向的壓力,而鋼管軸向承壓較弱,所以,為了保證腹管的可靠性,還需要增大或者增厚腹管,或者設(shè)置更多的腹管,如此,也進(jìn)一步的增加了建筑成本;
再一方面,由于目前的橋墩結(jié)構(gòu)都為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的橋墩與鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的桁架梁的力學(xué)性能之間難以形成相互協(xié)調(diào)的統(tǒng)一,所以,采用上述結(jié)構(gòu)的橋梁,其整體性并不良好。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型的目的在于,針對目前橋梁結(jié)構(gòu)存在的上述問題,提供一種既能夠降低施工難度,節(jié)約施工成本,縮短工期,又具有良好整體性的橋梁結(jié)構(gòu)。
為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的,本實(shí)用新型提供了以下技術(shù)方案:
一種全鋼管混凝土組合橋梁,包括梁體、橋墩和設(shè)置在所述梁體上的橋面板,所述梁體為鋼管混凝土桁架梁,所述梁體包括上弦管和下弦管,以及設(shè)置在所述上弦管和下弦管之間的腹管,所述上弦管、下弦管和腹管內(nèi)都灌注有混凝土,使所述上弦管、下弦管和腹管都形成鋼管混凝土結(jié)構(gòu),所述橋墩包括樁基和設(shè)置在所述樁基上并與所述梁體連接的墩身,所述墩身為鋼管混凝土結(jié)構(gòu)。
本申請的全鋼管混凝土組合橋梁,將梁體和橋墩的墩身都設(shè)置為鋼管混凝土結(jié)構(gòu),使得二者結(jié)構(gòu)統(tǒng)一,力學(xué)性能統(tǒng)一,使得橋梁具有良好的整體性,在受力時(shí)相互協(xié)調(diào),保證橋梁具有良好的可靠性和穩(wěn)定性;選擇鋼管混凝土結(jié)構(gòu)作為墩身,在施工時(shí),先將墩身鋼管設(shè)置在樁基上,然后直接在墩身鋼管內(nèi)灌注混凝土即可,直接避免了大量模板的使用,也不需要在灌注混凝土前扎制鋼筋骨架,節(jié)約了施工工序,降低了施工難度和施工成本,也縮短了施工工期;另一方面,在澆筑完畢后,較傳統(tǒng)的鋼筋混凝土墩身而言,養(yǎng)護(hù)過程簡單,養(yǎng)護(hù)時(shí)間短,也進(jìn)一步的降低了施工成本;再一方面,由于鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的外圍是鋼管,混凝土都被包覆在鋼管內(nèi),避免了混凝土受到外部沖刷,所以還使得墩身質(zhì)量具有良好的穩(wěn)定性和可靠性;
另一方面,由于在上弦管、下弦管和腹管內(nèi)都灌注混凝土,首先是使得上弦管、下弦管和腹管都成為鋼管混凝土結(jié)構(gòu),如此提高各個(gè)構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度,進(jìn)而提高桁架梁結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度,在達(dá)到相同支撐強(qiáng)度時(shí),較鋼管桁架梁而言,可以采用規(guī)格更小的鋼管,降低鋼材用量,進(jìn)而降低桁架梁的制造成本;
再一方面,本申請的鋼管混凝土桁架梁,由于上弦管、下弦管和腹管都為鋼管混凝土結(jié)構(gòu),進(jìn)而使得上弦管、下弦管和腹管的力學(xué)性能統(tǒng)一,在桁架梁設(shè)計(jì)和驗(yàn)算過程中,可以直接以鋼管混凝土結(jié)構(gòu)作為設(shè)計(jì)和驗(yàn)算的基本構(gòu)件,如此,將管內(nèi)混凝土對整體桁架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度的貢獻(xiàn)也計(jì)算在內(nèi),所以,首先是使得各個(gè)構(gòu)件的規(guī)格尺寸能夠被設(shè)計(jì)得更加精確,在避免材料浪費(fèi)的同時(shí),又提高了桁架結(jié)構(gòu)的可靠性;而且,采用本申請的鋼管混凝土桁架梁結(jié)構(gòu),在設(shè)計(jì)和驗(yàn)算階段,即能夠?qū)⒐軆?nèi)混凝土對整體桁架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度的貢獻(xiàn)計(jì)算在內(nèi),進(jìn)而能夠選用尺寸規(guī)格更小的鋼管混凝土構(gòu)件,進(jìn)一步降低桁架梁成本;并且,由于鋼管混凝土構(gòu)件的尺寸規(guī)格更小,其自重也更小,也就是說,降低了桁架梁自重占桁架梁設(shè)計(jì)荷載的比例,如此,也進(jìn)一步的提高了本申請桁架梁結(jié)構(gòu)承載能力,在達(dá)到相同的承載能力時(shí),能夠采用更小規(guī)格尺寸鋼管混凝土結(jié)構(gòu),如此,也進(jìn)一步的降低了桁架梁的制造成本;
再一方面,本申請的鋼管混凝土桁架結(jié)構(gòu),由于上弦管、下弦管和腹管內(nèi)部都灌注有混凝土,所以,混凝土在啟動提高構(gòu)件力學(xué)性能的同時(shí),還使鋼管內(nèi)壁與空氣隔絕,降低或直接杜絕鋼管內(nèi)壁發(fā)生銹蝕的風(fēng)險(xiǎn),所以,還提高了桁架梁的防銹蝕能力,進(jìn)一步的提高了桁架梁結(jié)構(gòu)的可靠性。
作為優(yōu)選,所述上弦管內(nèi)的混凝土、下弦管內(nèi)的混凝土和腹管內(nèi)的混凝土,各個(gè)相互獨(dú)立。
在本申請的上述方案中,上弦管內(nèi)的混凝土、下弦管內(nèi)的混凝土以及腹管內(nèi)的混凝土,各個(gè)相互獨(dú)立,即,上弦管、下弦管以及腹管內(nèi)的混凝土是相互獨(dú)立的,也就是說,本申請的桁架梁結(jié)構(gòu),是由鋼管混凝土腹管與鋼管混凝土上弦管與以及鋼管混凝土下弦管連接而成,在設(shè)計(jì)和驗(yàn)算過程中,使得各個(gè)構(gòu)件的受力分析更加簡單和準(zhǔn)確,更有利于在保證支撐強(qiáng)度和剛度的前提下,避免各構(gòu)件尺寸過大而導(dǎo)致的浪費(fèi),進(jìn)一步的降低了桁架梁結(jié)構(gòu)的制造成本,并且,也是由于各個(gè)構(gòu)件的設(shè)計(jì)和驗(yàn)算更加方便準(zhǔn)確,也進(jìn)一步的提高了本申請桁架梁結(jié)構(gòu)的可靠性和穩(wěn)定性。
作為優(yōu)選,所述上弦管被包覆于橋梁的橋面板混凝土中。
