CN109914230B - 组合箱梁 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种组合箱梁，包括：顶板；支撑腹板，第一端与所述顶板连接；连接腹板，包括第一连接部和与所述第一连接部连接的第二连接部，所述第一连接部与所述支撑腹板的第二端连接，所述第二连接部的横截面宽度小于所述第一连接部的横截面宽度；及底板，与所述第二连接部连接。这种组合箱梁能够有效减轻箱梁自重，优化结构受力，解决底板容易开裂的问题。

Description

组合箱梁

技术领域

本发明涉及桥梁工程技术领域，特别是涉及组合箱梁。

背景技术

现有技术中，组合箱梁具有抗震性能好、预应力效率高、施工方便等优点，该类型桥梁由于优异的结构性能以及综合造价合理等优势得到迅速发展。

但是，现有的组合箱梁下缘为钢筋混凝土结构，吊挂于梁底，混凝土抗拉性能较差，容易开裂，而且混凝土结构的自重偏大，影响此类型桥梁跨径的增大。

发明内容

基于此，有必要针对现有的组合箱梁自重偏大，容易开裂的问题，提供一种能够有效减轻箱梁自重，优化结构受力，解决底板容易开裂的问题的组合箱梁。

一种组合箱梁，包括：

顶板；

支撑腹板，第一端与所述顶板连接；

连接腹板，包括第一连接部和与所述第一连接部连接的第二连接部，所述第一连接部与所述支撑腹板的第二端连接，所述第二连接部的横截面宽度小于所述第一连接部的横截面宽度；及

底板，与所述第二连接部连接。

上述组合箱梁，通过连接腹板将底板与支撑腹板连接，有效减轻了组合箱梁的自重，且抗拉性能优异，能够优化结构受力并解决底板开裂问题。此外，连接腹板的第一连接部与支撑腹板的连接区域较大，连接腹板的第二连接部与底板的连接区域较小，可以有效避开底板正应力较大的区域，提高结构疲劳强度。连接腹板还可以承受剪力，参与组合箱梁的长度方向受弯，提高组合箱梁截面刚度，降低底板的应力水平，增大桥梁跨径。

在其中一个实施例中，所述顶板包括钢筋骨架结构，通过扣件装置穿设模板及所述钢筋骨架结构，并浇筑混凝土形成所述顶板。浇注形成的顶板结构更加稳定。

在其中一个实施例中，所述钢筋骨架结构包括至少两根长条形主钢筋及多个环形箍筋，多个所述箍筋间隔的套设于两根所述主钢筋上，且两根所述主钢筋相对地与所述箍筋的内侧壁抵接。这种钢筋骨架结构简单，易于操作，可采用装配式施工工艺，减少现场作业的工作量，施工质量容易控制，施工精度高。

在其中一个实施例中，所述主钢筋设有四根，所述箍筋呈方形，四根所述主钢筋对应与所述箍筋的四个角的内侧壁抵接。可以使得钢筋骨架结构更加稳定。

在其中一个实施例中，所述支撑腹板为折形钢腹板。折形钢腹板具有褶皱效应，可以使得组合箱梁抗震性能更好，预应力效率更高，施工更加方便。

在其中一个实施例中，所述折形钢腹板包括若干第一单元板和若干第二单元板，所述第一单元板沿所述组合箱梁的宽度方向向所述组合箱梁的外侧突出，所述第二单元板沿所述组合箱梁的宽度方向向所述组合箱梁的中部突出，一个所述第一单元板的相对两端分别连接两个所述第二单元板。

在其中一个实施例中，还包括上翼缘板，所述上翼缘板分别与所述顶板、所述支撑腹板的第一端连接。通过上翼缘板，可以增加顶板与支撑腹板之间的连接强度。

在其中一个实施例中，所述上翼缘板与所述支撑腹板的连接处沿所述组合箱梁的长度方向间隔设有多个变形口。变形口可以减小上翼缘板沿组合箱梁长度方向的刚度，提高预应力效率，节约材料，同时协调顶板与支撑腹板之间的变形协调能力，减小由温度、混凝土收缩徐变而产生的次内力。

在其中一个实施例中，所述上翼缘板沿所述组合箱梁的长度方向间隔设有多个断口，所述支撑腹板的第一端与所述断口对应的位置设有弧口，所述断口与所述弧口连通形成所述变形口。

在其中一个实施例中，还包括多条加劲肋，多条所述加劲肋沿所述组合箱梁的宽度方向间隔的设于所述底板朝向所述支撑腹板的一侧上。多条加劲肋的设置能够增强底板结构的稳定性。

