本發(fā)明屬于斜拉橋的技術(shù)領(lǐng)域，具體地指一種縱肋上置式鋼-混鋼殼結(jié)合梁斜拉橋。

背景技術(shù)：

常規(guī)鋼箱梁斜拉橋的優(yōu)點(diǎn)是自重輕、跨越能力大、鋼箱主梁可以在工廠制作、質(zhì)量可靠、施工速度快；鋼箱疊合梁斜拉橋，用鋼量小，主橋剛度大；混合梁斜拉橋經(jīng)濟(jì)性好，剛度大。以上三種斜拉橋在應(yīng)用過(guò)程中均存在以下不足：

1、鋼箱梁斜拉橋，主梁自重輕，主梁錨固支撐作用小，主橋整體剛度相對(duì)偏小；

2、鋼箱梁正交異形板橋面縱橫向焊縫數(shù)量多，受力復(fù)雜，容易產(chǎn)生疲勞裂縫；

3、常規(guī)鋼箱疊合梁橋，混凝土橋面板需設(shè)置現(xiàn)澆施工模板系統(tǒng)；若采用預(yù)制施工，需設(shè)置混凝土后澆帶，施工速度稍慢。

4、鋼箱梁斜拉橋邊跨跨度相對(duì)較短時(shí)，需要設(shè)置額外的壓重，以減小或避免邊跨支點(diǎn)負(fù)反力；

5、混合梁斜拉橋鋼混過(guò)渡段設(shè)計(jì)及施工復(fù)雜。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是要解決上述背景技術(shù)的不足，提供一種既具備較大的跨越能力和豎向剛度、施工速度快，又能解決邊跨出現(xiàn)負(fù)反力、延長(zhǎng)橋面使用壽命的縱肋上置式鋼-混鋼殼結(jié)合梁斜拉橋。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的一種縱肋上置式鋼-混鋼殼結(jié)合梁斜拉橋，包括斜拉橋主梁，所述斜拉橋主梁由主跨、設(shè)置在主跨兩側(cè)的邊跨、以及設(shè)置在主跨與邊跨之間的過(guò)渡段組成，所述斜拉橋主梁長(zhǎng)度方向的兩側(cè)間隔設(shè)置有與之垂直布置的主塔，每個(gè)所述主塔的頂部與斜拉橋主梁之間通過(guò)若干根斜拉索固定連接，其特殊之處在于：所述主跨為鋼-混組合整體鋼箱梁結(jié)構(gòu)，所述邊跨為鋼-混組合鋼殼混凝土梁結(jié)構(gòu)；

所述鋼-混組合整體鋼箱梁結(jié)構(gòu)包括頂部開口的開口箱梁、和位于開口箱梁頂部的用于將其頂部開口封閉的鋼-混組合頂板；所述鋼-混組合頂板由第一鋼板和現(xiàn)澆在第一鋼板上方的第一混凝土橋面板組成，所述第一鋼板的上端面設(shè)置有若干個(gè)沿縱橋向延伸的第一帶孔縱肋，所述第一帶孔縱肋沿其長(zhǎng)度方向均勻間隔開設(shè)有若干個(gè)通孔，所述若干個(gè)第一帶孔縱肋橫向?qū)?yīng)的通孔內(nèi)穿設(shè)有與第一帶孔縱肋垂直布置的第一PBL剪力鍵；

所述鋼-混組合鋼殼混凝土梁結(jié)構(gòu)包括外層鋼箱和設(shè)置在外層鋼箱內(nèi)的三個(gè)內(nèi)層鋼箱，所述外層鋼箱的內(nèi)壁與內(nèi)層鋼箱的外壁之間、相鄰兩個(gè)內(nèi)層鋼箱的相對(duì)側(cè)壁之間均間隔設(shè)置有若干個(gè)隔板，所述隔板將外層鋼箱與內(nèi)層鋼箱之間的空腔分隔為若干個(gè)格艙，所述格艙內(nèi)填充有混凝土。

