專利名稱：采用波形鋼腹板的鋼-混凝土疊合板組合梁及其施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可應(yīng)用于公路橋梁及鐵路橋梁的采用波形鋼腹板的鋼-混凝土
疊合板組合梁；屬于橋梁結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的波形鋼腹板組合箱梁，如圖1所示，它由上翼緣混凝土板(14)、下翼緣混凝土板(15)和兩片波形鋼腹板(1)組成，各肢波形鋼腹板和上翼緣鋼板(3)及下翼緣底部鋼板(2)在工廠焊接后運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)安裝定位。下翼緣混凝土板澆筑時(shí)，需現(xiàn)場(chǎng)搭設(shè)滿堂紅腳手架以支撐模板，存在現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)及施工難度較大等問題，同時(shí)下翼緣混凝土板和下翼緣鋼板的結(jié)合部由于澆注空間狹小，混凝土澆注質(zhì)量難以保證，影響結(jié)合部的受力性能。另一方面，下翼緣混凝土板通過栓釘連接件(5)懸掛于波形鋼腹板下方，在正彎矩作用下容易過早開裂，從而降低結(jié)構(gòu)的承載力及剛度，影響結(jié)構(gòu)的耐久性。這些問題都給該類結(jié)構(gòu)的推廣應(yīng)用造成了一定的困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種相對(duì)于傳統(tǒng)波形鋼腹板組合箱梁，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)量及施工難度較小、混凝土澆注質(zhì)量易于保證、結(jié)構(gòu)承載力、剛度和抗裂性能較高、經(jīng)濟(jì)性能較優(yōu)的采用波形鋼腹板的鋼_混凝土疊合板組合梁。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下 采用波形鋼腹板的鋼_混凝土疊合板組合梁，其特征在于由波形鋼腹板、底部鋼
板、上翼緣鋼板、縱向加勁肋、預(yù)制混凝土板、現(xiàn)澆混凝土層以及栓釘連接件組成。在所述的
現(xiàn)澆混凝土層中設(shè)有現(xiàn)澆層縱筋和鋼筋現(xiàn)澆層橫筋。所述的預(yù)制混凝土板中預(yù)設(shè)預(yù)制板縱
筋以及外伸的胡子鋼筋，所述的現(xiàn)澆混凝土層包括現(xiàn)澆板縱筋和現(xiàn)澆層橫筋。
本發(fā)明的技術(shù)特征還在于上翼緣鋼板和現(xiàn)澆混凝土層通過栓釘連接件完成連
接，預(yù)制混凝土板和現(xiàn)澆混凝土層通過胡子鋼筋和現(xiàn)澆層橫筋的焊接以及其界面粘結(jié)力完
成連接。
本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn) (1)混凝土疊合板受壓，下部鋼板受拉，通過組合作用充分發(fā)揮混凝土與鋼材的特性，相對(duì)于傳統(tǒng)的波形鋼腹板組合梁而言，采用波形鋼腹板的鋼_混凝土疊合板組合梁具有剛度大、承載力高、施工方便、自重輕、抗震性能好等優(yōu)點(diǎn)。 (2)預(yù)制混凝土板可作為現(xiàn)澆混凝土層的施工模板，可避免現(xiàn)場(chǎng)搭設(shè)滿堂紅腳手架，降低混凝土濕作業(yè)工作量和施工難度，縮短施工周期，加快施工進(jìn)度。整個(gè)施工過程可以不中斷橋下交通，施工快捷，綜合經(jīng)濟(jì)效益好，是對(duì)傳統(tǒng)波形鋼腹板組合箱梁的重要改進(jìn)。 (3)通過角形抗剪鋼筋的抗剪作用、胡子筋的拉結(jié)作用以及預(yù)制板與現(xiàn)澆混凝土層的界面粘結(jié)作用形成疊合板，其整體性能良好，可保證結(jié)構(gòu)在達(dá)到承載力極限狀態(tài)前不發(fā)生連接破壞。
(4)通過將下翼緣混凝土板改成一整片鋼板，避免了傳統(tǒng)波形鋼腹板梁下翼緣混
凝土板的開裂、耐久性等問題，且省去了施加預(yù)應(yīng)力的工序，施工方便、受力性能良好。
