一种刚构-连续钢混混合梁铁路桥结构的制作方法

1.本发明涉及铁路桥梁工程领域，尤其涉及一种刚构-连续钢混混合梁铁路桥结构。


背景技术：

2.混凝土连续刚构桥因其结构刚度大，施工技术成熟，跨越能力大，行车舒适性好，耐久性好，造价低廉等优点，被广泛应用在公路和铁路桥梁工程中。
3.近年来，由于我国公路、铁路事业正在高速发展，尤其高速铁路以及轨道交通工程正在蓬勃发展，一方面由于传统刚构桥在长期运营过程中会出现跨中下挠以及腹板裂缝等病害，另一方面由于传统连续刚构桥对温度以及不均匀沉降的适用性在桥墩较矮时尤为不利，因此传统的混凝土连续刚构桥已无法满足大跨度铁路桥梁跨越能力的实现。虽然也出现了连续梁拱和矮塔斜拉桥等对传统混凝土连续梁进行加劲的桥型提高了跨越能力，但是相应的也增加了施工难度以及建设工期，工程投资也增加很多，如需过运架梁，则需要将桥面做的更宽，经济性更差，虽然有人提出将传统连续刚构桥的跨中部分混凝土替换为轻质混凝土或者钢箱梁结构来提高结构的跨越能力，但是始终没有解决桥墩太矮时，刚构桥的适用性差的问题，而且当混凝土截面与钢箱梁截面不一致时，又对钢混结合段的构造提出了新的挑战，且传统大跨度刚构桥长期下挠问题也亟需解决。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种刚构-连续钢混混合梁铁路桥结构，本发明至少解决了现有技术中的部分问题。
5.本发明是这样实现的：
6.本发明提供一种刚构-连续钢混混合梁铁路桥结构，包括位于中部的钢箱梁、位于钢箱梁两侧的混凝土梁段，所述钢箱梁与所述混凝土梁段通过钢混结合段相连，一侧的混凝土梁段通过刚臂主墩支撑，另一侧的混凝土梁段通过普通主墩支撑。
7.进一步地，在铁路桥的中跨设置体外索。
8.进一步地，钢箱梁端部的顶板、底板和腹板做成双壁板，在双壁板内部设置pbl剪力板和剪力钉，形成钢格室，钢格室内部填充混凝土。
9.进一步地，钢混结合段采用有格室的后承压板，钢箱梁的钢箱连接段与所述钢混结合段间设有承压板。
10.进一步地，所述刚构-连续钢混混合梁铁路桥结构还包括贯穿钢混结合段的预应力短束，所述预应力短束一端锚固于承压板上，所述预应力短束另一端锚固于混凝土梁段的悬灌混凝土上。
11.进一步地，顶板上设有横向预应力筋。
12.进一步地，钢混结合段中设有混凝土横隔板，钢箱梁的中腹板伸入所述混凝土横隔板中，所述中腹板和所述混凝土横隔板通过横向剪力钉、pbl剪力键相连。
13.进一步地，钢箱梁包括钢箱梁刚度过渡段，钢箱梁刚度过渡段设有若干钢横隔板，
各所述钢横隔板沿铁路桥的长度方向间隔分布。
14.本发明具有以下有益效果：
15.1、本发明在传统混凝土连续刚构的基础上，将跨中局部混凝土梁段替换为钢箱梁，降低了梁高，减轻了自重，增大了跨越能力，缩短了工期，提高了经济性。
16.2、本发明在传统混凝土连续刚构的基础上，用传统桥墩替换了刚臂墩，减少了结构的超静定次数，增加了结构对温度和不均匀沉降等荷载的适应性，使得结构的适用范围更广。
17.3、跨中采用钢箱梁结构有效地降低了结构的收缩徐变。
18.4、体外索的使用，有效地解决了大跨度刚构桥后期下挠变形过大的问题。
19.5、本发明结构形式较传统连续梁拱以及矮塔斜拉桥而言，针对运架梁等特殊工况无需增加结构尺寸，经济性和适用性更广。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，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它的附图。
21.图1为本发明实施例提供的刚构-连续钢混混合梁铁路桥结构立面图；
22.图2为本发明实施例提供的钢混结合段构造图；
23.图3为本发明实施例提供的图2中b-b截面图；
24.图4为本发明实施例提供的图3中c-c截面图。
具体实施方式
25.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
26.如图1-图4，本发明实施例提供一种连接单箱单室混凝土截面和单箱双室钢箱梁截面的刚构-连续钢混混合梁铁路桥结构构造，包括位于中部的钢箱梁2、位于钢箱梁2两侧的混凝土梁段1，所述钢箱梁2与所述混凝土梁段1通过钢混结合段3相连，一侧的混凝土梁段1通过刚臂主墩4支撑，另一侧的混凝土梁段1通过普通主墩5支撑。本发明在传统混凝土连续刚构的基础上，将跨中局部混凝土梁段替换为钢箱梁，降低了梁高，减轻了自重，增大了跨越能力，缩短了工期，提高了经济性。跨中采用钢箱梁结构有效地降低了结构的收缩徐变。本发明在传统混凝土连续刚构的基础上，用传统桥墩替换了刚臂墩，减少了结构的超静定次数，增加了结构对温度和不均匀沉降等荷载的适应性，使得结构的适用范围更广。
27.在铁路桥的中跨设置体外索6，如图1所示，可以实现对梁体后期变形的主动调控。体外索的使用，有效地解决了大跨度刚构桥后期下挠变形过大的问题。
