CN110016855A - 一种新型波形钢腹板安装结构及其桥梁 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种桥梁，包括顶板(4)、底板(5)、横隔板(6)和一种新型波形钢腹板安装结构，所述新型波纹钢安装结构设于顶板(4)与底板(5)之间，所述横隔板(6)设于新型波形钢腹板安装结构的端部，一种新型波形钢腹板安装结构，包括一块波形钢腹板(1)和两块蜂巢连接板(2),所述波形钢腹板(1)包括波形段(1.1)和平直段(1.2)，所述蜂巢连接板(2)的中间段为波形，两块所述蜂巢连接板(2)分别连接于平直段(1.2)的两侧，所述平直段(1.2)上阵列分布有多个孔。本发明提供一种既可以提高波形钢腹板的抗剪屈曲强度，又可以保留褶皱效应的一种新型波形钢腹板安装结构及其桥梁。

Description

一种新型波形钢腹板安装结构及其桥梁

技术领域

本发明涉及建筑领域，具体涉及一种新型波形钢腹板安装结构及其桥梁。

背景技术

波形钢腹板组合梁桥是指腹板为波形钢腹板并通过抗剪连接件使腹板与混凝土顶板、底板共同受力的钢-混凝土组合梁桥。该结构有效减小恒载内力，腹板因其无钢筋配置及混凝土灌注等工序，大大提高简化了施工步骤，该种桥型在跨度为200-300m的桥型方案内具有良好的竞争优势。然而，当波形钢腹板组合桥梁的跨径较大时，支点附近弯矩和剪力较大，支点钢腹板高度也较高，波形钢腹板极易出现屈曲失稳。目前工程中解决支点区域波形钢腹板屈曲失稳的方法是采用内设混凝土的方法，即为波纹钢腹板内侧横向焊接栓钉，后浇筑混凝土，以提高波形钢腹板的抗剪切屈曲强度。然而，此种方法栓钉连接件焊接工作量较大，施工繁琐，内侧混凝土后将大大减弱波形钢腹板具有的褶皱效应，消减了波形钢腹板的所具优势。同时，组合梁在重载车辆在作用下，支点区域弯矩正负交替变化且幅值较大，内侧混凝土极易开裂，内侧混凝土分担的抗剪力大打折扣。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服了现在的技术缺陷，提供一种既可以提高波形钢腹板的抗剪屈曲强度，又可以保留褶皱效应的一种新型波形钢腹板安装结构及其桥梁。

定义波形钢腹板的波纹阵列方向为横向。

褶皱效应指的是利用褶皱突起的部分，可以使波形结构有更好的变形效果，抗剪切屈曲能力较之平整的结构更强。

本发明的技术方案是，一种新型波形钢腹板安装结构，包括一块波形钢腹板和两块蜂巢连接板,所述波形钢腹板包括波形段和平直段，两块所述蜂巢连接板分别连接于平直段的两侧，所述平直段上阵列分布有多个孔。

本发明的有益效果为：通过波形钢腹板与蜂巢连接板的连接，可以利用蜂巢连接板的横向拉伸变形，降低波形钢腹板与蜂巢连接板连接处的内力，有效得提高了平直段的抗剪切屈曲强度，避免波形钢腹板的屈曲变形，同时不需要为了增加波形钢腹板的抗剪切屈曲强度而在波形钢腹板的侧面添加混凝土，利用蜂巢连接板的褶皱效应，不再减弱整体结构的褶皱效应。

作为本发明的一种改进，所述孔包括通过紧固件与蜂巢连接板固定连接的第一固定孔，所述蜂巢连接板上设有与第一固定孔固定连接的第二固定孔，所述第二固定孔共有两列，分别设于蜂巢连接板的两端，通过所述改进，波形钢腹形与蜂巢连接板固定连接，利用蜂巢连接板的变形效果(褶皱效应)和波形钢腹形的横向拉伸变形效果，有效得将变形力传递到蜂巢连接板上，避免波形钢腹板的过度变形而受到破坏，保证了整体的牢固性。

