CN103422615B - 钢管混凝土完全组合梁及制造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及土木工程中的组合梁，公开了一种钢管混凝土完全组合梁及制造工艺。钢管混凝土完全组合梁，包括钢管（1）、钢管（1）内的混凝土（2）、钢腹板以及底板（4），所述的钢腹板为波形钢腹板（3），波形钢腹板（3）设置在钢管（1）与底板（4）之间，钢管（1）端部设置封头板，波形钢腹板（3）与钢管（1）采用弧线型焊缝焊接。工艺包括振动浇筑钢管（1）内混凝土（2）、混凝土带压凝固、波形钢腹板（3）与钢管（1）焊接、底板焊接。本发明解决了混凝土与钢管连接时存在间隙的问题，在荷载作用初始阶段钢管不能完全发挥作用，达到了钢管混凝土组合结构完全组合的最佳状态。

Description

钢管混凝土完全组合梁及制造工艺

技术领域

本发明涉及土木工程中的组合梁，尤其涉及了一种钢管混凝土完全组合梁及制造工艺。

背景技术

目前，在钢管混凝土组合梁中，钢管内浇筑混凝土时，在混凝土凝固后会发生收缩与徐变，混凝土的体积减小，从而导致钢管与混凝土之间存在空隙，钢管与混凝土无法紧密连接。当钢管与混凝土紧密连接时，其组合结构的承载力能够明显超过钢管承载力与混凝土承载力的之和，而当钢管与混凝土之间存在空隙时，其组合结构的实际承载力能反而小于钢管承载力与混凝土承载力的之和。因此，如何使得钢管与混凝土之间的紧密连接，提高组合的结构的承载力，达到真正的1+1＞2的效果，一直是行业中的无法解决的问题。

发明内容

本发明针对现有技术中钢管内浇筑混凝土时，在混凝土凝固后会发生收缩与徐变，混凝土的体积减小，从而导致钢管与混凝土之间存在空隙，影响组合结构的承压性能等缺点，提供了一种采用具有良好抗剪性能的波形钢腹板作为腹板，同时钢管浇筑预压式混凝土，波形钢腹板与钢管通过弧线形的焊缝焊接，使得与普通的直钢板相比，焊缝长度的增加，更有利于钢管发生横向以及纵向收缩，从而进一步将预压式混凝土抱紧，预压时将部分反作用力施加在钢管上，从而达到钢管受拉的预应力状态，达到钢管与混凝土的紧密接触，使混凝土实现真正的三向受力，达到钢管与混凝土的紧密接触，使构件在荷载作用下达到相互作用的完全组合状态的钢管混凝土完全组合梁及制造工艺。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

钢管混凝土完全组合梁，包括钢管、钢管内的混凝土、钢腹板以及底板，所述的钢腹板为波形钢腹板，波形钢腹板设置在钢管与底板之间，钢管端部设置封头板，波形钢腹板与钢管采用弧线型焊缝焊接。

作为优选，所述的钢管为一根或两根。

作为优选，所述的底板为钢板、钢管或钢绞索中的一种或一种以上的组合。

作为优选，所述的钢管或钢管端部上有排水或排气的孔。

作为优选，所述的混凝土为预压式混凝土。

作为优选，所述的钢管管壁上设有加压压浆头。

钢管混凝土完全组合梁制造工艺，包含如下工艺：焊钢管封头板、振动浇筑钢管内混凝土、放置另一端封头板并加压、焊接封头板、混凝土带压凝固、波形钢腹板与钢管焊接、底板焊接。

作为优选，所述的混凝土带压凝固初凝前或终凝后，通过钢管管壁上设有的加压压浆头对钢管内进行压浆。

作为优选，所述的振动浇筑钢管内混凝土时，采用悬挂钢管管壁振动或变频振动。上述变频振动，包括以下步骤：

a、倒入混凝土；

b、通过调频振动找出引起不同粒径骨料共振的两组以上的最佳频率f1、f2……；

c、找出f1、f2……对应的最佳振幅A1、A2……；

d、以上述f1对应A1、f2对应A2……，以最佳频率f1、f2……上下波动10%以内，最佳振幅A1、A2……上下波动10%以内，依次振动混凝土。

最佳频率f1、f2……由于受混凝土地方材料、施工环境、施工人员等不定因素影响，实际测得的最佳频率f1、f2……允许有±10%的波动范围。同理，最佳振幅A1、A2……也允许有±10%的波动范围。

作为优选，所述的混凝土带压凝固，加压时，压力机的油缸外壳与钢管相连，预压时将部分反作用力施加在钢管上，从而达到钢管受拉的预应力状态，达到钢管与混凝土的紧密接触，使混凝土实现真正的三向受力。

混凝土带压凝固后焊接波形钢腹板，波形钢腹板与钢管连接处的焊缝的为弧形，能使焊接在钢管外侧的弧形焊缝施加的焊缝收缩应力，焊缝收缩应力包括轴向与径向的，能够进一步将钢管抱紧。

本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：由于混凝土收缩与徐变，而钢管存在弹性变形，使二者之间存在间隙，在荷载作用初始阶段钢管不能完全发挥作用，本结构解决了钢管混凝土组合结构中，钢管与混凝土的“假象组合”的通病，达到了钢管混凝土组合结构完全组合的最佳状态。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图。

