CN105350440A - 一种钢-混组合梁的y形钢构件 - Google Patents

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魏建东
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01DCONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D2/00Bridges characterised by the cross-section of their bearing spanning structure
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01DCONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D2101/00Material constitution of bridges
    • E01D2101/30Metal

Abstract

本发明公开了一种钢-混组合梁的Y形钢构件,属于桥梁工程领域。该Y形钢构件包括上翼板、下翼板,及其连接两者的腹板,上翼板的两侧部分水平,中间部分下凹,上翼板与其下的腹板组合在一起后形似Y。Y形钢构件上翼板的上表面有抗剪连接件,在Y形钢构件的上方浇筑混凝土后,可形成组合梁。该组合梁减小了在同等梁高情况下钢腹板的高度,在顶板与腹板的交接处不必再加设斜板或斜撑。该Y形钢构件提高了截面的抗扭刚度和抗弯刚度,减少了扭转应力和畸变应力,并且使力线过渡比较均匀,同时提高了构件的抗剪强度,桥面板与主梁间不易发生相对错动。

Description

一种钢-混组合梁的Y形钢构件
技术领域
[0001] 本发明涉及一种钢-混组合梁的Υ形钢构件,属于桥梁工程领域。
背景技术
[0002] 钢-混组合梁是在钢结构和混凝土结构基础上发展起来的一种结构型式。它主要通过在钢梁和混凝土翼缘板之间设置剪力连接件(栓钉、槽钢、弯筋等),抵抗两者在交界面处的掀起及相对滑移,使之成为一个整体而共同工作。其中钢构件部分位于梁的下部,混凝土部分位于上部,充分利用了钢材的高抗拉强度,只将抗拉能力极低的混凝土材料布置在受压区,合理利用了两种材料的特性,降低了造价。
[0003] 钢-混组合梁同钢筋混凝土梁相比,可以减轻结构自重,减小地震作用,减小截面尺寸,增加有效使用空间,节省支模工序和模板,缩短施工周期。同钢梁相比,可以减小用钢量,增加稳定性和整体性,增强结构抗火性和耐久性,大大地增强了梁的刚度。钢-混组合梁在桥梁工程中也得到广泛应用,是桥梁轻型化发展及满足快速施工要求的一个重要方向。
[0004] 但是钢-混组合梁的腹板较高,结构容易丧失稳定性,发生屈曲。且上翼板和腹板在接触面处,截面特性突变,抗扭刚度较差。作为受弯构件的钢-混组合梁,钢与混凝土交界面位于剪力最大处,而交界面恰为薄弱面,导致抗剪能力差。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的不足和问题,提供了一种钢-混组合梁的Υ形钢构件。该构件上翼板的两侧部分水平,中间部分下凹,上翼板与其下的腹板组合在一起后形似Υ。下凹部分可以是三角形(如图2所示)、矩形、梯形(如图3所示),以及各种形式的曲线形(如图1所示),减小了在同等梁高情况下钢腹板的高度,增强结构稳定性,在顶板与腹板的交接处不必再加设斜板或斜撑,使力线过渡比较均匀,提高抗扭刚度。
[0006] 进一步地,上翼板上有抗剪连接件。不但上翼板的水平段有抗剪连接件,下凹段也有,下凹段最底部有竖向的长抗剪连接件,可以深入桥面板。抗剪连接件也是组合梁的必备组件,它增加了构件的抗剪强度,使得桥面板与主梁间不易发生相对错动。