在本申請的上述方案中,將上弦管包覆在橋面板混凝土中,對應(yīng)本申請的桁架梁結(jié)構(gòu)而言,實(shí)質(zhì)上其上弦管已經(jīng)不局限于傳統(tǒng)桁架梁結(jié)構(gòu)的豎向支撐作用,相對于本申請的腹管直接支撐在橋面板上,也就是說在本申請的桁架梁結(jié)構(gòu)中,橋梁橋面板的支撐主要是由下弦管和腹管提供,首先是進(jìn)一步的方便了本申請桁架梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和驗(yàn)算,簡化了實(shí)際支撐結(jié)構(gòu),更為重要的是,由于降低了上弦管對橋面板支撐的要求,也就降低了對上弦管的強(qiáng)度要求和剛度要求,進(jìn)而,相對于通常的桁架梁結(jié)構(gòu),可以大幅的減小上弦管的直徑,如此,大幅的降低本申請桁架梁結(jié)構(gòu)的用鋼量,進(jìn)一步的降低了本申請桁架梁的制造成本,并且由于上弦管直徑的大幅減小,在方便桁架梁結(jié)構(gòu)制造的同時(shí),也降低了桁架梁的自重,可以進(jìn)一步的降低桁架梁自重占桁架梁設(shè)計(jì)荷載的比例,可以進(jìn)一步的優(yōu)化本申請下弦管和腹管的結(jié)構(gòu);
另一方面,對于橋面板而言,由于將本申請桁架梁的上弦管包覆在其中,首先是保證了桁架梁與橋面板之間連接的可靠性,進(jìn)而提高橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和可靠性;而且,還可以減少連接桁架梁與橋面板的連接件,在降低成本的同時(shí),也減少了后期維護(hù)的工作量和維護(hù)費(fèi)用;同時(shí),上弦管還可以作為橋面板的加強(qiáng)筋,提高橋面板的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,特別是在沿上弦管長度方向上的強(qiáng)度被明顯加強(qiáng),如此,也進(jìn)一步提高了橋梁的可靠性和穩(wěn)定性。
作為優(yōu)選,所述腹管內(nèi)的混凝土與橋面板混凝土為一體式結(jié)構(gòu)。
在本申請的上述方案中,腹管的混凝土與橋梁的橋面板混凝土為一體式結(jié)構(gòu),進(jìn)一步的提高了本申請桁架梁與橋面板之間連接可靠性,同時(shí)也進(jìn)一步的降低了對上弦管支撐強(qiáng)度的要求,如此,可以進(jìn)一步的減小上弦管的直徑,進(jìn)一步的節(jié)約制造成本;
另一方面,對于橋面板而言,其與腹管中的混凝土為一體式結(jié)構(gòu),在澆筑時(shí),可以同時(shí)澆筑橋面板和腹管內(nèi)的混凝土,簡化了施工工序,縮短了工期,進(jìn)一步的降低了橋梁施工成本;
再一方面,由于橋面板與腹管內(nèi)的混凝土為一體式結(jié)構(gòu),而本申請的桁架梁結(jié)構(gòu)中,腹管為多個(gè),在保證桁架梁良好支撐橋面板的同時(shí),腹管的鋼管混凝土結(jié)構(gòu)又起到加強(qiáng)橋面板的作用,不僅進(jìn)一步的提高了橋面板在沿長度方向上的強(qiáng)度和剛度,而且還提高橋面板豎直方向的支撐強(qiáng)度和剛度,進(jìn)一步的橋梁的可靠性和穩(wěn)定性,從另一方面講,也可以降低橋面板的強(qiáng)度和剛度要求,進(jìn)而降低桁架梁的支撐強(qiáng)度要求,進(jìn)而進(jìn)一步的降低制造成本。
作為優(yōu)選,所述上弦管的外徑小于所述腹管的內(nèi)徑。
在本申請的上述方案中,由于上弦管的直徑小于腹管的直徑,各個(gè)構(gòu)件連接為桁架梁結(jié)構(gòu)后,腹管上與上弦管連接的連接處存在有開口,進(jìn)而保證在橋面板的混凝土澆筑過程中,方便混凝土進(jìn)入腹管內(nèi),使腹管內(nèi)的混凝土與橋面板的混凝土一次澆筑完成,提高腹管內(nèi)混凝土與橋面板混凝土的整體性,同時(shí)也節(jié)約了混凝土的澆筑工序。
作為優(yōu)選,所述桁架梁在沿寬度方向上分為若干隔開設(shè)置桁片,每個(gè)桁片包括一根上弦管和一根下弦管,在每個(gè)桁片的上弦管和下弦管之間連接有若干所述腹管。
本申請的上述方案中,桁架梁在沿寬度方向上分為若干隔開設(shè)置桁片每個(gè)桁片包括一根上弦管和一根下弦管,也就是說本申請的桁架梁結(jié)構(gòu),在寬度方向上對橋面板進(jìn)行多處支撐,進(jìn)一步的保證了桁架梁支撐橋面板的穩(wěn)定性和可靠性;而且,具有多根上弦管間隔包覆在橋面板的混凝土內(nèi),也進(jìn)一步的提高了橋面板的強(qiáng)度和剛度,進(jìn)一步的提高了橋梁的穩(wěn)定性和可靠性;而且也方便了桁架梁的加工和制造。
作為優(yōu)選,相鄰兩個(gè)桁片之間連接有若干橫撐,各個(gè)鋼管橫撐沿所述桁片的長度方向均布。
在本申請的上述方案中,在相鄰兩個(gè)桁片之間連接橫撐,使各個(gè)桁片被連接在一起形成本申請的桁架梁結(jié)構(gòu),由于橫撐的連接,各個(gè)桁片構(gòu)成一個(gè)整體的桁架體系,使得本申請的桁架梁結(jié)構(gòu)在寬度方向上也具有良好的支撐強(qiáng)度和剛度。
作為優(yōu)選,所述橫撐為采用鋼管制造的鋼管橫撐。
在上述方案中,橫撐采用鋼管制造的鋼管橫撐,在實(shí)際施工中,也可以在橫撐內(nèi)灌注混凝土,使其成為鋼管混凝土結(jié)構(gòu),進(jìn)一步的提高桁架梁結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度。
作為優(yōu)選,所述橫撐為K型狀,具有四個(gè)連接端,每個(gè)連接端對應(yīng)的與一根上弦管或者下弦管連接。
在上述方案中,將各個(gè)橫撐設(shè)置K型狀,相鄰兩個(gè)桁片的上弦管和下弦管之間被連接,并且橫撐存在的四個(gè)連接端之間存在一個(gè)接點(diǎn),進(jìn)一步提高桁架結(jié)構(gòu)的整體性,使桁架結(jié)構(gòu)形成良好的結(jié)構(gòu)體系,保證桁架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和可靠性。
作為優(yōu)選,所述橫撐與所述上弦管和下弦管連接的位置與所述腹管與所述上弦管和下弦管連接的位置相對應(yīng)。
在上述方案中,橫撐與所述上弦管和下弦管連接的位置與腹管與所述上弦管和下弦管連接的位置相對應(yīng),使得橫撐各連接端的受力與腹管的連接端的受力相協(xié)調(diào),進(jìn)一步提高本申請桁架結(jié)構(gòu)的可靠性。
作為本申請的另一優(yōu)選方案,所述上弦管內(nèi)部空間與所述腹管的內(nèi)部空間接通,所述腹管的內(nèi)部空間與所述下弦管的內(nèi)部空間接通,所述上弦管、下弦管和腹管內(nèi)的混凝土為一體式結(jié)構(gòu)。
