一種節(jié)段預制矩形鋼管混凝土桁架制造技術

本實用新型專利技術公開了一種節(jié)段預制矩形鋼管混凝土桁架，包括上弦桿、下弦桿、豎桿和斜腹桿，上弦桿、下弦桿、豎桿和斜腹桿為直線型薄壁矩形鋼管，其中，在上弦桿或/和下弦桿的內(nèi)部填充混凝土結構，上弦桿、下弦桿、豎桿和斜腹桿焊接在一起。由于矩形鋼管混凝土桁架的桿件截面是矩形的，這樣在主梁建成后橋面結構的處理上變得更加容易。可以將橋面板直接放置在矩形截面桁架上，就可以取得較穩(wěn)定的效果，從而減少與橋面板的連接構造，并且更為經(jīng)濟。（*該技術在2021年保護過期，可自由使用*）

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本技術涉及本技術涉及工業(yè)與民用建筑、橋梁結構與施工
，特別是涉及一種適用于橋梁等建造中的節(jié)段預制矩形鋼管混凝土桁架。
技術介紹
桁架由直桿組成的一般具有三角形單元的平面或空間結構。在荷載作用下，桁架桿件主要承受軸向拉力或壓力，從而能充分利用材料的強度，在跨度較大時可比實腹梁節(jié)省材料，減輕自重和增大剛度，故適用于較大跨度的承重結構和高聳結構，如屋架、橋梁、輸電線路塔、衛(wèi)星發(fā)射塔、水工閘門、起重機架等。預制節(jié)段現(xiàn)場拼裝施工技術的主要優(yōu)點(1)梁體在工廠分段預制，可實現(xiàn)標準化設計和施工，質(zhì)量好，風險小；上部結構幾何線形容易控制；(2)上部結構節(jié)段預制與下部結構施工可同時進行，施工速度快，縮短了施工工期；C3)施工機械化程度高，特別適合于長大橋梁的快速施工；(4)對橋址周圍自然生態(tài)環(huán)境破壞小，對橋下現(xiàn)有交通及周邊社區(qū)環(huán)境影響小。節(jié)段預制節(jié)段預制安裝是目前橋梁上部結構的施工方法之一。主要針對預應力混凝土箱梁、鋼箱梁和鋼桁架梁，將主梁分節(jié)段先預制好，在現(xiàn)場吊拼。
技術實現(xiàn)思路
本技術所要解決的技術問題是針對現(xiàn)有技術的不足提供一種節(jié)段預制矩形鋼管混凝土桁架。采用如下技術方案一種節(jié)段預制矩形鋼管混凝土桁架，包括上弦桿、下弦桿、豎桿和斜腹桿，上弦桿、 下弦桿、豎桿和斜腹桿為直線型薄壁矩形鋼管，其中，在上弦桿或/和下弦桿的內(nèi)部填充混凝土結構，上弦桿、下弦桿、豎桿和斜腹桿焊接在一起。所述的節(jié)段預制矩形鋼管混凝土桁架，所述下弦桿內(nèi)部張拉預應力鋼筋。所述的節(jié)段預制矩形鋼管混凝土桁架，所述直線型薄壁矩形鋼管的橫截面最小尺寸大于等于100mm，壁厚大于等于4mm，截面的高寬比小于等于2。所述的節(jié)段預制矩形鋼管混凝土桁架，所述直線型薄壁矩形鋼管的內(nèi)壁上焊接栓釘。所述的節(jié)段預制矩形鋼管混凝土桁架，所述直線型薄壁矩形鋼管的內(nèi)壁上設置縱向加勁肋。矩形鋼管混凝土桁架的優(yōu)點(1)矩形鋼管混凝土桁架節(jié)點形式簡單、表面平整， 便于連接。與圓形截面鋼管混凝土結構相比，矩形截面鋼管混凝土結構構件之間的交貫線在一個平面內(nèi)，便于加工和構件之間的連接。在桁架結構中，矩形截面鋼管混凝土結構在節(jié)點方面的優(yōu)勢體現(xiàn)得更加充分。