CN111441235B - 一种双层波形钢腹板内填混凝土的组合腹板结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双层波形钢腹板内填混凝土的组合腹板结构，包括外侧板和内侧板，外侧板和内侧板前后相对分布，且外侧板和内侧板的左右两端分别连接有一端板，上下两端分别连接有一翼缘板，以围成一密闭腔体；其中，位于密闭腔体的顶部的翼缘板为上翼缘板，另一个翼缘板为下翼缘板，上翼缘板上开设有若干个间隔分布的浇筑孔和通气孔，密闭腔体通过浇筑孔浇注有混凝土；外侧板的内侧和内侧板的内侧均设置有与混凝土连接的第一连接件。采用本发明的组合腹板结构可预先在工厂加工，再进行现场安装，只需向封闭腔体内浇筑混凝土即可，无需进行搭设模板和钢筋绑扎等工序，简化施工工序，提高混凝土浇筑质量和工作效率。

Description

一种双层波形钢腹板内填混凝土的组合腹板结构

技术领域

本发明涉及桥梁工程技术领域，特别涉及一种双层波形钢腹板内填混凝土的组合腹板结构。

背景技术

波形钢腹板组合梁桥采用波形钢腹板代替传统箱梁的混凝土腹板，利用波形钢腹板纵向刚度小的特点，能够解除传统混凝土箱梁顶底板之间的约束，减小次内力，提高预应力施加效率，减轻桥梁结构自重，近年来在国内得到积极推广。

目前，世界上已建的波形钢腹板组合桥梁多为连续梁或连续刚构，且桥梁跨径不断增大，最大跨径已达179m，中支点梁高达9.6m，且支点位置存在很大负弯矩和剪力，腹板的抗剪稳定性成为设计的主要控制因素。若进一步增加支点区段腹板厚度，则使得波形钢腹板加工制作困难。为防止支点区段波形钢腹板受剪屈曲，当前普遍采用的方法是在支点区段一定长度范围内波形钢腹板内侧填浇筑混凝土，形成钢-混凝土组合腹板。日本的波形钢腹板预应力混凝土桥梁设计指南规定，波形钢腹板高度大于5m时，即应在波形钢腹板内侧浇筑混凝土。

内衬混凝土虽能提高波形钢腹板稳定性，但设计时一般不考虑其承担支点区段的剪力，仅考虑波形钢腹板抗剪。且内衬混凝土施工困难，需要在箱室内搭设模板并绑扎钢筋，但支点区段腹板高度较大，使得模板搭设、钢筋绑扎与混凝土浇筑困难，严重影响施工效率，并且混凝土浇筑质量难以保证，因此有必要开发一种构造简单、施工便利、受力性能好的新型腹板结构。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双层波形钢腹板内填混凝土的组合腹板结构，从而克服现有的波形钢腹板在内侧浇筑混凝土时，需要现场建模和绑扎钢筋，施工难度大，效率低和混凝土浇注质量难以保证的缺点。

为实现上述目的，本发明提供了一种双层波形钢腹板内填混凝土的组合腹板结构，包括外侧板和内侧板，所述外侧板和所述内侧板前后相对分布，且所述外侧板和所述内侧板的左右两端分别连接有一端板，上下两端分别连接有一翼缘板，以围成一密闭腔体；其中，位于所述密闭腔体的顶部的所述翼缘板为上翼缘板，位于所述密闭腔体的底部的所述翼缘板为下翼缘板，所述上翼缘板上开设有若干个间隔分布的浇筑孔和通气孔，所述密闭腔体通过所述浇筑孔浇注有混凝土；所述外侧板的内侧和所述内侧板的内侧均设置有与所述混凝土连接的第一连接件。

优选地，上述技术方案中，所述外侧板为波形钢腹板结构，所述内侧板为波形钢腹板结构或平钢板结构。

优选地，上述技术方案中，所述内侧板为波形钢腹板结构。

优选地，上述技术方案中，所述第一连接件包括开孔板、若干个间隔分布的焊钉或若干个间隔分布的角钢。

优选地，上述技术方案中，所述第一连接件包括若干个间隔分布的所述焊钉，且所述外侧板上的所述焊钉和所述内侧板上的所述焊钉相互错开设置。

优选地，上述技术方案中，两个所述翼缘板的外侧面上均设置有第二连接件。

优选地，上述技术方案中，所述第二连接件包括两个前后相对分布的开孔板和/或若干个间隔分布的焊钉。

优选地，上述技术方案中，每个所述焊钉的直径为19～22mm，长度为150～200mm，且相邻两个所述焊钉之间的距离不超过300mm。

优选地，上述技术方案中，所述外侧板的厚度和所述内侧板的厚度均为12～16mm。

优选地，上述技术方案中，所述混凝土为自密实混凝土。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明的组合腹板结构能够利用两块厚度较薄的外侧板和内侧板代替常规较厚的单块波形钢腹板，减小了波形钢腹板的加工制作难度；外侧板和内侧板之间填充的混凝土可以提高外侧板和内侧板的稳定性，且填充的混凝土处于三向约束状态，具有更高的强度，能够更好协助波形钢腹板受力；该组合腹板结构可预先在工厂加工，现场安装时，只需向封闭腔体内浇筑混凝土即可，无需进行搭设模板和钢筋绑扎等工序，简化施工工序，提高混凝土浇筑质量和工作效率。