在本申請的上述方案中,上弦管、下弦管和腹管內(nèi)的混凝土為一體式結(jié)構(gòu),就混凝土結(jié)構(gòu)而言,其本身就連接形成了混凝土的框架形式的結(jié)構(gòu),首先是使得本申請的桁架結(jié)構(gòu)具有更好的整體性,整體的混凝土結(jié)構(gòu)與整體的鋼管桁架相配合,形成整體的鋼管混凝土桁架結(jié)構(gòu),進(jìn)一步的提高本申請桁架結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能,桁架結(jié)構(gòu)的各個(gè)部位的受力相互協(xié)調(diào),進(jìn)一步的增加本申請桁架的穩(wěn)定性和可靠性;另一方面,在各個(gè)鋼管內(nèi)部形成整體的混凝土框架式的結(jié)構(gòu),由于混凝土在起到支撐作用的同時(shí)還能夠起到對鋼管構(gòu)件間的連接作用,不僅具有抗壓作用,也還具有抗拉的作用,進(jìn)而降低了對鋼管構(gòu)件之間的連接強(qiáng)度要求,在降低鋼管構(gòu)件之間連接難度和制造成本的同時(shí),還降低了鋼管桁架節(jié)點(diǎn)處的受力,進(jìn)一步的提高了本申請桁架梁節(jié)點(diǎn)處的抗疲勞性能;再一方面,由于混凝土結(jié)構(gòu)支撐能力的大幅提高,又降低了對鋼管桁架支撐強(qiáng)度的要求,如此,也可以進(jìn)一步減小各個(gè)鋼管構(gòu)件的尺寸規(guī)格,進(jìn)一步的降低用鋼量,節(jié)約制造成本。
作為優(yōu)選,所述上弦管、下弦管和腹管內(nèi)的混凝土為采用一次灌注成型的一體式結(jié)構(gòu)。
在上述方案中,上弦管、下弦管和腹管內(nèi)的混凝土為采用一次灌注成型的一體式結(jié)構(gòu)提高各鋼管構(gòu)件內(nèi)部混凝土的整體性,進(jìn)一步的提高本申請桁架結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能。
作為優(yōu)選,所述上弦管內(nèi)部空間與所述腹管的內(nèi)部空間接通,所述腹管的內(nèi)部空間與所述下弦管的內(nèi)部空間接通,所述上弦管、下弦管和腹管內(nèi)的混凝土與橋面板的混凝土為一體式結(jié)構(gòu)。
在本申請的上述方案中,上弦管、下弦管和腹管內(nèi)的混凝土與橋面板的混凝土為一體式結(jié)構(gòu),首先是進(jìn)一步的增強(qiáng)了橋面板與桁架梁結(jié)構(gòu)連接的可靠性,減少了桁架梁與橋面板之間的連接構(gòu)件,進(jìn)而,方便了施工,也節(jié)約的施工成本,在降低后續(xù)維護(hù)難度的同時(shí),也提高了橋梁的可靠性;而且,更為重要的是,橋面板實(shí)質(zhì)對桁架梁結(jié)構(gòu)具有良好的加強(qiáng)作用,如此,進(jìn)一步的提高了桁架梁結(jié)構(gòu)的可靠性,而且,在達(dá)到相同支撐強(qiáng)度時(shí),還可以減小桁架結(jié)構(gòu)中,鋼管構(gòu)件的尺寸規(guī)格,進(jìn)一步的降低用鋼量,降低施工成本。
作為優(yōu)選,所述桁架梁為簡支梁。
本申請的桁架梁采用簡支梁結(jié)構(gòu),即,桁架梁的長度與橋梁的各跨長度相對應(yīng),在進(jìn)行灌注施工時(shí),可以在相對應(yīng)的橋墩下進(jìn)行灌注工作,然后在起吊桁架梁,將桁架梁的兩端采用簡支結(jié)構(gòu)支撐的對應(yīng)橋墩上即可,如此不僅方便了橋梁的建筑施工,而且還保證了管內(nèi)混凝土的灌注質(zhì)量,進(jìn)一步的提高了本申請的可靠性。
在本申請的上述方案中,將桁架梁在長度方向上分為若干的桁架梁節(jié)段,一個(gè)節(jié)段的長度對應(yīng)橋梁一個(gè)跨度的長度,即,在橋梁建筑過程中,桁架梁節(jié)段的兩端分別被相鄰兩個(gè)橋墩支撐,方便橋梁的建筑施工。
作為進(jìn)一步的優(yōu)選,所述墩身包括墩身鋼管和澆筑在墩身鋼管內(nèi)的混凝土,所述墩身鋼管包括位于下方的過渡段鋼管,所述過渡段鋼管的內(nèi)壁連接有若干豎直設(shè)置的剪力鍵,所述剪力鍵沿所述過渡段鋼管的中心軸線圓周均布。
在上述方案中,通過設(shè)置在過渡段鋼管內(nèi)壁設(shè)置剪力鍵,剪力鍵嵌入到混凝土中,剪力鍵將過渡段鋼管受力傳遞到混凝土內(nèi),提高鋼管混凝土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
作為優(yōu)選,所述剪力鍵下端超出所述過渡段鋼管的下端,并與所述樁基的上端端部相配合。
作為優(yōu)選,其中一部分剪力鍵的下端設(shè)置在所述樁基上,另一部分剪力鍵的下端與所述樁基隔開設(shè)置,下端設(shè)置在樁基上的剪力鍵與下端和樁基隔開設(shè)置的剪力鍵間隔布置。
在上述方案中,剪力鍵下端伸出過渡段鋼管的下端,使得過渡段鋼管的下端與樁基上端隔開,如此設(shè)置,使得在鋼管內(nèi)灌注混凝土前,能夠方便了墩身鋼管位置的調(diào)整;而且,在灌注混凝土?xí)r,混凝土能夠從過渡段鋼管與樁基之間的縫隙流出,提高過渡段鋼管底部混凝土灌注的密實(shí)性;再一方面,由于鋼管本身具有較重的重量,所以當(dāng)鋼管設(shè)置到位時(shí),在重力作用下,剪力鍵的底部與樁基上端緊密貼合,甚至部分嵌入樁基內(nèi),如此,提高了剪力鍵與樁基之間的整體性,保證墩身和樁基之間受力傳遞的均勻性和可靠性;再一方面,由于剪力鍵的設(shè)置還能大幅提高過渡段鋼管混凝土的抗彎強(qiáng)度,進(jìn)一步的提高了本申請墩柱過渡連接構(gòu)造的可靠性和穩(wěn)定性。
作為優(yōu)選,所述剪力鍵為長條形的鋼板,所述剪力鍵的長度方向與所述過渡段鋼管的中心軸線相平行,所述剪力鍵的寬度方向與所述過渡段鋼管的徑向一致。
作為優(yōu)選,所述剪力鍵上沿其長度方向設(shè)置有若干第一通孔,相鄰兩個(gè)第一通孔之間隔開設(shè)置,所述第一通孔內(nèi)穿設(shè)有鋼筋。
在上述方案中,在第一通孔內(nèi)穿設(shè)鋼筋,鋼筋穿過不同的第一通孔,進(jìn)一步保證剪力鍵傳遞力的均勻性,進(jìn)一步提高了過渡段的鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能。
作為優(yōu)選,所述過渡段鋼管上設(shè)置有第二通孔,穿過第一通孔的鋼筋也穿過第二通孔。
在過渡段鋼管上設(shè)置第二通孔,在第二通孔內(nèi)也穿設(shè)鋼筋,進(jìn)一步的提高過渡段鋼管與混凝土之間連接的緊密性,進(jìn)一步提高過渡段鋼管混凝土的結(jié)構(gòu)性能。
作為優(yōu)選,所述樁基內(nèi)豎直設(shè)置有主筋,相鄰主筋之間隔開,所述主筋呈環(huán)狀布置,主筋上端伸出樁基,并環(huán)繞與所述過渡段鋼管外。
作為優(yōu)選,所述主筋上半部分彎折至所述過渡段鋼管上,并與所述過渡段鋼管焊接。
在本申請的上述方案中,將樁基的主筋向上延伸,并將上半部分彎折與過渡段鋼管焊接,既保證了過渡段鋼管混凝土結(jié)構(gòu)中的混凝土的抗拉強(qiáng)度,又在設(shè)置鋼管的工序中能夠起到支撐鋼管的作用,所以也方便了施工。
作為優(yōu)選,所述主筋上綁扎有環(huán)筋,所述環(huán)筋為至少兩根,相鄰兩根環(huán)筋之間隔開設(shè)置。
在上述方案中,通過設(shè)置環(huán)筋,進(jìn)一步的提高各根主筋之間的整體性,提高主筋與過渡段鋼管之間的連接強(qiáng)度。