图2是本发明实施例2的结构示意图。

以上附图中各数字标号所指代的部位名称如下：其中1—钢管、2—混凝土、3—波形钢腹板、4—底板。

具体实施方式

下面结合附图1至图2与实施例对本发明作进一步详细描述：

实施例1

钢管混凝土完全组合梁，如图1所示，包括钢管1、钢管1内的混凝土2、钢腹板以及底板4，所述的钢腹板为波形钢腹板3，波形钢腹板3设置在钢管1与底板4之间，钢管1端部设置封头板，波形钢腹板3与钢管1采用弧线型焊缝焊接。由于钢管1的表面为弧线形，波形钢腹板3的连接边为波形，因此，波形钢腹板3与钢管1的焊接时，其焊接的焊缝为弧线型，弧线形焊接增加焊缝长度，有利于钢管1发生横向以及纵向收缩，从而进一步将预压式混凝土2抱紧，达到钢管与混凝土的紧密接触，使构件在荷载作用下达到相互作用的完全组合状态。

钢管1为一根。底板4为钢板。钢管1或钢管端部上有排水或排气的孔。排水或排气的孔也可以设置在封头板上，在钢管1上设置排水或排气的孔，使钢管内的混凝土在凝固的过程中产生的水、气能够通过与其接近的孔排出，混凝土凝固阶段，基本封闭的钢管能够限制水份蒸发，有利于混凝土凝固。混凝土完全凝固后，由于湿度较高的混凝土不利于抗压，所以多余的水份从气孔蒸发。

混凝土2为预压式混凝土。预压混凝土是在浇筑混凝土时采用变频振动，并在初凝前加压，使混凝土呈压应力状态，环抱的钢管呈拉应力状态。

钢管1管壁上设有加压压浆头。对钢管1内的混凝土进行压浆可以在混凝土初凝前进行，也可以在混凝土凝结后进行，还可以在钢管1与波形钢腹板3焊接后进行。压浆后，混凝土2与钢管1之间的空隙都被填满，有利于钢管1与混凝土2的紧密连接，大大提高了组合结构的结构强度。

钢管混凝土完全组合梁制造工艺，包含如下工艺：焊钢管封头板、振动浇筑钢管1内混凝土2、放置另一端封头板并加压、焊接封头板、混凝土带压凝固、波形钢腹板3与钢管1焊接、底板焊接。

混凝土带压凝固初凝前或终凝后，通过钢管1管壁上设有的加压压浆头对钢管1内进行压浆。实际制造中，可以先对钢腹板与钢管焊接，然后进行混凝土带压凝固，也可以先进行混凝土带压凝固，然后对钢腹板与钢管焊接。底板可以先与波形钢腹板3焊接，也可以在波形钢腹板3与钢管1焊接之后焊接。

振动浇筑钢管1内混凝土2时，采用悬挂钢管1管壁振动或变频振动。当钢管1内灌入混凝土2后，将钢管1悬挂吊起，然后对钢管1管壁进行振动或变频振动，与传统振动方式相比，采用悬挂振动，更加有利于混凝土密实，减小混凝土2与钢管1之间的间隙，使得混凝土2与钢管1连接更加紧密。混凝土带压凝固，加压时，压力机的油缸外壳与钢管1相连。压力机的油缸外壳与钢管1相连，因此在加压的过程中，钢管1有被向上拉起拉薄的趋势，混凝土2有被下压的趋势，钢管1与混凝土2产生相对运动，更加有利于混凝土的压紧。

实施例2

钢管混凝土完全组合梁，如图2所示，本实施例与实施例1的不同在于，钢管1为两根。采用两个并排的钢管1，对钢管混凝土完全组合梁结构来说，提高了组合结构的抗剪性能。底板4为钢板与钢绞索的的组合。

钢管混凝土完全组合梁制造工艺，包含如下工艺：焊钢管封头板、振动浇筑钢管1内混凝土2、放置另一端封头板并加压、焊接封头板、混凝土带压凝固、波形钢腹板3与钢管1焊接、底板焊接。

混凝土带压凝固初凝前或终凝后，通过钢管1管壁上设有加压压浆头对钢管1内进行压浆。实际制造中，可以先对钢腹板与钢管焊接，然后进行混凝土带压凝固，也可以先进行混凝土带压凝固，然后对钢腹板与钢管焊接。底板可以先与波形钢腹板3焊接，也可以在波形钢腹板3与钢管1焊接之后焊接。

振动浇筑钢管1内混凝土2时，采用悬挂钢管1管壁振动或变频振动。当钢管1内灌入混凝土2后，将钢管1悬挂吊起，然后对钢管1管壁进行振动或变频振动，与传统振动方式相比，采用悬挂振动，更加有利于混凝土密实，减小混凝土2与钢管1之间的间隙，使得混凝土2与钢管1连接更加紧密。混凝土带压凝固，加压时，压力机的油缸外壳与钢管1相连。压力机的油缸外壳与钢管1相连，因此在加压的过程中，钢管1呈受拉状态，混凝土2呈受压状态，钢管1与混凝土2产生相对运动，更加有利于混凝土的压紧。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (1)

1.钢管混凝土完全组合梁制造工艺，其特征在于：包含如下工艺：焊钢管封头板、振动浇筑钢管(1)内混凝土(2)、放置另一端封头板并加压、焊接封头板、混凝土带压凝固、波形钢腹板(3)与钢管(1)焊接、底板焊接，所述的混凝土带压凝固初凝前或终凝后，通过钢管(1)管壁上设有的加压压浆头对钢管(1)内进行压浆，所述的振动浇筑钢管(1)内混凝土(2)时，采用悬挂钢管(1)管壁振动或变频振动，所述的混凝土带压凝固，加压时，压力机的油缸外壳与钢管(1)相连；

所述的变频振动，包括以下步骤：

a、倒入混凝土；

b、通过调频振动找出引起不同粒径骨料共振的两组以上的最佳频率f1、f2……；

c、找出f1、f2……对应的最佳振幅A1、A2……；

d、以上述f1对应A1、f2对应A2……，以最佳频率f1、f2……上下波动10％以内，最佳振幅A1、A2……上下波动10％以内，依次振动混凝土。