進(jìn)一步地，所述開口箱梁包括兩個(gè)沿縱橋向布置的邊腹板和位于兩個(gè)邊腹板之間且與其平行布置的中腹板，所述中腹板的底部之間通過(guò)箱梁平底板固定連接，所述邊腹板的底部與中腹板的底部之間通過(guò)斜底板固定連接，所述邊腹板和中腹板的頂部之間通過(guò)鋼-混組合頂板固定連接；所述第一鋼板與第一混凝土橋面板之間間隔設(shè)置有若干個(gè)第一剪力釘。

進(jìn)一步地，兩個(gè)所述邊腹板的外側(cè)均設(shè)置有第一風(fēng)嘴，所述第一風(fēng)嘴的一面?zhèn)缺谂c邊腹板的外側(cè)壁相貼合，所述第一風(fēng)嘴內(nèi)設(shè)置有與其內(nèi)壁垂直布置的第一封嘴加強(qiáng)板。

進(jìn)一步地，所述箱梁平底板、斜底板的內(nèi)壁上設(shè)置有若干個(gè)沿縱向延伸的呈倒U型的底板加強(qiáng)肋。

進(jìn)一步地，兩個(gè)所述邊腹板朝向中腹板的一側(cè)均設(shè)置有若干個(gè)沿縱向延伸的邊腹板加強(qiáng)板，每個(gè)所述邊腹板加強(qiáng)板與邊腹板相互垂直布置；兩個(gè)所述中腹板相對(duì)的一側(cè)均設(shè)置有若干個(gè)沿縱向延伸的中腹板加強(qiáng)板，每個(gè)所述中腹板加強(qiáng)板與中腹板相互垂直布置。

進(jìn)一步地，所述外層鋼箱包括鋼箱頂板和位于鋼箱頂板中部下方的與其平行設(shè)置的鋼箱底板，所述鋼箱頂板的橫橋向兩側(cè)下方對(duì)稱設(shè)置有與之垂直布置的鋼箱邊腹板，所述鋼箱邊腹板底部與鋼箱底板底部之間通過(guò)鋼箱斜底板固定連接；所述鋼箱頂板由第二鋼板和現(xiàn)澆在第二鋼板上方的第二混凝土橋面板組成，所述第二鋼板的上端面設(shè)置有若干個(gè)沿縱向延伸的第二帶孔縱肋，所述第二帶孔縱肋沿其長(zhǎng)度方向均勻間隔開設(shè)有若干個(gè)通孔，所述若干個(gè)第二帶孔縱肋橫向?qū)?yīng)的通孔內(nèi)穿設(shè)有與第二帶孔縱肋垂直布置的第二PBL剪力鍵。

進(jìn)一步地，所述鋼箱邊腹板的外側(cè)均設(shè)置有第二風(fēng)嘴，所述第二風(fēng)嘴的一面?zhèn)缺谂c鋼箱邊腹板的外側(cè)壁相貼合，所述第二風(fēng)嘴內(nèi)設(shè)置有與其內(nèi)壁垂直布置的第二封嘴加強(qiáng)板。

進(jìn)一步地，所述內(nèi)層鋼箱包括第一鋼箱和對(duì)稱設(shè)置在第一鋼箱兩側(cè)的第二鋼箱，所述第一鋼箱和第二鋼箱均由頂板、設(shè)置在頂板下方的底板、以及設(shè)置在頂板兩側(cè)的腹板圍合而成的中空狀鋼箱結(jié)構(gòu)。

再進(jìn)一步地，所述外層鋼箱的內(nèi)壁四周和內(nèi)層鋼箱的外壁四周上均間隔設(shè)置有若干個(gè)第二剪力釘；所述第二鋼板與第二混凝土橋面板之間間隔設(shè)置有若干個(gè)第三剪力釘帶孔縱肋。