作為優(yōu)選,所述過渡段鋼管外還套設(shè)有護(hù)筒鋼管,所述護(hù)筒鋼管的內(nèi)徑大于所述過渡段鋼管的外徑,所述護(hù)筒鋼管與過渡段鋼管同軸設(shè)置,在護(hù)筒鋼管與過渡段鋼管之間形成間隙,所述主筋和環(huán)筋位于該間隙內(nèi),所述護(hù)筒鋼管下端設(shè)置在所述樁基上,所述護(hù)筒鋼管內(nèi)灌注有混凝土。
在本申請的上述方案中,設(shè)置護(hù)筒鋼管,在護(hù)筒鋼管內(nèi)灌注混凝土,該混凝土是在灌注墩身鋼管內(nèi)的混凝土?xí)r,一起灌注進(jìn)入護(hù)筒鋼管的,所以,護(hù)筒鋼管內(nèi)的混凝土與過渡段鋼管內(nèi)的混凝土為一體式灌注結(jié)構(gòu),具有良好的整體性和一致性,通過上述,也就是說,在本申請的過渡段鋼管處,是有兩層鋼管和兩層混凝土,首先是增大了墩身與樁基之間的連接面積,進(jìn)而提高了墩身與樁基之間的連接強(qiáng)度;同時(shí),也增大了該處的橫截面,提高了該處的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度,使得墩身與樁基之間連接更加可靠;再一方面,由于護(hù)筒鋼管的設(shè)置,也進(jìn)一步的增強(qiáng)了過渡段鋼管處的結(jié)構(gòu)的抗彎強(qiáng)度,也提高了該處的防沖刷能力和抗沖擊能力,進(jìn)一步的提高了本申請結(jié)構(gòu)的可靠性。
作為優(yōu)選,所述護(hù)筒鋼管沿所述過渡段鋼管向上延伸并超出所述主筋,所述護(hù)筒鋼管上端與所述過渡段鋼管之間這種有封板。在護(hù)筒鋼管上端設(shè)置封板,避免在灌注混凝土過程中,混凝土從護(hù)筒鋼管上端流出。
作為優(yōu)選,所述過渡段鋼管與樁基之間的混凝土內(nèi)還設(shè)置有鋼筋網(wǎng),所述鋼筋網(wǎng)為至少兩層。
在上述方案中,在過渡段鋼管與樁基之間的混凝土內(nèi)設(shè)置鋼筋網(wǎng),使得樁基頂部受力更加均勻,降低了樁基頂部出現(xiàn)應(yīng)力集中的風(fēng)險(xiǎn)。
作為優(yōu)選,所述鋼筋網(wǎng)與所述環(huán)筋對應(yīng)布置,所述鋼筋網(wǎng)的端部焊接在各自對應(yīng)的所述環(huán)筋上。將鋼筋網(wǎng)的端部焊接在各自對應(yīng)的環(huán)筋上,首先是避免了混凝土灌注時(shí)鋼筋網(wǎng)發(fā)生移位的風(fēng)險(xiǎn),同時(shí)也進(jìn)一步的提高了各根主筋之間的連接強(qiáng)度,使主筋與鋼筋網(wǎng)之間的受力相互協(xié)調(diào),進(jìn)一步提高了該處的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度。
作為優(yōu)選,護(hù)筒鋼管內(nèi)壁還設(shè)置有若干環(huán)狀的環(huán)箍,相鄰兩個(gè)環(huán)箍之間隔開設(shè)置。在護(hù)筒鋼管內(nèi)壁設(shè)置環(huán)箍,在提高護(hù)筒鋼管結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的同時(shí),也增加了護(hù)筒鋼管與混凝土之間的連接強(qiáng)度,進(jìn)一步的提高了護(hù)筒鋼管的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
本申請的全鋼管混凝土組合橋梁,鋼管混凝土橋墩為新型鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu),鋼管混凝土墩身與鋼筋混凝土樁直接連接,本申請的上述方案確保了墩身與樁基之間連接的可靠性,并且墩身與樁基之間的內(nèi)部傳力明確,樁基主筋部分焊接在鋼管上,既保證了混凝土截面受拉強(qiáng)度,又實(shí)現(xiàn)了墩樁豎向連接,護(hù)筒鋼管設(shè)環(huán)箍保證外包混凝土抗剪強(qiáng)度;過渡段鋼管墩設(shè)帶孔剪力鍵,可以將鋼管壁內(nèi)力逐漸傳遞至混凝土內(nèi);樁基頂設(shè)至少兩層分布的鋼筋網(wǎng),避免應(yīng)力集中,使樁基頂面混凝土受力更均勻;護(hù)筒鋼管既增強(qiáng)過渡段鋼管處的抗彎強(qiáng)度,又可作為防沖刷、防撞擊構(gòu)造;過渡段鋼管處兩層鋼管間灌注混凝土,增大了截面,提高了連接節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)度和剛度,使墩身和樁基之間的連接更加可靠。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實(shí)用新型的有益效果:
1、將梁體和橋墩的墩身都設(shè)置為鋼管混凝土結(jié)構(gòu),使得二者結(jié)構(gòu)統(tǒng)一,力學(xué)性能統(tǒng)一,使得橋梁具有良好的整體性,在受力時(shí)相互協(xié)調(diào),保證橋梁具有良好的可靠性和穩(wěn)定性;選擇鋼管混凝土結(jié)構(gòu)作為墩身,在施工時(shí),先將墩身鋼管設(shè)置在樁基上,然后直接在墩身鋼管內(nèi)灌注混凝土即可,直接避免了大量模板的使用,也不需要在灌注混凝土前扎制鋼筋骨架,節(jié)約了施工工序,降低了施工難度和施工成本,也縮短了施工工期;
2、在澆筑完畢后,較傳統(tǒng)的鋼筋混凝土墩身而言,養(yǎng)護(hù)過程簡單,養(yǎng)護(hù)時(shí)間短,也進(jìn)一步的降低了施工成本;
3、由于鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的外圍是鋼管,混凝土都被包覆在鋼管內(nèi),避免了混凝土受到外部沖刷,所以還使得墩身質(zhì)量具有良好的穩(wěn)定性和可靠性;
4、由于在上弦管、下弦管和腹管內(nèi)都灌注混凝土,首先是使得上弦管、下弦管和腹管都成為鋼管混凝土結(jié)構(gòu),如此提高各個(gè)構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度,進(jìn)而提高桁架梁結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度,在達(dá)到相同支撐強(qiáng)度時(shí),較鋼管桁架梁而言,可以采用規(guī)格更小的鋼管,降低鋼材用量,進(jìn)而降低桁架梁的制造成本。
附圖說明:
圖1為本申請橋梁的梁體的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為圖1側(cè)視圖;
圖3為本申請橋梁的橋墩的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4為主筋上設(shè)置環(huán)筋的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5為主筋上設(shè)置環(huán)筋的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖6為鋼筋網(wǎng)的結(jié)構(gòu)示意圖,
