CN106049256A - 一种压型钢板‑波形钢腹板‑桁架组合梁及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例公开一种压型钢板‑波形钢腹板‑桁架组合梁及其施工方法，以解决现有的波形钢腹板混凝土组合梁施工难度大且上翼缘混凝土板在正弯矩作用下容易出现开裂的问题。所述组合梁，包括：第一波形钢腹板和第二波形钢腹板；在所述第一波形钢腹板和第二波形钢腹板之间固定连接有桁架结构；在第一波形钢腹板的第一上翼缘和第二波形钢腹板的第二上翼缘之间固定连接有压型钢板；在所述压型钢板上铺设有钢筋或第一钢筋网片；在铺设有所述钢筋或第一钢筋网片的所述压型钢板上预浇注有第一混凝土层。本发明适用于公路桥梁及城市高架桥的组合梁。

Description

一种压型钢板-波形钢腹板-桁架组合梁及其施工方法

技术领域

本发明涉及可应用于公路桥梁及城市高架桥的组合梁技术领域，尤其涉及一种压型钢板-波形钢腹板-桁架组合梁及其施工方法。

背景技术

传统的波形钢腹板混凝土组合梁，如图1a、图1b所示，它由上翼缘混凝土板1、下翼缘混凝土板2和两片垂直或倾斜放置的第一波形钢腹板3和第二波形钢腹板4组成，各肢波形钢腹板和上、下翼缘的钢板与在工厂焊接运至施工现场后，需要进行准确定位，施工难度大。并且上、下翼缘混凝土板浇注时，需现场搭设脚手架、支模板等，存在现场作业及施工难度较大等问题。另一方面，上、下翼缘混凝土板在正弯矩作用下容易出现开裂，裂缝会降低结构的承载力、刚度及耐久性。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

有鉴于此，本发明实施例提供一种压型钢板-波形钢腹板-桁架组合梁及其施工方法，以解决现有的波形钢腹板混凝土组合梁施工难度大且上翼缘混凝土板在正弯矩作用下容易出现开裂的问题。

第一方面，本发明实施例提供一种压型钢板-波形钢腹板-桁架组合梁，包括：

第一波形钢腹板和第二波形钢腹板；所述第一波形钢腹板的顶部固定有第一上翼缘，所述第二波形钢腹板的顶部固定有第二上翼缘；

所述第一波形钢腹板和第二波形钢腹板的板面相向且相互间隔设置；在所述第一波形钢腹板和第二波形钢腹板之间固定连接有桁架结构；

在所述第一上翼缘和所述第二上翼缘之间固定连接有压型钢板；在所述压型钢板上铺设有钢筋或第一钢筋网片；

在铺设有所述钢筋或第一钢筋网片的所述压型钢板上预浇注有第一混凝土层。

可选地，所述桁架结构包括第一矩形钢管、第二矩形钢管、第一牛腿、第二牛腿、第三牛腿、第四牛腿、第一水平支撑、第二水平支撑和斜支撑；其中，

所述第一矩形钢管固定在所述第一波形钢腹板的底部，所述第二矩形钢管固定在所述第二波形钢腹板的底部；

所述第一牛腿和第二牛腿间隔固定在所述第一矩形钢管的内侧，所述第三牛腿和第四牛腿间隔固定在所述第二矩形钢管的内侧，并且，所述第一牛腿和第三牛腿相对应，所述第二牛腿和第四牛腿的相对应；