( 矩形鋼管混凝土桁架構件截面慣性矩大、穩(wěn)定性能好。 與圓形截面鋼管混凝土受壓構件相比，矩形鋼管混凝土受壓構件截面的慣性矩相對較大， 其穩(wěn)定性能好，因此，對于受穩(wěn)定性能控制的中長構件，矩形截面鋼管混凝土受壓構件優(yōu)于圓形截面鋼管混凝土受壓構件。(3)有利于橋面板的施工。由于矩形鋼管混凝土桁架的桿件截面是矩形的，這樣在主梁建成后橋面結構的處理上變得更加容易。可以將橋面板直接放置在矩形截面桁架上，就可以取得較穩(wěn)定的效果，從而減少與橋面板的連接構造，并且更為經(jīng)濟。附圖說明圖1為節(jié)段預制矩形鋼管混凝土桁架結構示意圖；圖2為節(jié)段預制矩形鋼管混凝土桁架斷面示意圖；圖3為節(jié)段預制矩形鋼管混凝土桁架斷面示意圖。具體實施方式以下結合具體實施例，對本技術進行詳細說明。節(jié)段預制矩形鋼管混凝土桁架，如圖1、2所示，包括上弦桿10、下弦桿20、豎桿30 和斜腹桿40，上弦桿10、下弦桿20、豎桿30和斜腹桿40為直線型薄壁矩形(橫截面為矩形)鋼管，其中，在上弦桿10或/和下弦桿20 (可以單獨在上弦桿10或下弦桿20之一填充混凝土，也可以同時都填充)的內(nèi)部填充混凝土結構50，上弦桿10、下弦桿20、豎桿30和斜腹桿40焊接在一起，形成桁架節(jié)段，然后將桁架節(jié)段以焊接或連接件的方式連接起來形成整體桁架。如圖3所示，優(yōu)選的，可以將鋼管混凝土與預應力技術的優(yōu)點相結合，形成預應力鋼管混凝土組合構件或結構，可擴展其應用范圍。例如可以采用先張法的加載方案，先張法就是先張拉預應力鋼筋201，然后再澆筑混凝土的方法，待混凝土達到要求的強度后，切斷或放松預應力鋼筋，依靠預應力鋼筋與周圍的混凝土之間的粘結力來傳遞預應力。采用拉索法施加預應力，將柔性拉索錨固于結構體系內(nèi)的節(jié)點上，借助張拉鋼索在結構內(nèi)部產(chǎn)生預應力。張拉鋼索的方法有千斤頂張拉法、千斤頂推頂法等。張拉時要分批對稱張拉，以防止發(fā)生桁架平面外失穩(wěn)。優(yōu)選的，矩形鋼管混凝土桁架的結構滿足以下要求①上弦桿10、下弦桿20、豎桿30和斜腹桿40所采用的矩形鋼管的橫截面最小尺寸(即橫截面的寬度或者高度中最小尺寸)大于等于100mm，矩形鋼管壁厚大于等于4mm， 截面的高寬比小于等于2。當矩形鋼管混凝土構件截面最大邊尺寸不小于800mm時，宜采取在矩形鋼管內(nèi)壁上焊接栓釘或者設置縱向加勁肋等構造措施。②上弦桿10、下弦桿20所采用鋼管管壁的寬厚比60^60^/235//;，b為板件寬度；t為板件厚度；fy為鋼材的屈服強度，弦桿鋼管壁厚不宜小于腹桿鋼管壁厚。③腹桿鋼管的寬厚比不宜大于35^/235/y； ’也不宜小于I5V235//,。④桿件軸線間的夾角不宜小于30°。⑤節(jié)點(弦桿和腹桿交接的位置稱為節(jié)點)處較大腹桿寬度不應大于較小腹桿的寬度的1. 5倍。⑥腹桿和弦桿的寬度比β應在下列范圍Τ、Υ型節(jié)點(根據(jù)節(jié)點位置處桿件的形狀定的Τ、Y和N、K型等，和相應的字母相符就定義)0. 25 < β < 1.0，K型節(jié)點或N型節(jié)點0. 35彡β彡1. 0。