本申请涉及桥梁结构,特别涉及一种公铁同层非对称截面箱梁。
背景技术:
1、随着高速铁路的快速发展,国内多座大跨度桥梁开始采用公铁同层非对称布置的主梁,这种形式的主梁可以避免大桥两端公路、铁路接线交叉,提升空间利用率,应用于一些山区或城市中心可能显著降低接线投资,从而降低工程总投资。
2、目前大跨度公铁同层非对称布置的缆索承重桥梁,多采用左右基本对称的主梁截面,这种布置形式的主梁其铁路侧与公路侧的一恒相同,然而铁路侧二恒一般大于公路侧二恒,因此一、二恒共同作用下,主梁铁路侧恒载大于公路侧,导致主梁扭转、桥塔及其基础产生横桥向弯矩等横向偏载效应,结构体系受力复杂,经济性较差。为保证主梁的线型满足规范要求,可采用在公路侧压重或增加铁路侧索力的方式消除主梁的扭转。然而公路侧压重仅增加了主梁重量,不能提高结构强度,因此增加了工程投资;而增加铁路侧索力仅解决了主梁扭转问题,却未解决桥塔及其基础的横向受力问题,主塔及其基础经济性较差。
技术实现思路
1、本申请提供一种公铁同层非对称截面箱梁,可以解决相关技术中,主梁因铁路侧恒载大于公路侧恒载而导致横向偏载效应的问题。
2、本申请提供一种公铁同层非对称截面箱梁,其包括:公路结合梁和铁路钢箱梁,所述公路结合梁包括钢梁和设置于钢梁顶端的混凝土桥面板,所述钢梁和所述混凝土桥面板均沿纵桥向布置;所述铁路钢箱梁沿纵桥向布置,且设置于所述公路结合梁一侧。公路侧为钢混结合梁,也就是说在钢梁顶端设置了混凝土桥面板,铁路侧为钢箱梁,这样设置使公路侧一恒横桥向每延米的重量大于铁路侧。因为公路二恒小于铁路二恒,通过适当调整公路、铁路二恒及结合梁桥面板的厚度,可实现公路侧结合梁横桥向每延米的一恒与二恒之和等于铁路侧钢箱梁横桥向每延米的一恒与二恒之和,进而使主梁截面在恒载作用下重心位于横桥向中心线上,消除公路、铁路非对称布置导致的偏载效应;公路侧钢混结合梁的混凝土桥面板不仅可以增加公路侧主梁的重量,而且通过与钢梁结合成一体共同受力,充分发挥混凝土的抗压性能及钢梁的抗拉性能,与纯钢梁相比,提高了主梁刚度及稳定性,降低了钢材用量,具有良好的经济效应;与公、铁分层布置的主梁相比,公路结合梁、铁路钢箱梁的桥面高程均较低,具有引桥长度短、坡度小、占地面积少、工程总投资较省的优点。
3、一些实施例中,所述钢梁包括:上翼缘和第一底板,沿纵桥向,所述第一底板与所述上翼缘之间设置有第一腹板和第二腹板。
4、一些实施例中,所述第一底板包括第一斜底板和第一平底板;所述第一斜底板一端与所述第一平底板连接,另一端与所述第一腹板连接,所述第一平底板另一端与所述第二腹板连接。
5、一些实施例中,所述上翼缘包括第一上翼缘和第二上翼缘,所述第一上翼缘设置于所述第一腹板顶端,所述第二上翼缘设置于所述第二腹板顶端。
6、一些实施例中,所述第一腹板和所述第二腹板之间沿桥纵向间隔布置多个第一横隔板。
7、一些实施例中,所述上翼缘还包括第三上翼缘,所述第三上翼缘设置于所述第一横隔板顶部,所述第三上翼缘位于所述第一上翼缘和所述第二上翼缘之间。
8、一些实施例中,所述钢梁和所述混凝土桥面板之间通过剪力连接件连接。公路结合梁的混凝土桥面板不仅可以增加公路侧主梁的重量,而且可以通过剪力连接件与钢梁结合成一体共同受力,充分发挥混凝土的抗压性能及钢梁的抗拉性能,与纯钢梁相比,提高了公路侧主梁刚度及稳定性,降低了钢材用量,具有良好的经济效应。