28.如图2-图3，钢箱梁2端部的顶板19、底板20和腹板18做成双壁板，在双壁板内部设置pbl剪力板17(pbl即剪力键)和剪力钉16，形成钢格室24，钢格室24内部填充混凝土。顶板
19上设有横向预应力筋22，底板20上设有横向贯穿钢筋30，横向即铁路桥的宽度方向。
29.钢混结合段3采用有格室的后承压板，钢箱梁2的钢箱连接段25与所述钢混结合段3间设有承压板8。所述刚构-连续钢混混合梁铁路桥结构还包括贯穿钢混结合段3的预应力短束7，所述预应力短束7一端锚固于承压板8上，所述预应力短束7另一端锚固于混凝土梁段1的悬灌混凝土上，在本实施例中，混凝土梁段1采用悬灌施工。
30.钢混结合段3中设有混凝土横隔板15，钢箱梁2的中腹板21伸入所述混凝土横隔板15中，所述中腹板21和所述混凝土横隔板15通过横向剪力钉、pbl剪力键23相连，有效地解决了钢箱梁和混凝土箱梁截面不一致如何连接的问题。
31.钢箱梁2包括钢箱梁刚度过渡段26，钢箱梁刚度过渡段26设有开有人洞的若干钢横隔板9，各所述钢横隔板9沿铁路桥的长度方向间隔分布。图2中示有混凝土箱梁过渡段27(混凝土梁段过渡段)、跨中28、支点29。
32.如图1所示的一种刚构-连续钢混混合梁结构，它包含混凝土梁段1，钢箱梁梁段(钢箱梁2)和连接二者的钢混结合段3以及刚臂主墩4和普通主墩5。钢箱梁梁段(钢箱梁2)位于中间，混凝土梁段1位于其两侧，钢混结合段3作为二者的连接结构位于二者之间。本发明与传统混凝土连续刚构相比，由于跨中采用钢箱梁2，可以减小结构自重以及由自重产生的弯矩，增加跨越能力，降低梁高。跨中钢箱梁2部分可在工厂预制，现场吊装，降低施工难度，缩短工期。
33.本发明混凝土梁段1采用悬灌施工，钢混结合段3可采用先吊装钢结构部分再灌注混凝土的方法和浇筑完混凝土之后再吊装的方法，钢箱梁梁段(钢箱梁2)可以采用工厂预制桥面拼装后顶推合龙施工，也可以采用整节段吊装合龙施工，适用范围广，建设工期短。
34.在混凝土梁段1和钢箱梁梁段(钢箱梁2)之间设置钢混结合段3进行连接，钢混结合段3采用有格室的后承压板形式，其钢结构部分为工厂预制构件，将钢箱梁端部的顶板19、底板20和腹板18做成双壁板，在双壁板内部设置pbl剪力板17(pbl剪力板即开孔钢板)和剪力钉16，形成钢格室。在钢格室内部填充混凝土，并通过两端分别锚固于承压板8和悬灌混凝土上的预应力短束7使得钢箱梁2和混凝土箱梁(混凝土梁段1)紧密结合，如图2-图4所示；钢混结合段3以承受弯矩、剪力为主，通过对钢混结合段施加足够的预应力，可使钢混结合段有足够的轴向压力来保证钢混结合段不出现过大的拉应力，有可以使刚度平缓过渡。
35.单箱双室的钢箱梁2与单箱单室的混凝土梁段1通过将钢箱梁的中腹板21伸入钢混结合段3中混凝土横隔板15中，并通过横向剪力钉和pbl剪力键23与混凝土隔板15相连接，有效地解决了钢箱梁和混凝土箱梁(混凝土梁段1)截面不一致如何连接的问题。
36.本发明提供的刚构-连续钢混混合梁结构，具有构造合理、施工方便、维修养护方便、快捷、耐久性好、建设工期短、经济效益显著等特点。
37.本发明在传统混凝土连续刚构桥的基础上，将连续刚构桥的一个刚臂主墩4更换为普通主墩5，可以更好地适应温度和不均匀沉降等产生的次内力；并将跨中局部混凝土梁段替换为钢箱梁2，可以减小梁高，增加跨越能力；且在混凝土梁段1和钢箱梁2相接处设置钢混结合段3，使得力在混凝土梁段和钢梁段中平顺过渡；并在中跨设置体外索6，可以实现对梁体后期变形的主动调控。具体布置如附图1所示。
38.考虑到大跨结构的梁高较高，箱室较宽，钢箱梁2一般采用单箱双室正交异性钢箱
梁截面(图2所示)，每隔一段距离设置一道开有人洞的钢横隔板9，混凝土梁段1一般采用单向单室箱梁截面，二者通过钢混结合段3相结合。钢箱梁梁段2的中腹板21伸入结合段中混凝土横隔板15中，并通过横向剪力钉和pbl剪力键23与混凝土横隔板15相连接，有效地解决了钢箱梁和混凝土箱梁截面不一致如何连接的问题。
39.钢混结合段3顶板设置有横向预应力22，钢混结合段3与钢箱梁2之间设置有钢箱梁刚度过渡段，使得刚度过渡均匀平顺，钢箱梁刚度过渡段通过改变顶板第一加劲肋10、顶板第二加劲肋13、底板第一加劲肋11、底板第二加劲肋14的高度来实现刚度过渡。钢混结合段3和钢箱梁刚度过渡段腹板通过栓接12，顶底板通过焊接连接。
40.本发明被运用于无砟轨道铁路时，钢箱梁顶部需设置混凝土板与轨道板相连，桥面板可以在工厂预制并和钢箱梁可通过剪力钉来连接；本发明被运用于有砟轨道铁路时，可不设置混凝土，在防护墙内侧钢箱梁顶板采用复合不锈钢板与道砟直接接触。
41.本发明技术先进、社会及经济效益显著、创新度高，具有重要的工程价值。
42.本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
43.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。