一種超大跨徑超長挑臂的橋梁下部結(jié)構(gòu)及設(shè)計方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)關(guān)于一種超大跨徑超長挑臂的橋梁下部結(jié)構(gòu)及設(shè)計方法，該方法包括鋼管混凝土橋墩包括鋼管和混凝土；預(yù)應(yīng)力鋼箱混凝土蓋梁包括鋼箱和混凝土；挑臂處鋼箱底板傾斜設(shè)置，鋼箱跨中高度為H，鋼箱端部截面高度為0.3H

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種超大跨徑超長挑臂的橋梁下部結(jié)構(gòu)及設(shè)計方法


[0001]本專利技術(shù)涉及橋梁
，特別是一種超大跨徑超長挑臂的橋梁下部結(jié)構(gòu)及設(shè)計方法。

技術(shù)介紹

[0002]當(dāng)橋梁上部結(jié)構(gòu)橋?qū)掃_(dá)一定程度，為實(shí)現(xiàn)支撐橋梁上部結(jié)構(gòu)，下部結(jié)構(gòu)常采用對應(yīng)橋?qū)掃M(jìn)行分幅處理。而分幅的下部結(jié)構(gòu)存在材料用量大、占用橋下空間大的問題。同時，采用整幅的下部結(jié)構(gòu)時，鋼結(jié)構(gòu)下部結(jié)構(gòu)或存在剛度不足、材料消耗大的問題，且結(jié)構(gòu)需要設(shè)置較多加勁肋以滿足受力要求。當(dāng)采用混凝土結(jié)構(gòu)，則存在預(yù)應(yīng)力鋼束使用過多、抗震性能差、結(jié)構(gòu)尺寸過大，施工需要搭設(shè)大量支架、成品質(zhì)量難以保證且外形笨重影響橋下通行視覺效果。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土蓋梁材料屬于脆性結(jié)構(gòu)，抗震性能和延性差。同時，混凝土蓋梁搭設(shè)支架嚴(yán)重影響橋下通行和施工進(jìn)度，采用裝配化施工則面臨分段、接頭多、吊裝重量大、綜合單價高的問題。現(xiàn)有技術(shù)中鋼蓋梁結(jié)構(gòu)整體剛度小，為保證承載上部結(jié)構(gòu)重量，需大量使用鋼材且加勁構(gòu)造繁雜，大跨徑鋼箱蓋梁施工需大型吊裝設(shè)備或設(shè)置臨時支墩，施工困難。已有技術(shù)中采用預(yù)應(yīng)力鋼箱混凝土蓋梁的方案中，僅對截面下部布設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼絞線，且未對結(jié)構(gòu)截面尺寸進(jìn)行優(yōu)化，使其運(yùn)用于超大跨徑、超長挑臂環(huán)境時，結(jié)構(gòu)尺寸更大、材料用量更多。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

