CN1480605A

CN1480605A - Pssc组合梁

Info

Publication number: CN1480605A
Application number: CNA021322872A
Authority: CN
Inventors: 朴在满
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-09-04
Filing date: 2002-09-04
Publication date: 2004-03-10
Anticipated expiration: 2022-09-04
Also published as: CN1212458C

Abstract

一种PSSC组合梁，其中型钢结构通过组合一个或多个型钢和拉紧装置形成，拉紧装置用于使用拉紧构件来拉紧型钢结构，从而使得该结构具有预定拱高，混凝土置于型钢结构的内部空间部分。由于梁的拱高可通过在新桥梁和传统桥梁施工前或施工后的应用加以调整，可容易降低板层的挠度并且不会产生由弯曲变形所导致的裂纹，所以该PSSC组合梁可获得PSC梁和钢梁的所有优点。此外，在型钢中结合了用于抵制变形和压缩的加强板。而且，在型钢中还结合了抗剪切构件和钢筋并且置有混凝土。因此，使型钢和混凝土统一化，可提高钢度和强度，并且可进行预拉紧，从而便于维护并大大提高了跨度。而且，由于通过向型钢中放置混凝土而提高了组合转动惯量，结构的振动范围可得到较大程度的降低。

Description

PSSC组合梁

技术领域

本发明涉及一种PSSC组合梁，尤其涉及这样一种PSSC组合梁，其能够通过垂直或平行组合型钢比如I型钢或者H型钢形成型钢结构，结合通过对型钢结构施加预应力以补偿挠度的拉紧构件，和将混凝土以预定外形置于型钢结构的内部空间部分来获得预应力混凝土(PSC)梁和钢梁的所有优点。

背景技术

通常，预应力混凝土梁(以下简称PSC梁)是将拉紧构件置于钢筋混凝土梁内，并且使该拉紧构件的两端突出于梁的两端之外，之后，利用液压装置对拉紧构件提供张力，并通过压缩使梁的两端与对称轴之间具有偏心距以补偿钢筋混凝土梁内所产生的张应力。

拉紧法根据拉紧构件的安装方法分为预拉紧法和后拉紧法。

通过拉紧构件的工作，在用于PSC梁的梁的下表面不会产生张应力或者产生很小的张应力，从而，梁上不会出现裂纹。即使在梁的下表面产生张应力，如果该应力不超过抗弯张力强度(flexural tensile strength)，也不会产生裂纹。因此，这种PSC梁在土木工程包括桥梁中的应用比RC更加广泛。

例如，短和中跨度桥梁通常用PSC梁建造，一直用钢材建造的长跨度桥梁也可用PSC梁建造，至于建筑物，PSC梁可用于组合建筑、需要大空间的外壳等。

然而，在传统PSC梁中，具有诸如长跨度和耐久性的局限性，这是由于当安装装置和液压装置发生变化时，在基础结构中会发生弯曲变化。

另一方面，如果由梁建造的传统桥梁的强度降低，将采用维修和加固的施工方法：将支座固定到PSC梁的两端，并使用安装构件将拉紧构件的两端固定到支座上，然后，使用液压装置增强PSC梁。

然而，这种施工方法在管理上存在问题，比如，当传统桥梁的强度降低时，传统桥梁才被加强。

而且，传统施工方法具有不足的地方：下表面会被侵蚀；由于部分预应力的作用，在下翼缘出现混凝土张力裂纹而使得跨度变短。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种PSSC组合梁，其通过垂直或平行组合一个或多个型钢比如I型钢或者H型钢形成型钢结构，结合通过对型钢结构施加预应力以补偿挠度的拉紧构件，和将混凝土以预定外形置于型钢结构的内部空间部分而比PSC梁具有更长的跨度，并提高了耐久性。

为了获得这些和其它优点，根据本发明的目的，如此处所列举和广泛描述的那样，提供了一种PSSC组合梁，其中型钢结构通过组合一个或多个型钢和拉紧装置形成，拉紧装置用于使用拉紧构件来拉紧型钢结构，从而使得该结构具有预定拱高，混凝土置于型钢结构的内部空间部分。

在型钢结构中，箱形的型钢部件通过将型钢或者两侧构件进行左右两侧的叠合和焊接来形成，其中两侧构件通过焊接上下叠合的型钢形成。此外，还可以组合和使用多种类型。

在本发明的实施方式中，使用的箱式型钢部件通过两边焊接型钢形成或者通过焊接两侧构件形成，其中两侧构件由多个型钢用螺栓两边连接进行组合。

在型钢制品的两端部，安装固定板(settlement fixing plate)通过放置加强板加以固定。在两侧的固定板上分别形成有一行或多行孔，通过安装构件固定的拉紧构件的两端部插入孔内并突出于孔之外。在两侧的每个型钢内，分别接合了加强板，用于防止腹板(web)和上、下翼缘(flange)中的弯曲。在腹板内结合有多个抗剪切构件，在两个钢梁的内部空间部分设置有钢筋，并置有混凝土。