圖中標(biāo)記:1-梁體,2-橋面板,3-上弦管,4-下弦管,5-腹管,6-樁基,7-墩身,8-橫撐,9-過渡段鋼管,10-剪力鍵,11-第一通孔,12-第二通孔,13-鋼筋,14-主筋,15-環(huán)筋,16-護(hù)筒鋼管,17-封板,18-鋼筋網(wǎng),19-環(huán)箍,20-墩身鋼管。
具體實(shí)施方式:
下面結(jié)合試驗(yàn)例及具體實(shí)施方式對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。但不應(yīng)將此理解為本實(shí)用新型上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例,凡基于本
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
所實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本實(shí)用新型的范圍。
實(shí)施例,如圖1-6所示:
一種全鋼管混凝土組合橋梁,包括梁體1、橋墩和設(shè)置在所述梁體1上的橋面板2,所述梁體1為鋼管混凝土桁架梁,所述梁體1包括上弦管3和下弦管4,以及設(shè)置在所述上弦管3和下弦管4之間的腹管5,所述上弦管3、下弦管4和腹管5內(nèi)都灌注有混凝土,使所述上弦管3、下弦管4和腹管5都形成鋼管混凝土結(jié)構(gòu),所述橋墩包括樁基6和設(shè)置在所述樁基6上并與所述梁體1連接的墩身7,所述墩身7為鋼管混凝土結(jié)構(gòu)。
本實(shí)施例的全鋼管混凝土組合橋梁,將梁體1和橋墩的墩身7都設(shè)置為鋼管混凝土結(jié)構(gòu),使得二者結(jié)構(gòu)統(tǒng)一,力學(xué)性能統(tǒng)一,使得橋梁具有良好的整體性,在受力時(shí)相互協(xié)調(diào),保證橋梁具有良好的可靠性和穩(wěn)定性;選擇鋼管混凝土結(jié)構(gòu)作為墩身7,在施工時(shí),先將墩身鋼管20設(shè)置在樁基6上,然后直接在墩身鋼管20內(nèi)灌注混凝土即可,直接避免了大量模板的使用,也不需要在灌注混凝土前扎制鋼筋13骨架,節(jié)約了施工工序,降低了施工難度和施工成本,也縮短了施工工期;另一方面,在澆筑完畢后,較傳統(tǒng)的鋼筋13混凝土墩身7而言,養(yǎng)護(hù)過程簡單,養(yǎng)護(hù)時(shí)間短,也進(jìn)一步的降低了施工成本;再一方面,由于鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的外圍是鋼管,混凝土都被包覆在鋼管內(nèi),避免了混凝土受到外部沖刷,所以還使得墩身7質(zhì)量具有良好的穩(wěn)定性和可靠性;
另一方面,由于在上弦管3、下弦管4和腹管5內(nèi)都灌注混凝土,首先是使得上弦管3、下弦管4和腹管5都成為鋼管混凝土結(jié)構(gòu),如此提高各個(gè)構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度,進(jìn)而提高桁架梁結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度,在達(dá)到相同支撐強(qiáng)度時(shí),較鋼管桁架梁而言,可以采用規(guī)格更小的鋼管,降低鋼材用量,進(jìn)而降低桁架梁的制造成本;
再一方面,本實(shí)施例的鋼管混凝土桁架梁,由于上弦管3、下弦管4和腹管5都為鋼管混凝土結(jié)構(gòu),進(jìn)而使得上弦管3、下弦管4和腹管5的力學(xué)性能統(tǒng)一,在桁架梁設(shè)計(jì)和驗(yàn)算過程中,可以直接以鋼管混凝土結(jié)構(gòu)作為設(shè)計(jì)和驗(yàn)算的基本構(gòu)件,如此,將管內(nèi)混凝土對整體桁架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度的貢獻(xiàn)也計(jì)算在內(nèi),所以,首先是使得各個(gè)構(gòu)件的規(guī)格尺寸能夠被設(shè)計(jì)得更加精確,在避免材料浪費(fèi)的同時(shí),又提高了桁架結(jié)構(gòu)的可靠性;而且,采用本實(shí)施例的鋼管混凝土桁架梁結(jié)構(gòu),在設(shè)計(jì)和驗(yàn)算階段,即能夠?qū)⒐軆?nèi)混凝土對整體桁架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度的貢獻(xiàn)計(jì)算在內(nèi),進(jìn)而能夠選用尺寸規(guī)格更小的鋼管混凝土構(gòu)件,進(jìn)一步降低桁架梁成本;并且,由于鋼管混凝土構(gòu)件的尺寸規(guī)格更小,其自重也更小,也就是說,降低了桁架梁自重占桁架梁設(shè)計(jì)荷載的比例,如此,也進(jìn)一步的提高了本實(shí)施例桁架梁結(jié)構(gòu)承載能力,在達(dá)到相同的承載能力時(shí),能夠采用更小規(guī)格尺寸鋼管混凝土結(jié)構(gòu),如此,也進(jìn)一步的降低了桁架梁的制造成本;
再一方面,本實(shí)施例的鋼管混凝土桁架結(jié)構(gòu),由于上弦管3、下弦管4和腹管5內(nèi)部都灌注有混凝土,所以,混凝土在啟動提高構(gòu)件力學(xué)性能的同時(shí),還使鋼管內(nèi)壁與空氣隔絕,降低或直接杜絕鋼管內(nèi)壁發(fā)生銹蝕的風(fēng)險(xiǎn),所以,還提高了桁架梁的防銹蝕能力,進(jìn)一步的提高了桁架梁結(jié)構(gòu)的可靠性。
作為優(yōu)選,所述上弦管3內(nèi)的混凝土、下弦管4內(nèi)的混凝土和腹管5內(nèi)的混凝土,各個(gè)相互獨(dú)立。
在本實(shí)施例的上述方案中,上弦管3內(nèi)的混凝土、下弦管4內(nèi)的混凝土以及腹管5內(nèi)的混凝土,各個(gè)相互獨(dú)立,即,上弦管3、下弦管4以及腹管5內(nèi)的混凝土是相互獨(dú)立的,也就是說,本實(shí)施例的桁架梁結(jié)構(gòu),是由鋼管混凝土腹管5與鋼管混凝土上弦管3與以及鋼管混凝土下弦管4連接而成,在設(shè)計(jì)和驗(yàn)算過程中,使得各個(gè)構(gòu)件的受力分析更加簡單和準(zhǔn)確,更有利于在保證支撐強(qiáng)度和剛度的前提下,避免各構(gòu)件尺寸過大而導(dǎo)致的浪費(fèi),進(jìn)一步的降低了桁架梁結(jié)構(gòu)的制造成本,并且,也是由于各個(gè)構(gòu)件的設(shè)計(jì)和驗(yàn)算更加方便準(zhǔn)確,也進(jìn)一步的提高了本實(shí)施例桁架梁結(jié)構(gòu)的可靠性和穩(wěn)定性。
作為優(yōu)選,所述上弦管3被包覆于橋梁的橋面板2混凝土中。