9、一些实施例中,所述铁路钢箱梁包括:顶板、第二底板和第二横隔板,所述第二底板与所述顶板之间设置有第三腹板,所述第二底板包括第二斜底板和与第二斜底板连接的第二平底板;所述第二横隔板沿桥纵向间隔布置于所述顶板与所述第二底板之间。
10、一些实施例中,所述公路结合梁和所述铁路钢箱梁之间设置有传力构件。
11、一些实施例中,所述传力构件包括:第一加劲肋、第二加劲肋和承压板,所述第一加劲肋与所述公路结合梁连接;所述第二加劲肋与所述铁路钢箱梁连接;所述承压板连接于所述第一加劲肋和所述第二加劲肋之间,所述承压板一端与所述公路结合梁连接,另一端与所述铁路钢箱梁连接。通过设置第一加劲肋、第二加劲肋和承压板,作用是使铁路钢箱梁的顶板与混凝土桥面板之间的横桥向内力可以有效、平顺过渡,使铁路钢箱梁与公路结合梁在横桥向可以形成一个整体,共同受力。所述第一加劲肋上设置有第二剪力连接件,所述第一加劲肋和所述混凝土桥面板之间通过第二剪力连接件连接。其中第二加劲肋的作用是使铁路钢箱梁的顶板的横桥向内力均匀传递至承压板上,然后进一步通过承压板、第一加劲肋将内力传递至混凝土桥面板。
12、一些实施例中,在公铁同层非对称截面箱梁箱梁两侧均设置有风嘴。通过设置风嘴改善公铁同层非对称截面箱梁箱梁断面气动性能、提高公铁同层非对称截面箱梁箱梁断面抗风稳定性。
13、本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果包括:
14、本申请实施例提供了一种公铁同层非对称截面箱梁,铁路侧为钢箱梁,公路侧为钢混结合梁,也就是说在钢梁顶端设置了混凝土桥面板,在提高了主梁刚度及稳定性的同时,增加了公路侧梁体自重,这样设置使公路侧一恒横桥向每延米的重量大于铁路侧。因为公路二恒小于铁路二恒,通过适当调整公路、铁路二恒及结合梁桥面板的厚度,可实现公路侧结合梁横桥向每延米的一恒与二恒之和等于铁路侧钢箱梁横桥向每延米的一恒与二恒之和,进而使主梁截面在恒载作用下重心位于横桥向中心线上,消除公路、铁路非对称布置导致的偏载效应;
15、本申请实施例提供了一种公铁同层非对称截面箱梁,公路侧钢混结合梁的混凝土桥面板不仅可以增加公路侧主梁的重量,而且通过与钢梁结合成一体共同受力,充分发挥混凝土桥面板的抗压性能及钢梁的抗拉性能,与纯钢梁相比,提高了主梁刚度及稳定性,降低了钢材用量,具有良好的经济效应。
1.一种公铁同层非对称截面箱梁,其特征在于,其包括:
2.如权利要求1所述的公铁同层非对称截面箱梁,其特征在于,所述钢梁(10)包括:
3.如权利要求2所述的公铁同层非对称截面箱梁,其特征在于:
4.如权利要求2所述的公铁同层非对称截面箱梁,其特征在于:
5.如权利要求4所述的公铁同层非对称截面箱梁,其特征在于:
6.如权利要求5所述的公铁同层非对称截面箱梁,其特征在于:
7.如权利要求1所述的公铁同层非对称截面箱梁,其特征在于:
8.如权利要求1所述的公铁同层非对称截面箱梁,其特征在于,所述铁路钢箱梁(2)包括:
9.如权利要求1所述的公铁同层非对称截面箱梁,其特征在于:
10.如权利要求9所述的公铁同层非对称截面箱梁,其特征在于,所述传力构件(3)包括:
