CN105064198A - 半预制装配式波形钢腹板组合箱梁及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本方发明公开一种半预制装配式波形钢腹板组合箱梁及其制备方法，包括有工字梁单元、顶板湿接缝和底板湿接缝，所述工字梁单元由顶板、波形钢腹板和底板组成，所述顶板下表面的凸起位置垂直的设置有波形钢腹板，波形钢腹板下端连接所述底板，所述顶板的长度大于底板的长度；所述工字梁单元为两个，左右对称设置，在两个工字梁单元的顶板之间设置有顶板湿接缝，两个工字梁单元的底板之间设置有底板湿接缝。横向湿接缝采用波形钢板与混凝土组合结构，有效避免了顶、底板下缘混凝土开裂的问题；工字梁单元接缝端设置成“L”型截面结构，即顶板长度大于底板长度的工字型结构，降低了现场施工的难度，且便于下缘波形钢腹板的搭设与连接。
Description
技术领域
本方发明涉及一种公路或铁路桥梁施工用箱梁，尤其涉及一种半预制装配式波形钢腹板组合箱梁及其制备方法。
背景技术
波形钢腹板预应力混凝土组合梁是以波形钢板代替混凝土作为箱梁腹板的另一种新型桥梁结构形式。其构造简单，结构受力明确，且用波形钢腹板承受剪应力，可避免预应力混凝土箱梁桥常见的腹板开裂问题。波形钢腹板存在手风琴效应，可减少混凝土收缩徐变的影响，且可使纵向预应力充分施加在混凝土顶、底板上。此外，与传统的预应力混凝土箱梁桥相比，波形钢腹板预应力混凝土箱梁具有自重轻、现场作业少、造型美观等优点，是一种经济、合理、高效的结构形式。
公知的预制拼装波形钢腹板组合箱梁主要有两种形式，一种是通过工厂预制波形钢腹板预应力混凝土工字梁，运输安装于桥墩上，横向的预留钢筋、横隔板及横隔梁通过现浇混凝土连接形成闭合箱梁，但是采用此操作方式后浇筑的顶底板需要支撑模板，现场施工作业难度大，且后浇筑湿接缝混凝土与预制混凝土梁的龄期不同，因收缩徐变的差异易产生裂缝。另一种是在相邻两工字梁单元的顶板湿接缝和底板湿接缝下端面分别连接钢板，且钢板与现浇混凝土通过剪力钉连接，采用此种操作方式组合梁剪力钉焊接量很大，且平钢板的横向刚度较小，会导致组合箱梁的桥面宽度受到限制。
有鉴于上述现有的波形钢腹板预应力混凝土组合梁存在的缺陷，本方发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型半预制装配式波形钢腹板组合箱梁及其制备方法，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本方发明。
方发明内容
本方发明的主要目的在于，克服现有的波形钢腹板预应力混凝土组合梁存在的缺陷，而提供一种新型半预制装配式波形钢腹板组合箱梁及其制备方法，简化施工操作，延长使用寿命，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。
本方发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本方发明提出的半预制装配式波形钢腹板组合箱梁，包括有工字梁单元、顶板湿接缝和底板湿接缝，
所述工字梁单元由顶板、波形钢腹板和底板组成，所述顶板下表面的凸起位置垂直的设置有波形钢腹板，波形钢腹板下端连接所述底板；
所述工字梁单元为两个，左右对称设置，所述的两个工字梁单元的顶板和底板的“L”型截面结构处分别预埋有顶板开孔钢板和底板开孔钢板。在两个工字梁单元的顶板之间设置有顶板湿接缝，两个工字梁单元的底板之间设置有底板湿接缝，开孔钢板是预埋在工字梁单元上的，与工字梁单元一起在工厂预制的。
更进一步的，前述的半预制装配式波形钢腹板组合箱梁，所述顶板湿接缝包括有顶板现浇混凝土和顶板下缘波形钢腹板，
