一种纵横结合梁的变宽主梁的制作方法

1.本技术涉及桥梁工程的技术领域，特别涉及一种纵横结合梁的变宽主梁。


背景技术：

2.一般而言，从桥梁结构受力、功能布置、设计复杂度等角度考虑，主桥采用大跨度桥梁时，断面宽度宜布置为等宽；若主梁需变宽时，变宽构造常设置于引桥小跨度桥梁区域内。特别在纵横结合梁的变宽主梁中，结合梁泛指主梁在高度方向上由混凝土板和钢梁叠合而成，钢梁采用纵梁和横梁交错结构形式，并在两者顶面上再叠合混凝土板形成纵横结合梁式主梁，它是大跨斜拉桥中常见的一种主梁形式。
3.而随着市政桥梁建设的发展，由于道路总体展线的限制或减少工程接线长度的需要，主梁变宽区段不可避免地进入到主桥区域内，而大跨桥梁中若存在变宽主梁时，该部分主梁设计内容容易存在以下设计缺陷：
4.(1)主梁不具匀顺变宽；
5.(2)主梁断面非顺畅衔接过渡；
6.(3)主梁变宽适应性差；
7.(4)桥面横坡的统一性差。


技术实现要素：

8.针对现有技术中存在的缺陷，本技术实施例提供一种纵横结合梁的变宽主梁，以解决设计变宽主梁时存在的适应性的问题。
9.为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
10.一种纵横结合梁的变宽主梁，其特征在于，其包括：
11.两个边纵梁结构，所述边纵梁结构包括第一纵梁段、第二纵梁段和第三纵梁段，所述第一纵梁段与第三纵梁段互相平行，且所述第二纵梁段两端分别与第一纵梁段和第三纵梁段相连接；同时，两个边纵梁结构的第一纵梁段之间的距离，小于两个边纵梁结构的第三纵梁段之间的距离；
12.横梁结构，其包括第一横梁段、第三横梁段和多个第二横梁段，第一横梁段连接于两个第一纵梁段之间，第三横梁段连接于两个第三纵梁段之间，第二横梁段连接于第二纵梁段之间；以及，
13.各第二横梁段的长度不同，且自第一横梁段朝第三横梁段，逐渐增大。
14.进一步地，所述横梁结构包括横梁顶板、横梁腹板、横梁底板，所述横梁腹板设于所述横梁顶板与所述横梁底板之间。
15.进一步地，所述边纵梁结构包括纵梁顶板、纵梁腹板、纵梁底板，所述纵梁腹板设于所述纵梁顶板与所述纵梁底板之间，且所述纵梁顶板与所述横梁顶板固定连接且共面，所述纵梁腹板与所述横梁腹板固定连接，所述纵梁底板与所述横梁底板固定连接。
16.进一步地，所述横梁顶板设置在所述横梁腹板上，且沿横桥向，所述横梁顶板自纵
桥向中心线朝两边逐渐向下倾斜，以形成坡面。
17.进一步地，两个所述坡面的面积相同，且坡度都为i。
18.进一步地，所述第一横梁段在纵桥向中心线处的高度值ha、所述第一横梁段的长度la以及第一纵梁段与第一横梁段连接处所在的第一纵梁段位置的高度h1满足关系式：ha＝h1 la*i/2；
19.多个所述第二横梁段中的一个第二横梁段在纵桥向中心线处的高度值hb、该第二横梁段的长度lb以及第二纵梁段与该第二横梁段连接处所在的第二纵梁段位置的高度h2满足关系式：hb＝h2 lb*i/2；
20.所述第三横梁段在纵桥向中心线处的高度值hc、所述第三横梁段的长度lc以及第三纵梁段与第三横梁段连接处所在的第三纵梁段位置的高度h3满足关系式：hc＝h3 lc*i/2。
21.进一步地，所述第一横梁段在纵桥向中心线处的高度值ha<任一个第二横梁段在纵桥向中心线处的高度值hb<第三横梁段在纵桥向中心线处的高度值hc，且沿第一横梁段向第三横梁段的方向，多个第二横梁段在纵桥向中心线处的高度值hb逐渐增大。
22.进一步地，第一纵梁段与第二纵梁段之间的夹角为α，且所述α满足tanα＝δb/(2*δl)，其中δb为两个边纵梁结构的第三纵梁段之间的距离与两个边纵梁结构的第一纵梁段之间的距离的差值，δl为边纵梁结构的第一纵梁段与对应的第三纵梁段之间在纵桥方向上的距离。
23.进一步地，所述边纵梁结构上设有锚拉板。
24.进一步地，所述锚拉板与所述纵梁顶板的连接线与所述纵梁腹板轴线重合。
25.与现有技术相比，本发明的优点在于：
26.本发明按照道路总体变宽信息将纵横梁式结合梁斜拉桥主梁变宽区域内的边纵梁、横梁分别进行划分，其中边纵梁按照梁端延伸方向划分为第一纵梁段、第二纵梁段和第三纵梁段；横梁按照所处位置的不同，调整其高度及跨度进行匹配第一纵梁段、第二纵梁段和第三纵梁段，实现了主梁匀顺变宽，混凝土板等厚布置于调整后的纵横网格上，实现顺畅衔接过渡，主梁变宽适应性好，边纵梁顶面和横梁顶面共面，保证桥面横坡的一致性，桥面横坡统一性有保证。