附图说明

图1是根据本发明的双层波形钢腹板内填混凝土的组合腹板结构的主体结构示意图。

图2是根据本发明的图1的A-A线剖视示意图。

图3是根据本发明的图1中透明内侧板、混凝土和位于右侧的端板的结构示意图。

图4是根据本发明的外侧板的结构示意图。

图5是根据本发明的组合腹板结构安装于桥梁上的主体结构示意图。

主要附图标记说明：

1-内侧板，2-外侧板，3-混凝土，4-第一焊钉，5-端板，6-下翼缘板，7-上翼缘板，8-浇筑孔，9-通气孔，10-第二开孔板，11-混凝土顶板，12-混凝土底板，13-密闭腔体，14-第二焊钉。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

图1至图5显示了根据本发明优选实施方式的一种双层波形钢腹板内填混凝土的组合腹板结构的结构示意图，该组合腹板结构包括外侧板2和内侧板1。参考图1至图4，外侧板2和内侧板1前后相对分布，且外侧板2和内侧板1的左右两端分别连接有一个端板5，上下两端分别连接有一个翼缘板，以围成一个密闭腔体13，即外侧板2的左端和内侧板1的左端通过一个端板5连接，且外侧板的右端和内侧板1的右端通过另一个端板5连接，外侧板2的下端和内侧板1的下端通过一个翼缘板连接，且外侧板2的上端和内侧板1的上端通过另一个翼缘板连接，以使外侧板2、内侧板1、两个端板5和两个翼缘板围成一个密闭腔体13，用于填充混凝土3。其中，位于密闭腔体13的顶部的翼缘板为上翼缘板7，位于密闭腔体13的底部的翼缘板为下翼缘板6，上翼缘板7上开设有若干个间隔分布的浇筑孔8和若干个间隔分布的通气孔9，通气孔9用于排除密闭腔体13内的空气；其中，浇筑孔8和通气孔9的孔径、数量以及开孔位置可根据实际情况确定，且浇筑孔8和通气孔9的形状可为方形、圆形或其他多边形；密闭腔体13通过浇筑孔8浇注有混凝土3。外侧板2的内侧和内侧板1的内侧均设置有与混凝土3连接的第一连接件，以提高外侧板2和混凝土3之间以及内侧板1和混凝土3之间连接的稳定性。采用本发明的组合腹板结构能够利用两块厚度较薄的外侧板2和内侧板1代替常规较厚的单块波形钢腹板，减小了波形钢腹板的加工制作难度；外侧板2和内侧板1之间填充的混凝土3可以提高外侧板2和内侧板1的稳定性，且填充的混凝土3处于三向约束状态，具有更高的强度，能够更好协助波形钢腹板受力，施工质量得以保证；该组合腹板结构可预先在工厂加工，现场安装时，只需向封闭腔体内浇筑混凝土3即可，无需进行搭设模板和钢筋绑扎等工序，简化施工工序，提高混凝土3浇筑质量和工作效率。

参考图1、图2和图4，优选地，外侧板2为波形钢腹板结构，内侧板1为波形钢腹板结构或平钢板结构，为了提高该组合腹板结构的强度，进一步优选地，内侧板1为波形钢腹板结构，且该波形钢腹板与外侧板2的波形钢腹板前后平行分布。

参考图1至图4，优选地，第一连接件包括第一开孔板、若干个间隔分布的第一焊钉4或若干个间隔分布的角钢。当第一连接件为第一开孔板结构时，外侧板2的每个直板段的内侧和每个斜板段的内侧均焊接有一个第一开孔板，内侧板1的每个直板段的内侧和每个斜板段的内侧也均焊接有一个第一开孔板，以提高外侧板2和内侧板1与混凝土3之间连接的稳定性；当第一连接件为第一焊钉4时，外侧板2的内侧面和内侧板1的内侧面上均焊接有若干个间隔设置的第一焊钉4，以与后浇注的混凝土3进行连接；当第一连接件为角钢时，外侧板2的内侧面上和内侧板1的内侧面上均固定有若干个间隔设置的角钢，且角钢的竖直端固定于外侧板2的内侧面或内侧板1的内侧面上。进一步优选地，第一连接件包括若干个间隔分布的第一焊钉4，即外侧板2的内侧面上焊接有若干个间隔分布的第一焊钉4，内侧板1的内侧面上也焊接有若干个间隔分布的第一焊钉4，且外侧板2的第一焊钉4和内侧板1的第一焊钉4相互错开设置。再次，进一步优选地，第一焊钉4分布于外侧板2的每个直板段和内侧板1的每个直板段上。