所述顶板湿接缝的两端连接有顶板开孔钢板，在两个顶板开孔钢板的相对侧面底部之间连接设置有顶板下缘波形钢腹板，在顶板下缘波形钢腹板与两个“L”型截面结构形成的腔体内浇筑有顶板现浇混凝土。
更进一步的，前述的半预制装配式波形钢腹板组合箱梁，所述底板湿接缝包括有底板现浇混凝土和底板下缘波形钢腹板，
所述底板湿接缝的两端连接有底板开孔钢板，在两个底板开孔钢板的相对侧面底部之间连接设置有底板下缘波形钢腹板，在底板下缘波形钢腹板与两个“L”型截面结构形成的腔体内浇筑有底板现浇混凝土。
更进一步的，前述的半预制装配式波形钢腹板组合箱梁，在两个顶板开孔钢板与顶板下缘波形钢腹板相连接的位置处设置有顶板平钢板。
更进一步的，前述的半预制装配式波形钢腹板组合箱梁，在两个底板开孔钢板与底板下缘波形钢腹板相连接的位置处设置有底板平钢板。
更进一步的，前述的半预制装配式波形钢腹板组合箱梁，在两个所述顶板开孔钢板之间固定设置有顶板横向钢筋，与所述顶板横向钢筋相垂直的设置有顶板纵向钢筋；
在所述顶板开孔钢板内部贯穿有顶板贯通钢筋，所述顶板贯通钢筋与顶板横向钢筋相连接。
更进一步的，前述的半预制装配式波形钢腹板组合箱梁，在两个所述底板开孔钢板之间固定设置有底板横向钢筋，与所述底板横向钢筋相垂直的设置有底板纵向钢筋；
在所述底板开孔钢板内部贯穿有底板贯通钢筋，所述底板贯通钢筋与底板横向钢筋相连接。
半预制装配式波形钢腹板组合箱梁的制备方法，包括如下操作步骤，
(1)预制工字梁单元，并运输到施工位置，所述工字梁单元由顶板、波形钢腹板和底板组成，所述顶板下表面的凸起位置垂直的设置有波形钢腹板，波形钢腹板下端连接所述底板，所述的两个工字梁单元的顶板和底板的“L”型截面结构处分别预埋有顶板开孔钢板和底板开孔钢板。所述顶板的长度大于底板的长度；开孔钢板是预埋在工字梁单元上的，与工字梁单元一起在工厂预制的。
(2)在两个工字梁单元之间底部设置底板湿接缝；
(3)在两个工字梁单元之间顶部设置顶板湿接缝，连接固定后得到目标产物。
更进一步的，前述的半预制装配式波形钢腹板组合箱梁的制备方法，所述(2)中设置底板湿接缝时，将两端焊接有底板平钢板的底板下缘波形钢腹板放置在工字梁单元的两个底板上，并将其两端焊接在底板开孔钢板上，在底板下缘波形钢腹板上焊接底板纵向钢筋，与底板纵向钢筋相垂直的焊接底板横向钢筋，设置底板贯通钢筋并与底板横向钢筋相焊接，在形成的腔体内浇筑底板现浇混凝土，形成底板湿接缝。
更进一步的，前述的半预制装配式波形钢腹板组合箱梁的制备方法，所述(3)中设置顶板湿接缝时，将两端焊接有顶板平钢板的顶板下缘波形钢腹板放置在工字梁单元的两个顶板上，并将其两端焊接在顶板开孔钢板上，在顶板下缘波形钢腹板上焊接顶板纵向钢筋，与所述顶板纵向钢筋相垂直的焊接有顶板横向钢筋，设置顶板贯通钢筋并与顶板横向钢筋相焊接，在形成的腔体内浇筑顶板现浇混凝土，形成顶板湿接缝。
借由上述技术方案，本方发明半预制装配式波形钢腹板组合箱梁及其制备方法至少具有下列优点：
本方发明的半预制装配式波形钢腹板组合箱梁与现有的预制拼装波形钢腹板组合箱梁相比，横向湿接缝采用波形钢板与混凝土组合结构，有效避免了顶、底板下缘混凝土开裂的问题；工字梁单元接缝端设置成“L”型截面结构，即顶板长度大于底板长度的工字型结构，降低了现场施工的难度，且便于下缘波形钢腹板的搭设与连接；顶板、底板下缘波形钢腹板可作为横向支撑，减少了现场施工临时模板搭设，有效的缩短了施工周期；顶板、底板下缘波形钢腹板采用波形构造，大大增加了结构横向刚度，增大了组合箱梁横向跨越能力；下缘波形钢板上焊接纵向钢筋，减少了通过剪力钉连接大量的焊接工作；顶板湿接缝和底板湿接缝下缘分别采用顶板下缘波形钢腹板、底板下缘波形钢腹板，减少了混凝土用量，有效的减少结构自重。