附图说明
27.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1为本技术实施例提供的主梁结构的局部结构示意图；
29.图2为本技术实施例提供的附图1中的a
‑
a处断面示意图；
30.图3为本技术实施例提供的附图1中的b
‑
b处断面示意图；
31.图4为本技术实施例提供的附图1中的c
‑
c处断面示意图；
32.图5为本技术实施例提供的第二纵梁段处的局部结构示意图；
33.图中：1、第一纵梁段；2、第二纵梁段；3、第三纵梁段；4、第一横梁段；5、第二横梁
段；6、第三横梁段；11、纵梁顶板；12、纵梁腹板；13、纵梁底板；21、横梁顶板；22、横梁腹板；23、横梁底板；7、锚拉板；8、混凝土板。
具体实施方式
34.下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步阐述。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。本文公开的特定结构和功能细节仅用于描述本发明的示例实施例。然而，可用很多备选的形式来体现本发明，并且不应当理解为本发明限制在本文阐述的实施例中。
35.如图1
‑
5所示，一种纵横结合梁的变宽主梁，其特征在于，其包括：
36.两个边纵梁结构，所述边纵梁结构包括第一纵梁段1、第二纵梁段2和第三纵梁段3，所述第一纵梁段1与第三纵梁段3互相平行，且所述第二纵梁段2两端分别与第一纵梁段1和第三纵梁段3相连接；同时，两个边纵梁结构的第一纵梁段1之间的距离，小于两个边纵梁结构的第三纵梁段3之间的距离。
37.两个所述边纵梁结构沿所述纵桥向相对称设置，且，沿纵桥向方向上，两个所述第一纵梁段1相互对应，两个所述第二纵梁段2相互对应，两个所述第三纵梁段3相互对应，所述边纵梁结构通过第二纵梁段2与第三纵梁段3实现其在第一纵梁段1基础上的变宽结构。
38.两个边纵梁结构的第一纵梁段1之间的距离，小于两个边纵梁结构的第三纵梁段3之间的距离，且第一纵梁段1与第三纵梁段3之间通过第二纵梁段2进行变宽过渡，以使沿纵桥向的宽度由两个原第一纵梁段1之间的距离变宽到两个第三纵梁段3之间的距离。
39.横梁结构，其包括第一横梁段4、第三横梁段6和多个第二横梁段5，第一横梁段4连接于两个第一纵梁段1之间，第三横梁段6连接于两个第三纵梁段3之间，第二横梁段5连接于第二纵梁段2之间。以及，各第二横梁段5的长度不同，且自第一横梁段4朝第三横梁段6，逐渐增大。
40.所述横梁结构沿横桥向布置在两个边纵梁结构之间，且形成桥面荷载的支撑结构，所述第二横梁段5根据两个所述第二纵梁段2之间的间距设置，由于两个第二纵梁段2与第一纵梁段1的不平行布置，以使处于两个所述第二纵梁段2之间的多个第二横梁段5的长度都不相同，且多个长度不同的第二横梁段5中，越靠近所述第一纵梁段1的第二横梁段5长度越小，越靠近所述第三纵梁段3的第二横梁段5长度越大。
41.进而通过将纵横结合梁的变宽主梁划分为包括第一纵梁段1、第二纵梁段2和第三纵梁段3的边纵梁结构，与包括第一横梁段4、第三横梁段6和多个第二横梁段5的横梁结构，并将其对应布置，形成变宽结构的系统化设置，避免面对不同的主梁边框需求，无法系统的布置其主梁变宽区域，进而降低纵横结合梁的变宽主梁的设计难度，提高其适应性。
42.进一步地，所述横梁结构包括横梁顶板21、横梁腹板22、横梁底板23，所述横梁腹板22设于所述横梁顶板21与所述横梁底板23之间。
43.进一步地，所述边纵梁结构包括纵梁顶板11、纵梁腹板12、纵梁底板13，所述纵梁腹板12设于所述纵梁顶板11与所述纵梁底板13之间，且所述纵梁顶板11与所述横梁顶板21固定连接且共面，所述纵梁腹板12与所述横梁腹板22固定连接，所述纵梁底板13与所述横梁底板23固定连接。
44.所述第一纵梁段1、第二纵梁段2和第三纵梁段3分别为所述边纵梁结构为了便于