所述第一水平支撑固定连接在所述第一牛腿和第三牛腿之间，所述第二水平支撑固定连接在所述第二牛腿和第四牛腿之间，所述斜支撑固定连接在所述第一牛腿和第四牛腿之间。

可选地，在所述第一矩形钢管和第二矩形钢管的腔体内灌注有混凝土和/或穿设有预应力筋。

可选地，在所述第一上翼缘上和第二上翼缘上分别固定有栓钉；

所述压型钢板通过所述栓钉固定在所述第一上翼缘上和所述第二上翼缘上。

可选地，在所述第一混凝土层中埋设有∩型钢筋抗剪键；

所述∩型钢筋抗剪键的端部露出所述第一混凝土层。

可选地，在所述第一混凝土层上表面铺设有第二钢筋网片；

在铺设有所述第二钢筋网片的所述第一混凝土层的上表面浇注有第二混凝土层。

第二方面，本发明实施例提供一种制作压型钢板-波形钢腹板-桁架组合梁的施工方法，包括：在工厂中，进行包括下述步骤101至步骤105的施工步骤：

步骤101、在第一波形钢腹板的顶部固定第一上翼缘，在第二波形钢腹板的顶部固定第二上翼缘；

步骤102、在所述第一波形钢腹板和第二波形钢腹板之间固定连接桁架结构；

步骤103、在所述第一上翼缘和所述第二上翼缘之间固定连接压型钢板；

步骤104、在所述压型钢板的上铺设钢筋或第一钢筋网片；

步骤105、在铺设有所述钢筋或第一钢筋网片的所述压型钢板上预浇注第一混凝土层。

可选地，所述在所述第一波形钢腹板和第二波形钢腹板之间固定连接桁架结构，包括：

在所述第一波形钢腹板的底部固定连接第一矩形钢管，在所述第二波形钢腹板的底部固定连接第二矩形钢管；

在所述第一矩形钢管的内侧间隔固定第一牛腿和第二牛腿，在所述第二矩形钢管的内侧间隔固定第三牛腿和第四牛腿，并且，使所述第一牛腿和第三牛腿相对应，使所述第二牛腿和第四牛腿的相对应；

在所述第一牛腿和第三牛腿之间固定连接第一水平支撑，在所述第二牛腿和第四牛腿之间固定连接第二水平支撑，在所述第一牛腿和第四牛腿之间固定连接斜支撑。

可选地，所述的施工方法，还包括：在所述第一矩形钢管和第二矩形钢管的腔体内灌注混凝土和/或穿设预应力筋。

可选地，所述在所述第一上翼缘和所述第二上翼缘之间固定连接压型钢板，包括：

在所述第一上翼缘上和第二上翼缘上分别固定栓钉；

在所述第一上翼缘和所述第二上翼缘之间设置压型钢板，将所述压型钢板通过所述栓钉固定在所述第一上翼缘上和所述第二上翼缘上。

可选地，所述的施工方法，还包括：

在铺设有所述钢筋或第一钢筋网片的所述压型钢板上预浇注第一混凝土层时，预先埋设∩型钢筋抗剪键，以使在完成浇注第一混凝土层后，所述∩型钢筋抗剪键的端部露出所述第一混凝土层。

可选地，所述的施工方法，还包括：

在所述第一混凝土层达到预定硬度后，将根据所述步骤101至步骤105形成的构件整体吊装运输至施工现场，定位后，在所述第一混凝土层上表面铺设第二钢筋网片；

在铺设有所述第二钢筋网片的所述第一混凝土层的上表面浇注第二混凝土层。

本发明实施例提供的一种压型钢板-波形钢腹板-桁架组合梁及其施工方法，在第一波形钢腹板和第二波形钢腹板之间固定连接有桁架结构，在第一上翼缘和第二上翼缘之间固定连接有压型钢板，在所述压型钢板上铺设有钢筋或第一钢筋网片，在铺设有所述钢筋或第一钢筋网片的所述压型钢板上预浇注有第一混凝土层，这样，当将本发明实施例提供的压型钢板-波形钢腹板-桁架组合梁从工厂运送至施工现场后，可在预浇注的第一混凝土层上直接进行混凝土浇注施工，不需要在施工现场进行第一波形钢腹板和第二波形钢腹板之间的定位，也不需要在施工现场搭设支模板，大大降低了现场作业及施工的难度，从而实现钢结构桥梁快速施工的目的；并且，由于在第一上翼缘和第二上翼缘之间固定连接有压型钢板，在所述压型钢板上铺设有钢筋或第一钢筋网片，这样既增加了混凝土层的承载能力，又能减少混凝土层在正弯矩作用下容易出现开裂的情况发生，避免混凝土裂缝外露，结构的耐久性将显著提高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1a为一种传统的波形钢腹板混凝土组合梁结构示意图；

