CN208844411U - 一种箱梁梁端的钢混组合腹板结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种箱梁梁端的钢混组合腹板结构，涉及铁路预应力混凝土箱梁领域，箱梁包括顶板、分别设置于顶板两侧的两个腹板和设置于腹板底端的底板，顶板、腹板和底板围合成箱体，在腹板的端部设置有至少一个钢构件，钢构件固设在腹板内侧与顶板相接的位置处，钢构件包括呈折弯状的基板和固定连接在基板上的肋板，基板具有水平部和竖直部，水平部的顶面与顶板固定连接，竖直部的侧壁面与腹板固定连接，肋板固设在顶板内部和/或腹板内部。该箱梁梁端的钢混组合腹板结构能够解决简支梁在吊梁工况下吊孔附近顶腹板交界处开裂的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及铁路预应力混凝土箱梁领域，特别涉及一种箱梁梁端的钢混组合腹板结构。
背景技术
现有的高速铁路简支箱梁，梁体一端均设置4个吊梁孔，位置在腹板内侧范围的梁端顶板上。提梁车吊杆穿过箱梁顶板上预留的吊梁孔将梁体吊离地面，之后将简支箱梁移动至存梁台座或桥位。其中，高铁箱梁吊梁区域(即梁端结构)采用普通钢筋混凝土设计方法，利用配置构造钢筋控制裂缝宽度与长度。应用过程中无法避免吊梁区混凝土的开裂。
目前，控制吊梁孔处混凝土开裂的方法，国内已有所研究，例如郑辉等研究了腹板内设置竖向预应力筋的箱梁在张拉与不张拉、预应力孔道灌浆与不灌浆的不同工况下，混凝土箱梁抗剪性能的差别，通过试验结果对比分析得出：竖向预应力可将开裂荷裁提高16％，竖向预应力筋张拉端的抗剪承载力比不张拉端增加2.3％，不灌浆端的抗剪承载力比灌浆端减小9.3％。另外，郑辉等亦得出了裂缝宽度受竖向预压应力影响比受纵向预应力影响明显的结论。值得一提的是，沈祝源等提出了横张竖向预应力，即以横向张拉钢绞线的方式对箱梁腹板施加竖向预应力的加固方法。但该方法存在压弯失稳的不确定性。有的施工单位采用在吊梁孔靠近跨中一侧竖向张拉螺纹钢的方法来进行加固。其原理是通过螺纹钢张拉应力改变梁端吊梁孔周围受力体系，使螺纹钢和底板承担原来腹板吊梁力的一部分。目前尚无通过在梁端腹板设置钢构件的构造措施来改善吊梁过程中箱梁结构的受力，来达到减小裂缝宽度与长度、降低混凝土应力水平的工程应用，亦缺少文献资料。在吊梁的过程中，由于局部应力的增加，顶腹板交界处易产生裂缝，既对梁体受力性能产生不利影响，影响箱梁耐久性。顶腹板交界处裂缝是制梁施工单位亟待解决的问题，同时也是设计单位需要长期研究、攻克的难题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种箱梁梁端的钢混组合腹板结构，能够解决简支箱梁在吊梁工况下吊孔附近顶腹板交界处开裂的问题。
为达到上述目的，本实用新型提出一种箱梁梁端的钢混组合腹板结构，所述箱梁包括顶板、分别设置于所述顶板两侧的两个腹板和设置于所述腹板底端的底板，所述顶板、所述腹板和所述底板围合成箱体，其中，在所述腹板的端部设置有至少一个钢构件，所述钢构件固设在所述腹板内侧与所述顶板相接的位置处，所述钢构件包括呈折弯状的基板和固定连接在所述基板上的肋板，所述基板具有水平部和竖直部，所述水平部的顶面与所述顶板固定连接，所述竖直部的侧壁面与所述腹板固定连接，所述肋板固设在所述顶板内部和/或所述腹板内部。
如上所述的箱梁梁端的钢混组合腹板结构，其中，所述腹板内部和所述顶板内部均设有钢筋主架，所述钢筋主架包括多条间隔设置的竖筋和多条间隔设置的纵筋，所述竖筋垂直于所述箱梁的轴线设置，所述纵筋平行于所述箱梁的轴线设置。
如上所述的箱梁梁端的钢混组合腹板结构，其中，所述基板上固设有多个肋板，多个所述肋板沿所述箱梁的轴向间隔设置，每个所述肋板均设置在两个相邻的所述竖筋之间。
如上所述的箱梁梁端的钢混组合腹板结构，其中，所述肋板垂直于所述箱梁的轴线设置。
如上所述的箱梁梁端的钢混组合腹板结构，其中，所述肋板呈L形并包括相互垂直的第一固定部和第二固定部，所述第一固定部与所述水平部固定连接并固设在所述顶板内，所述第二固定部与所述竖直部固定连接并固设在所述腹板内。
如上所述的箱梁梁端的钢混组合腹板结构，其中，所述第一固定部上和所述第二固定部上分别开设有至少一个安装孔，所述安装孔内穿设有所述纵筋。