至于拉紧构件，比如，使用在套管中插入钢绞线的传统类型，拉紧装置可以使用传统的液压千斤顶。此外，混凝土可置于型钢结构的全部内部空间部分或者部分内部空间。

结合附图阅读下面本发明的详细说明将更加清楚地理解本发明的前述和其它目的、特征、方面和优点。

附图的简要说明

为提供本发明的进一步理解并包含在说明书中且构成说明书的一部分的附图，说明本发明的优选实施方式并和说明书一起用于解释本发明的原理。

在附图中：

图1-5B说明根据本发明第一种实施方式的组合梁：

图1是说明组合梁的展开立体图；

图2是说明组合梁的部分平面图；

图3是说明组合梁的部分截面侧视图；

图4是说明组合梁的部分主视图；和

图5A和5B是说明改变了外形的组合梁的部分截面立体图，通过对组合梁施加预应力以具有弯度，

图6-9说明根据本发明第二种实施方式的组合梁：

图6是说明组合梁的展开立体图；

图7是说明组合梁的部分平面图；

图8是说明组合梁的部分截面立体图；和

图9是说明通过预加应力而具有弯曲外形的组合梁的部分截面立体图，

图10-12分别是说明根据本发明第三种实施方式的组合梁的展开立体图、部分截面侧视图和说明弯曲外形的部分截面立体图，和

图13-15分别是说明根据本发明第四种实施方式的组合梁的展开立体图、部分截面侧视图和说明弯曲外形的部分截面立体图。

优选实施方式的详细说明

现在将对本发明的优选实施方式，即在附图中所说明的实施例，作详细说明。

图1-5B说明根据本发明第一种实施方式的组合梁。图1是说明组合梁的展开立体图，图2是说明组合梁的部分平面图，图3是说明组合梁的部分截面侧视图，图4是说明组合梁的部分主视图，图5A和5B是说明改变了外形的组合梁的部分截面立体图，其通过对组合梁施加预应力以使其具有弯度。

如图所示，根据本发明结合到PSSC组合梁的拉紧装置200用于固定型钢结构102中拉紧构件210的两端部，并拉紧拉紧构件210的端部，其中型钢结构102由型钢100比如I型钢或者H型钢制成。混凝土300置于型钢结构102的内部空间以形成梁体，并通过拉紧装置拉紧以弯曲。

至于型钢结构102，比如，使用一种型钢部件101，其通过焊接型钢100的两侧而形成。

在拉紧装置200中，安装固定板221分别固定于形成型钢结构102的每个型钢100内表面的两端部。

在两块安装固定板221上分别形成有一行孔，拉紧构件210的两端插入孔内并突出于孔之外，并且由安装构件220进行安装。拉紧构件210以两行安装并固定于型钢部件101的两端部。

此外，在两个型钢100中，用于防止变形的增强装置400分别结合在腹板111和上、下翼缘112和113之间，在腹板111内结合有多个抗剪切构件330，在两个型钢100的内部空间设置有钢筋310并置有混凝土300。

在增强装置400中，多块加强板410以预定间隔焊接在型钢100的腹板111和上、下翼缘112和113之间，在各个加强板410上形成有多个孔，设置的钢筋310插入到所述孔内。在每个型钢100的腹板111的上端部形成有通孔，抗剪切构件330插入到所述通孔内，在外部焊接有螺母331，折成“L”形的锚定螺栓332通过螺纹连接加以固定。

而且，用于加固的加强板223固定到安装固定板221的内部，所述安装固定板221固定到两个型钢100的两端部。在两个型钢100腹板111的两端部形成有槽114，从而在需要时便于安装拉紧装置，比如液压装置。

在根据本发明的PSSC组合梁的制造中，多个加强板410焊接到型钢100的腹板111内，其中型钢100比如I型钢或者H型钢切割成预定长度。

多块(比如3块)加强板410焊接到腹板111的中心部分，在腹板111的上端部形成有多个孔，螺母331分别焊接到所述孔的外面。

而且，锚定螺栓(anchorage bolt)332与各自的螺母331相结合，在每个加强板410上形成有多个孔，钢筋310分别插入到所述孔内并与之结合。

安装固定板221和加强板223焊接到腹板111的两端部，在两块安装固定板221上形成有孔，拉紧构件210的两端部突出于所述孔之外，安装构件220与拉紧构件210突出的端部相结合。

如上所述，在制造主要由型钢100制成的钢架结构和安装拉紧装置200之后，统一的连接单元通过V-切割焊将两个型钢100结合在一起。

之后，通过使用拉紧装置比如液压装置施加预应力，首先将拉紧构件210拉至所需程度。

然后，混凝土300通过形成在两个型钢100上翼缘112的注入孔103注入并硬化。

当混凝土300硬化时，通过第二步的以所需大小拉紧拉紧构件210来施加预应力。

使用上述方法，可获得如图5A和5B所示的具有预定弯度(高度)的弯曲形PSSC组合梁。用于拉紧拉紧构件210的拉紧方法可通过调节必要步骤中的大小进行操作。在完成PSSC组合梁的制造之后，比如，张力大小可在需要的建造和维修桥梁步骤中进行随机调整。