[0007] 进一步地,沿构件纵向分布有横向的钢筋或钢板条,连接上翼板两侧的水平段。使下凹区域内的混凝土受到侧向约束,提高抗压能力,充分利用材料性能,提高钢-混组合梁的抗弯能力。
[0008] 还可以采取其它方式,将上翼缘板中部下凹部分的两侧连接起来,比如可在两侧等高位置开孔,穿入短钢筋条后再焊接。
[0009] 为了减小本发明的维护费用,可以采用耐候钢;腹板可以向上进入上翼板的下凹区,甚至进入水平段上方,此时腹板上可以开孔,插入横向钢筋,可进一步提高钢-混组合梁的抗剪能力;此外,为进一步提高构件的极限承载力,可在腹板上增加加劲肋;下凹段的底部可采用圆弧;在连接钢筋和钢板条的下方布置纵向钢筋(如图4所示),可以更好地约束下凹区域内的混凝土,使下凹部分内的混凝土相当于钢管混凝土,提高组合梁上部的抗压能力,从而提高组合梁的的承载力。
[0010] 与现有技术相比,采用本发明具有以下有益效果:
1.该钢构件提高了钢-混组合梁的抗剪强度;
2.高度相对较低的腹板增强了结构稳定性,并提高了极限承载力;
3.此类主梁形式提高了截面的抗扭刚度和抗弯刚度,使力线过渡比较均匀,减少了扭转应力和畸变应力;
4.下凹区域内混凝土受到约束,强度得到提高,充分利用材料性能,提高了钢-混组合梁的抗弯能力。
[0011] 5.该钢构件制作简单,与一般的组合梁相比较,费用增加少。
附图说明
[0012] 图1是曲线形上翼缘截面示意图;
图2是V形上翼缘截面示意图;
图3是梯形上翼缘截面示意图;
图4是带连接钢板条的上翼缘截面示意图;
附图中:1—上翼板,2—腹板,3—下翼板,4—栓钉,5—长栓钉,6—混凝土,7—钢筋,8—连接钢板条。
具体实施方式
[0013] 以下是本发明的具体实施例,并结合附图对本发明的技术方案进行了描述,但本发明并不限于这些实施例。
[0014] 实施例一
本实施例对应的示意图见图1。钢-混组合梁由混凝土(6)和Y形钢构件组成,Y形钢构件包括下翼板(3)、上翼板(1)及连接两者的腹板(2),在上翼板(1)的两侧部分水平,中间部分下凹成曲线形,上翼板(1)的上表面有栓钉(4),下凹区域底部有长栓钉(5),下翼板(3 )和腹板通过焊缝连接,上翼板(1)通过钢板冷乳加工得到,与腹板(2 )通过焊缝连接,混凝土(6)内按常规钢-混组合梁配置钢筋网。
[0015] 实施例二
本实施例对应的示意图见图3。本实施例与实施例一的不同之处在于:上翼板(1)的下凹部分为梯形。下翼板(3)与腹板(2)是通过切割Η型钢得到的。所用钢材均为耐候钢。腹板(2)两侧有对应的竖向加劲肋,加劲肋为钢板条。
[0016] 实施例三
本实施例对应的示意图见图4。本实施例与实施例一的不同之处在于:上翼板(1)的下凹部分为V形,其底部为圆弧形,便于与腹板(2)焊接,也保证了焊接质量,V形的两个直边便于焊接栓钉(4),连接钢板条(8)跨越下凹部分,与两边的直线段焊接,连接钢板条(8)的下方布设有沿构件纵向的钢筋(7)。连接钢板条(8)沿构件纵向的净间距为15cm,与钢筋
(7)间采用绑扎连接。下凹部分内的混凝土受到侧向约束,极限受压能力提高,从而提高了钢-混组合梁的极限承载力。

Claims (3)

1.一种钢-混组合梁的Y形钢构件,包括上翼板、下翼板,及连接两者的腹板,其特征在于:上翼板的两侧部分水平,中间部分下凹,上翼板与其下的腹板组合在一起后形似Y。
2.根据权利要求1所述的一种钢-混组合梁的Y形钢构件,其特征在于:上翼板上有抗剪连接件。
3.根据权利要求2所述的一种钢-混组合梁的Y形钢构件,其特征在于:沿构件纵向分布有横向的钢筋或钢板条,连接上翼板两侧的水平段。
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