如上所述的箱梁梁端的钢混组合腹板结构，其中，所述基板弯折的角度与所述顶板与所述腹板之间夹角的角度相同。
如上所述的箱梁梁端的钢混组合腹板结构，其中，所述水平部嵌设在所述顶板内，且所述水平部的底面与所述顶板的底面齐平；所述竖直部嵌设在所述腹板内，且所述竖直部的侧面与所述腹板的内侧壁面齐平。
如上所述的箱梁梁端的钢混组合腹板结构，其中，在所述腹板的端部设置两个以上的所述钢构件，两个以上的所述钢构件沿所述箱梁的轴向间隔设置。
如上所述的箱梁梁端的钢混组合腹板结构，其中，所述腹板的端面与其相邻的所述钢构件之间的距离为200mm。
与现有技术相比，本实用新型具有以下特点和优点：
本实用新型提出的箱梁梁端的钢混组合腹板结构，钢构件设置在箱梁梁端顶板和腹板相结合的位置处并与顶板和腹板的混凝土形成组合构造，能够增强梁端顶板和腹板结合位置处的强度，有效降低吊孔下腹板内侧竖向钢筋应变，降低其埋置范围内混凝土表面的应变、并约束表面裂缝的开展，增强结构的耐久性能。从而保证梁端(用于吊梁的吊梁孔开设于梁端附近)够承受吊梁过程中产生的负弯矩，最终降低梁端顶腹交界处裂缝产生的概率，延迟首次吊梁裂缝的产生，缩短箱梁混凝土表面的裂缝长度和宽度。
附图说明
在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本实用新型公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本实用新型的理解，并不是具体限定本实用新型各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本实用新型的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本实用新型。
图1为本实用新型提出的箱梁梁端的钢混组合腹板结构的结构示意图；
图2为本实用新型中箱梁梁端的钢混组合腹板结构一实施例的结构示意图；
图3为本实用新型中箱梁梁端的钢混组合腹板结构另一实施例的结构示意图；
图4为本实用新型中钢构件的结构示意图(一)；
图5为本实用新型中钢构件的结构示意图(二)；
图6为本实用新型中钢构件的结构示意图(三)。
主要附图标记说明：
1、箱梁梁端的钢混组合腹板结构； 10、箱梁；
11、顶板； 12、腹板；
13、底板； 20、钢构件；
21、基板； 211、水平部；
212、竖直部； 22、肋板；
221、第一固定部； 222、第二固定部；
23、安装孔； 24、螺栓孔；
具体实施方式
结合附图和本实用新型具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本实用新型的细节。但是，在此描述的本实用新型的具体实施方式，仅用于解释本实用新型的目的，而不能以任何方式理解成是对本实用新型的限制。在本实用新型的教导下，技术人员可以构想基于本实用新型的任意可能的变形，这些都应被视为属于本实用新型的范围。
如图1至图6所示，本实用新型提出一种箱梁梁端的钢混组合腹板结构1，箱梁10包括顶板11、分别设置于顶板11两侧的两个腹板12和设置于腹板12底端的底板13，顶板11、腹板12和底板13围合成箱体，在腹板12的端部设置有至少一个钢构件20，钢构件20固设在腹板12内侧与顶板11相接的位置处，钢构件20包括呈折弯状的基板21和固定连接在基板21上的肋板22，基板21具有水平部211和竖直部212，水平部211的上表面与顶板11固定连接，竖直部212的侧壁面与腹板12固定连接，肋板22固设在顶板11内部和/或腹板12内部。
本实用新型提出的箱梁梁端的钢混组合腹板结构1，钢构件20设置在箱梁10梁端顶板11和腹板12相结合的位置处，并与顶板11和腹板12的混凝土形成组合构造，能够增强梁端顶板11和腹板12结合位置处的强度，增强结构的耐久性能，从而保证梁端(用于吊梁的吊梁孔开设于梁端附近)够承受吊梁过程中产生的负弯矩，最终降低梁端顶腹交界处裂缝产生的概率，延迟首次吊梁裂缝的产生，缩短箱梁10(顶板11与腹板12结合处)混凝土表面的裂缝长度及缩小上述裂缝宽度。
在实用新型一个可选的例子中，在箱梁10的两个腹板12上均设置有钢构件20。
