[發明專利]裝配式雙曲鋼波紋板殼、板殼砼拱橋及其建設方法

在審

• 申請號: 202011639186.7
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112726374A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 潘曉東
• 申請（專利權）人: 潘曉東
• 主分類號: E01D4/00
• 分類號: E01D4/00;E01D21/00;E01D19/00;E01D19/02
• 代理公司: 北京卓愛普專利代理事務所(特殊普通合伙) 11920
• 代理人: 王玉松;劉青

本發明涉及一種裝配式雙曲鋼波紋板殼，板殼為采用一平面鋼波紋板經多次彎曲軋制加工后使之具有三維空間彎曲殼面的可拼接的雙曲鋼波紋板殼單元；其中，多次彎曲軋制加工具體為：平面鋼波紋板經橫向向上軋制拱彎先形成大的圓弧拱波后，再沿縱向加工彎曲使之形成與拱圈曲率相同的具有雙向彎曲的雙曲鋼波紋板殼單元；雙曲鋼波紋板殼單元的兩側設有向外向上彎曲且直立的用于橫向拼接的板齒；板齒上每隔20?40cm設置一板齒栓孔。該板殼通過雙向彎曲最大限度地使其實現了殼體空間受力，其裝配拼接到合攏后的拱圈鋼殼鋼筋拱架具有較大的剛度和抗變形能力，且可實現橋梁無支架施工或簡單支點排架支承施工，可大大縮短建設工期。

技術領域

本發明涉及土木工程技術領域，具體涉及一種道路橋涵設施，尤其適用于公路、鐵路、水利、市政等基礎設施工程中的裝配式雙曲鋼波紋板殼和應用其的板殼砼拱橋及其建設方法。

背景技術

在公路、鐵路、水利、市政等基礎設施工程中，拱型橋梁由于受力簡單、施工方便、造價低廉而被廣泛應用，傳統的中小跨徑拱橋有石拱橋、鋼筋砼雙曲拱橋、鋼筋混凝土板箱拱橋和桁架拱橋等，但這些常用拱橋大都需要大量的滿堂支架施工，普遍存在圬工材料消耗大，施工周期長，抗變形能力差等缺點。隨著材料科學和施工技術的進步，目前許多拱橋結構大量采用金屬復合混凝土材料代替傳統的鋼筋混凝土結構，如鋼管拱橋等。此外，中國發明專利公布了幾種鋼波紋板混凝土組合式拱橋技術，如專利CN203530868U，此項專利技術是在鋼波紋板外側裹縛混凝土而形成的復合式拱圈，但存在受力單一，跨徑受限等問題。專利CN207210933U和CN20739234U等發明專利技術在上述CN203530868U的基礎上，又增加了鋼結構管材或型材并通過焊接等方式共同形成復合式受力拱型結構，但存在結構復雜，整體性差，鋼材加工難度大，受力不明確，施工周期長等缺陷。

發明內容

本發明的目的在于克服當前常用拱橋設計中存在的缺點，應用鋼板砼復合材料技術，設計一種裝配式雙曲鋼波紋板殼，通過采用雙向彎曲鋼波紋板殼作為拼接的載體單元，最大限度地使多曲面的鋼波紋板實現殼體空間受力，使之與澆注砼后形成的復合砼拱圈結構具有一定雙曲拱的受力特征，從而達到構建的裝配式拱橋具有施工快捷，結構穩定，重量輕，整體性好，抗變形能力強，無支架施工等顯著特點。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：

一種裝配式雙曲鋼波紋板殼，所述板殼為采用一平面鋼波紋板經多次彎曲軋制加工后使之具有三維空間彎曲殼面的可拼接的雙曲鋼波紋板殼單元；

其中，所述多次彎曲軋制加工具體為：所述平面鋼波紋板經橫向向上軋制拱彎先形成大的圓弧拱波后，再沿縱向加工彎曲使之形成與拱圈曲率相同的具有雙向彎曲的雙曲鋼波紋板殼單元；

所述雙曲鋼波紋板殼單元的兩側設有向外向上彎曲且直立的用于橫向拼接的板齒；所述板齒上每隔20～40cm設置一板齒栓孔。

進一步的，所述雙曲鋼波紋板殼單元的兩端焊有用于縱向拼接的矩形構造的法蘭連接鋼板；所述法蘭連接鋼板的長度與所述雙曲鋼波紋板殼單元的橫向底邊寬度相同，所述法蘭連接鋼板的高度高出于所述雙曲鋼波紋板殼單元的高度3～20mm；所述法蘭連接鋼板的周邊及中部均設有連接栓孔。

進一步的，所述雙曲鋼波紋板殼單元的底面每隔100～200cm在兩板齒間焊接有沿正截面垂直的弦向鋼條拉帶。

進一步的，所述雙曲鋼波紋板殼單元的殼體采用規格厚為3.5～10mm的鋼卷材或板材軋制；所述雙曲鋼波紋板殼單元的寬度為1.2～2.5m，所述雙曲鋼波紋板殼單元長度為4.0～10.0m；所述雙曲鋼波紋板殼單元在軋制時所述平面鋼波紋板的波距為100～350mm，波深為50～200mm；所述板齒高度為60～120mm；

所述雙曲鋼波紋板殼單元的內側底面噴涂有防銹材料。