鋼桁腹pc組合橋梁空間節點結構及其建造方法
2023-09-23 14:12:30
專利名稱：鋼桁腹pc組合橋梁空間節點結構及其建造方法
技術領域：
本發明涉及鋼桁腹PC組合橋梁的節點結構及其建造方法。
背景技術：
目前的鋼桁腹PC組合橋梁採用的節點主要是在頂板、底板混凝土表面埋設水平預埋件，利用預埋件頂面鋼板焊接桁腹鋼管。例如，申請號為201010573787.2的中國發明專利，其公開了一種鋼護套形式鋼桁腹節點構造，節點處設有兩根桁腹鋼管、水平鋼板和斜向鋼護套；所述水平鋼板與頂板或底板平行，水平鋼板上開兩個橢圓型孔，在孔中插入並焊接兩個斜向鋼護 套；在橫橋向，所述兩桁腹鋼管分別插入斜向鋼護套，呈「人」字形相向設置，相交處分別進行豎向切割，切割面分別焊接鋼板進行封閉，鋼板上預留螺栓孔及貫穿鋼筋孔，兩鋼管的鋼板通過普通螺栓鉚接在一起，使兩桁腹鋼管在橫橋向連為一體。然而，這種結構存在以下問題:1、桁腹鋼管與預埋板不垂直，受力較差；2、節點構造複雜，存在焊接殘餘應力及應力集中現象；3、塗裝防腐要求高，後期維護費用高；4、現場安裝工作量大，造價較高。
發明內容
本發明的目的在於提出一種鋼桁腹PC組合橋梁空間節點結構，其能解決桁腹鋼管與預埋板不垂直，受力較差，節點構造複雜，存在焊接殘餘應力及應力集中現象的問題。為了達到上述目的，本發明所採用的技術方案如下:
鋼桁腹PC組合橋梁空間節點結構，其節點處的混凝土中預埋有預埋板件，預埋板件與兩根桁腹鋼管連接，兩根桁腹鋼管的夾角為90°，所述預埋板件包括兩塊焊接在一起的矩形鋼板和至少兩道三角形加勁鋼板，三角形加勁鋼板與矩形鋼板的內側面焊接，兩塊矩形鋼板的夾角為90°，兩根桁腹鋼管的端部分別與兩塊矩形鋼板的外側面焊接。優選的，桁腹鋼管的端部內具有定位內導管，定位內導管也與矩形鋼板焊接。進一步優選的，所述桁腹鋼管作為壓杆，桁腹鋼管上施加有預應力束，且預應力束的錨頭固定在矩形鋼板的內側面。進一步優選的，為了防腐，矩形鋼板與三角形加勁鋼板連接形成的空間內灌注有混凝土。桁腹鋼管本發明還提出了一種實現上述鋼桁腹PC組合橋梁空間節點結構的建造方法，其包括以下步驟:
A、澆築頂板、底板混凝土，並在節點處的混凝土中預埋預埋板件；
B、通過預埋板件焊接桁腹鋼管；具體為，預埋板件與兩根桁腹鋼管連接，兩根桁腹鋼管的夾角為90°，所述預埋板件包括兩塊焊接在一起的矩形鋼板和至少兩道三角形加勁鋼板，三角形加勁鋼板與矩形鋼板的內側面焊接，兩塊矩形鋼板的夾角為90°，兩根桁腹鋼管的端部分別與兩塊矩形鋼板的外側面焊接。優選的，通過計算，當桁腹鋼管作為壓杆時，則在桁腹鋼管上施加有預應力束，且預應力束的錨頭固定在矩形鋼板的內側面，待預應力束張拉完畢後，在矩形鋼板與三角形加勁鋼板連接形成的空間內灌注混凝土，以進行封閉。本發明具有如下有益效果:
1、桁腹鋼管與預埋板件垂直，受力好；2、節點構造簡單，無應力集中現象；3、節點埋入混凝土內，無塗裝防腐要求，無需後期維護費用；4、現場安裝工作量小，造價較低；5、PBL鍵抗剪承載力大，抗疲勞性能好。可以充分解決節點應力集中、功能單一、不需要額外的塗裝防腐保護措施、抗疲勞性能好，整體剛度高、減少現場施工工作量，加快施工進度。
