CN101748682A - 采用波形钢腹板的钢-混凝土叠合板组合梁及其施工方法 - Google Patents

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Abstract

采用波形钢腹板的钢-混凝土叠合板组合梁，涉及一种可应用于公路桥梁及铁路桥梁的波形钢腹板组合梁。该梁由上翼缘混凝土叠合板、波形钢腹板、上翼缘钢板、箱梁底板以及栓钉连接件组成。其中上翼缘由预制混凝土板和现浇混凝土层组成。上翼缘混凝土叠合板通过焊于上翼缘钢板上方的栓钉连接件和上翼缘钢板连接成整体。采用这种结构可以在几乎不增加用钢量的前提下克服传统的波形钢腹板组合梁下翼缘混凝土板浇注现场作业量和施工难度较大、施工质量难以保证等问题，同时充分发挥钢板的抗拉性能，提高结构的承载力、刚度和抗裂性能，提高结构的耐久性。因此，本发明的波形钢腹板组合梁构造简单、受力合理、施工快捷方便，具有良好的技术经济效益。

Description

采用波形钢腹板的钢-混凝土叠合板组合梁及其施工方法
技术领域
本发明涉及一种可应用于公路桥梁及铁路桥梁的采用波形钢腹板的钢-混凝土叠合板组合梁；属于桥梁结构技术领域。
背景技术
传统的波形钢腹板组合箱梁，如图1所示，它由上翼缘混凝土板(14)、下翼缘混凝土板(15)和两片波形钢腹板(1)组成，各肢波形钢腹板和上翼缘钢板(3)及下翼缘底部钢板(2)在工厂焊接后运至施工现场安装定位。下翼缘混凝土板浇筑时，需现场搭设满堂红脚手架以支撑模板，存在现场作业及施工难度较大等问题，同时下翼缘混凝土板和下翼缘钢板的结合部由于浇注空间狭小，混凝土浇注质量难以保证，影响结合部的受力性能。另一方面，下翼缘混凝土板通过栓钉连接件(5)悬挂于波形钢腹板下方，在正弯矩作用下容易过早开裂，从而降低结构的承载力及刚度，影响结构的耐久性。这些问题都给该类结构的推广应用造成了一定的困难。
发明内容
本发明的目的是提供一种相对于传统波形钢腹板组合箱梁，现场作业量及施工难度较小、混凝土浇注质量易于保证、结构承载力、刚度和抗裂性能较高、经济性能较优的采用波形钢腹板的钢-混凝土叠合板组合梁。
本发明的技术方案如下：
采用波形钢腹板的钢-混凝土叠合板组合梁，其特征在于：由波形钢腹板、底部钢板、上翼缘钢板、纵向加劲肋、预制混凝土板、现浇混凝土层以及栓钉连接件组成。在所述的现浇混凝土层中设有现浇层纵筋和钢筋现浇层横筋。所述的预制混凝土板中预设预制板纵筋以及外伸的胡子钢筋，所述的现浇混凝土层包括现浇板纵筋和现浇层横筋。
本发明的技术特征还在于：上翼缘钢板和现浇混凝土层通过栓钉连接件完成连接，预制混凝土板和现浇混凝土层通过胡子钢筋和现浇层横筋的焊接以及其界面粘结力完成连接。
本发明相对于现有技术具有以下优点：
(1)混凝土叠合板受压，下部钢板受拉，通过组合作用充分发挥混凝土与钢材的特性，相对于传统的波形钢腹板组合梁而言，采用波形钢腹板的钢-混凝土叠合板组合梁具有刚度大、承载力高、施工方便、自重轻、抗震性能好等优点。
(2)预制混凝土板可作为现浇混凝土层的施工模板，可避免现场搭设满堂红脚手架，降低混凝土湿作业工作量和施工难度，缩短施工周期，加快施工进度。整个施工过程可以不中断桥下交通，施工快捷，综合经济效益好，是对传统波形钢腹板组合箱梁的重要改进。
(3)通过角形抗剪钢筋的抗剪作用、胡子筋的拉结作用以及预制板与现浇混凝土层的界面粘结作用形成叠合板，其整体性能良好，可保证结构在达到承载力极限状态前不发生连接破坏。
(4)通过将下翼缘混凝土板改成一整片钢板，避免了传统波形钢腹板梁下翼缘混凝土板的开裂、耐久性等问题，且省去了施加预应力的工序，施工方便、受力性能良好。
(5)采用波形钢腹板的钢-混凝土叠合板组合梁相比传统波形钢腹板组合箱梁在受力性能、施工性能得到显著改善的同时，自重大幅减轻，用钢量几乎没有增加，经济性能较优。
附图说明
图1为传统的波形钢腹板组合箱梁典型断面图。
图2为采用波形钢腹板的钢-混凝土叠合板组合梁典型断面图。
图3为钢结构工厂加工部分以及搭设后的预制板示意图。
图4为叠合板施工示意图
图5为现浇混凝土层中的钢筋网片示意图。
图6为采用波形钢腹板的钢-混凝土叠合板组合梁施工完毕后示意图。
图中：1-波形钢腹板；2-底部钢板；3-上翼缘钢板；4-纵向加劲肋；5-栓钉连接件；6-预制混凝土板；7-预制板纵筋；8-胡子钢筋；9-现浇混凝土层；10-现浇层纵筋；11-现浇层横筋；12-悬臂施工模板；13-角形抗剪钢筋；14-传统波形钢腹板梁上翼缘；15-传统波形钢腹板梁下翼缘。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明的结构、施工过程作进一步描述。
本发明提供了一种相对于传统波形钢腹板组合箱梁，现场作业量及施工难度较小、混凝土浇注质量易于保证、结构承载力、刚度和抗裂性能较高、经济性能较优的采用波形钢腹板的钢-混凝土叠合板组合梁。如图2～6所示，该梁由波形钢腹板1、底部钢板2、上翼缘钢板3、纵向加劲肋4、预制混凝土板6、现浇混凝土层9以及栓钉连接件5组成；纵向加劲肋4焊接于底部钢板2上；预制混凝土板6搭设于上翼缘钢板3上，作为现浇混凝土层9浇筑施工时的模板，并与现浇混凝土层9形成叠合板共同参与受力。在所述的现浇混凝土层9中设有现浇层纵筋10和现浇层横筋11。在所述的预制混凝土板6中预设预制板纵筋7、角形抗剪钢筋13以及外伸的胡子钢筋8，所述的现浇混凝土层9包括现浇层纵筋10和现浇层横筋11。上翼缘钢板3和现浇混凝土层9通过栓钉连接件5完成连接，预制混凝土板6和现浇混凝土层9之间通过角形抗剪钢筋13、胡子钢筋8以及其界面粘结力完成连接。
本发明的施工工序为：
本发明所述的采用波形钢腹板的钢混凝土叠合板组合梁的施工工序由钢结构加工拼接、预制混凝土板的搭设与连接、现浇混凝土层的浇筑。在工厂将波形钢腹板1与上翼缘钢板3、底部钢板2焊接在一起，在底部钢板2上焊接纵向加劲肋4，在上翼缘钢板3上方熔焊栓钉连接件5。将加工好的钢构件运至施工现场并吊装，随后进行预制混凝土板6的搭设与连接(以图3为例进行说明)。其制作方法如下：预制混凝土板6在工厂加工时将纵筋外伸作为胡子钢筋8、角形抗剪钢筋13以及预制板纵筋7，施工时首先将预制混凝土板6吊装就位，利用上翼缘钢板3作为支点架设悬臂施工模板12。上述步骤完成后，开始浇筑现浇混凝土层9(以图4为例进行说明)，步骤如下：铺设现浇层纵筋10与现浇层横筋11并进行绑扎，以预制混凝土板6和悬臂施工模板12作为模板，浇筑混凝土，完成现浇混凝土层9的施工后，拆除悬臂施工模板12，最后形成如图6所示的采用波形钢腹板的钢-混凝土叠合板组合梁。

