[实用新型]钢管腹板预应力钢混组合主梁结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于土木工程桥梁技术领域，更具体涉及一种钢管腹板预应力钢混组合主梁结构。

背景技术

桥梁是公路、铁路、城市道路和农村道路及水利建设中，为了跨越各种障碍(如河流、或其它结构)的结构物。按结构形式，桥梁一般可分梁桥、拱桥、斜拉桥和吊桥；按所使用的材料类型，桥梁一般可分为木桥、圬工桥、钢筋混凝土桥、钢桥、钢混组合结构桥梁等。

梁桥是以受弯为主的主梁作为承重构件的桥梁。主梁可以是实腹梁或桁架梁。钢混组合结构梁桥是由钢材和混凝土两种不同性质的主梁材料，经组合而成的一种新型桥梁结构形式。由于此类桥梁充分利用了钢材的抗拉性能与混凝土的抗压性能，能显著改善钢结构的力学性能和提高经济性，且具有施工方便、造型美观、环保节能的优点，因此越来越广泛的应用于桥梁工程建设领域。

传统钢混凝土组合结构梁桥一般采用混凝土桥面板与钢板梁、钢箱梁、或钢桁架梁相结合的方式。由于实腹钢混组合梁(钢板组合梁、钢箱组合梁)自重较轻，实腹钢板极易受到风荷载影响；空腹钢混组合梁(钢桁架组合梁)无法像传统预应力混凝土梁桥，顶、底板混凝土内施加预应力以抵抗恒载和活载，因此跨越能力受到较大局限；传统钢梁拼装施工时，悬臂施工较为困难，需搭设落地支架用于钢梁拼装临时支撑。由此总体上看，传统钢混凝土组合结构梁桥的主要不足是：(1)实腹钢混组合梁抗风能力较差(2)空腹钢混组合梁预应力施加困难，跨越能力受到局限(3)施工复杂，施工场地占用较大。

所以在这种背景下，开发一种满足具备更大的跨越能力和施工更加方便的，新的钢管腹板预应力钢混组合结构梁桥结构形式，具有很大的实用价值。

实用新型内容

本实用新型的目的是在于提供一种钢管腹板预应力钢混组合主梁结构及施工方法，从结构体系和内在受力机理方面提高传统钢混组合结构梁桥的承载能力，与传统的施工方法衔接良好，便于实施。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术措施：

一种钢管腹板预应力钢混组合主梁结构，包括混凝土顶板、混凝土底板、腹板钢管、体内预应力钢绞线、体外预应力索和横隔板，所述的腹板钢管设置在混凝土顶板和混凝土底板之间，腹板钢管顶部和底部设有剪力键，腹板钢管通过剪力键、钢管定位钢筋与混凝土顶、底板连接形成钢混组合主梁框架，所述的横隔板横向设置在钢混组合梁框架内部，每隔一段距离设置一道，与混凝土顶、底板浇筑固结为整体，用于增加梁体横向刚度；所述的体内预应力钢绞线埋设在顶、底板混凝土内，所述的体外预应力索设置在钢混组合梁框架内部，一端锚固在梁端的横隔板上，另一端锚固在墩顶的横隔板上，中间部分穿过横隔板上的体外预应力转向钢套管后，完成设计体外预应力竖向转向。进一步的，所述的混凝土顶板和底板为节段施工，浇筑前每个节段均埋设预应力钢筋管道。

进一步的，所述的体内预应力钢筋穿过相应节段预应力钢筋管道张拉锚固，并通过管道压浆后，使体内预应力钢筋与顶、底板混凝土结合为整体后，与顶、底板混凝土共同承受施工荷载及一期恒载。

进一步的，所述的腹板钢管为中空钢管，沿着混凝土顶板和混凝土底板的纵向方向，对称布置有两列中空钢管，每列中空钢管包括多个倾斜设置且依次相连的中空钢管。

进一步的，相邻两根腹板钢管顶端及底端通过剪力键螺栓板连接，形成纵向三角形稳定结构，多根钢管依次相互连接，形成主梁腹板，承受剪力及部分弯矩。

进一步的，所述的体外预应力索根据设计承载能力，可横向对称设置多条，承受运营期活载。

进一步的，所述的横隔板为钢筋混凝土结构，包括中横隔板、墩顶横隔板和端横隔板，中横隔板设计有多个，位于墩顶和梁端之间的梁体中部，其内部预埋体外预应力转向钢套管，用于辅助体外预应力索转向；墩顶横隔板位于墩顶位置，端横隔板位于梁端，其内部也预埋锚固套筒，用于体外预应力索锚固。

对所述的钢管腹板预应力钢混组合主梁结构施工方法，包括以下几个步骤：

步骤1：在墩顶托架平台上拼装0号块梁段底板模板并绑扎底板钢筋，按照设计要求布置并预埋预应力管道，拼装本节段腹板钢管，并将钢管底部剪力键临时固定在底板相应设计位置；

步骤2：浇筑0号块底板混凝土，待混凝土达到设计强度的90％时，进行底板体内预应力钢绞线管道穿束，张拉、锚固；

步骤3：墩顶托架平台上搭设满堂支架及顶板施工平台，同步骤1，进行0号块主梁顶板立模、钢筋绑扎、混凝土浇筑、预应力张拉施工。混凝土浇筑前微调位于顶板内钢管顶部剪力键位置，使其符合设计要求；

步骤4：在墩顶梁段顶面两端对称拼装挂篮系统，并进行加载试验；