图1b为另一种传统的波形钢腹板混凝土组合梁结构示意图；

图2及图3为本发明压型钢板-波形钢腹板-桁架组合梁实施例中的局部结构示意图；

图4为本发明压型钢板-波形钢腹板-桁架组合梁实施例(具有第二混凝土层12)的立体结构示意图；

图5为本发明压型钢板-波形钢腹板-桁架组合梁实施例(具有第二混凝土层12)的主视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

参看图2至图5所示，本发明的实施例压型钢板-波形钢腹板-桁架组合梁，可以包括：第一波形钢腹板3和第二波形钢腹板4；所述第一波形钢腹板3的顶部固定有第一上翼缘31，所述第二波形钢腹板4的顶部固定有第二上翼缘41；所述第一波形钢腹板3和第二波形钢腹板4的板面相向且相互间隔设置；在所述第一波形钢腹板和第二波形钢腹板之间固定连接有桁架结构5；在所述第一上翼缘31和所述第二上翼缘41之间固定连接有压型钢板6；在所述压型钢板6上铺设有钢筋或第一钢筋网片7；在铺设有所述钢筋或第一钢筋网片7的所述压型钢板6上预浇注有第一混凝土层8。

本实施例的上述结构可在工厂预制完成。

本实施例中，所述的压型钢板是指薄钢板经冷压或冷轧成型的钢材。压型钢板可压成波形、双曲波形、肋形、V形、加劲型等。本实施例中的压型钢板优选为波形压型钢板。

第一上翼缘31和第二上翼缘41可通过焊接的方式分别固定在第一波形钢腹板3和第二波形钢腹板4的顶部。

第一波形钢腹板3和第二波形钢腹板4可相互平行地间隔设置，也可相互间呈一定夹角地倾斜放置。

本发明实施例提供的一种压型钢板-波形钢腹板-桁架组合梁，在第一波形钢腹板和第二波形钢腹板之间固定连接有桁架结构，在第一上翼缘和第二上翼缘之间固定连接有压型钢板，在所述压型钢板上铺设有钢筋或第一钢筋网片，在铺设有所述钢筋或第一钢筋网片的所述压型钢板上预浇注有第一混凝土层，这样，当将本发明实施例提供的压型钢板-波形钢腹板-桁架组合梁从工厂运送至施工现场后，可在预浇注的第一混凝土层上直接进行混凝土浇注施工，不需要在施工现场进行第一波形钢腹板和第二波形钢腹板之间的定位，也不需要在施工现场搭设支模板，大大降低了现场作业及施工的难度，从而实现钢结构桥梁快速施工的目的；并且，由于在第一上翼缘和第二上翼缘之间固定连接有压型钢板，在所述压型钢板上铺设有钢筋或第一钢筋网片，这样既增加了混凝土层的承载能力，又能减少混凝土层在正弯矩作用下容易出现开裂的情况发生，避免混凝土裂缝外露，结构的耐久性将显著提高。再者，采用两个波形腹板通过桁架结构连接，定位、螺栓连接及焊接固定工作均可在工厂完成，工厂化程度高、质量易于保证。

在前述压型钢板-波形钢腹板-桁架组合梁实施例中，可选地，所述桁架结构5包括第一矩形钢管51、第二矩形钢管52、第一牛腿53、第二牛腿54、第三牛腿55、第四牛腿(图中未示出)、第一水平支撑56、第二水平支撑57和斜支撑58；其中，所述第一矩形钢管51固定在所述第一波形钢腹板3的底部，所述第二矩形钢管52固定在所述第二波形钢腹板4的底部；所述第一牛腿53和第二牛腿54间隔固定在所述第一矩形钢管51的内侧，所述第三牛腿55和第四牛腿间隔固定在所述第二矩形钢管52的内侧，并且，所述第一牛腿53和第三牛腿55相对应，所述第二牛腿54和第四牛腿的相对应；所述第一水平支撑56固定连接在所述第一牛腿53和第三牛腿55之间，所述第二水平支撑57固定连接在所述第二牛腿54和第四牛腿之间，所述斜支撑58固定连接在所述第一牛腿53和第四牛腿之间。