[0004]本專利技術(shù)的目的在于：針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種超大跨徑超長挑臂的橋梁下部結(jié)構(gòu)及設(shè)計方法。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案為：
[0006]一種超大跨徑超長挑臂的橋梁下部結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法，包括：
[0007]鋼管混凝土橋墩包括鋼管和其內(nèi)澆筑的混凝土，其內(nèi)不設(shè)置鋼筋；
[0008]預(yù)應(yīng)力鋼箱混凝土蓋梁包括鋼箱和其內(nèi)澆筑的混凝土，其內(nèi)不設(shè)置鋼筋；
[0009]所述鋼箱在挑臂處尺寸收窄，挑臂處所述鋼箱的底板采用傾斜設(shè)置，將所述鋼箱的跨中高度設(shè)置為H，將所述鋼箱的端部截面高度設(shè)置為0.3H
?
0.4H；
[0010]在所述鋼箱的頂部和底部分別設(shè)置若干預(yù)應(yīng)力鋼束，頂部的所述預(yù)應(yīng)力鋼束設(shè)置在所述端部截面高度范圍內(nèi)，底部的所述預(yù)應(yīng)力鋼束設(shè)置在所述底板向上截面高度0.25H范圍內(nèi)，挑臂處所述底板的底部為折線部，所述折線部用于底部的所述預(yù)應(yīng)力鋼束的錨固；
[0011]在所述鋼箱的底部設(shè)置墩頂接頭，所述墩頂接頭用于插入所述鋼管的頂部，在所述鋼管澆筑時，頂部預(yù)留至少0.5H高度范圍不澆筑，待所述鋼箱安裝到所述鋼管混凝土橋墩頂部后，將所述底板與所述鋼管接觸部位焊接，然后澆筑所述鋼管頂部預(yù)留部位的混凝土。
[0012]本申請中，跨徑指的是所述預(yù)應(yīng)力鋼箱混凝土蓋梁的寬度，作用于所述預(yù)應(yīng)力鋼
箱混凝土蓋梁上的總車道數(shù)大于或等于8車道時，為超大跨徑，作用于挑臂上的車道數(shù)大于或等于2車道時，為超長挑臂。
[0013]采用本專利技術(shù)所述的一種超大跨徑超長挑臂的橋梁下部結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法，所述鋼箱與所述鋼管通過焊接以及所述墩頂接頭混凝土澆筑連接，所述鋼箱底部不設(shè)置連接孔道，連接可靠的同時保證了所述預(yù)應(yīng)力鋼箱混凝土蓋梁澆筑過程中不出現(xiàn)漏漿等現(xiàn)象；在挑臂處利用所述底板斜向設(shè)置，減小挑臂處截面高度尺寸，兼顧受力和材料節(jié)約的同時，利用斜向所述底板的物理導(dǎo)向作用，保證所述鋼箱內(nèi)混凝土澆筑時的順暢，避免局部擁堵造成的澆筑不密實(shí)情況；利用挑臂根部設(shè)置的所述折線部兼做反力張拉錨板，便于截面底部所述預(yù)應(yīng)力鋼束的張拉錨固，避免了所述底板的多余構(gòu)造焊接、焰切工作；利用所述鋼箱和所述鋼管結(jié)構(gòu)的承載能力高、抗震性能好的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)材料用量的節(jié)省，結(jié)構(gòu)尺寸較混凝土蓋梁更小，可實(shí)現(xiàn)超大跨徑和超長挑臂，滿足橋梁下部結(jié)構(gòu)整幅設(shè)計要求；通過在所述鋼箱端封板上部區(qū)域設(shè)置所述預(yù)應(yīng)力鋼束，改善挑臂段懸挑受力的同時，改善橋墩支撐部位處截面上部的受力情況。
[0014]優(yōu)選地，將所述預(yù)應(yīng)力鋼束的豎向間距設(shè)置為d，所述折線部呈階梯形狀，將每一階梯的高度設(shè)置為3d
?
5d，將每一所述階梯的長度設(shè)置為10d
?
15d。
[0015]優(yōu)選地，在所述預(yù)應(yīng)力鋼箱混凝土蓋梁內(nèi)縱向設(shè)置若干開孔加勁肋，一部分所述開孔加勁肋為通長設(shè)置，其余為局部設(shè)置，所述預(yù)應(yīng)力鋼箱混凝土蓋梁內(nèi)不設(shè)置分倉板或內(nèi)部橫隔斷。
[0016]優(yōu)選地，所述底板與所述鋼管接觸部位采用多層融透焊接，焊接完成后，由所述鋼管管口超出所述底板寬度的空隙部分澆筑混凝土，連接所述鋼管和所述鋼箱并成型所述鋼管混凝土橋墩。
[0017]優(yōu)選地，在所述鋼箱內(nèi)澆筑混凝土成型所述預(yù)應(yīng)力鋼箱混凝土蓋梁，待混凝土硬化達(dá)設(shè)計強(qiáng)度后，放張錨固在所述鋼箱兩端的所述預(yù)應(yīng)力鋼束，完成結(jié)構(gòu)施工，組合結(jié)構(gòu)開始協(xié)同受力。
[0018]優(yōu)選地，所述墩頂接頭采用若干焊接于所述鋼箱的加勁板，部分所述加勁板焊接于所述底板，部分所述加勁板同時焊接于所述鋼箱的腹板和所述底板，所述加勁板伸入所述鋼管的部分設(shè)有若干通孔。
[0019]優(yōu)選地，在所述鋼管內(nèi)部間隔焊接若干環(huán)形箍筋，用于保證所述鋼管加工圓度以及防止運(yùn)輸過程變形。
[0020]優(yōu)選地，在所述鋼管混凝土橋墩底部設(shè)有墩樁接頭，所述鋼管混凝土橋墩通過所述墩樁接頭連接于樁頂。
[0021]優(yōu)選地，所述鋼管混凝土橋墩和所述預(yù)應(yīng)力鋼箱混凝土蓋梁采用自密實(shí)混凝土進(jìn)行澆筑成型。
[0022]本專利技術(shù)還提供了一種超大跨徑超長挑臂的橋梁下部結(jié)構(gòu)，利用如以上任一項所述的超大跨徑超長挑臂的橋梁下部結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法進(jìn)行設(shè)計制造，該橋梁下部結(jié)構(gòu)包括所述鋼管混凝土橋墩和與其連接的所述預(yù)應(yīng)力鋼箱混凝土蓋梁。
[0023]綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本專利技術(shù)的有益效果是：
[0024]1、本專利技術(shù)所述的一種超大跨徑超長挑臂的橋梁下部結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法，所述鋼箱與所述鋼管通過焊接以及所述墩頂接頭混凝土澆筑連接，所述鋼箱底部不設(shè)置連接孔道，連
接可靠的同時保證了所述預(yù)應(yīng)力鋼箱混凝土蓋梁澆筑過程中不出現(xiàn)漏漿等現(xiàn)象；
[0025]2、本專利技術(shù)所述的一種超大跨徑超長挑臂的橋梁下部結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法，在挑臂處利用所述底板斜向設(shè)置，減小挑臂處截面高度尺寸，兼顧受力和材料節(jié)約的同時，利用斜向所述底板的物理導(dǎo)向作用，保證所述鋼箱內(nèi)混凝土澆筑時的順暢，避免局部擁堵造成的澆筑不密實(shí)情況；
[0026]3、本專利技術(shù)所述的一種超大跨徑超長挑臂的橋梁下部結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法，利用挑臂根部設(shè)置的所述折線部兼做反力張拉錨板，便于截面底部所述預(yù)應(yīng)力鋼束的張拉錨固，避免了所述底板的多余構(gòu)造焊接、焰切工作；
[0027]4、本專利技術(shù)所述的一種超大跨徑超長挑臂的橋梁下部結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法，利用所述鋼箱和所述鋼管結(jié)構(gòu)的承載能力高、抗震性能好的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)材料用量的節(jié)省，結(jié)構(gòu)尺寸較混凝土蓋梁更小，可實(shí)現(xiàn)超大跨徑和超長挑臂，滿足橋梁下部結(jié)構(gòu)整幅設(shè)計要求；
[0028]5、本專利技術(shù)所述的一種超大跨徑超長挑臂的橋梁下部結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法，通過在所述鋼箱端封板上部區(qū)域設(shè)置所述預(yù)應(yīng)力鋼束，改善挑臂段懸挑受力的同時，改善橋墩支本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
1.一種超大跨徑超長挑臂的橋梁下部結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法，其特征在于，包括：鋼管混凝土橋墩(1)包括鋼管和其內(nèi)澆筑的混凝土，其內(nèi)不設(shè)置鋼筋；預(yù)應(yīng)力鋼箱混凝土蓋梁(2)包括鋼箱和其內(nèi)澆筑的混凝土，其內(nèi)不設(shè)置鋼筋；所述鋼箱在挑臂處尺寸收窄，挑臂處所述鋼箱的底板(22)采用傾斜設(shè)置，將所述鋼箱的跨中高度設(shè)置為H，將所述鋼箱的端部截面高度設(shè)置為0.3H
?
0.4H；在所述鋼箱的頂部和底部分別設(shè)置若干預(yù)應(yīng)力鋼束(24)，頂部的所述預(yù)應(yīng)力鋼束(24)設(shè)置在所述端部截面高度范圍內(nèi)，底部的所述預(yù)應(yīng)力鋼束(24)設(shè)置在所述底板(22)向上截面高度0.25H范圍內(nèi)，挑臂處所述底板(22)的底部為折線部(23)，所述折線部(23)用于底部的所述預(yù)應(yīng)力鋼束(24)的錨固；在所述鋼箱的底部設(shè)置墩頂接頭(21)，所述墩頂接頭(21)用于插入所述鋼管的頂部，在所述鋼管澆筑時，頂部預(yù)留至少0.5H高度范圍不澆筑，待所述鋼箱安裝到所述鋼管混凝土橋墩(1)頂部后，將所述底板(22)與所述鋼管接觸部位焊接，然后澆筑所述鋼管頂部預(yù)留部位的混凝土。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超大跨徑超長挑臂的橋梁下部結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法，其特征在于，將所述預(yù)應(yīng)力鋼束(24)的豎向間距設(shè)置為d，所述折線部(23)呈階梯形狀，將每一階梯的高度設(shè)置為3d
?
5d，將每一所述階梯的長度設(shè)置為10d
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15d。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超大跨徑超長挑臂的橋梁下部結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法，其特征在于，在所述預(yù)應(yīng)力鋼箱混凝土蓋梁(2)內(nèi)縱向設(shè)置若干開孔加勁肋(25)，一部分所述開孔加勁肋(25)為通長設(shè)置，其余為局部設(shè)置，所述預(yù)應(yīng)力鋼箱混凝土蓋梁(2)內(nèi)不設(shè)置分倉板或內(nèi)部橫隔斷。4.根據(jù)權(quán)利要求1所...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：牟廷敏，鄒圻，康玲，王歡，李成君，柏顥原，阮飛鵬，許諾，聶駿，范碧琨，李勝，
申請(專利權(quán))人：四川省公路規(guī)劃勘察設(shè)計研究院有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：