附图说明

图1为本发明组合箱梁一实施例的结构示意图；

图2为本发明组合箱梁另一实施例的结构示意图；

图3为图2所示组合箱梁中的变形口实施例一的结构示意图；

图4为图2所示组合箱梁中的变形口实施例二的结构示意图；

图5为图2所示组合箱梁中的变形口实施例三的结构示意图；

图6为图2所示组合箱梁中的顶板一实施例的结构示意图；

图7为图2所示组合箱梁中的支撑腹板实施例一的截面结构示意图；

图8为图2所示组合箱梁中的支撑腹板实施例二的截面结构示意图；

图9为图2所示组合箱梁中的支撑腹板实施例三的截面结构示意图；

图10为图2所示组合箱梁中的支撑腹板实施例四的截面结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、顶板；11、主钢筋；12、箍筋；13、预应力结构；2、支撑腹板；21、第一单元板；22、第二单元板；23、弧口；3、连接腹板；31、第一连接部；32、第二连接部；4、底板；41、加劲肋；5、扣件装置；51、第一挡板；52、第二挡板；53、支撑杆；6、模板；7、上翼缘板；71、断口；8、变形口。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

请参阅图1，在一实施例中，组合箱梁包括：顶板1、支撑腹板2、连接腹板3及底板4。支撑腹板2的顶端与顶板1的底端连接，连接腹板3的顶端与支撑腹板2的底端连接，连接腹板3的底端与底板4连接。连接腹板3与支撑腹板2的连接面积大于连接腹板3与底板4的连接面积。通过连接腹板3将底板4与支撑腹板2连接，有效减轻了组合箱梁的自重，且抗拉性能优异，能够优化结构受力并解决底板开裂问题。此外，连接腹板3与支撑腹板2的连接区域较大，连接腹板3与底板4的连接区域较小，可以有效避开底板4正应力较大的区域，提高结构疲劳强度。连接腹板3还可以承受剪力，参与组合箱梁的长度方向受弯，提高组合箱梁截面刚度，降低底板4的应力水平，增大桥梁跨径。

在实际应用中，底板4可以是钢底板，钢底板的结构受力更好，连接强度较佳，通过钢底板能够将组合箱梁更加稳定、牢固的安装。相对于现有的组合箱梁，能够减重15％～25％。为了能够增强底板4结构的稳定性，在钢底板上还设置有多条加劲肋41。具体地，多条加劲肋41沿组合箱梁的宽度方向间隔的设于钢底板上，且位于钢底板的顶面上。

请参阅图6，在一实施方式中，顶板1为钢筋混凝土顶板，并包括钢筋骨架结构，钢筋骨架结构可以作为施工时的承重结构，以及作为永久结构与混凝土一起形成顶板1承担负载。在具体应用中，需要借助扣件装置5和模板6。扣件装置5包括第一挡板51、第二挡板52及支撑杆53。将模板6设置在底部。钢筋骨架结构设有多个，多个钢筋骨架结构并排设置在模板6的上方，且沿模板6的长度方向延伸。支撑杆53穿设模板6及钢筋骨架结构，第一挡板51与支撑杆53的一端连接，并与模板6抵接，第二挡板52与支撑杆53的另一端连接，并与钢筋骨架结构抵接，扣件装置5锁紧固定后形成固定框架，然后向框架内浇注混凝土以形成顶板1。浇注形成的顶板1结构更加稳定。

具体地，钢筋骨架结构包括四根主钢筋11和多个方形箍筋12。多个箍筋12间隔的套设于四根主钢筋11上，且四根主钢筋11对应与箍筋12的四个角的内侧壁抵接定位。这种钢筋骨架结构简单，易于操作，可采用装配式施工工艺，减少现场作业的工作量，施工质量容易控制，施工精度高。主钢筋11的直径可以为14mm～28mm，箍筋12的直径可以为8mm～16mm，各箍筋12之间的间距为10cm～20cm，相邻的钢筋骨架结构之间的间距为30cm～50cm。

请参阅图1和图2，钢筋混凝土顶板中根据结构受力需要还布置设有预应力结构13，防止钢筋混凝土顶板发生开裂。

需要说明的是，主钢筋11也可以只设置两根，箍筋12呈环形。两根主钢筋11均与箍筋12的内侧壁抵接，且两根主钢筋11的位置相对，形成稳定的骨架结构。箍筋12还可以呈三角形，主钢筋11对应可以设置三根，三根主钢筋11对应与箍筋12的三个角的内侧壁抵接定位。主钢筋11的数量和箍筋12的形状不作限制，只要主钢筋11能够与箍筋12的内侧壁对应抵接定位即可。