图6-9说明根据本发明第二种实施方式的组合梁。图6是说明组合梁的展开立体图，图7是说明组合梁的部分平面图，图8是说明组合梁的部分截面立体图，图9A和9B是说明通过预加应力而具有弯曲外形的组合梁的部分截面立体图。

在根据本发明第二种实施方式的PSSC组合梁中，每个安装固定板222固定到型钢部件101的两端部，在两块安装固定板222的中间分别形成有一行孔，拉紧构件210的两端部插入到所述孔内并突出于孔之外，并通过安装构件220加以安装。

因此，拉紧构件210以两行安装并固定于型钢部件101的两端部。而且，在两个型钢100内，用于防止变形的增强装置400分别结合在腹板111和上、下翼缘112和113之间。在每个腹板111内结合有多个抗剪切构件330，在两个型钢100的内部空间部分设置有钢筋310并置有混凝土300。其它状态与第一种实施方式中的相同。

图10-12分别是说明根据本发明第三种实施方式的组合梁的展开立体图、部分截面侧视图和说明弯曲外形的部分截面立体图，

如图所示，在根据本发明第三种实施方式的PSSC组合梁中，型钢100上下叠合并通过使用螺母的螺栓连接120与强张力螺栓相结合。如同图1-5所示的第一种实施方式，在侧面构件110中，拉紧装置200应用于这样的结构中，即拉紧构件210和安装构件220以两行安装并固定于型钢部件101的两端部。此外，增强装置400和混凝土300结合到型钢部件101的两端部。

在根据本发明第四种实施方式的PSSC组合梁中，型钢100上下叠合并通过螺栓连接120相结合。如同图6-9所示的第二种实施方式，在侧面构件110中，拉紧装置200应用于这样的结构中，即拉紧构件210和安装构件220以两行安装并固定于型钢部件101的两端部。此外，增强装置400和混凝土300结合到型钢部件101的两端部。

如上所述，根据本发明的PSSC组合梁可以用于，比如，建造新桥梁或者维修传统桥梁。本发明可通过在型钢结构102的两端部拉紧拉紧构件210而具有拱形。从而，可以降低挠度并且在下翼缘受到张应力时不会产生裂纹。而且，在型钢100上还结合有用于抵制弯曲和压缩的加强板410。此外，在型钢100上还结合有抗剪切构件330和钢筋310并且置有混凝土300。因此，使型钢100和混凝土300统一化，可提高钢度和强度，并且可进行预拉紧，从而便于维护并大大提高了跨度。而且，由于通过向钢梁100中放置混凝土而提高了组合转动惯量，结构的振动范围可得到较大程度的降低。

如上所述，在制造根据本发明的PSSC组合梁时，尺寸如长度、宽度、高度等，外形，拉紧装置的数目和排列外形可根据需要容易地加以改变。

根据本发明的PSSC组合梁可获得PSC梁和钢梁的所有优点。由于梁的拱高可通过在新桥梁和传统桥梁施工前或施工后的应用加以调整，可容易降低板层的挠度并且不会产生由弯曲变形所导致的裂纹。

而且，在型钢中结合了用于抵制变形和压缩的加强板。此外，在型钢中还结合了抗剪切构件和钢筋并且置有混凝土。因此，使钢梁和混凝土统一化，可提高钢度和强度，并且可进行预拉紧，从而便于维护并大大提高了跨度。而且，由于通过向钢梁中放置混凝土而提高了组合转动惯量，结构的振动范围可得到较大程度的降低。

而且，位于型钢结构中的拉紧构件不暴露。因此，可获得极好的外形和桥下的长空间。此外，由于安装的拉紧构件置于混凝土内，还可减小由时间导致的强度破坏。

本发明在不脱离其精神或基本特征的情况下可以以多种形式实施，还应该理解的是，除非另有说明，上述实施方式不受前述描述的任何细节所限制，而应该在附属权利要求所限定的范围及其精神下广泛地加以实施，因此，所有落入权利要求的边界和范围的改变和改进、或者该边界和范围的等价物都将被附属权利要求所覆盖。

Claims

1.一种PSSC组合梁，其特征在于：型钢结构通过组合一个或多个型钢和拉紧装置形成，拉紧装置用于使用拉紧构件来拉紧型钢结构，从而使得该结构具有预定拱高，混凝土置于型钢结构的内部空间部分。

2.如权利要求1所述的梁，其中型钢结构是箱式的型钢部件，其通过侧面焊接多个型钢形成；

在所述拉紧装置中，安装固定板分别固定到形成型钢结构的每个型钢的两端部，拉紧构件的两端部通过安装构件加以固定，并插入且突出于孔，所述孔以一行或多行分别形成在两侧固定板上；和

在每个固定板钢中，分别结合了用于防止腹板和上、下翼缘的弯曲的加强板，在腹板中结合有多个抗剪切构件，在钢梁的内部空间部分设置有钢筋并且置有混凝土。