参考图1、图3和图5，优选地，两个翼缘板的外侧面上均设置有第二连接件，即上翼缘板7的顶面设置有第二连接件，以便于其与桥梁的混凝土顶板11连接；下翼缘板6的底面也设置有第二连接件，以便于其与桥梁的混凝土底板13连接，从而将该组合腹板结构固定于桥梁上。进一步优选地，第二连接件包括两个前后相对分布的第二开孔板10和/或若干个间隔分布的第二焊钉14，即第二连接件可为两个前后相对分布的第二开孔板10结构，也可为若干个间隔分布的第二焊钉14结构，还可为第二开孔板10和第二焊钉14结合设置的结构。为了提高该组合腹板与桥梁的连接性能，优选第二连接件为第二开孔板10和第二焊钉14结合设置的结构，即每个翼缘板的外侧面焊接有两个前后相对分布的第二开孔板10，且每个翼缘板上焊接有若干个位于两个第二开孔板10之间且间隔分布的第二焊钉14。

参考图1至图4，优选地，每个第一焊钉4和每个第二焊钉14的直径为19～22mm，长度为150～200mm，且相邻两个第一焊钉4之间的距离和相邻两个第二焊钉14之间的距离均不超过300mm。其中，每个第一开孔板和第二开孔板的孔的直径为50～60mm。

参考图1至图4，优选地，外侧板2的厚度和内侧板1的厚度均为12～16mm，为常规波形钢腹板的厚度的一半，能够节省材料，降低成本，减小波形钢腹板的加工制作难度。

参考图1和图2，优选地，混凝土3为自密实混凝土3，具有流通性强和黏聚性好的优点。

参考图1至图4，优选地，外侧板2、内侧板1、两个端部和两个翼缘板之间采用焊接连接；即外侧板2的上端和内侧板1的上端均与上翼缘板7的底面焊接，且外侧板2的下端和内侧板1的下端均与下翼缘板6的顶面焊接；每个端板5的上端与上翼缘板7的底面焊接，下端与下翼缘板6的顶面焊接，后端与外侧板2的内侧面焊接，前端与内侧板1的内侧面焊接。其中，两个端部和两个翼缘板均由钢板制成。

参考图5，使用时，先在工厂内预先制作好该组合腹板结构，桥梁施工时，先安装工作平台，在工作平台内绑扎混凝土底板13钢筋，然后吊装该组合腹板结构，并进行定位和固定；固定好该组合腹板结构后，浇筑混凝土底板13，通过下翼缘板6上的第二开孔板10和第二焊钉14与混凝土底板13连接；待混凝土底板13的强度达到要求后，通过上翼缘板7上预留的浇筑孔8，向密闭腔体13内填充混凝土3，待填充混凝土3的强度达到要求后，再浇筑该施工段混凝土顶板11，实现该组合腹板结构在波形钢腹板桥梁中的应用。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (8)

1.一种双层波形钢腹板内填混凝土的组合腹板结构，其特征在于，包括外侧板和内侧板，所述外侧板和所述内侧板前后相对分布，且所述外侧板和所述内侧板的左右两端分别连接有一端板，上下两端分别连接有一翼缘板，以围成一密闭腔体；其中，位于所述密闭腔体的顶部的所述翼缘板为上翼缘板，位于所述密闭腔体的底部的所述翼缘板为下翼缘板，所述上翼缘板上开设有若干个间隔分布的浇筑孔和通气孔，所述密闭腔体通过所述浇筑孔浇注有混凝土；所述外侧板的内侧和所述内侧板的内侧均设置有与所述混凝土连接的第一连接件；

所述第一连接件包括开孔板、若干个间隔分布的焊钉，且所述外侧板上的所述焊钉和所述内侧板上的所述焊钉相互错开设置。

2.根据权利要求1所述的双层波形钢腹板内填混凝土的组合腹板结构，其特征在于，所述外侧板为波形钢腹板结构，所述内侧板为波形钢腹板结构或平钢板结构。

3.根据权利要求2所述的双层波形钢腹板内填混凝土的组合腹板结构，其特征在于，所述内侧板为波形钢腹板结构。

4.根据权利要求1所述的双层波形钢腹板内填混凝土的组合腹板结构，其特征在于，两个所述翼缘板的外侧面上均设置有第二连接件。

5.根据权利要求4所述的双层波形钢腹板内填混凝土的组合腹板结构，其特征在于，所述第二连接件包括两个前后相对分布的开孔板和/或若干个间隔分布的焊钉。

6.根据权利要求1或5所述的双层波形钢腹板内填混凝土的组合腹板结构，其特征在于，每个所述焊钉的直径为19～22mm，长度为150～200mm，且相邻两个所述焊钉之间的距离不超过300mm。

7.根据权利要求1所述的双层波形钢腹板内填混凝土的组合腹板结构，其特征在于，所述外侧板的厚度和所述内侧板的厚度均为12～16mm。

8.根据权利要求1所述的双层波形钢腹板内填混凝土的组合腹板结构，其特征在于，所述混凝土为自密实混凝土。

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