(5)采用波形鋼腹板的鋼_混凝土疊合板組合梁相比傳統(tǒng)波形鋼腹板組合箱梁在
受力性能、施工性能得到顯著改善的同時(shí)，自重大幅減輕，用鋼量幾乎沒有增加，經(jīng)濟(jì)性能較優(yōu)。


圖1為傳統(tǒng)的波形鋼腹板組合箱梁典型斷面圖。 圖2為采用波形鋼腹板的鋼_混凝土疊合板組合梁典型斷面圖。 圖3為鋼結(jié)構(gòu)工廠加工部分以及搭設(shè)后的預(yù)制板示意圖。 圖4為疊合板施工示意圖 圖5為現(xiàn)澆混凝土層中的鋼筋網(wǎng)片示意圖。 圖6為采用波形鋼腹板的鋼_混凝土疊合板組合梁施工完畢后示意圖。
圖中l(wèi)-波形鋼腹板；2-底部鋼板；3-上翼緣鋼板；4_縱向加勁肋；5_栓釘連接件；6_預(yù)制混凝土板；7_預(yù)制板縱筋；8-胡子鋼筋；9-現(xiàn)澆混凝土層；10-現(xiàn)澆層縱筋；11-現(xiàn)澆層橫筋；12-懸臂施工模板；13-角形抗剪鋼筋；14-傳統(tǒng)波形鋼腹板梁上翼緣；
15-傳統(tǒng)波形鋼腹板梁下翼緣。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)、施工過程作進(jìn)一步描述。 本發(fā)明提供了一種相對(duì)于傳統(tǒng)波形鋼腹板組合箱梁，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)量及施工難度較
小、混凝土澆注質(zhì)量易于保證、結(jié)構(gòu)承載力、剛度和抗裂性能較高、經(jīng)濟(jì)性能較優(yōu)的采用波
形鋼腹板的鋼-混凝土疊合板組合梁。如圖2 6所示，該梁由波形鋼腹板1、底部鋼板2、上翼緣鋼板3、縱向加勁肋4、預(yù)制混凝土板6、現(xiàn)澆混凝土層9以及栓釘連接件5組成；縱向加勁肋4焊接于底部鋼板2上；預(yù)制混凝土板6搭設(shè)于上翼緣鋼板3上，作為現(xiàn)澆混凝土層9澆筑施工時(shí)的模板，并與現(xiàn)澆混凝土層9形成疊合板共同參與受力。在所述的現(xiàn)澆混凝土層9中設(shè)有現(xiàn)澆層縱筋10和現(xiàn)澆層橫筋11。在所述的預(yù)制混凝土板6中預(yù)設(shè)預(yù)制板縱筋7、角形抗剪鋼筋13以及外伸的胡子鋼筋8，所述的現(xiàn)澆混凝土層9包括現(xiàn)澆層縱筋10和現(xiàn)澆層橫筋11。上翼緣鋼板3和現(xiàn)澆混凝土層9通過栓釘連接件5完成連接，預(yù)制混凝土板6和現(xiàn)澆混凝土層9之間通過角形抗剪鋼筋13、胡子鋼筋8以及其界面粘結(jié)力完成連接。 本發(fā)明的施工工序?yàn)?本發(fā)明所述的采用波形鋼腹板的鋼混凝土疊合板組合梁的施工工序由鋼結(jié)構(gòu)加工拼接、預(yù)制混凝土板的搭設(shè)與連接、現(xiàn)澆混凝土層的澆筑。在工廠將波形鋼腹板1與上翼緣鋼板3、底部鋼板2焊接在一起，在底部鋼板2上焊接縱向加勁肋4，在上翼緣鋼板3上方熔焊栓釘連接件5。將加工好的鋼構(gòu)件運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)并吊裝，隨后進(jìn)行預(yù)制混凝土板6的搭設(shè)與連接(以圖3為例進(jìn)行說明)。其制作方法如下預(yù)制混凝土板6在工廠加工時(shí)將縱筋外伸作為胡子鋼筋8、角形抗剪鋼筋13以及預(yù)制板縱筋7，施工時(shí)首先將預(yù)制混凝土板6
4吊裝就位，利用上翼緣鋼板3作為支點(diǎn)架設(shè)懸臂施工模板12。上述步驟完成后，開始澆筑現(xiàn)澆混凝土層9(以圖4為例進(jìn)行說明)，步驟如下鋪設(shè)現(xiàn)澆層縱筋10與現(xiàn)澆層橫筋11并進(jìn)行綁扎，以預(yù)制混凝土板6和懸臂施工模板12作為模板，澆筑混凝土，完成現(xiàn)澆混凝土層9的施工后，拆除懸臂施工模板12，最后形成如圖6所示的采用波形鋼腹板的鋼-混凝土疊合板組合梁。
權(quán)利要求
