CN110453584A - 一种采用耐候波形钢腹板的钢-混凝土组合梁结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种采用耐候波形钢腹板的钢‑混凝土组合梁结构，属于桥梁钢‑混组合结构领域，该结构由底部钢板、波形钢腹板、上翼缘钢板、横向加劲肋、栓钉连接件、剪力连接件、预制混凝土板和现浇混凝土组成。结构中混凝土由预制混凝土板和浇筑在腹板内部及上翼缘钢板顶面的现浇混凝土组成。混凝土通过栓钉连接件与腹板连接，通过剪力连接件与上翼缘钢板连接。该结构通过采用耐候波形钢腹板，并在腹板内侧灌注混凝土，既降低了钢混连接界面的剪力，又提高了结构的承载力，降低了负弯矩区混凝土所受的拉力，同时采用耐候钢板也降低了梁体涂装的成本，施工方便快捷。

Description

一种采用耐候波形钢腹板的钢-混凝土组合梁结构

技术领域

本发明涉及桥梁钢-混组合结构领域，具体涉及的是一种采用耐候波形钢腹板的钢-混凝土组合梁结构。

背景技术

常规的工字型和箱型钢混组合梁通常由钢主梁与混凝土桥面板组成，钢梁与混凝土桥面板通过剪力连接件连接。常规的工字型和箱型钢混组合梁由于钢混连接界面面积较小，连接界面要承受较大的剪力和掀起力，因此要设置较为复杂的剪力连接件构造来保证连接界面具有足够的纵向抗剪承载力，防止钢混界面产生滑移。在负弯矩区处，由于混凝土面积相对较小，混凝土桥面板需要承受较大的弯矩，容易发生开裂，因此要配置大量的纵向钢筋协助受拉。在支点附近，传统的平腹板容易横向失稳，实际工程中需要设置大量的加劲肋，焊接工作量较大。

传统的钢材在寿命周期内的涂装与补涂的成本较高，养护维修工作也比较繁重。耐候钢材在大气腐蚀环境中能在表面生成致密的氧化保护膜，在一般的工业大气环境与乡村大气环境中可以采用免涂装或者部分涂装，相比于传统的钢材，极大的降低了钢材与涂装的成本，也降低了后期的养护维修的工作难度。

发明内容

为解决以上问题，本发明的目的是提供一种采用耐候波形钢腹板的钢-混凝土组合梁结构。

本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：

一种采用耐候波形钢腹板的钢-混凝土组合梁结构，由底部钢板、钢腹板、上翼缘钢板、横向加劲肋、预制混凝土板和现浇混凝土组成；

所述的钢腹板与底部钢板、上翼缘钢板通过焊接连接，所述的横向加劲肋焊接在上翼缘钢板顶面上形成钢骨架，所述的预制混凝土板架设在相邻钢骨架上翼缘钢板顶面，所述的现浇混凝土布置在钢腹板内部和上翼缘钢板顶面。

本发明的进一步技术：

优选的，所述的钢腹板内侧焊接栓钉连接件，钢腹板与现浇混凝土通过栓钉连接件连接。

优选的，所述的上翼缘钢板顶面上焊接剪力连接件，上翼缘钢板与现浇混凝土通过剪力连接件连接。

优选的，所述的预制混凝土板中预设有纵向钢筋、横向钢筋，通过纵横向钢筋与现浇混凝土连接成整体。

优选的，所述的剪力连接件为栓钉连接件、PBL连接件、角钢连接件及他们的组合形式。

优选的，所述的钢腹板为耐候波形钢腹板。波形钢腹板具有较好的横向稳定性，降低了加劲肋的要求。

本发明的有益效果为：

1、采用波形钢腹板并在腹板内侧灌注混凝土，极大地增强了连接界面的抗剪承载力，降低了钢混连接界面剪力，从而减小了剪力连接件的变形，提高了连接界面的安全性。

2、在负弯矩区出增大了混凝土面积，从而增大了截面刚度，降低了混凝土所受的拉力。

3、钢骨架可以在工厂预制，钢骨架与预制混凝土板架设后，可以作为支撑架设模板浇筑现浇混凝土，施工简便。

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为本发明的采用耐候波形钢腹板的钢-混凝土组合梁结构典型断面图；