Claims (4)

1.一种采用波形钢腹板的钢-混凝土叠合板组合梁，其特征在于：由波形钢腹板(1)、底部钢板(2)、上翼缘钢板(3)、纵向加劲肋(4)、预制混凝土板(6)、现浇混凝土层(9)以及栓钉连接件(5)组成；波形钢腹板(1)与底部钢板(2)、上翼缘钢板(3)焊接连接；纵向加劲肋(4)焊于底部钢板(2)上，栓钉连接件(5)焊接于上翼缘钢板(3)上方；预制混凝土板(6)搭设于上翼缘钢板(3)上，并与现浇混凝土层(9)形成叠合板；在所述的现浇混凝土层(9)中设有现浇层纵筋(10)和现浇层横筋(11)。
2.根据权利要求1所述的采用波形钢腹板的钢-混凝土叠合板组合梁，其特征在于：所述的预制混凝土板(6)中预设预制板纵筋(7)、角形抗剪钢筋(13)以及外伸的胡子钢筋(8)，所述的现浇混凝土层(9)包括现浇层纵筋(10)和现浇层横筋(11)。
3.根据权利要求2所述的采用波形钢腹板的钢-混凝土叠合板组合梁，其特征在于：上翼缘钢板(3)和现浇混凝土层(9)通过栓钉连接件(5)完成连接，预制混凝土板(6)和现浇混凝土层(9)之间通过角形抗剪钢筋(13)、胡子钢筋(8)以及其界面粘结力完成连接。
4.一种采用波形钢腹板的钢-混凝土叠合板组合梁的施工方法，包括钢结构加工拼接、预制混凝土板的搭设与连接、现浇混凝土层的浇筑的步骤，具体如下：
a.在工厂将波形钢腹板(1)与上翼缘钢板(3)、底部钢板(2)焊接在一起，在底部钢板(2)上焊接纵向加劲肋(4)，在上翼缘钢板(3)上方熔焊栓钉连接件(5)；
b.将加工好的钢构件运至施工现场并吊装，随后进行预制混凝土板(6)的搭设与连接：预制混凝土板(6)在工厂加工时将纵筋外伸作为胡子钢筋(8)、角形抗剪钢筋(13)以及预制板纵筋(7)，施工时首先将预制混凝土板(6)吊装就位，利用上翼缘钢板(3)作为支点架设悬臂施工模板(12)；
c.开始浇筑现浇混凝土层9，步骤如下：铺设现浇层纵筋(10)与现浇层横筋(11)并进行绑扎，以预制混凝土板(6)和悬臂施工模板(12)作为模板，浇筑混凝土，完成现浇混凝土层(9)的施工后，拆除悬臂施工模板(12)，最后形成采用波形钢腹板的钢-混凝土叠合板组合梁。
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