本实施例中，采用上述结构的桁架结构，能够增强组合梁的刚度和承载力。其中，第一水平支撑、第二水平支撑和斜支撑可选用工字钢或角钢等材料。

为进一步增强组合梁的刚度和承载力，在所述第一矩形钢管和第二矩形钢管的腔体内灌注有混凝土和/或穿设有预应力筋。

在前述波形钢腹板与压型钢板组合梁实施例中，为了增强压型钢板的与第一上翼缘31和第二上翼缘41的连接强度，可在所述第一上翼缘31上和第二上翼缘41上分别固定有栓钉9；所述压型钢板6通过所述栓钉9固定在所述第一上翼缘31上和所述第二上翼缘41上。所述栓钉9可通熔焊的方式固定在第一上翼缘31上和第二上翼缘41上。

在前述压型钢板-波形钢腹板-桁架组合梁实施例中，一方面为了提供混凝土层的界面剪切力，另一方面为了便于吊装，可在所述第一混凝土层8中埋设有∩型钢筋抗剪键10；所述∩型钢筋抗剪键10的端部露出所述第一混凝土层8，露出的部分可作为构件吊装的吊点。

在前述压型钢板-波形钢腹板-桁架组合梁实施例中，当将预浇注有所述第一混凝土层的压型钢板-波形钢腹板-桁架组合梁吊装运至施工现场后，可直接在所述第一混凝土层8上表面铺设有第二钢筋网片11，在铺设有所述第二钢筋网片11的所述第一混凝土层8的上表面浇注形成第二混凝土层12。不需要在施工现场进行第一波形钢腹板和第二波形钢腹板之间的定位，也不需要在施工现场搭设支模板，大大降低了现场作业及施工的难度。

本发明实施例可应用于公路桥梁及城市高架桥的组合梁。

参看图2至图5所示，本发明制作压型钢板-波形钢腹板-桁架组合梁的施工方法，可以包括：

在工厂中，进行包括下述步骤101至步骤105的施工步骤：

步骤101、在第一波形钢腹板3的顶部固定第一上翼缘31，在第二波形钢腹板4的顶部固定第二上翼缘41。

第一上翼缘31和第二上翼缘41可通过焊接的方式分别固定在第一波形钢腹板3和第二波形钢腹板4的顶部。

步骤102、在所述第一波形钢腹板3和第二波形钢腹板4之间固定连接桁架结构5。

本实施例中，第一波形钢腹板和第二波形钢腹板可相互平行地间隔设置，也可相互间呈一定夹角地倾斜放置。

步骤103、在所述第一上翼缘31和所述第二上翼缘41之间固定连接压型钢板6。

本实施例中，所述的压型钢板6是指薄钢板经冷压或冷轧成型的钢材。压型钢板可压成波形、双曲波形、肋形、V形、加劲型等。本实施例中的压型钢板优选为波形压型钢板。

步骤104、在所述压型钢板6的上铺设钢筋或第一钢筋网片7。

步骤105、在铺设有所述钢筋或第一钢筋网片7的所述压型钢板6上预浇注第一混凝土层8。

本发明实施例提供的施工方法，在第一波形钢腹板和第二波形钢腹板之间固定连接桁架结构，在第一上翼缘和第二上翼缘之间固定连接压型钢板，在所述压型钢板上铺设钢筋或第一钢筋网片，在铺设有所述钢筋或第一钢筋网片的所述压型钢板上预浇注第一混凝土层，这样，当将根据本发明实施例提供的施工方法制作的压型钢板-波形钢腹板-桁架组合梁从工厂运送至施工现场后，可在预浇注的第一混凝土层上直接进行混凝土浇注施工，不需要在施工现场进行第一波形钢腹板和第二波形钢腹板之间的定位，也不需要在施工现场搭设支模板，大大降低了现场作业及施工的难度，从而实现钢结构桥梁快速施工的目的；并且，由于在第一上翼缘和第二上翼缘之间固定连接有压型钢板，在所述压型钢板上铺设有钢筋或第一钢筋网片，这样既增加了混凝土层的承载能力，又能减少混凝土层在正弯矩作用下容易出现开裂的情况发生，避免混凝土裂缝外露，结构的耐久性将显著提高。再者，采用两个波形腹板通过桁架结构连接，定位、螺栓连接及焊接固定工作均可在工厂完成，工厂化程度高、质量易于保证。