图2为本发明的预制钢骨架示意图；

图3为本发明的钢骨架与预制混凝土板架设示意图；

图4位本发明的采用耐候波形钢腹板的钢-混凝土组合梁结构整体示意图；

在所述附图中有：1、底部钢板，2、波形钢腹板，3、上翼缘钢板，4、横向加劲肋，5、栓钉连接件，6、剪力连接件，7、预制混凝土板，8、现浇混凝土，9、模板。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1、图2所示，本发明为一种采用耐候波形钢腹板的钢-混凝土组合梁结构，由底部钢板1、波形钢腹板2、上翼缘钢板3、横向加劲肋4、栓钉连接件5、剪力连接件6、预制混凝土板7和现浇混凝土8组成。

所述的波形钢腹板2与底部钢板1、上翼缘钢板3通过焊接连接；

横向加劲肋4焊接在上翼缘钢板3顶面上，栓钉连接件5焊接在波形钢腹板2内侧，剪力连接件6焊接在上翼缘钢板3顶面；

所述的现浇混凝土8浇筑在波形钢腹板2内部和上翼缘钢板3顶面上；

所述的预制混凝土板7架设在相邻上翼缘钢板3顶面，预设有横向钢筋、纵向钢筋；

现浇混凝土8与预制混凝土板7通过预设横向钢筋、纵向钢筋连成一体。

本发明为采用耐候波形钢腹板的钢-混凝土组合梁结构，施工过程包括钢构件的预制、预制混凝土板的架设与现浇混凝土的浇筑，此处以一座三主梁桥为例介绍梁体施工过程。

在工厂预制钢构件时，首先将栓钉连接件5焊接在波形腹板2内侧，将剪力连接件6焊接在上翼缘钢板3顶面，再将波形钢腹板2顶底端分别焊接在上翼缘钢板3底面和底部钢板1上，最后在上翼缘钢板顶面焊接横向加劲肋4，形成如图2所示的预制钢骨架。

如图3所示，现场施工时，首先将预制钢骨架架设到位，再在相邻钢骨架上翼缘钢板顶面假设预制混凝土板7，在预制混凝土板的纵向接缝处和两侧的上翼缘钢板外侧安装模板9，布置腹板内侧和上翼缘钢板顶面的钢筋网，最后在腹板内部和上翼缘钢板顶面浇筑现浇混凝土8，拆除模板9后，最终形成如图4所示的采用耐候波形钢腹板的钢-混凝土组合梁结构。

相对于平面钢腹板组合梁，采用波形钢腹板的优点在于：

施加预应力时，对纵向预应力的吸收可以降低20％-25％，提高纵向预应力效率。同时在纵向刚度较小，不易发生屈曲。

抗剪承载力提高了一倍左右。

波形钢腹板分担弯矩降低到不到10％，弯曲正应力下腹板基本不会失稳。

抗扭承载力提高了35％-40％。

与传统波形钢腹板组合梁相比，由于在腹板内部置入混凝土，抗弯承载力提升了10％左右。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本发明中，除非有明确的规定和限定，特征之间相互交错，不一定独立存在。以上显示与描述包括本发明的基本原理、主要特征及其优点。从事该专业的技术人员需知，本发明不局限于上述实施例的限制，上述的实施例与说明书仅为本发明的优选例，而不是用来限制本发明，以成为唯一选择。在发明的精神和范围要求下，本发明还可进一步变化并优化，对本发明进行的改进优化都进入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护具体范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种采用耐候波形钢腹板的钢-混凝土组合梁结构，其特征在于：由底部钢板、钢腹板、上翼缘钢板、横向加劲肋、预制混凝土板和现浇混凝土组成；

所述的钢腹板与底部钢板、上翼缘钢板通过焊接连接，所述的横向加劲肋焊接在上翼缘钢板顶面上形成钢骨架，所述的预制混凝土板架设在相邻钢骨架上翼缘钢板顶面，所述的现浇混凝土布置在钢腹板内部和上翼缘钢板顶面。

2.根据权利要求1中所述的一种采用耐候波形钢腹板的钢-混凝土组合梁结构，其特征在于：所述的钢腹板内侧焊接栓钉连接件，钢腹板与现浇混凝土通过栓钉连接件连接。

3.根据权利要求1中所述的一种采用耐候波形钢腹板的钢-混凝土组合梁结构，其特征在于：所述的上翼缘钢板顶面上焊接剪力连接件，上翼缘钢板与现浇混凝土通过剪力连接件连接。

4.根据权利要求1中所述的一种采用耐候波形钢腹板的钢-混凝土组合梁结构，其特征在于：所述的预制混凝土板中预设有纵向钢筋、横向钢筋，通过纵横向钢筋与现浇混凝土连接成整体。

5.根据权利要求3中所述的一种采用耐候波形钢腹板的钢-混凝土组合梁结构，其特征在于：所述的剪力连接件为栓钉连接件、PBL连接件、角钢连接件及他们的组合形式。