更進(jìn)一步地，所述第一鋼板和第二鋼板均為由上層板和下層板疊加焊接而成的復(fù)合鋼板，所述上層板為不銹鋼板，所述下層板為普通鋼板。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的縱肋上置式鋼-混鋼殼結(jié)合梁斜拉橋，通過(guò)主跨采用縱肋上置式鋼-混組合整體鋼箱梁，邊跨采用縱肋上置式鋼-混組合鋼殼混凝土梁、設(shè)計(jì)的鋼混平滑過(guò)渡段形式等措施，解決了常規(guī)鋼箱梁斜拉橋、鋼箱結(jié)合梁斜拉橋及混合梁斜拉橋用在應(yīng)用過(guò)程中存在的缺點(diǎn)，其優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾方面：

其一，本發(fā)明的主跨采用縱肋上置式鋼-混組合整體鋼箱梁，自重輕、抗彎抗扭慣性矩大、橋面板剛度強(qiáng)，縱肋上置式鋼-混組合橋面板作為有砟道床和無(wú)砟基座的剛性基底，有利于軌道穩(wěn)定性。

其二，本發(fā)明的邊跨采用縱肋上置式鋼-混組合鋼殼混凝土梁，鋼殼格艙內(nèi)灌注混凝土，同鋼主梁共同受力，形成鋼殼混凝土結(jié)構(gòu)，不僅可增大邊跨的錨固支撐作用提高主橋整體剛度，還可同時(shí)解決邊跨支點(diǎn)負(fù)反力的問題，而且主梁過(guò)渡段形式設(shè)計(jì)及施工簡(jiǎn)單，剛度過(guò)渡平順。

其三，本發(fā)明的頂板采用混凝土與鋼板兩種材料結(jié)合，創(chuàng)新了鐵路橋面體系，充分利用各自材料優(yōu)點(diǎn)，減輕了自重，提高了結(jié)構(gòu)的耐久性，而且降低了工程造價(jià)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的一種縱肋上置式鋼-混鋼殼結(jié)合梁斜拉橋的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中的主跨橫斷面的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖2中A處的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖1中的邊跨橫斷面的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為圖4中的外層鋼箱的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中：1-斜拉橋主梁、2-主跨、3-邊跨、4-過(guò)渡段、5-主塔、6-斜拉索、7-鋼-混組合頂板、7.1-第一鋼板、7.2-第一混凝土橋面板、7.3-第一帶孔縱肋、7.4-第一PBL剪力鍵、8-箱梁平底板、9-邊腹板、10-斜底板、11-外層鋼箱、12-內(nèi)層鋼箱、13.1-隔板、13.2-格艙、14-中腹板、15.1-第一剪力釘、15.2-第二剪力釘、15.3-第三剪力釘、16.1-第一封嘴加強(qiáng)板、16.2-第一封嘴加強(qiáng)板、17-底板加強(qiáng)肋、18-邊腹板加強(qiáng)板、19-中腹板加強(qiáng)板、20-鋼箱頂板、20.1-第二鋼板、20.2-第二混凝土橋面板、20.3-第二帶孔縱肋、20.4-第二PBL剪力鍵、21-鋼箱底板、22-鋼箱邊腹板、23-鋼箱斜底板、24.1-頂板、24.2-底板、20.3-第二帶孔縱肋、25.1-第一風(fēng)嘴、25.2-第二風(fēng)嘴、26-開口箱梁。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

如1圖所示的一種縱肋上置式鋼-混鋼殼結(jié)合梁斜拉橋，包括斜拉橋主梁1，斜拉橋主梁1由主跨2、設(shè)置在主跨2兩側(cè)的邊跨3、以及設(shè)置在主跨2與邊跨3之間的過(guò)渡段4組成，斜拉橋主梁1長(zhǎng)度方向的兩側(cè)間隔設(shè)置有與之垂直布置的主塔5，每個(gè)主塔5的頂部與斜拉橋主梁1之間通過(guò)若干根斜拉索6固定連接，主跨2為鋼-混組合整體鋼箱梁結(jié)構(gòu)，邊跨3為鋼-混組合鋼殼混凝土梁結(jié)構(gòu)。

如圖2和圖3所示，鋼-混組合整體鋼箱梁結(jié)構(gòu)包括頂部開口的開口箱梁26、和位于開口箱梁26頂部的用于將其頂部開口封閉的鋼-混組合頂板7；所述鋼-混組合頂板7由第一鋼板7.1和現(xiàn)澆在第一鋼板7.1上方的第一混凝土橋面板7.2組成，第一鋼板7.1的上端面設(shè)置有若干個(gè)沿縱橋向延伸的第一帶孔縱肋7.3，第一帶孔縱肋7.3呈長(zhǎng)方形條狀。所述第一帶孔縱肋7.3沿其長(zhǎng)度方向均勻間隔開設(shè)有若干個(gè)通孔，通孔為圓孔，所述若干個(gè)第一帶孔縱肋7.3橫向?qū)?yīng)的通孔內(nèi)穿設(shè)有與第一帶孔縱肋7.3垂直布置的第一PBL剪力鍵7.4，第一PBL剪力鍵7.4作為橫向連接剪力鍵將所有第一帶孔縱肋7.3橫向連接起來(lái)。鋼底板與混凝土板之間采用開孔的鋼板縱向布置形成第一帶孔縱肋7.3作為組合剪力鍵，形成格構(gòu)型，充分利用各自材料優(yōu)點(diǎn)，減輕了自重，降低了工程造價(jià)。鋼、混凝土材料相互組合，形成組合型橋面板，受力模式更加優(yōu)越。第一鋼板7.1為由上層板和下層板疊加焊接而成的復(fù)合鋼板，上層板為不銹鋼板，下層板為普通鋼板。開口箱梁26包括兩個(gè)沿縱橋向布置的邊腹板9和位于兩個(gè)邊腹板9之間且與其平行布置的中腹板14，中腹板14和邊腹板9沿縱橋向的長(zhǎng)度相同，中腹板14和邊腹板9頂端位于同一個(gè)水平面上，中腹板14的垂向長(zhǎng)度大于邊腹板9的垂向長(zhǎng)度。兩個(gè)中腹板14的底部之間通過(guò)箱梁平底板8固定連接，所述邊腹板9的底部與中腹板14的底部之間通過(guò)斜底板10固定連接，所述邊腹板9和中腹板14的頂部之間通過(guò)鋼-混組合頂板7固定連接；所述第一鋼板7.1與第一混凝土橋面板7.2之間間隔設(shè)置有若干個(gè)第一剪力釘15.1。兩個(gè)邊腹板9的外側(cè)均設(shè)置有第一風(fēng)嘴25.1，第一風(fēng)嘴25.1的一面?zhèn)缺谂c邊腹板9的外側(cè)壁相貼合，第一風(fēng)嘴25.1內(nèi)設(shè)置有與其內(nèi)壁垂直布置的第一封嘴加強(qiáng)板16.1。箱梁平底板8、斜底板10的內(nèi)壁上設(shè)置有若干個(gè)沿縱向延伸的呈倒U型的底板加強(qiáng)肋17；兩個(gè)邊腹板9朝向中腹板14的一側(cè)均設(shè)置有若干個(gè)沿縱向延伸的邊腹板加強(qiáng)板18，每個(gè)邊腹板加強(qiáng)板18與邊腹板9相互垂直布置；兩個(gè)中腹板14相對(duì)的一側(cè)均設(shè)置有若干個(gè)沿縱向延伸的中腹板加強(qiáng)板19，每個(gè)中腹板加強(qiáng)板19與中腹板14相互垂直布置。這樣，主跨采用縱肋上置式的鋼-混組合整體鋼箱梁，自重輕、抗彎抗扭慣性矩大、橋面板剛度強(qiáng)，縱肋上置式鋼-混組合橋面板作為有砟道床和無(wú)砟基座的剛性基底，有利于軌道穩(wěn)定性。