在前述施工方法中，所述在所述第一波形钢腹板和第二波形钢腹板之间固定连接桁架结构5，包括：

在所述第一波形钢腹板3的底部固定连接第一矩形钢管51，在所述第二波形钢腹板4的底部固定连接第二矩形钢管52；在所述第一矩形钢管51的内侧间隔固定第一牛腿53和第二牛腿54，在所述第二矩形钢管52的内侧间隔固定第三牛腿55和第四牛腿(图中未示出)，并且，使所述第一牛腿53和第三牛腿55相对应，使所述第二牛腿54和第四牛腿的相对应；在所述第一牛腿53和第三牛腿55之间固定连接第一水平支撑56，在所述第二牛腿54和第四牛腿之间固定连接第二水平支撑57，在所述第一牛腿53和第四牛腿之间固定连接斜支撑58。

本实施例中，采用上述结构的桁架结构，能够增强组合梁的刚度和承载力。其中，第一水平支撑、第二水平支撑和斜支撑可选用工字钢或角钢等材料。

为进一步增强组合梁的刚度和承载力，在所述第一矩形钢管和第二矩形钢管的腔体内可不灌注或灌注混凝土和/或穿设预应力筋。

在前述施工方法中，所述在所述第一上翼缘和所述第二上翼缘之间固定连接压型钢板，可以包括：在所述第一上翼缘31上和第二上翼缘41上分别固定栓钉9；在所述第一上翼缘31和所述第二上翼缘41之间设置压型钢板6，将所述压型钢板6通过所述栓钉9固定在所述第一上翼缘31上和所述第二上翼缘41上。

本实施例中，所述栓钉可通熔焊的方式固定在第一上翼缘上和第二上翼缘上。所述压型钢板通过所述栓钉固定在所述第一上翼缘上和所述第二上翼缘上，能够增强压型钢板的与第一上翼缘和第二上翼缘的连接强度。

为了提供混凝土层的界面剪切力以及便于吊装，在前述施工方法中，还可包括：在铺设有所述钢筋或第一钢筋网片7的所述压型钢板上预浇注第一混凝土层8时，预先埋设∩型钢筋抗剪键10，以使在完成浇注第一混凝土层后，所述∩型钢筋抗剪键10的端部露出所述第一混凝土层8，露出的部分可作为构件吊装的吊点。

在前述施工方法中，所述的施工方法，还包括：在所述第一混凝土层8达到预定硬度后，将根据所述步骤101至步骤105形成的构件整体吊装运输至施工现场，定位后，在所述第一混凝土层8上表面铺设第二钢筋网片11；在铺设有所述第二钢筋网片11的所述第一混凝土层8的上表面浇注第二混凝土层12。不需要在施工现场进行第一波形钢腹板和第二波形钢腹板之间的定位，也不需要在施工现场搭设支模板，大大降低了现场作业及施工的难度。

本发明实施例可应用于公路桥梁及城市高架桥的组合梁。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种压型钢板-波形钢腹板-桁架组合梁，其特征在于，包括：

