[發明專利]下弦開敞桁式波紋鋼腹板組合梁

無效

• 申請號: 200810089632.4
• 申請日: 2008-04-11
• 公開（公告）號: CN101280546A
• 公開（公告）日: 2008-10-08
• 發明（設計）人: 聶建國;吳麗麗
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: E01D2/00
• 分類號: E01D2/00;E04C3/294;E01D101/24;E01D101/30;E01D101/28
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技術領域

本發明涉及一種可應用于鐵路橋梁及公路橋梁的下弦開敞桁式波紋鋼腹板組合梁；屬于橋梁結構技術領域。

背景技術

傳統的鋼桁式腹板組合截面是由混凝土箱形截面發展而來，它采用鋼桁桿代替箱形截面的混凝土腹板，從而形成由上翼緣混凝土板、鋼桁桿及下翼緣混凝土板共同受力的結構體系，如圖1所示。該類結構的腹桿采用鋼桁桿時，為避免鋼桁桿受壓屈曲，往往需要在受壓桁桿中灌注混凝土，為降低拉應力水平有時需對受拉弦桿施加預應力，現場施工作業量大。與此同時，鋼桁式腹板組合截面與傳統的波紋鋼腹板箱梁(見圖2)類似，下翼緣混凝土板的澆筑需現場搭設腳手架、支模板等，存在現場作業量及施工難度大等問題。另一方面，混凝土底板在正彎矩作用下容易出現開裂，裂縫會降低結構的承載力、剛度及耐久性。

發明內容

本發明的目的是為大幅度減少組合箱梁澆筑混凝土搭設腳手架、支模板等的施工作業量，而提出一種能提高結構承載力、剛度和抗裂性能的一種下弦開敞桁式波紋鋼腹板組合梁。

本發明的技術方案如下：

一種下弦開敞桁式波紋鋼腹板組合梁，其特征在于：該組合梁由上翼緣混凝土板、波紋鋼腹板和下弦矩形鋼管混凝土構件組成，所述的下弦矩形鋼管混凝土構件采用開敞桁式結構，該開敞桁式結構是由兩根平行放置的矩形鋼管及內部灌注的混凝土，以及設置在所述兩根矩形鋼管之間的水平支撐和斜撐組成；在所述的矩形鋼管內預留下弦張拉預應力鋼筋束的孔道。

本發明的技術特征還在于：在所述的矩形鋼管的內側焊接牛腿A和牛腿B，用于連接兩根矩形鋼管之間的水平支撐和斜撐。

本發明的又一技術特征是：在所述的矩形鋼管的上表面預留混凝土灌注孔。

本發明相對于現有技術具有以下優點及突出性效果：①與鋼桁式腹板組合截面相比，采用了抗剪強度較高的波紋鋼腹板代替鋼腹桿，具有很高的抗剪承載能力。②下弦采用鋼管混凝土，可以克服傳統波紋鋼腹板箱梁和鋼桁式腹板組合截面中下翼緣混凝土板的澆筑需搭設腳手架、支模等施工作業量較大的問題。由于采用鋼管混凝土，還可有效地提高結構的抗裂性，避免裂縫外露等，結構的耐久性可顯著提高。③該結構采用下弦開敞桁式，矩形鋼管之間僅用支撐連接，形式簡單合理，結構高度減小，能夠有效降低結構自重，減輕地震作用，并降低基礎部分的造價。④該結構下弦水平支撐和斜撐還可為上翼緣混凝土板的澆筑提供支撐，減少了模板工程和混凝土濕作業工作量和支模工序，工業化程度高。鋼結構部分主要為工廠預制，質量易于保證。

附圖說明

圖1為傳統的鋼桁式腹板組合截面箱梁示意圖。

圖2為傳統的波紋鋼腹板箱梁示意圖。

圖3為下弦開敞桁式波紋鋼腹板組合梁示意圖。

圖4為下弦開敞桁式波紋鋼腹板組合梁施工階段示意圖(未澆筑上翼緣混凝土板時)。

圖5為下弦開敞桁式波紋鋼腹板組合梁構造示意圖。

圖中：1-上翼緣混凝土板；2-鋼桁桿；3-下翼緣混凝土板；4-波紋鋼腹板；5-鋼板；6-栓釘；7-矩形鋼管；8-牛腿A；9-牛腿B；10-水平支撐；11-斜撐；12-臨時系桿；13-混凝土灌注孔；14-預應力筋張拉束孔道；15-混凝土。

具體實施方式

以下結合附圖，對本發明的具體實施方式作進一步描述。

本發明提供了能夠大幅度減少組合箱梁澆筑混凝土搭設腳手架、支模板等的施工作業量，并能提高結構承載力、剛度和抗裂性能的一種下弦開敞桁式波紋鋼腹板組合梁。如圖3～圖5所示，該組合梁由上翼緣混凝土板1、波紋鋼腹板4和下弦矩形鋼管混凝土構件組成，下弦矩形鋼管混凝土構件采用開敞桁式結構，該開敞桁式結構是由兩根平行設置的矩形鋼管7及其內部灌注的混凝土15以及設置在兩根矩形鋼管7之間的水平支撐10和斜撐11組成；在矩形鋼管7的內側每隔一定距離需焊接牛腿A8和牛腿B9，用于連接矩形鋼管間的水平支撐10和斜撐11，且在矩形鋼管7內需預留下弦張拉預應力鋼筋束的孔道14，且在鋼管上表面每隔一定距離預留混凝土灌注孔13。

本發明的施工工序為：

本發明所述的下弦開敞桁式波紋鋼腹板組合梁由鋼結構的拼(焊)接，下弦鋼管混凝土(包括支撐的連接)及上翼緣混凝土板澆筑三部分組成。如圖4～5所示，在工廠將波紋鋼腹板4與鋼板5、下弦矩形鋼管7焊牢，在鋼板5上熔焊抗剪連接件栓釘6，并在矩形鋼管7內側每隔一定距離焊接牛腿A8和牛腿B9，在矩形鋼管7上表面每隔一定距離預留混凝土灌注孔13。將各榀鋼構件運至施工現場，進行鋼結構的定位，將兩榀鋼構件通過牛腿A8和牛腿B9用水平支撐10和斜撐11(如工字鋼或角鋼等綴材)連接起來，同時其上翼緣也采用臨時系桿12連接，形成穩定結構后，在下弦矩形鋼管7內預留好預應力筋張拉束孔道14，通過混凝土灌注孔13，將混凝土15注入矩形鋼管7內，待混凝土15達到一定強度后，支上翼緣混凝土板1的模板、綁扎鋼筋并澆筑混凝土。下弦鋼管混凝土在施工過程中，當結構承受施工荷載后，變形不滿足變形要求時，應根據計算分析在鋼管底部每隔一定距離設置臨時支撐。