上述说明仅是本方发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本方发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本方发明的较佳实施例详细说明如后。
附图说明
图1为本方发明半预制装配式波形钢腹板组合箱梁断面示意图；
图2为底板湿接缝剖面图；
图3为底板湿接缝下缘波形钢腹板两端连接的结构示意图。
图中标记含义：1.工字梁单元，2.顶板湿接缝，2-1.顶板现浇混凝土，2-2.顶板下缘波形钢腹板，2-3.顶板横向钢筋，2-4.顶板纵向钢筋，2-5.顶板平钢板，2-6.顶板贯通钢筋3.底板湿接缝，3-1.底板现浇混凝土，3-2.底板下缘波形钢腹板，3-3.底板横向钢筋，3-4.底板纵向钢筋，3-5.底板平钢板，3-6.底板贯通钢筋，4.顶板，5.波形钢腹板，6.底板，7.顶板开孔钢板，8.底板开孔钢板。
具体实施方式
为更进一步阐述本方发明为达成预定方发明目的所采取的技术手段及功效,对依据本方发明提出的半预制装配式波形钢腹板组合箱梁及其制备方法其具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。
实施例1
如图1～3所示的本方发明的半预制装配式波形钢腹板组合箱梁，包括有工字梁单元1、顶板湿接缝2、顶板现浇混凝土2-1、顶板下缘波形钢腹板2-2、顶板横向钢筋2-3、顶板纵向钢筋2-4、顶板平钢板2-5、顶板贯通钢筋2-6、底板湿接缝3、底板现浇混凝土3-1、底板下缘波形钢腹板3-2、底板横向钢筋3-3、底板纵向钢筋3-4、底板平钢板3-5、底板贯通钢筋3-6、顶板4、波形钢腹板5和底板6、顶板开孔钢板7、底板开孔钢板8。
本方发明的半预制装配式波形钢腹板组合箱梁，其中工字梁单元1由顶板4、波形钢腹板5、底板6、顶板开孔钢板7和底板开孔钢板8组成，顶板4水平设置，下表面的凸起位置处垂直的设置有波形钢腹板5，波形钢腹板5下端连接底板6。
组成本方发明的半预制装配式波形钢腹板组合箱梁其中工字梁单元1为两个，左右对称设置，两个工字梁单元1的顶板4和底板6相对应侧端部设置成“L”型截面构造，并在“L”型截面构造处分别预埋有顶板开孔钢板7和底板开孔钢板8。在两个工字梁单元1的顶板4之间设置有顶板湿接缝2，两个工字梁单元1的底板6之间设置有底板湿接缝3。
顶板湿接缝2包括有顶板现浇混凝土2-1、顶板下缘波形钢腹板2-2、顶板横向钢筋2-3、顶板纵向钢筋2-4、顶板平钢板2-5、顶板贯通钢筋2-6。顶板湿接缝2的两端连接有顶板开孔钢板7，其中顶板开孔钢板7是预埋在工字梁单元1上的，在两个顶板开孔钢板7的相对侧面底部之间连接设置有顶板下缘波形钢腹板2-2，在两个顶板开孔钢板7与顶板下缘波形钢腹板2-2相连接的位置处焊接设置有顶板平钢板2-5，其作用是防止混凝土漏浆且可加强端部节点刚度。在两个顶板开孔钢板7之间固定设置有顶板横向钢筋2-3，与顶板横向钢筋2-3相垂直的设置有顶板纵向钢筋2-4；在顶板开孔钢板7内部贯穿有顶板贯通钢筋2-6，顶板贯通钢筋2-6与顶板横向钢筋2-3相连接。顶板横向钢筋2-3与顶板纵向钢筋2-4焊接形成钢筋骨架，避免了通过剪力钉连接大量的焊接工作，整体结构受理均衡，更加稳固。在顶板下缘波形钢腹板2-2与两个“L”型截面结构形成的腔体内浇铸有顶板现浇混凝土2-1。
底板湿接缝3包括有底板现浇混凝土3-1、底板下缘波形钢腹板3-2、底板横向钢筋3-3、底板纵向钢筋3-4、底板平钢板3-5、底板贯通钢筋3-6。底板湿接缝3的两端连接有底板开孔钢板8，底板开孔钢板8是预埋在工字梁单元1上的，在两个底板开孔钢板8的相对侧面底部之间连接设置有底板下缘波形钢腹板3-2，在两个底板开孔钢板8与底板下缘波形钢腹板3-2相连接的位置处设置有底板平钢板3-5，其作用是防止混凝土漏浆且可加强端部节点刚度。在两个底板开孔钢板8之间固定设置有底板横向钢筋3-3，与底板横向钢筋3-3相垂直的设置有底板纵向钢筋3-4；在底板开孔钢板8内部贯穿有底板贯通钢筋3-6，底板贯通钢筋3-6与底板横向钢筋3-3相焊接，形成钢筋骨架，在底板下缘波形钢腹板3-2与两个“L”型截面结构之间形成的腔体内浇铸有底板现浇混凝土3-1。