布置而将所述边纵梁结构划分之后的三个部分，且上述第一纵梁段1、第二纵梁段2和第三纵梁段3并非是相互分离的部分，且所述边纵梁结构所包括的纵梁顶板11、纵梁腹板12以及纵梁底板13，均覆盖所述第一纵梁段1、第二纵梁段2和第三纵梁段3，可以理解为第一纵梁段1包括该区域的纵梁顶板11段、纵梁腹板12和纵梁底板13段；第二纵梁段2包括该区域的纵梁顶板11段、纵梁腹板12和纵梁底板13段；第三纵梁段3包括该区域的纵梁顶板11段、纵梁腹板12和纵梁底板13段。
45.以使所述边纵梁结构具备较好的结构统一性，在受力状态下时，多个纵梁段上的纵梁顶板11、纵梁腹板12以及纵梁底板13均具有整体性，整体结构稳定性更高。
46.进一步地，所述横梁顶板21设置在所述横梁腹板22上，且沿横桥向，所述横梁顶板21自纵桥向中心线朝两边逐渐向下倾斜，以形成坡面。
47.所述坡面以便于横梁结构上布置的桥面结构无需繁琐的调整其厚度以满足设计需求，在所述横梁顶板21具备坡面的前提下，所述横梁顶板21上布置的桥面结构只需要保持均匀厚度即可将原本设置的坡面在其桥面结构上也具备相同坡度的坡面，降低其布置难度，也在不同的施工工序中，避免较大的施工误差和反复的施工监测。
48.进一步地，两个所述坡面的面积相同，且坡度都为i。
49.通过横梁顶板21上设置两个坡度与面积相同的坡面，保持在所述横梁结构上铺设出的两个通道上的路面是相互对称的，满足了路面设计要求。
50.进一步地，所述第一横梁段4在纵桥向中心线处的高度值ha、所述第一横梁段4的长度la以及第一纵梁段1与第一横梁段4连接处所在的第一纵梁段1位置的高度h1满足关系式：ha＝h1 la*i/2；
51.多个所述第二横梁段5中的一个第二横梁段5在纵桥向中心线处的高度值hb、该第二横梁段5的长度lb以及第二纵梁段2与该第二横梁段5连接处所在的第二纵梁段2位置的高度h2满足关系式：hb＝h2 lb*i/2；其中，所述第二横梁段5包括了多个长度不同的第二横梁段5，每一个第二横梁段5与第二纵梁段2都固定连接。
52.根据关系式：hb＝h2 lb*i/2可知，当多个不同第二横梁段5所对应的长度lb取值是从第一横梁段4朝第三横梁段6逐渐增加，多个所述第二横梁段5中的一个第二横梁段5在纵桥向中心线处的高度值hb取值，与所述第二纵梁段2与该第二横梁段5连接处所在的第二纵梁段2位置的高度h2相关联同步变化。
53.所述第三横梁段6在纵桥向中心线处的高度值hc、所述第三横梁段6的长度lc以及第三纵梁段3与第三横梁段6连接处所在的第三纵梁段3位置的高度h3满足关系式：hc＝h3 lc*i/2。
54.进而，所述横梁结构所包括的第一横梁段4、第三横梁段6和多个第二横梁段5的横梁结构在纵桥向中心线处的高度值，与其相连接的所述边纵梁结构连接处的高度值，以及所述横梁结构的长度均保持相同的比例关系，提高布置过程的适用性和统一性，提高在变宽区域横纵梁之间的配合变化关系。
55.进一步地，在上述实施例的基础上，所述第一横梁段4在纵桥向中心线处的高度值ha<任一个第二横梁段5在纵桥向中心线处的高度值hb<第三横梁段6在纵桥向中心线处的高度值hc，且沿第一横梁段4向第三横梁段6的方向，多个第二横梁段5在纵桥向中心线处的高度值hb逐渐增大。
56.进一步地，第一横梁段4连接处所在的第一纵梁段1位置的高度h1、第二横梁段5连接处所在的第二纵梁段2位置的高度h2、第三横梁段6连接处所在的第三纵梁段3位置的高度h3之间的关系满足关系式：h1＝h2＝h3，或h1＜h2＜h3。
57.通过第一横梁段4、第三横梁段6和多个第二横梁段5的横梁结构在纵桥向中心线处的高度值的变化关系，以得到，当主梁变宽程度越大时，该横梁段所对应连接的边纵梁结构的连接点处的高度可调整变高，以满足变宽区域变宽之后，对应的增加边纵梁的高度进而提高整体主梁的强度和稳定性，避免直接在非变宽区域也设置不必要的边纵梁高度增加，减小资源成本浪费。
58.进一步地，第一纵梁段1与第二纵梁段2之间的夹角为α，且所述α满足tanα＝δb/(2*δl)，其中δb为两个边纵梁结构的第三纵梁段3之间的距离与两个边纵梁结构的第一纵梁段1之间的距离的差值，δl为边纵梁结构的第一纵梁段1与对应的第三纵梁段3之间在纵桥方向上的距离。
59.进一步地，所述边纵梁结构上设有锚拉板7，所述锚拉板7与所述纵梁顶板11的连接线与所述纵梁腹板12轴线重合。