在本實(shí)施例的上述方案中,將上弦管3包覆在橋面板2混凝土中,對應(yīng)本實(shí)施例的桁架梁結(jié)構(gòu)而言,實(shí)質(zhì)上其上弦管3已經(jīng)不局限于傳統(tǒng)桁架梁結(jié)構(gòu)的豎向支撐作用,相對于本實(shí)施例的腹管5直接支撐在橋面板2上,也就是說在本實(shí)施例的桁架梁結(jié)構(gòu)中,橋梁橋面板2的支撐主要是由下弦管4和腹管5提供,首先是進(jìn)一步的方便了本實(shí)施例桁架梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和驗(yàn)算,簡化了實(shí)際支撐結(jié)構(gòu),更為重要的是,由于降低了上弦管3對橋面板2支撐的要求,也就降低了對上弦管3的強(qiáng)度要求和剛度要求,進(jìn)而,相對于通常的桁架梁結(jié)構(gòu),可以大幅的減小上弦管3的直徑,如此,大幅的降低本實(shí)施例桁架梁結(jié)構(gòu)的用鋼量,進(jìn)一步的降低了本實(shí)施例桁架梁的制造成本,并且由于上弦管3直徑的大幅減小,在方便桁架梁結(jié)構(gòu)制造的同時(shí),也降低了桁架梁的自重,可以進(jìn)一步的降低桁架梁自重占桁架梁設(shè)計(jì)荷載的比例,可以進(jìn)一步的優(yōu)化本實(shí)施例下弦管4和腹管5的結(jié)構(gòu);
另一方面,對于橋面板2而言,由于將本實(shí)施例桁架梁的上弦管3包覆在其中,首先是保證了桁架梁與橋面板2之間連接的可靠性,進(jìn)而提高橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和可靠性;而且,還可以減少連接桁架梁與橋面板2的連接件,在降低成本的同時(shí),也減少了后期維護(hù)的工作量和維護(hù)費(fèi)用;同時(shí),上弦管3還可以作為橋面板2的加強(qiáng)筋,提高橋面板2的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,特別是在沿上弦管3長度方向上的強(qiáng)度被明顯加強(qiáng),如此,也進(jìn)一步提高了橋梁的可靠性和穩(wěn)定性。
作為優(yōu)選,所述腹管5內(nèi)的混凝土與橋面板2混凝土為一體式結(jié)構(gòu)。
在本實(shí)施例的上述方案中,腹管5的混凝土與橋梁的橋面板2混凝土為一體式結(jié)構(gòu),進(jìn)一步的提高了本實(shí)施例桁架梁與橋面板2之間連接可靠性,同時(shí)也進(jìn)一步的降低了對上弦管3支撐強(qiáng)度的要求,如此,可以進(jìn)一步的減小上弦管3的直徑,進(jìn)一步的節(jié)約制造成本;
另一方面,對于橋面板2而言,其與腹管5中的混凝土為一體式結(jié)構(gòu),在澆筑時(shí),可以同時(shí)澆筑橋面板2和腹管5內(nèi)的混凝土,簡化了施工工序,縮短了工期,進(jìn)一步的降低了橋梁施工成本;
再一方面,由于橋面板2與腹管5內(nèi)的混凝土為一體式結(jié)構(gòu),而本實(shí)施例的桁架梁結(jié)構(gòu)中,腹管5為多個(gè),在保證桁架梁良好支撐橋面板2的同時(shí),腹管5的鋼管混凝土結(jié)構(gòu)又起到加強(qiáng)橋面板2的作用,不僅進(jìn)一步的提高了橋面板2在沿長度方向上的強(qiáng)度和剛度,而且還提高橋面板2豎直方向的支撐強(qiáng)度和剛度,進(jìn)一步的橋梁的可靠性和穩(wěn)定性,從另一方面講,也可以降低橋面板2的強(qiáng)度和剛度要求,進(jìn)而降低桁架梁的支撐強(qiáng)度要求,進(jìn)而進(jìn)一步的降低制造成本。
作為優(yōu)選,所述上弦管3的外徑小于所述腹管5的內(nèi)徑。
在本實(shí)施例的上述方案中,由于上弦管3的直徑小于腹管5的直徑,各個(gè)構(gòu)件連接為桁架梁結(jié)構(gòu)后,腹管5上與上弦管3連接的連接處存在有開口,進(jìn)而保證在橋面板2的混凝土澆筑過程中,方便混凝土進(jìn)入腹管5內(nèi),使腹管5內(nèi)的混凝土與橋面板2的混凝土一次澆筑完成,提高腹管5內(nèi)混凝土與橋面板2混凝土的整體性,同時(shí)也節(jié)約了混凝土的澆筑工序。
作為優(yōu)選,所述桁架梁在沿寬度方向上分為若干隔開設(shè)置桁片,每個(gè)桁片包括一根上弦管3和一根下弦管4,在每個(gè)桁片的上弦管3和下弦管4之間連接有若干所述腹管5。
本實(shí)施例的上述方案中,桁架梁在沿寬度方向上分為若干隔開設(shè)置桁片每個(gè)桁片包括一根上弦管3和一根下弦管4,也就是說本實(shí)施例的桁架梁結(jié)構(gòu),在寬度方向上對橋面板2進(jìn)行多處支撐,進(jìn)一步的保證了桁架梁支撐橋面板2的穩(wěn)定性和可靠性;而且,具有多根上弦管3間隔包覆在橋面板2的混凝土內(nèi),也進(jìn)一步的提高了橋面板2的強(qiáng)度和剛度,進(jìn)一步的提高了橋梁的穩(wěn)定性和可靠性;而且也方便了桁架梁的加工和制造。
作為優(yōu)選,相鄰兩個(gè)桁片之間連接有若干橫撐8,各個(gè)鋼管橫撐8沿所述桁片的長度方向均布。
在本實(shí)施例的上述方案中,在相鄰兩個(gè)桁片之間連接橫撐8,使各個(gè)桁片被連接在一起形成本實(shí)施例的桁架梁結(jié)構(gòu),由于橫撐8的連接,各個(gè)桁片構(gòu)成一個(gè)整體的桁架體系,使得本實(shí)施例的桁架梁結(jié)構(gòu)在寬度方向上也具有良好的支撐強(qiáng)度和剛度。
作為優(yōu)選,所述橫撐8為采用鋼管制造的鋼管橫撐8。
在上述方案中,橫撐8采用鋼管制造的鋼管橫撐8,在實(shí)際施工中,也可以在橫撐8內(nèi)灌注混凝土,使其成為鋼管混凝土結(jié)構(gòu),進(jìn)一步的提高桁架梁結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度。
作為優(yōu)選,所述橫撐8為K型狀,具有四個(gè)連接端,每個(gè)連接端對應(yīng)的與一根上弦管3或者下弦管4連接。
在上述方案中,將各個(gè)橫撐8設(shè)置K型狀,相鄰兩個(gè)桁片的上弦管3和下弦管4之間被連接,并且橫撐8存在的四個(gè)連接端之間存在一個(gè)接點(diǎn),進(jìn)一步提高桁架結(jié)構(gòu)的整體性,使桁架結(jié)構(gòu)形成良好的結(jié)構(gòu)體系,保證桁架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和可靠性。
作為優(yōu)選,所述橫撐8與所述上弦管3和下弦管4連接的位置與所述腹管5與所述上弦管3和下弦管4連接的位置相對應(yīng)。
在上述方案中,橫撐8與所述上弦管3和下弦管4連接的位置與腹管5與所述上弦管3和下弦管4連接的位置相對應(yīng),使得橫撐8各連接端的受力與腹管5的連接端的受力相協(xié)調(diào),進(jìn)一步提高本實(shí)施例桁架結(jié)構(gòu)的可靠性。