作为本发明的一种改进，所述孔包括用于与蜂巢连接板限位连接的第一调节孔，所述蜂巢连接板上设有与第一调节孔限位连接的第二调节孔，所述第二调节孔设于蜂巢连接板的波谷处，通过所述改进，在重载车辆作用下，波形钢腹板与蜂巢连接板的连接处的弯矩正负交替，通过第一调节孔与第二调节孔的限位连接，可以实现蜂巢连接板在横向一定范围内的拉伸变形，限制了高度方向的变形，避免波形钢腹板的整体屈曲。

作为本发明的一种改进，所述孔包括阵列分布在平直段上的矩形孔，通过所述改进，可以削弱波形钢腹板上的截面刚度，将横向的弯曲变形转移到平直段的端部，防止平直段中部的变形，同时，可以充分发挥蜂巢连接板的变形性能。

作为本发明的一种改进，所述孔包括用于与钢筋连接的钢筋孔，所述钢筋孔设于平直段远离波形段的端部，通过所述改进，通过钢筋将波形钢腹板固定，完成波形钢腹板的安装。

作为本发明的一种改进，所述平直段与蜂巢连接板的侧棱连接处设有PBL剪力键，通过所述改进，可以用来保护波形钢腹板与蜂巢连接板，当剪力过大时，PBL剪力键会优先断裂，起到了和电路中保险丝一样的功能。

本发明的技术方案是，一种桥梁，包括顶板、底板、横隔板和新型波形钢腹板安装结构，所述新型波纹钢安装结构设于顶板与底板之间，所述横隔板设于新型波形钢腹板安装结构的端部。

本发明的有益效果为：通过新型波形钢腹板安装结构，可以大幅度降低顶板、底板两都与波纹钢腹板连接处的内力，实现内力移动到波纹钢腹板上，最终将内力以耗能的方式在蜂巢连接板上体现出来，大大的降低了顶板、底板、波纹钢腹板的损伤，在蜂巢连接板达到极限强度而被破坏时，可以仅通过更换蜂巢连接板的形式完成桥梁的修复工作，不需要更换整体的波纹钢腹板，工作量和工作难度大幅度降低。

作为本发明的一种改进，所述横隔板上设有供操作人员穿过的出入孔，通过所述改进，便于操作人员进出桥梁内部对蜂巢连接板进行维护和更换。

作为本发明的一种改进，所述横隔板通过钢筋与新型波形钢腹板安装结构固定连接，通过所述改进，使波纹钢腹板与横隔板固定连接，保证波纹钢腹板的端部的稳固性。

作为本发明的一种改进，所述钢筋为弯钩钢筋，通过所述改进，完成安装后，可以加强横隔板与波纹钢腹板连接的牢固性，钢筋不容易脱离。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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他的附图。

图1是本发明安装结构示意图。

图2是本发明波形钢腹板结构示意图。

图3是本发明蜂巢连接板结构示意图。

图4是本发明弯钩钢筋结构示意图。

图5是本发明PBL剪力键结构示意图。

图6是无蜂巢连接板的能耗区域示意图。

图7是有蜂巢连接板的能耗区域示意图。

图8是有、无蜂巢连接板的波纹钢腹板承载力与变形能力曲线示意图。

其中，附图标记为：1、波形钢腹板，1.1、波形段，1.2、平直段，1.3、第一固定孔，1.4、第一调节孔，1.5、矩形孔，1.6、钢筋孔，2、蜂巢连接板，2.1、第二固定孔，2.2、第二调节孔，3、PBL剪力键，4、顶板，5、底板，6、横隔板，6.1、出入孔，7、弯钩钢筋，8、抵板，9、支撑板，10、剪力棒，11、波形钢腹板区域，12、能量作用区域，13、能耗区域，14、蜂巢连接板区域。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明的结构：一种桥梁，包括顶板4、底板5、横隔板6和新型波形钢腹板安装结构，所述新型波纹钢安装结构设于顶板4与底板5之间，所述横隔板6设于新型波形钢腹板安装结构的端部，新型波形钢腹板安装结构包括一块波形钢腹板1和两块蜂巢连接板2,所述波形钢腹板1包括波形段1.1和平直段1.2，所述蜂巢连接板2的中间段为波形，两块所述蜂巢连接板2分别连接于平直段1.2的两侧，所述平直段1.2上阵列分布有多个孔，如图2、图3所示，所述孔包括通过紧固件与蜂巢连接板2固定连接的第一固定孔1.3，所述蜂巢连接板2上设有与第一固定孔1.3固定连接的第二固定孔2.1，所述第二固定孔2.1共有两列，分别设于蜂巢连接板2的两端，所述孔包括用于与蜂巢连接板2限位连接的第一调节孔1.4，所述蜂巢连接板2上设有与第一调节孔1.4限位连接的第二调节孔2.2，所述第二调节孔2.2设于蜂巢连接板2的波谷处，所述孔包括阵列分布在平直段1.2上的矩形孔1.5，所述孔包括用于与钢筋连接的钢筋孔1.6，所述钢筋孔1.6设于平直段1.2远离波形段1.1的端部，所述平直段1.2与蜂巢连接板2的侧棱连接处设有PBL剪力键3，如图5所示，PBL剪力键3包括一块与平直段1.2与蜂巢连接板2的侧棱连接处相抵的抵板8、两块将用于支撑剪力棒10的支撑板9，支撑板9的一个侧边固定连接在抵板8远离平直段1.2的一侧，所述横隔板6上设有供操作人员穿过的出入孔6.1，所述横隔板6通过弯钩钢筋7与新型波形钢腹板安装结构固定连接。