60.且，所述锚拉板7不能设在所述第一纵梁段1与第二纵梁段2之间的部位上，同时所述锚拉板7也不能设在第二纵梁段2和第三纵梁段3之间的部位上，应为所述第一纵梁段1与第二纵梁段2之间的部位，以及第二纵梁段2和第三纵梁段3之间的部位均为边纵梁结构的变宽部位交接处，所述锚拉板7不能设于该交接处，否则容易出现所述锚拉板7于边纵梁结构之间连接失效或者直接崩溃的情况出现。
61.在设计本发明的一种纵横结合梁的变宽主梁时，包括以下步骤：
62.读取道路平面总体信息，设定斜拉桥主梁变宽结构区域，确定主梁变宽值δb和主梁变宽区域长度δl，并计算出倾斜段轴线与水平段轴线间水平夹角α值；
63.根据主梁变宽值δb和主梁变宽区域长度δl，划分变宽区域内边纵梁结构的第一纵梁段1、第二纵梁段2和第三纵梁段3，以及划分变宽区域内横梁结构的第一横梁段4、第二横梁段5和第三横梁段6；
64.将第一纵梁段1、第二纵梁段2和第三纵梁段3与第一横梁段4、第二横梁段5和第三横梁段6对应排布；
65.根据边纵梁结构和横梁结构所形成的顶面网格形状，确定混凝土桥面板的平面结构尺寸；
66.布置变宽结构区域内的锚拉板7，且保持所述锚拉板7与所述纵梁顶板11的连接线与所述纵梁腹板12轴线重合。
67.上述步骤按照道路总体变宽信息将纵横梁式结合梁斜拉桥主梁变宽区域内的边纵梁、横梁分别进行划分，其中边纵梁按照梁端延伸方向划分为第一纵梁段1、第二纵梁段2和第三纵梁段3；横梁按照所处位置的不同，调整其高度及跨度进行匹配第一纵梁段1、第二纵梁段2和第三纵梁段3，实现了主梁匀顺变宽，混凝土板8布置于调整后的纵横网格上，且所述混凝土板8可以保持相同的厚度前提下直接布置，且由于混凝土板8的厚度均匀，所以所述混凝土板8保持与所述横梁顶板21、纵梁顶板11上坡面相同的坡度，实现顺畅衔接过渡，主梁变宽适应性好，边纵梁顶面和横梁顶面共面，保证桥面横坡的一致性，桥面横坡统一性有保证。
68.应当理解，术语第一、第二等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。尽管本文可以使用术语第一、第二等等来描述各种单元，这些单元不应当受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个单元和另一个单元。例如可以将第一单元称作第二单元，并且类似地可以将第二单元称作第一单元，同时不脱离本发明的示例实施例的范围。
69.应当理解，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，单独存在b，同时存在a和b三种情况，本文中术语“/和”是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，a/和b，可以表示：单独存在a，单独存在a和b两种情况，另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。
70.应当理解，在本发明的描述中，术语“上”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系，是该公开产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
71.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
72.本文使用的术语仅用于描述特定实施例，并且不意在限制本发明的示例实施例。如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”意在包括复数形式，除非上下文明确指示相反意思。还应当理解术语“包括”、“包括了”、“包含”、和/或“包含了”当在本文中使用时，指定所声明的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在性，并且不排除一个或多个其他特征、数量、步骤、操作、单元、组件和/或他们的组合存在性或增加。
73.在下面的描述中提供了特定的细节，以便于对示例实施例的完全理解。然而，本领域普通技术人员应当理解可以在没有这些特定细节的情况下实现示例实施例。在其他实施例中，可以不以非必要的细节来示出众所周知的过程、结构和技术，以避免使得示例实施例不清楚。
74.以上所述仅是本技术的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。