作為本實(shí)施例的另一優(yōu)選方案,所述上弦管3內(nèi)部空間與所述腹管5的內(nèi)部空間接通,所述腹管5的內(nèi)部空間與所述下弦管4的內(nèi)部空間接通,所述上弦管3、下弦管4和腹管5內(nèi)的混凝土為一體式結(jié)構(gòu)。
在本實(shí)施例的上述方案中,上弦管3、下弦管4和腹管5內(nèi)的混凝土為一體式結(jié)構(gòu),就混凝土結(jié)構(gòu)而言,其本身就連接形成了混凝土的框架形式的結(jié)構(gòu),首先是使得本實(shí)施例的桁架結(jié)構(gòu)具有更好的整體性,整體的混凝土結(jié)構(gòu)與整體的鋼管桁架相配合,形成整體的鋼管混凝土桁架結(jié)構(gòu),進(jìn)一步的提高本實(shí)施例桁架結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能,桁架結(jié)構(gòu)的各個(gè)部位的受力相互協(xié)調(diào),進(jìn)一步的增加本實(shí)施例桁架的穩(wěn)定性和可靠性;另一方面,在各個(gè)鋼管內(nèi)部形成整體的混凝土框架式的結(jié)構(gòu),由于混凝土在起到支撐作用的同時(shí)還能夠起到對鋼管構(gòu)件間的連接作用,不僅具有抗壓作用,也還具有抗拉的作用,進(jìn)而降低了對鋼管構(gòu)件之間的連接強(qiáng)度要求,在降低鋼管構(gòu)件之間連接難度和制造成本的同時(shí),還降低了鋼管桁架節(jié)點(diǎn)處的受力,進(jìn)一步的提高了本實(shí)施例桁架梁節(jié)點(diǎn)處的抗疲勞性能;再一方面,由于混凝土結(jié)構(gòu)支撐能力的大幅提高,又降低了對鋼管桁架支撐強(qiáng)度的要求,如此,也可以進(jìn)一步減小各個(gè)鋼管構(gòu)件的尺寸規(guī)格,進(jìn)一步的降低用鋼量,節(jié)約制造成本。
作為優(yōu)選,所述上弦管3、下弦管4和腹管5內(nèi)的混凝土為采用一次灌注成型的一體式結(jié)構(gòu)。
在上述方案中,上弦管3、下弦管4和腹管5內(nèi)的混凝土為采用一次灌注成型的一體式結(jié)構(gòu)提高各鋼管構(gòu)件內(nèi)部混凝土的整體性,進(jìn)一步的提高本實(shí)施例桁架結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能。
作為優(yōu)選,所述上弦管3內(nèi)部空間與所述腹管5的內(nèi)部空間接通,所述腹管5的內(nèi)部空間與所述下弦管4的內(nèi)部空間接通,所述上弦管3、下弦管4和腹管5內(nèi)的混凝土與橋面板2的混凝土為一體式結(jié)構(gòu)。
在本實(shí)施例的上述方案中,上弦管3、下弦管4和腹管5內(nèi)的混凝土與橋面板2的混凝土為一體式結(jié)構(gòu),首先是進(jìn)一步的增強(qiáng)了橋面板2與桁架梁結(jié)構(gòu)連接的可靠性,減少了桁架梁與橋面板2之間的連接構(gòu)件,進(jìn)而,方便了施工,也節(jié)約的施工成本,在降低后續(xù)維護(hù)難度的同時(shí),也提高了橋梁的可靠性;而且,更為重要的是,橋面板2實(shí)質(zhì)對桁架梁結(jié)構(gòu)具有良好的加強(qiáng)作用,如此,進(jìn)一步的提高了桁架梁結(jié)構(gòu)的可靠性,而且,在達(dá)到相同支撐強(qiáng)度時(shí),還可以減小桁架結(jié)構(gòu)中,鋼管構(gòu)件的尺寸規(guī)格,進(jìn)一步的降低用鋼量,降低施工成本。
作為優(yōu)選,所述桁架梁為簡支梁。
本實(shí)施例的桁架梁采用簡支梁結(jié)構(gòu),即,桁架梁的長度與橋梁的各跨長度相對應(yīng),在進(jìn)行灌注施工時(shí),可以在相對應(yīng)的橋墩下進(jìn)行灌注工作,然后在起吊桁架梁,將桁架梁的兩端采用簡支結(jié)構(gòu)支撐的對應(yīng)橋墩上即可,如此不僅方便了橋梁的建筑施工,而且還保證了管內(nèi)混凝土的灌注質(zhì)量,進(jìn)一步的提高了本實(shí)施例的可靠性。
在本實(shí)施例的上述方案中,將桁架梁在長度方向上分為若干的桁架梁節(jié)段,一個(gè)節(jié)段的長度對應(yīng)橋梁一個(gè)跨度的長度,即,在橋梁建筑過程中,桁架梁節(jié)段的兩端分別被相鄰兩個(gè)橋墩支撐,方便橋梁的建筑施工。
作為進(jìn)一步的優(yōu)選,所述墩身鋼管20包括位于下方的過渡段鋼管9,所述過渡段鋼管9的內(nèi)壁連接有若干豎直設(shè)置的剪力鍵10,所述剪力鍵10沿所述過渡段鋼管9的中心軸線圓周均布。
在上述方案中,通過設(shè)置在過渡段鋼管9內(nèi)壁設(shè)置剪力鍵10,剪力鍵10嵌入到混凝土中,剪力鍵10將過渡段鋼管9受力傳遞到混凝土內(nèi),提高鋼管混凝土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
作為優(yōu)選,所述剪力鍵10下端超出所述過渡段鋼管9的下端,并與所述樁基6的上端端部相配合。
作為優(yōu)選,其中一部分剪力鍵10的下端設(shè)置在所述樁基6上,另一部分剪力鍵10的下端與所述樁基6隔開設(shè)置,下端設(shè)置在樁基6上的剪力鍵10與下端和樁基6隔開設(shè)置的剪力鍵10間隔布置。
在上述方案中,剪力鍵10下端伸出過渡段鋼管9的下端,使得過渡段鋼管9的下端與樁基6上端隔開,如此設(shè)置,使得在鋼管內(nèi)灌注混凝土前,能夠方便了墩身鋼管20位置的調(diào)整;而且,在灌注混凝土?xí)r,混凝土能夠從過渡段鋼管9與樁基6之間的縫隙流出,提高過渡段鋼管9底部混凝土灌注的密實(shí)性;再一方面,由于鋼管本身具有較重的重量,所以當(dāng)鋼管設(shè)置到位時(shí),在重力作用下,剪力鍵10的底部與樁基6上端緊密貼合,甚至部分嵌入樁基6內(nèi),如此,提高了剪力鍵10與樁基6之間的整體性,保證墩身7和樁基6之間受力傳遞的均勻性和可靠性;再一方面,由于剪力鍵10的設(shè)置還能大幅提高過渡段鋼管9混凝土的抗彎強(qiáng)度,進(jìn)一步的提高了本實(shí)施例墩柱過渡連接構(gòu)造的可靠性和穩(wěn)定性。
作為優(yōu)選,所述剪力鍵10為長條形的鋼板,所述剪力鍵10的長度方向與所述過渡段鋼管9的中心軸線相平行,所述剪力鍵10的寬度方向與所述過渡段鋼管9的徑向一致。
作為優(yōu)選,所述剪力鍵10上沿其長度方向設(shè)置有若干第一通孔11,相鄰兩個(gè)第一通孔11之間隔開設(shè)置,所述第一通孔11內(nèi)穿設(shè)有鋼筋13。
在上述方案中,在第一通孔11內(nèi)穿設(shè)鋼筋13,鋼筋13穿過不同的第一通孔11,進(jìn)一步保證剪力鍵10傳遞力的均勻性,進(jìn)一步提高了過渡段的鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能。