一種采用波形鋼腹板的鋼-混凝土疊合板組合梁，其特征在于由波形鋼腹板(1)、底部鋼板(2)、上翼緣鋼板(3)、縱向加勁肋(4)、預(yù)制混凝土板(6)、現(xiàn)澆混凝土層(9)以及栓釘連接件(5)組成；波形鋼腹板(1)與底部鋼板(2)、上翼緣鋼板(3)焊接連接；縱向加勁肋(4)焊于底部鋼板(2)上，栓釘連接件(5)焊接于上翼緣鋼板(3)上方；預(yù)制混凝土板(6)搭設(shè)于上翼緣鋼板(3)上，并與現(xiàn)澆混凝土層(9)形成疊合板；在所述的現(xiàn)澆混凝土層(9)中設(shè)有現(xiàn)澆層縱筋(10)和現(xiàn)澆層橫筋(11)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用波形鋼腹板的鋼-混凝土疊合板組合梁，其特征在于所述的預(yù)制混凝土板(6)中預(yù)設(shè)預(yù)制板縱筋(7)、角形抗剪鋼筋(13)以及外伸的胡子鋼筋(8)，所述的現(xiàn)澆混凝土層(9)包括現(xiàn)澆層縱筋(10)和現(xiàn)澆層橫筋(11)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的采用波形鋼腹板的鋼_混凝土疊合板組合梁，其特征在于上翼緣鋼板(3)和現(xiàn)澆混凝土層(9)通過栓釘連接件(5)完成連接，預(yù)制混凝土板(6)和現(xiàn)澆混凝土層(9)之間通過角形抗剪鋼筋(13)、胡子鋼筋(8)以及其界面粘結(jié)力完成連接。
4. 一種采用波形鋼腹板的鋼-混凝土疊合板組合梁的施工方法，包括鋼結(jié)構(gòu)加工拼接、預(yù)制混凝土板的搭設(shè)與連接、現(xiàn)澆混凝土層的澆筑的步驟，具體如下a. 在工廠將波形鋼腹板(1)與上翼緣鋼板(3)、底部鋼板(2)焊接在一起，在底部鋼板(2)上焊接縱向加勁肋(4)，在上翼緣鋼板(3)上方熔焊栓釘連接件(5);b. 將加工好的鋼構(gòu)件運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)并吊裝，隨后進(jìn)行預(yù)制混凝土板(6)的搭設(shè)與連接預(yù)制混凝土板(6)在工廠加工時(shí)將縱筋外伸作為胡子鋼筋(8)、角形抗剪鋼筋(13)以及預(yù)制板縱筋(7)，施工時(shí)首先將預(yù)制混凝土板(6)吊裝就位，利用上翼緣鋼板(3)作為支點(diǎn)架設(shè)懸臂施工模板(12);c. 開始澆筑現(xiàn)澆混凝土層9，步驟如下鋪設(shè)現(xiàn)澆層縱筋(10)與現(xiàn)澆層橫筋(11)并進(jìn)行綁扎，以預(yù)制混凝土板(6)和懸臂施工模板(12)作為模板，澆筑混凝土，完成現(xiàn)澆混凝土層(9)的施工后，拆除懸臂施工模板(12)，最后形成采用波形鋼腹板的鋼-混凝土疊合板組合梁。
全文摘要
采用波形鋼腹板的鋼-混凝土疊合板組合梁，涉及一種可應(yīng)用于公路橋梁及鐵路橋梁的波形鋼腹板組合梁。該梁由上翼緣混凝土疊合板、波形鋼腹板、上翼緣鋼板、箱梁底板以及栓釘連接件組成。其中上翼緣由預(yù)制混凝土板和現(xiàn)澆混凝土層組成。上翼緣混凝土疊合板通過焊于上翼緣鋼板上方的栓釘連接件和上翼緣鋼板連接成整體。采用這種結(jié)構(gòu)可以在幾乎不增加用鋼量的前提下克服傳統(tǒng)的波形鋼腹板組合梁下翼緣混凝土板澆注現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)量和施工難度較大、施工質(zhì)量難以保證等問題，同時(shí)充分發(fā)揮鋼板的抗拉性能，提高結(jié)構(gòu)的承載力、剛度和抗裂性能，提高結(jié)構(gòu)的耐久性。因此，本發(fā)明的波形鋼腹板組合梁構(gòu)造簡(jiǎn)單、受力合理、施工快捷方便，具有良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)E01D2/04GK101748682SQ20101010059
公開日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2010年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月22日
發(fā)明者聶建國(guó) 申請(qǐng)人:清華大學(xué)