顶板下缘波形钢腹板2-2和底板下缘波形钢腹板3-2的结构如图2和3所示，为中间间隔的设置有凸起和凹槽的板状结构，采用此种结构设置，能够在保证使用强度的同时最大限度的减少混凝土的用量，减轻结构自重。
半预制装配式波形钢腹板组合箱梁的制备方法，具体包括如下操作步骤，
(1)预制工字梁单元1，并运输到施工位置，工字梁单元1由顶板4、波形钢腹板5和底板6组成，顶板4下表面的凸起位置垂直的设置有波形钢腹板5，波形钢腹板5下端连接底板6，两个工字梁单元1的顶板4和底板6相对应侧端部设置成“L”型截面构造，并在“L”型截面构造处分别预埋有顶板开孔钢板7和底板开孔钢板8，顶板4的长度大于底板6的长度；
(2)在两个工字梁单元1之间底部设置底板湿接缝3，设置底板湿接缝，3时将两端焊接有底板平钢板3-5的底板下缘波形钢腹板3-2放置在工字梁单元1的两个底板6上，并将其两端焊接在底板开孔钢板8上，在底板下缘波形钢腹板3-2上焊接底板纵向钢筋3-4，与底板纵向钢筋3-4相垂直的焊接底板横向钢筋3-3，设置底板贯通钢筋3-6并与底板横向钢筋3-3相焊接，在形成的腔体内浇筑底板现浇混凝土3-1，形成底板湿接缝3；
(3)在两个工字梁单元1之间顶部设置顶板湿接缝2，设置顶板湿接缝2时，将两端焊接有顶板平钢板2-5的顶板下缘波形钢腹板2-2放置在工字梁单元1的两个顶板4上，并将其两端焊接在顶板开孔钢板7上，在顶板下缘波形钢腹板2-2上焊接顶板纵向钢筋2-4，与顶板纵向钢筋2-4相垂直的焊接有顶板横向钢筋2-3，设置顶板贯通钢筋2-6并与顶板横向钢筋2-4相焊接，在形成的腔体内浇筑顶板现浇混凝土2-1，形成顶板湿接缝2，连接固定后形成整体的波形钢腹板组合箱梁。
以上所述，仅是本方发明的较佳实施例而已，并非对本方发明作任何形式上的限制，虽然本方发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本方发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本方发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本方发明技术方案的内容，依据本方发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本方发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种半预制装配式波形钢腹板组合箱梁，其特征在于：包括有工字梁单元(1)、顶板湿接缝(2)和底板湿接缝(3)，
所述工字梁单元(1)由顶板(4)、波形钢腹板(5)和底板(6)组成，所述顶板(4)下表面的凸起位置垂直的设置有波形钢腹板(5)，波形钢腹板(5)下端连接所述底板(6)；
所述工字梁单元(1)为两个，左右对称设置，所述两个工字梁单元(1)的顶板(4)和底板(6)相对应侧端部均设置成“L”型截面构造，并在“L”型截面构造处分别预埋有顶板开孔钢板(7)和底板开孔钢板(8)，在两个工字梁单元(1)的顶板(4)之间设置有顶板湿接缝(2)，两个工字梁单元(1)的底板(6)之间设置有底板湿接缝(3)。
2.根据权利要求1所述的半预制装配式波形钢腹板组合箱梁，其特征在于：所述顶板湿接缝(2)包括有顶板现浇混凝土(2-1)和顶板下缘波形钢腹板(2-2)，
