[发明专利]一种自锚式悬索桥钢-混结合段及其施工方法

说明书

本属于桥梁施工技术领域，公开了一种自锚式悬索桥钢‑混结合段及其施工方法，包括混凝土梁段和钢梁段，所述混凝土梁段和钢梁段之间通过钢‑混连接机构和张拉机构相连接，所述的连接机构包含界面承压板和钢结构外伸钢板上焊接的栓钉剪力键；所述张拉机构包括设置在混凝土梁段内的预应力混凝土区域，在预应力混凝土区域与钢梁段之间设有多根张拉预应力筋进行张拉连接；本发明的自锚式悬索桥钢‑混结合段，主要用于混凝土结构向钢结构转化的位置，混凝土段位于边跨位置，已达到压重的目的，钢梁段用于中跨位置，达到减少自重，增大桥梁跨径的目的，钢‑混结合段主要设置在混凝土结构和钢结构的过渡位置、主塔附近两侧或中跨支座弯矩反弯点附近，这样既利用了混凝土优越抗压性能，又利用钢材拉伸性能,充分发挥混凝土梁、钢梁各自的材料性能同时又降低成本和工期。

技术领域

本发明属于桥梁施工技术领域，特别涉及一种自锚式悬索桥钢-混结合段及其施工方法，主要应用于公路、铁路、轨道、市政桥梁结构中。

背景技术

悬索桥是以承受拉力的缆索或链索作为主要承重构件的桥梁,由悬索、索塔、锚碇、吊杆、桥面系等部分组成。根据锚碇固定位置的不同可分为自锚式悬索桥和地锚式悬索桥。自锚式悬索桥与地锚式悬索桥相比，取消了庞大的锚碇，降低了对地基的要求，可以适用于地质条件较差的地区，近几年国内外相继修建了多座自锚式悬索桥。

混凝土结构桥梁造价低，但自重大、桥梁跨度小且施工周期长；钢结构桥梁则具有自重轻，强度高、用钢量大、造价高的特点，因此，自锚式悬索桥主体结构一般采用钢箱梁结构，而锚跨连续梁采用混凝土箱梁结构，在中间需设置钢-混结合段，使钢结构和混凝土结构有效连接，例如中国专利文献，公开号为CN110835884A，公开了一种用于大跨径自锚式悬索桥的有格室钢-混结合段结构，所述变高度加劲段设有底板，所述钢-混结合段结构依次包括混凝土横梁段、钢格室段、钢梁加劲变高段和钢梁加劲等高段。中国专利文献，授权公告号为CN208105015U，公开了一种用于钢-混结合梁的界面锚固结构，在所述钢梁的上翼缘上焊接有高强螺栓，所述混凝土桥面板在对应于所述高强螺栓的位置处预留有阶梯形圆孔，所述阶梯形圆孔的顶部开口露出于所述混凝土桥面板的表面，所述阶梯形圆孔的底部开口与所述钢梁的上翼缘相接触，所述阶梯形圆孔的孔径大于所述高强螺栓的直径，所述高强螺栓插装于所述阶梯形圆孔之中，所述阶梯形圆孔内灌注有砂浆使所述钢梁和所述混凝土桥面板锚固连接。

这种钢-混结合段能充分发挥不同材料的受力性能，减轻桥梁上部结构的重量、改善结构的受力，进而增大桥梁的跨越能力，提高桥梁的经济性；因此，针对自锚式悬索桥使用的钢-混结合段的结应不断深入研究及进一步改进以提高整个悬索桥的性能。

发明内容

本发明目的在于提供一种自锚式悬索桥钢-混结合段及其施工方法；为达到上述目的所采取的技术方案是：

一种自锚式悬索桥钢-混结合段，包括混凝土梁段和钢梁段，所述混凝土梁段和钢梁段之间通过钢-混连接机构和张拉机构相连接，所述的连接机构包含界面承压板和钢结构外伸钢板上焊接的栓钉剪力键；所述张拉机构包括设置在混凝土梁段内的预应力混凝土区域，在预应力混凝土区域与钢梁段之间设有多根张拉预应力筋进行张拉连接。

优选的，多根张拉预应力筋分为上组筋、中组筋和下组筋，其中上组筋、中组筋和下组筋均包括多个张拉预应力筋，所述上组筋位于混凝土梁段和钢梁段的顶部位置，中组筋位于混凝土梁段和钢梁段的中部位置，下组筋位于混凝土梁段和钢梁段的底部位置。

优选的，所述中组筋的张拉预应力筋最大承载力大于上组筋和下组筋的张拉预应力筋最大承载力。

优选的，所述钢-混连接机构包括在钢梁段的连接端一体成型设置的顶部结合板、中部结合板、底部结合板，所述顶部结合板和底部结合板均伸出钢梁段的连接端且对应搭接在混凝土梁段的顶面和底面上，所述中部结合板竖直设置且紧贴混凝土梁段的连接端；所述顶部结合板、中部结合板、底部结合板均通过阵列均布的栓钉与混凝土梁段相连接。

优选的，所述混凝土梁段为T型梁、π型梁或者箱型梁。