请参阅图2，在一实施方式中，支撑腹板2为折形钢腹板。折形钢腹板包括若干第一单元板21和若干第二单元板22，一个第一单元板21的相对两端分别连接有两个第二单元板22。在组合箱梁的宽度方向上，第一单元板21向组合箱梁的外侧突出，第二单元板22向组合箱梁的中部突出。折形钢腹板具有褶皱效应，可以使得组合箱梁抗震性能更好，预应力效率更高，施工更加方便。请参阅图7，在实施例一中，第一单元板21和第二单元板22的横截面形状可以为拱形；请参阅图8，在实施例二中，第一单元板21和第二单元板22的横截面形状可以为多边形；请参阅图9，在实施例三中，第一单元板21和第二单元板22的横截面形状可以为圆弧形；请参阅图10，在实施例二中，第一单元板21和第二单元板22的横截面形状可以为三角形。

请参阅图1，在一实施方式中，连接腹板3包括第一连接部31和与第一连接部31连接的第二连接部32。第一连接部31与支撑腹板2的底端连接，第二连接部32与底板4连接，第二连接部32的横截面宽度小于第一连接部31的横截面宽度。可以理解的是，连接腹板3可以为钢腹板，其横截面呈大致的T型，横截面较宽的横板为第一连接部31，横截面较窄的竖板为第二连接部32。T型钢腹板的高度可取20cm～50cm，或者根据组合折腹箱的截面特性取值中性轴以下的范围。T型钢腹板具体是焊接设于折形钢腹板与钢底板之间。

组合箱梁还包括上翼缘板7。上翼缘板7分别与顶板1、支撑腹板2连接。通过设置上翼缘板7，可以增加顶板1与支撑腹板2之间的连接强度。

请参阅图2，在一实施例中，上翼缘板7与折形钢腹板的连接处沿组合箱梁的长度方向间隔设有多个变形口8。变形口8的设置可以减小上翼缘板7沿组合箱梁长度方向上的刚度，同时避免应力集中，提高顶板1内预应力效率，协调顶板1与折形钢腹板的变形适应能力，减小因温度、顶板1收缩徐变而产生的次内力。各变形口8之间的间距一般可取折形钢腹板波长的整数倍或者根据计算确定。具体地，上翼缘板7沿组合箱梁的长度方向间隔设有多个断口71，折形钢腹板与断口71对应的位置设有弧口23，断口71与弧口23连通形成变形口8。断口71的宽度可以为2cm～3cm。弧口23可以为圆形、椭圆形或者方形，弧口23为圆形或椭圆形时，半径可以为5cm～10cm。请参阅图3，在实施例一中，断口71与圆弧形弧口23拼接成蘑菇状的变形口8；请参阅图4，在实施例二中，断口71与方形弧口23拼接成方形的变形口8；请参阅图5，在实施例三中，断口71与圆形弧口23拼接成圆形的变形口8。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种组合箱梁，其特征在于，包括：

顶板，包括钢筋骨架结构，通过扣件装置穿设模板及所述钢筋骨架结构，并浇筑混凝土形成所述顶板；

支撑腹板，第一端与所述顶板连接，所述支撑腹板为折形钢腹板；

连接腹板，包括第一连接部和与所述第一连接部连接的第二连接部，所述第一连接部与所述支撑腹板的第二端连接，所述第二连接部的横截面宽度小于所述第一连接部的横截面宽度；及

底板，与所述第二连接部连接。

2.根据权利要求1所述的组合箱梁，其特征在于，所述钢筋骨架结构包括至少两根长条形主钢筋及多个环形箍筋，多个所述箍筋间隔的套设于两根所述主钢筋上，且两根所述主钢筋相对地与所述箍筋的内侧壁抵接。

3.根据权利要求2所述的组合箱梁，其特征在于，所述主钢筋设有四根，所述箍筋呈方形，四根所述主钢筋对应与所述箍筋的四个角的内侧壁抵接。

4.根据权利要求1所述的组合箱梁，其特征在于，所述折形钢腹板包括若干第一单元板和若干第二单元板，所述第一单元板沿所述组合箱梁的宽度方向向所述组合箱梁的外侧突出，所述第二单元板沿所述组合箱梁的宽度方向向所述组合箱梁的中部突出，一个所述第一单元板的相对两端分别连接两个所述第二单元板。

5.根据权利要求1所述的组合箱梁，其特征在于，还包括上翼缘板，所述上翼缘板分别与所述顶板、所述支撑腹板的第一端连接。

6.根据权利要求5所述的组合箱梁，其特征在于，所述上翼缘板与所述支撑腹板的连接处沿所述组合箱梁的长度方向间隔设有多个变形口。

7.根据权利要求6所述的组合箱梁，其特征在于，所述上翼缘板沿所述组合箱梁的长度方向间隔设有多个断口，所述支撑腹板的第一端与所述断口对应的位置设有弧口，所述断口与所述弧口连通形成所述变形口。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的组合箱梁，其特征在于，还包括多条加劲肋，多条所述加劲肋沿所述组合箱梁的宽度方向间隔的设于所述底板朝向所述支撑腹板的一侧上。