應用前景矩形鋼管混凝土桁架利用混凝土良好的受壓性能作為桁架的受壓桿件，利用鋼管本身作為桁架的受拉桿件，能充分發(fā)揮鋼管、混凝土材料的性能，現(xiàn)將其在橋梁中的應用前景總結如下(1)連續(xù)梁橋連續(xù)梁橋以其結構受力性能好、變形小、伸縮縫少、行車平順、造型美觀、養(yǎng)護容易等而成為最富有競爭力的主要橋型之一。實際工程中，主梁一般采用預應力混凝土結構，箱型截面由于具有較大的抗彎抗扭剛度也得到了廣泛的應用。結合矩形鋼管的特點和優(yōu)點， 將矩形鋼管混凝土桁架應用于連續(xù)梁橋中，是完全可行的，主要具有以下特點①能夠減輕主梁自重。連續(xù)梁橋主梁一般采用預應力混凝土結構，其自重較大，限制了橋梁跨度的進一步發(fā)展。如果采用矩形鋼管混凝土桁架主梁，可以有效的減輕自重，減小主梁截面尺寸， 有利于橋梁跨度的增大。②能夠方便主梁施工。采用節(jié)段預制、現(xiàn)場拼裝的施工技術避免了現(xiàn)場灌注混凝土帶來鋼管內(nèi)填混凝土質(zhì)量難以控制、施工工序增加、施工速度慢的缺點， 實現(xiàn)了工廠化預制，加快施工進度，節(jié)省工期，降低造價；③有利于橋面板的施工。由于矩形鋼管混凝土桁架的桿件截面是矩形的，這樣在主梁建成后橋面結構的處理上變得更加容易。可以將橋面板直接放置在矩形截面桁架上，就可以取得較穩(wěn)定的效果，從而減少與橋面板的連接構造，并且更為經(jīng)濟。(2)懸索橋中的應用在特大跨徑橋梁方案的比選中，特別是當跨徑在千米以上時，懸索橋往往占有絕對優(yōu)勢。但隨著跨徑的向前發(fā)展，其加勁梁的自重在結構總荷載中所占的比例增大很快，因此在特大跨徑懸索橋中，加勁梁都采用鋼箱梁或平面鋼桁架組成的封閉截面。采用鋼箱梁盡管其抗彎及抗扭剛度大，抗風性能也好，造型簡潔輕盈，但存在用鋼量大、材料費及加工費高、塊件重、拼裝難度大等問題。而采用由型鋼組成的平面的桁架結構，盡管橫斷面上可以每隔一定距離利用斜撐或橫向桁架進行加強，以提高其抗扭剛度及結構的整體性，也有利于傳遞橋面荷載，但其橫橋向抗彎、橫截面的抗扭剛度以及抗風穩(wěn)定性仍欠佳，而且節(jié)點構造復雜，用鋼量也較多。實際上懸索橋的主要本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
１．一種節(jié)段預制矩形鋼管混凝土桁架，其特征在于，包括上弦桿、下弦桿、豎桿和斜腹桿，上弦桿、下弦桿、豎桿和斜腹桿為直線型薄壁矩形鋼管，其中，在上弦桿或／和下弦桿的內(nèi)部填充混凝土結構，上弦桿、下弦桿、豎桿和斜腹桿焊接在一起。

【技術特征摘要】
1.一種節(jié)段預制矩形鋼管混凝土桁架，其特征在于，包括上弦桿、下弦桿、豎桿和斜腹桿，上弦桿、下弦桿、豎桿和斜腹桿為直線型薄壁矩形鋼管，其中，在上弦桿或/和下弦桿的內(nèi)部填充混凝土結構，上弦桿、下弦桿、豎桿和斜腹桿焊接在一起。2.根據(jù)權利要求1所述的節(jié)段預制矩形鋼管混凝土桁架，其特征在于，所述下弦桿內(nèi)部張拉預應力鋼筋。3.根據(jù)權利要求1所述的節(jié)段預制矩...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：周緒紅，劉永健，石宇，
申請(專利權)人：長安大學，
類型：實用新型
國別省市：87