作為優(yōu)選,所述過渡段鋼管9上設(shè)置有第二通孔12,穿過第一通孔11的鋼筋13也穿過第二通孔12。
在過渡段鋼管9上設(shè)置第二通孔12,在第二通孔12內(nèi)也穿設(shè)鋼筋13,進(jìn)一步的提高過渡段鋼管9與混凝土之間連接的緊密性,進(jìn)一步提高過渡段鋼管9混凝土的結(jié)構(gòu)性能。
作為優(yōu)選,所述樁基6內(nèi)豎直設(shè)置有主筋14,相鄰主筋14之間隔開,所述主筋14呈環(huán)狀布置,主筋14上端伸出樁基6,并環(huán)繞與所述過渡段鋼管9外。
作為優(yōu)選,所述主筋14上半部分彎折至所述過渡段鋼管9上,并與所述過渡段鋼管9焊接。
在本實(shí)施例的上述方案中,將樁基6的主筋14向上延伸,并將上半部分彎折與過渡段鋼管9焊接,既保證了過渡段鋼管9混凝土結(jié)構(gòu)中的混凝土的抗拉強(qiáng)度,又在設(shè)置鋼管的工序中能夠起到支撐鋼管的作用,所以也方便了施工。
作為優(yōu)選,所述主筋14上綁扎有環(huán)筋15,所述環(huán)筋15為至少兩根,相鄰兩根環(huán)筋15之間隔開設(shè)置。
在上述方案中,通過設(shè)置環(huán)筋15,進(jìn)一步的提高各根主筋14之間的整體性,提高主筋14與過渡段鋼管9之間的連接強(qiáng)度。
作為優(yōu)選,所述過渡段鋼管9外還套設(shè)有護(hù)筒鋼管16,所述護(hù)筒鋼管16的內(nèi)徑大于所述過渡段鋼管9的外徑,所述護(hù)筒鋼管16與過渡段鋼管9同軸設(shè)置,在護(hù)筒鋼管16與過渡段鋼管9之間形成間隙,所述主筋14和環(huán)筋15位于該間隙內(nèi),所述護(hù)筒鋼管16下端設(shè)置在所述樁基6上,所述護(hù)筒鋼管16內(nèi)灌注有混凝土。
在本實(shí)施例的上述方案中,設(shè)置護(hù)筒鋼管16,在護(hù)筒鋼管16內(nèi)灌注混凝土,該混凝土是在灌注墩身鋼管20內(nèi)的混凝土?xí)r,一起灌注進(jìn)入護(hù)筒鋼管16的,所以,護(hù)筒鋼管16內(nèi)的混凝土與過渡段鋼管9內(nèi)的混凝土為一體式灌注結(jié)構(gòu),具有良好的整體性和一致性,通過上述,也就是說,在本實(shí)施例的過渡段鋼管9處,是有兩層鋼管和兩層混凝土,首先是增大了墩身7與樁基6之間的連接面積,進(jìn)而提高了墩身7與樁基6之間的連接強(qiáng)度;同時(shí),也增大了該處的橫截面,提高了該處的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度,使得墩身7與樁基6之間連接更加可靠;再一方面,由于護(hù)筒鋼管16的設(shè)置,也進(jìn)一步的增強(qiáng)了過渡段鋼管9處的結(jié)構(gòu)的抗彎強(qiáng)度,也提高了該處的防沖刷能力和抗沖擊能力,進(jìn)一步的提高了本實(shí)施例結(jié)構(gòu)的可靠性。
作為優(yōu)選,所述護(hù)筒鋼管16沿所述過渡段鋼管9向上延伸并超出所述主筋14,所述護(hù)筒鋼管16上端與所述過渡段鋼管9之間這種有封板17。在護(hù)筒鋼管16上端設(shè)置封板17,避免在灌注混凝土過程中,混凝土從護(hù)筒鋼管16上端流出。
作為優(yōu)選,所述過渡段鋼管9與樁基6之間的混凝土內(nèi)還設(shè)置有鋼筋網(wǎng)18,所述鋼筋網(wǎng)18為至少兩層。
在上述方案中,在過渡段鋼管9與樁基6之間的混凝土內(nèi)設(shè)置鋼筋網(wǎng)18,使得樁基6頂部受力更加均勻,降低了樁基6頂部出現(xiàn)應(yīng)力集中的風(fēng)險(xiǎn)。
作為優(yōu)選,所述鋼筋網(wǎng)18與所述環(huán)筋15對應(yīng)布置,所述鋼筋網(wǎng)18的端部焊接在各自對應(yīng)的所述環(huán)筋15上。將鋼筋網(wǎng)18的端部焊接在各自對應(yīng)的環(huán)筋15上,首先是避免了混凝土灌注時(shí)鋼筋網(wǎng)18發(fā)生移位的風(fēng)險(xiǎn),同時(shí)也進(jìn)一步的提高了各根主筋14之間的連接強(qiáng)度,使主筋14與鋼筋網(wǎng)18之間的受力相互協(xié)調(diào),進(jìn)一步提高了該處的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度。
作為優(yōu)選,護(hù)筒鋼管16內(nèi)壁還設(shè)置有若干環(huán)狀的環(huán)箍19,相鄰兩個(gè)環(huán)箍19之間隔開設(shè)置。在護(hù)筒鋼管16內(nèi)壁設(shè)置環(huán)箍19,在提高護(hù)筒鋼管16結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的同時(shí),也增加了護(hù)筒鋼管16與混凝土之間的連接強(qiáng)度,進(jìn)一步的提高了護(hù)筒鋼管16的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
本實(shí)施例的全鋼管混凝土組合橋梁,鋼管混凝土橋墩為新型鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu),鋼管混凝土墩身7與鋼筋13混凝土樁直接連接,本實(shí)施例的上述方案確保了墩身7與樁基6之間連接的可靠性,并且墩身7與樁基6之間的內(nèi)部傳力明確,樁基6主筋14部分焊接在鋼管上,既保證了混凝土截面受拉強(qiáng)度,又實(shí)現(xiàn)了墩樁豎向連接,護(hù)筒鋼管16設(shè)環(huán)箍19保證外包混凝土抗剪強(qiáng)度;過渡段鋼管9墩設(shè)帶孔剪力鍵10,可以將鋼管壁內(nèi)力逐漸傳遞至混凝土內(nèi);樁基6頂設(shè)至少兩層分布的鋼筋網(wǎng)18,避免應(yīng)力集中,使樁基6頂面混凝土受力更均勻;護(hù)筒鋼管16既增強(qiáng)過渡段鋼管9處的抗彎強(qiáng)度,又可作為防沖刷、防撞擊構(gòu)造;過渡段鋼管9處兩層鋼管間灌注混凝土,增大了截面,提高了連接節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)度和剛度,使墩身7和樁基6之間的連接更加可靠。
以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型而并非限制本實(shí)用新型所描述的技術(shù)方案,盡管本說明書參照上述的各個(gè)實(shí)施例對本實(shí)用新型已進(jìn)行了詳細(xì)的說明,但本實(shí)用新型不局限于上述具體實(shí)施方式,因此任何對本實(shí)用新型進(jìn)行修改或等同替換;而一切不脫離發(fā)明的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進(jìn),其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。