第一波形钢腹板和第二波形钢腹板；所述第一波形钢腹板的顶部固定有第一上翼缘，所述第二波形钢腹板的顶部固定有第二上翼缘；

所述第一波形钢腹板和第二波形钢腹板的板面相向且相互间隔设置；在所述第一波形钢腹板和第二波形钢腹板之间固定连接有桁架结构；

在所述第一上翼缘和所述第二上翼缘之间固定连接有压型钢板；在所述压型钢板上铺设有钢筋或第一钢筋网片；

在铺设有所述钢筋或第一钢筋网片的所述压型钢板上预浇注有第一混凝土层。

2.根据权利要求1所述的压型钢板-波形钢腹板-桁架组合梁，其特征在于，

所述桁架结构包括第一矩形钢管、第二矩形钢管、第一牛腿、第二牛腿、第三牛腿、第四牛腿、第一水平支撑、第二水平支撑和斜支撑；其中，

所述第一矩形钢管固定在所述第一波形钢腹板的底部，所述第二矩形钢管固定在所述第二波形钢腹板的底部；

所述第一牛腿和第二牛腿间隔固定在所述第一矩形钢管的内侧，所述第三牛腿和第四牛腿间隔固定在所述第二矩形钢管的内侧，并且，所述第一牛腿和第三牛腿相对应，所述第二牛腿和第四牛腿的相对应；

所述第一水平支撑固定连接在所述第一牛腿和第三牛腿之间，所述第二水平支撑固定连接在所述第二牛腿和第四牛腿之间，所述斜支撑固定连接在所述第一牛腿和第四牛腿之间。

3.根据权利要求2所述的压型钢板-波形钢腹板-桁架组合梁，其特征在于，在所述第一矩形钢管和第二矩形钢管的腔体内灌注有混凝土和/或穿设有预应力筋。

4.根据权利要求1所述的压型钢板-波形钢腹板-桁架组合梁，其特征在于，在所述第一上翼缘上和第二上翼缘上分别固定有栓钉；

所述压型钢板通过所述栓钉固定在所述第一上翼缘上和所述第二上翼缘上。

5.根据权利要求1所述的压型钢板-波形钢腹板-桁架组合梁，其特征在于，在所述第一混凝土层中埋设有∩型钢筋抗剪键；

所述∩型钢筋抗剪键的端部露出所述第一混凝土层。

6.根据权利要求1所述的压型钢板-波形钢腹板-桁架组合梁，其特征在于，在所述第一混凝土层上表面铺设有第二钢筋网片；

在铺设有所述第二钢筋网片的所述第一混凝土层的上表面浇注有第二混凝土层。

7.一种制作压型钢板-波形钢腹板-桁架组合梁的施工方法，其特征在于，在工厂中，进行包括下述步骤101至步骤105的施工步骤：

步骤101、在第一波形钢腹板的顶部固定第一上翼缘，在第二波形钢腹板的顶部固定第二上翼缘；

步骤102、在所述第一波形钢腹板和第二波形钢腹板之间固定连接桁架结构；

步骤103、在所述第一上翼缘和所述第二上翼缘之间固定连接压型钢板；

步骤104、在所述压型钢板的上铺设钢筋或第一钢筋网片；

步骤105、在铺设有所述钢筋或第一钢筋网片的所述压型钢板上预浇注第一混凝土层。

8.根据权利要求7所述的施工方法，其特征在于，所述在所述第一波形钢腹板和第二波形钢腹板之间固定连接桁架结构，包括：

在所述第一波形钢腹板的底部固定连接第一矩形钢管，在所述第二波形钢腹板的底部固定连接第二矩形钢管；

在所述第一矩形钢管的内侧间隔固定第一牛腿和第二牛腿，在所述第二矩形钢管的内侧间隔固定第三牛腿和第四牛腿，并且，使所述第一牛腿和第三牛腿相对应，使所述第二牛腿和第四牛腿的相对应；

在所述第一牛腿和第三牛腿之间固定连接第一水平支撑，在所述第二牛腿和第四牛腿之间固定连接第二水平支撑，在所述第一牛腿和第四牛腿之间固定连接斜支撑。

9.根据权利要求8所述的施工方法，其特征在于，还包括：

在所述第一矩形钢管和第二矩形钢管的腔体内灌注混凝土和/或穿设预应力筋。

10.根据权利要求7所述的施工方法，其特征在于，所述在所述第一上翼缘和所述第二上翼缘之间固定连接压型钢板，包括：

在所述第一上翼缘上和第二上翼缘上分别固定栓钉；

在所述第一上翼缘和所述第二上翼缘之间设置压型钢板，将所述压型钢板通过所述栓钉固定在所述第一上翼缘上和所述第二上翼缘上。