如圖4和圖5所示，鋼-混組合鋼殼混凝土梁結(jié)構(gòu)包括外層鋼箱11和設(shè)置在外層鋼箱11內(nèi)的三個(gè)內(nèi)層鋼箱12，外層鋼箱11的內(nèi)壁與內(nèi)層鋼箱12的外壁之間、相鄰兩個(gè)內(nèi)層鋼箱12的相對(duì)側(cè)壁之間均間隔設(shè)置有若干個(gè)隔板13.1，隔板13.1將外層鋼箱11與內(nèi)層鋼箱12之間的空腔分隔為若干個(gè)格艙13.2，格艙13.2內(nèi)填充有混凝土。外層鋼箱11包括鋼箱頂板20和位于鋼箱頂板20中部下方的與其平行設(shè)置的鋼箱底板21，鋼箱頂板20的橫橋向兩側(cè)下方對(duì)稱設(shè)置有與之垂直布置的鋼箱邊腹板22，所述鋼箱邊腹板22底部與鋼箱底板21底部之間通過(guò)鋼箱斜底板23固定連接；鋼箱頂板20由第二鋼板20.1和現(xiàn)澆在第二鋼板20.1上方的第二混凝土橋面板20.2組成，這樣，鋼箱頂板20采用混凝土與鋼板兩種材料結(jié)合，創(chuàng)新了鐵路橋面體系，充分利用各自材料優(yōu)點(diǎn)，減輕了自重，提高了結(jié)構(gòu)的耐久性，而且降低了工程造價(jià)。第二鋼板20.1的上端面設(shè)置有若干個(gè)沿縱向延伸的第二帶孔縱肋20.3。第二帶孔縱肋20.3沿其長(zhǎng)度方向均勻間隔開設(shè)有若干個(gè)通孔，所述若干個(gè)第二帶孔縱肋20.3橫向?qū)?yīng)的通孔內(nèi)穿設(shè)有與第二帶孔縱肋20.3垂直布置的第二PBL剪力鍵20.4。

鋼箱邊腹板22的外側(cè)均設(shè)置有第二風(fēng)嘴25.2，第二風(fēng)嘴25.2的一面?zhèn)缺谂c鋼箱邊腹板22的外側(cè)壁相貼合，第二風(fēng)嘴25.2內(nèi)設(shè)置有與其內(nèi)壁垂直布置的第二封嘴加強(qiáng)板16.2。內(nèi)層鋼箱12包括第一鋼箱12.1和對(duì)稱設(shè)置在第一鋼箱12.1兩側(cè)的第二鋼箱12.2，第一鋼箱12.1和第二鋼箱12.2均由頂板24.1、設(shè)置在頂板24.1下方的底板24.2、以及設(shè)置在頂板24.1兩側(cè)的腹板24.3圍合而成的中空狀鋼箱結(jié)構(gòu)。第二鋼板20.1均為由上層板和下層板疊加焊接而成的復(fù)合鋼板，上層板為不銹鋼板，下層板為普通鋼板。第二鋼板20.1采用普通鋼板與不銹鋼復(fù)合而成，提高了結(jié)構(gòu)的耐久性。外層鋼箱11的內(nèi)壁四周和內(nèi)層鋼箱12的外壁四周上均間隔設(shè)置有若干個(gè)第二剪力釘15.2；第二鋼板20.1與第二混凝土橋面板20.2之間間隔設(shè)置有若干個(gè)第三剪力釘15.3；每個(gè)第二帶孔縱肋20.3上沿其長(zhǎng)度方向開設(shè)有若干個(gè)通孔，通孔內(nèi)穿設(shè)有與之垂直布置的第二PBL剪力鍵20.4。這樣邊跨采用縱肋上置式鋼-混組合鋼殼混凝土梁，鋼殼格艙內(nèi)灌注混凝土，同鋼主梁共同受力，形成鋼殼混凝土結(jié)構(gòu)，不僅可增大邊跨的錨固支撐作用提高主橋整體剛度，還可同時(shí)解決邊跨支點(diǎn)負(fù)反力的問題，而且主梁過(guò)渡段形式設(shè)計(jì)及施工簡(jiǎn)單，剛度過(guò)渡平順。

以上，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明所揭示的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。