[發(fā)明專利]鋼管混凝土腹桿組合箱梁

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110397914.2
• 申請日: 2011-12-05
• 公開（公告）號: CN102493329A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李自林;高偉明;孫丹;王帥;張凱峰
• 申請（專利權(quán)）人: 天津城市建設(shè)學(xué)院
• 主分類號: E01D19/00
• 分類號: E01D19/00
• 代理公司: 天津才智專利商標(biāo)代理有限公司 12108
• 代理人: 龐學(xué)欣

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計及建造技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種鋼管混凝土腹桿組合箱梁。

背景技術(shù)

波紋鋼腹板預(yù)應(yīng)力混凝土組合箱梁是將平鋼板彎曲成波紋狀，用以代替預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁上的混泥土腹板的一種箱梁形式，具有承載力高、剛度高和單位重量低等特點，并且能夠提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及材料的使用效率，運輸和吊裝方便，施工工期短，效率高，經(jīng)濟效益顯著。使用波紋鋼腹板，可使腹板厚度減薄，因而無需加勁肋來防止局部屈曲發(fā)生，因此有助于解決長期困擾工程界的腹板薄壁化和穩(wěn)定性之間的矛盾。目前，波紋鋼腹板預(yù)應(yīng)力混凝土組合箱梁在橋梁工程中的應(yīng)用很多。建成的實橋大多是采用箱型截面，即兩片波紋鋼腹板傾斜設(shè)置在兩側(cè)，而頂板則采用混凝土制成。這種橋型外觀較好，跨度變化靈活，從幾十米到幾百米的跨徑都適宜，而且各種橋梁結(jié)構(gòu)，如簡支梁、連續(xù)梁、連續(xù)剛構(gòu)、部分斜拉橋和斜拉橋也都能適用。加工時采用工廠化制作方法，可以大大提高施工進度，縮短工期，同時也可以避開混凝土腹板的開裂問題。但是，為了確保波紋鋼腹板預(yù)應(yīng)力混凝土組合箱梁上波紋鋼腹板受到的剪力能夠有效地傳遞給混凝土上下頂板，必須選擇合適的剪力鍵連接方式，以保證波紋鋼腹板預(yù)應(yīng)力混凝土組合箱梁的橫向剛度及抗扭剛度，這就使得波紋鋼腹板預(yù)應(yīng)力混凝土組合箱梁的施工難度加大。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種應(yīng)用范圍廣，結(jié)構(gòu)設(shè)計合理鋼管混凝土腹桿組合箱梁。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的鋼管混凝土腹桿組合箱梁包括預(yù)應(yīng)力混凝土頂板、預(yù)應(yīng)力混凝土底板、多根鋼管混凝土腹桿、多個連接件和多個剪力鍵；其中預(yù)應(yīng)力混凝土頂板和預(yù)應(yīng)力混凝土底板沿水平方向上下設(shè)置；鋼管混凝土腹桿由鋼管和填充在鋼管內(nèi)部的混凝土芯組成，多根鋼管混凝土腹桿呈人字形通過設(shè)置在其端部的剪力鍵連接在預(yù)應(yīng)力混凝土頂板和預(yù)應(yīng)力混凝土底板之間，由此構(gòu)成箱梁主體；而連接件則連接在相鄰兩根鋼管混凝土腹桿之間。

所述的連接件由兩個鋼環(huán)和連接板構(gòu)成，其中兩個鋼環(huán)分別套在相鄰兩根鋼管混凝土腹桿上相靠近端部的外周面上；連接板呈梯形，連接在兩個鋼環(huán)之間。

所述的鋼環(huán)上靠近鋼管混凝土腹桿端部的直徑略小于另一端的直徑，一般為0.5-1mm，以起到套箍的作用。

所述的剪力鍵包括多個拴釘、型鋼和多根鋼筋；其中多個拴釘相隔距離設(shè)置在鋼管混凝土腹桿的外端面圓周上；型鋼呈工字形，安裝在位于拴釘內(nèi)側(cè)的鋼管混凝土腹桿的外端面中部；而多根鋼筋則連接在型鋼的上下頂板左右側(cè)之間。

所述的多個拴釘在鋼管混凝土腹桿的外端面圓周上等間距設(shè)置，下端埋入鋼管混凝土腹桿上混凝土芯內(nèi)部的長度為4-8cm。

本發(fā)明提供的鋼管混凝土腹桿組合箱梁是采用鋼管混凝土作為腹桿，因此可以提高受壓腹桿的抗壓能力，也可以根據(jù)需要對受拉腹桿施加預(yù)應(yīng)力，以降低其拉應(yīng)力水平，甚至可使之維持在壓應(yīng)力狀態(tài)。與波形鋼腹板相比，采用鋼管混凝土作為腹板，其屈曲臨界荷載遠(yuǎn)大于前者，因此，鋼管混凝土腹桿組合箱梁截面形式可適用于截面高度較大的連續(xù)梁、連續(xù)剛構(gòu)等橋梁。同時由于鋼管混凝土腹桿之間的“鏤空”結(jié)構(gòu)可減少風(fēng)力作用，較波形鋼腹板截面有較強的抗風(fēng)性能，因此，也可將鋼管混凝土腹桿組合箱梁截面形式應(yīng)用于斜拉橋、懸索橋等其它橋型中。此外，連接件的結(jié)構(gòu)新穎，連接可靠、安裝定位快速方便，是一種適用于鋼管混凝土腹桿組合箱梁的連接形式。另外，剪力鍵是采用剪力栓-型鋼-鋼筋共同組合而成，其能夠達(dá)到最佳的連接效果，使組合箱梁的穩(wěn)定性、屈曲臨界荷載、抗震、抗風(fēng)等性能都得到一定程度的提高。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的鋼管混凝土腹桿組合箱梁橫截面示意圖。

圖2為本發(fā)明提供的鋼管混凝土腹桿組合箱梁順橋向示意圖。

圖3為本發(fā)明提供的鋼管混凝土腹桿組合箱上連接件結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明提供的鋼管混凝土腹桿組合箱上剪力鍵結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為圖4示出的剪力鍵結(jié)構(gòu)俯視圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明鋼管混凝土腹桿組合箱梁進行詳細(xì)說明。