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钢-混凝土组合梁的分类及设计

时间:2023-08-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:钢-混凝土组合梁一般采用上部混凝土板与下部钢梁结合的形式,可以按照钢梁结构形式分类。在建筑、公路与铁路中采用的钢-混凝土组合梁截面形式一般有钢板组合梁、钢箱组合梁以及钢桁组合梁。图7.5钢桁组合梁截面形式组合梁的混凝土板可采用现场浇注或预制安装[图 7.6、]。

钢-混凝土组合梁的分类及设计

钢-混凝土组合梁一般采用上部混凝土板与下部钢梁结合的形式,可以按照钢梁结构形式分类。在建筑、公路与铁路中采用的钢-混凝土组合梁截面形式一般有钢板组合梁、钢箱组合梁以及钢桁组合梁。

1.钢板组合梁

采用焊接工字型钢梁(桥梁工程中多称钢板梁)与混凝土板相结合形成的组合截面。为保证结构的稳定性以及横向受力的合理性,在桥梁工程中一般采用两个或两个以上的钢板组合梁,并通过横向联结系连接以确保协同受力,如图 7.3(a)、(b)、(c)。

钢板组合梁一般用于中、小跨径结构,钢梁可以在工厂整体制作,运输到现场吊装,或分节段制作运输至现场焊接。为了防止安装过程中钢板梁失稳,可适当增加下翼缘板的宽度或在钢梁间采用临时横向连接。

2.钢箱组合梁

钢箱组合梁的下部钢梁为钢箱(槽形或封闭箱)梁,钢梁与上部桥面板组合形成闭口截面,可以大幅提高截面抗扭能力,截面稳定性与抗弯能力也得到进一步增加,多用于中等或大跨度结构。

随着跨度与梁高增加,需要在钢梁腹板以及翼缘板上设置加劲肋以提高板件稳定性;为减小扭矩作用下的翘曲与畸变,沿梁长方向需要间隔设置横隔板,通常采用的横隔板形式如图 7.4(a)、(b)、(c),也可以采用图 7.4(d)中分离小钢箱的形式以避免设置横隔板给钢梁制造带来的不便。

图7.3 钢板组合梁截面形式

图7.4 钢箱组合梁截面形式

3.钢桁组合梁(www.xing528.com)

对于更大跨度的梁式桥,为抵抗截面弯矩需要采用更大的梁高,这种情况下采用钢板组合梁时为防止钢板失稳需要采用较厚的板以及相应的局部加劲措施,导致经济性不好并增加了建造难度,对此可以采用钢桁组合梁的截面形式。钢桁组合梁能实现更高的承载力和更大的跨度,在铁路桥梁或公铁两用桥梁中应用比较多,如图7.5。

图7.5 钢桁组合梁截面形式

组合梁的混凝土板可采用现场浇注或预制安装[图 7.6(a)、(b)]。为了节省现场浇注混凝土所需的模板,也可先在钢梁上安装预制混凝土薄板,然后在预制混凝土薄板上浇注混凝土将钢梁与预制板连接起来共同受力,称为叠合板[图7.6(c)]。

图7.6 混凝土板构造

对于横向跨度较大的混凝土板,其在荷载作用下可能纵向开裂,必要时可以设置横向预应力防止开裂。另外,对于连续组合梁,负弯矩区的混凝土桥面板也有可能发生横向开裂,需要采用抗裂措施。

为确保钢梁与混凝土板的协同受力,在钢梁上翼缘需要设置剪力连接件。常见的剪力连接件包括栓钉、开孔钢板连接件。剪力连接件沿钢梁纵向可连续布置或间断集中布置(图7.7)。

图7.7 剪力连接件布置

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