圖1為本發明實施例一的鋼桁腹PC組合橋梁空間節點結構的結構示意 圖2為圖1的A-A線剖視 圖3為圖1的B-B線剖視圖； 圖4為為本發明實施例二的鋼桁腹PC組合橋梁空間節點結構的結構示意 圖5為圖4的C-C線剖視 圖6為本發明實施例三的鋼桁腹PC組合橋梁空間節點結構的結構示意 圖7為圖6的D-D線剖視圖。附圖標記:1、矩形鋼板；2、三角形加勁鋼板；3、桁腹鋼管；4、錨頭；5、定位內導管；6、桁腹鋼管；7、PBL剪力連接件；8、PBL縱橫加勁板；9、PBL加勁板；10、頂面板；11、活動內導管；12、桁腹鋼管；13、半圓形加勁板；14、PBL剪力連接件；15、PBL縱橫加勁板；16、頂面板。
具體實施例方式下面，結合附圖以及具體實施方式
，對本發明做進一步描述。實施例一
如圖1至圖3所示，一種鋼桁腹PC組合橋梁空間節點結構，其節點處的混凝土中預埋有預埋板件，預埋板件與兩根桁腹鋼管3連接，兩根桁腹鋼管3的夾角為90°。所述預埋板件包括兩塊焊接在一起的矩形鋼板I和至少兩道三角形加勁鋼板2，三角形加勁鋼板2與矩形鋼板I的內側面焊接，兩塊矩形鋼板I的夾角為90°。兩根桁腹鋼管3的端部分別與兩塊矩形鋼板I的外側面焊接。桁腹鋼管3的端部內具有定位內導管5，定位內導管5也與矩形鋼板I焊接，定位內導管5起定位作用。當通過計算後，確定桁腹鋼管3作為壓杆，則在桁腹鋼管3上施加有預應力束，且預應力束的錨頭4固定在矩形鋼板I的內側面。矩形鋼板I與三角形加勁鋼板2連接形成的空間內灌注有混凝土。本實施例還提出了一種實現本實施例的鋼桁腹PC組合橋梁空間節點結構的建造方法，其包括以下步驟:
A、澆築頂板、底板混凝土，並在節點處的混凝土中預埋預埋板件；
B、通過預埋板件焊接桁腹鋼管；具體為，預埋板件與兩根桁腹鋼管連接，兩根桁腹鋼管的夾角為90°，所述預埋板件包括兩塊焊接在一起的矩形鋼板和至少兩道三角形加勁鋼板，三角形加勁鋼板與矩形鋼板的內側面焊接，兩塊矩形鋼板的夾角為90°，兩根桁腹鋼管的端部分別與兩塊矩形鋼板的外側面焊接。通過計算，當桁腹鋼管3作為壓杆時，則在桁腹鋼管3上施加有預應力束，且預應力束的錨頭4固定在矩形鋼板I的內側面，待預應力束張拉完畢後，在矩形鋼板I與三角形加勁鋼板2連接形成的空間內灌注混凝土，以進行封閉，達到後期防腐的目的。所述計算需要根據橋梁的實際數據進行，是本領域技術人員掌握的技術。實施例二
如圖4和圖5所示，一種鋼桁腹PC組合橋梁空間節點結構，其節點處的混凝土中預埋有預埋板件，預埋板件與位於混凝土外的PBL加勁板9 (指代開孔加勁板，簡稱PBL加勁板，下同)和兩根桁腹鋼管6連接，所述預埋板件包括PBL剪力連接件7和多道PBL縱橫加勁板8，PBL剪力連接件7的頂面板10為平面鋼板，PBL剪力連接件7的頂面板10與混凝土的頂面平齊，PBL縱橫加勁板8與PBL剪力連接件7的頂面板10的一側面焊接，桁腹鋼管6的端部與PBL剪力連接件7的頂面板10的另一側面焊接，兩根桁腹鋼管6的夾角為
90°，PBL加勁板9焊接在桁腹鋼管6與PBL剪力連接件7的頂面板10之間以及兩根桁腹鋼管6之間。所述桁腹鋼管6內安裝有活動內導管11。為了加強緊固度，可利用焊釘使PBL縱橫加勁板8與頂面板10固定。PBL縱橫加勁板8上具有開孔，有利於混凝土振搗密實。實施例三` 如圖6和圖7所示，一種鋼桁腹PC組合橋梁空間節點結構，其節點處的混凝土中預埋有預埋板件，預埋板件與位於混凝土外的半圓形加勁板13連接，半圓形加勁板13與兩根桁腹鋼管12連接，所述預埋板件包括PBL剪力連接件14和多道PBL縱橫加勁板15，PBL剪力連接件14的頂面板16為平面鋼板，PBL剪力連接件14的頂面板16與混凝土的頂面平齊，PBL縱橫加勁板15與PBL剪力連接件14的頂面板16的一側面焊接，半圓形加勁板13與PBL剪力連接件14的頂面板16的另一側面焊接，桁腹鋼管12的端部與半圓形加勁板13焊接，兩根桁腹鋼管12的夾角為65°，半圓形加勁板13的圓心位於兩根桁腹鋼管12的軸線上。桁腹鋼管12與半圓形加勁板13之間具有間隙。為了加強緊固度，可利用焊釘使PBL縱橫加勁板15與頂面板16固定。PBL縱橫加勁板15上具有開孔，有利於混凝土振搗密實。上述實施例與傳統的節點結構相比，具有如下優點:1、桁腹鋼管與預埋板件垂直，受力明確；2、節點抗疲勞性能好；3、節點預埋在混凝土中，解決了後期防腐養護等問題，有效降低了後期維護造價，提高了結構耐久性；4、利用節點與加勁板焊接形成的空間內容納張拉端錨頭裝置，解決了目前節點的功能單一問題。對於本領域的技術人員來說，可根據以上描述的技術方案以及構思，做出其它各種相應的改變以及變形，而所有的這些改變以及變形都應該屬於本發明權利要求的保護範圍之內。
權利要求
1.鋼桁腹PC組合橋梁空間節點結構，其特徵在於，節點處的混凝土中預埋有預埋板件，預埋板件與兩根桁腹鋼管連接，兩根桁腹鋼管的夾角為90°，所述預埋板件包括兩塊焊接在一起的矩形鋼板和至少兩道三角形加勁鋼板，三角形加勁鋼板與矩形鋼板的內側面焊接，兩塊矩形鋼板的夾角為90°，兩根桁腹鋼管的端部分別與兩塊矩形鋼板的外側面焊接。
2.如權利要求1所述的鋼桁腹PC組合橋梁空間節點結構，其特徵在於，桁腹鋼管的端部內具有定位內導管，定位內導管也與矩形鋼板焊接。
3.如權利要求2所述的鋼桁腹PC組合橋梁空間節點結構，其特徵在於，所述桁腹鋼管作為壓杆，桁腹鋼管上施加有預應力束，且預應力束的錨頭固定在矩形鋼板的內側面。
4.如權利要求3所述的鋼桁腹PC組合橋梁空間節點結構，其特徵在於，矩形鋼板與三角形加勁鋼板連接形成的空間內灌注有混凝土。
5.鋼桁腹PC組合橋梁整體式節點結構的建造方法，其特徵在於，包括以下步驟: 澆築頂板、底板混凝土，並在節點處的混凝土中預埋預埋板件； 通過預埋板件焊接桁腹鋼管；具體為，預埋板件與兩根桁腹鋼管連接，兩根桁腹鋼管的夾角為90°，所述預埋板件包括兩塊焊接在一起的矩形鋼板和至少兩道三角形加勁鋼板，三角形加勁鋼板與矩形鋼板的內側面焊接，兩塊矩形鋼板的夾角為90°，兩根桁腹鋼管的端部分別與兩塊矩形鋼板的外側面焊接。
6.如權利要求5所述的鋼桁腹PC組合橋梁空間節點結構的建造方法，其特徵在於，通過計算，當桁腹鋼管作為壓杆時，則在桁腹鋼管上施加有預應力束，且預應力束的錨頭固定在矩形鋼板的內側面，待預應力束張拉完畢後，在矩形鋼板與三角形加勁鋼板連接形成的空間內灌注混凝土，以進行封閉。
全文摘要
本發明涉及鋼桁腹PC組合橋梁空間節點結構及其建造方法。該鋼桁腹PC組合橋梁空間節點結構的節點處的混凝土中預埋有預埋板件，預埋板件與兩根桁腹鋼管連接，兩根桁腹鋼管的夾角為90°，所述預埋板件包括兩塊焊接在一起的矩形鋼板和至少兩道三角形加勁鋼板，三角形加勁鋼板與矩形鋼板的內側面焊接，兩塊矩形鋼板的夾角為90°，兩根桁腹鋼管的端部分別與兩塊矩形鋼板的外側面焊接。可以充分解決節點應力集中、功能單一的問題。
文檔編號E01D21/00GK103243636SQ20131015637
公開日2013年8月14日 申請日期2013年4月28日 優先權日2013年4月28日
發明者李勇, 張建東, 孫天明, 李敏, 史鳴, 李海 申請人:李勇