通过VisualEPlus软件对有蜂巢连接板2和无蜂巢连接板2的波形钢腹板1进行数值模拟与破坏性试验。在数值模拟中，对同一位置进行能耗冲击，如图6、图7所示，在没有蜂巢连接板2的结构中，能耗区域13以能量作用区域12为中心进行扩散，在有蜂巢连接板2的结构中，能耗区域13会向蜂巢连接板区域14偏移，并且能耗区域13会被分割成多块，更有利于能耗的进行。如图8所示，有蜂巢连接板2的结构所能承载的能量更大，变形范围也更大，较之无蜂巢连接板2的结构有着明显的优势。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种新型波形钢腹板安装结构，其特征在于：包括一块波形钢腹板(1)和两块蜂巢连接板(2),所述波形钢腹板(1)包括波形段(1.1)和平直段(1.2)，所述蜂巢连接板(2)的中间段为波形，两块所述蜂巢连接板(2)分别连接于平直段(1.2)的两侧，所述平直段(1.2)上阵列分布有多个孔。

2.根据权利要求1所述的一种新型波形钢腹板安装结构，其特征在于：所述孔包括通过紧固件与蜂巢连接板(2)固定连接的第一固定孔(1.3)，所述蜂巢连接板(2)上设有与第一固定孔(1.3)固定连接的第二固定孔(2.1)，所述第二固定孔(2.1)共有两列，分别设于蜂巢连接板(2)的两端。

3.根据权利要求1所述的一种新型波形钢腹板安装结构，其特征在于：所述孔包括用于与蜂巢连接板(2)限位连接的第一调节孔(1.4)，所述蜂巢连接板(2)上设有与第一调节孔(1.4)限位连接的第二调节孔(2.2)，所述第二调节孔(2.2)设于蜂巢连接板(2)的波谷处。

4.根据权利要求1所述的一种新型波形钢腹板安装结构，其特征在于：所述孔包括阵列分布在平直段(1.2)上的矩形孔(1.5)。

5.根据权利要求1所述的一种新型波形钢腹板安装结构，其特征在于：所述孔包括用于与钢筋连接的钢筋孔(1.6)，所述钢筋孔(1.6)设于平直段(1.2)远离波形段(1.1)的端部。

6.根据权利要求1所述的一种新型波形钢腹板安装结构，其特征在于：所述平直段(1.2)与蜂巢连接板(2)的侧棱连接处设有PBL剪力键(3)。

7.一种桥梁，其特征在于：包括顶板(4)、底板(5)、横隔板(6)和权利要求1-6任一所述的新型波形钢腹板安装结构，所述新型波纹钢安装结构设于顶板(4)与底板(5)之间，所述横隔板(6)设于新型波形钢腹板安装结构的端部。

8.根据权利要求7所述的一种桥梁，其特征在于：所述横隔板(6)上设有供操作人员穿过的出入孔(6.1)。

9.根据权利要求7所述的一种桥梁，其特征在于：所述横隔板(6)通过钢筋与新型波形钢腹板安装结构固定连接。

10.根据权利要求9所述的一种桥梁，其特征在于：所述钢筋为弯钩钢筋(7)。