所述顶板湿接缝(2)的两端连接有顶板开孔钢板(7)，在两个顶板开孔钢板(7)的相对侧面底部之间连接设置有顶板下缘波形钢腹板(2-2)，在顶板下缘波形钢腹板(2-2)与两个“L”型截面结构形成的腔体内浇筑有顶板现浇混凝土(2-1)。
3.根据权利要求1所述的半预制装配式波形钢腹板组合箱梁，其特征在于：所述底板湿接缝(3)包括有底板现浇混凝土(3-1)和底板下缘波形钢腹板(3-2)，
所述底板湿接缝(3)的两端连接有底板开孔钢板(8)，在两个底板开孔钢板(8)的相对侧面底部之间连接设置有底板下缘波形钢腹板(3-2)，在底板下缘波形钢腹板(3-2)与两个“L”型截面结构形成的腔体内浇筑有底板现浇混凝土(3-1)。
4.根据权利要求2所述的半预制装配式波形钢腹板组合箱梁，其特征在于：在两个顶板开孔钢板(7)与顶板下缘波形钢腹板(2-2)相连接的位置处设置有顶板平钢板(2-5)。
5.根据权利要求3所述的半预制装配式波形钢腹板组合箱梁，其特征在于：在两个底板开孔钢板(8)与底板下缘波形钢腹板(3-2)相连接的位置处设置有底板平钢板(3-5)。
6.根据权利要求2或4所述的半预制装配式波形钢腹板组合箱梁，其特征在于：在两个所述顶板开孔钢板(7)之间固定设置有顶板横向钢筋(2-3)，与所述顶板横向钢筋(2-3)相垂直的设置有顶板纵向钢筋(2-4)；
在所述顶板开孔钢板(7)内部贯穿有顶板贯通钢筋(2-6)，所述顶板贯通钢筋(2-6)与顶板横向钢筋(2-3)相连接。
7.根据权利要求3或5所述的半预制装配式波形钢腹板组合箱梁，其特征在于：在两个所述底板开孔钢板(8)之间固定设置有底板横向钢筋(3-3)，与所述底板横向钢筋(3-3)相垂直的设置有底板纵向钢筋(3-4)；
在所述底板开孔钢板(8)内部贯穿有底板贯通钢筋(3-6)，所述底板贯通钢筋(3-6)与底板横向钢筋(3-3)相连接。
8.半预制装配式波形钢腹板组合箱梁的制备方法，其特征在于：包括如下操作步骤，
(1)预制工字梁单元(1)，并运输到施工位置，所述工字梁单元(1)由顶板(4)、波形钢腹板(5)、底板(6)、顶板开孔钢板(7)和底板开孔钢板(8)组成，所述顶板(4)下表面的凸起位置垂直的设置有波形钢腹板(5)，波形钢腹板(5)下端连接所述底板(6)，所述的两个工字梁单元(1)的顶板(4)和底板(6)相对应侧端部设置成“L”型截面构造，并在“L”型截面构造处分别预埋有顶板开孔钢板(7)和底板开孔钢板(8)；
(2)在两个工字梁单元(1)之间底部设置底板湿接缝(3)；
(3)在两个工字梁单元(1)之间顶部设置顶板湿接缝(2)，连接固定后得到目标产物。
9.根据权利要求8所述的半预制装配式波形钢腹板组合箱梁的制备方法，其特征在于：所述(2)中设置底板湿接缝(3)时，将两端焊接有底板平钢板(3-5)的底板下缘波形钢腹板(3-2)放置在工字梁单元(1)的两个底板(6)上，并将其两端焊接在底板开孔钢板(8)上，在底板下缘波形钢腹板(3-2)上焊接底板纵向钢筋(3-4)，与底板纵向钢筋(3-4)相垂直的焊接底板横向钢筋(3-3)，设置底板贯通钢筋(3-6)并与底板横向钢筋(3-3)相焊接，在形成的腔体内浇筑底板现浇混凝土(3-1)，形成底板湿接缝(3)。
10.根据权利要求8所述的半预制装配式波形钢腹板组合箱梁的制备方法，其特征在于：所述(3)中设置顶板湿接缝(2)时，将两端焊接有顶板平钢板(2-5)的顶板下缘波形钢腹板(2-2)放置在工字梁单元(1)的两个顶板(4)上，并将其两端焊接在顶板开孔钢板(7)上，在顶板下缘波形钢腹板(2-2)上焊接顶板纵向钢筋(2-4)，与所述顶板纵向钢筋(2-4)相垂直的焊接有顶板横向钢筋(2-3)，设置顶板贯通钢筋(2-6)并与顶板横向钢筋(2-3)相焊接，在形成的腔体内浇筑顶板现浇混凝土(2-1)，形成顶板湿接缝(2)。
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