在本实用新型中，基板21为钢板，水平部211为水平设置的平板状，竖直部212为竖直设置的平板状，水平部211的顶面固接在顶板11上，竖直部212的侧壁面固接在腹板12上；肋板22也为钢板，肋板固接在基板21上并插入箱梁10的混凝土内。
在本实用新型中，腹板12内部和顶板11内部均设有钢筋主架，钢筋主架包括多条间隔设置的竖筋和多条间隔设置的纵筋，竖筋垂直于箱梁的轴线设置，纵筋平行于箱梁的轴线设置。
在本实用新型一个可选的例子中，基板21上固设有多个肋板22，多个肋板22沿箱梁的轴向间隔设置，每个肋板22均设置在两个相邻的竖筋之间。肋板22插入箱梁10内并与箱梁10的混凝土固定连接，能够增加钢构件20与箱梁10的连接强度。
在本实用新型一个可选的例子中，肋板22垂直于箱梁的轴线设置。这样，肋板22也就垂直于顶板11(水平部211)和腹板12(竖直部212)设置。
在本实用新型一个可选的例子中，肋板22呈L形并包括相互垂直的第一固定部221和第二固定部222，第一固定部221与水平部211固定连接并固设在顶板11内，第二固定部222与竖直部212固定连接并固设在腹板12内。
在一个可选的例子中，肋板22焊接在基板21上。当然肋板也可以通过本领域技术人员熟知的其它方式固设在基板上，在此不进行赘述。
在本实用新型一个可选的例子中，第一固定部221上和第二固定部222上分别开设有至少一个安装孔23，安装孔23内穿设有纵筋，这样，肋板22不但与箱梁10的混凝土固定连接，肋板22也与箱梁10的钢筋主架进行了连接，进一步加强了肋板22与箱梁10的连接强度。
在一个可选的例子中，安装孔23可以为圆孔，也可以为长圆孔。安装孔23的形状和直径可以现场根据情况确定。
在本实用新型一个可选的例子中，基板21弯折的角度(即水平部211与竖直部212之间夹角的角度)与顶板11与腹板12之间夹角的角度相同，基板21的弯折角与箱梁10其腹板12内侧壁与顶板11交接位置重合。
在一个可选的例子中，基板21的弯折角度为90度，即水平部211与竖直部212之间的夹角为90度。
在本实用新型一个可选的例子中，水平部211嵌设在顶板11内，且水平部211的底面与顶板11的底面齐平；竖直部212嵌设在腹板12内，且竖直部212的侧面与腹板12的内侧壁面齐平。使得水平部211取代了顶板11底面的一部分，竖直部212取代了腹板12的内侧壁面的一部分。
在本实用新型一个可选的例子中，基板21上还设有螺栓孔24，安装螺栓贯穿螺栓孔24将基板21固定在箱梁10上，进一步增强了钢构件20与箱梁10的连接强度。
在本实用新型一个可选的例子中，在腹板12的端部设置两个以上的钢构件20，两个以上的钢构件20沿箱梁10的轴向间隔设置。
在本实用新型一个可选的例子中，腹板12的端面与其相邻的钢构件20之间的距离为200mm。
在本实用新型一个可选的例子中，基板21为钢板，其厚度为5mm～15mm，基板21的纵向长度(沿箱梁轴向的长度)L1范围为500mm～2500mm，水平部211的宽度L2范围为150mm～350mm，竖直部212的宽度L3范围为350mm～550mm；肋板22也为钢板，肋板22的厚度范围为3mm～10mm，肋板的高度H范围为50mm～150mm，第一固定部的宽度L4范围为250mm～550mm，第二固定部的宽度L5范围为400mm～700mm，相邻的两个肋板22之间的距离范围为100mm～300mm；安装孔23的内径范围为5mm～20mm，安装孔23(当安装孔为长圆孔时)的孔长范围为0mm～40mm，相邻的两个安装孔之间的间距范围为50mm～250mm。
优选的，基板21的纵向长度L1为1300mm，水平部211的宽度L2为230mm，竖直部212的宽度L3为450mm(即基板21的尺寸为230mm×450mm×1300mm)。在基板21上设置6个肋板22，6个肋板22沿基板21纵向长度方向等距布置，相邻的两个肋板22间隔200mm。肋板22的厚度为6mm，肋板22的高度H为100mm，第一固定部221的宽度L4为340mm，第二固定部222的宽度L4为560mm(即肋板22的外边长为340mm×560mm)，其中第一固定部221上设置两个安装孔23，第二固定部222上设置三个安装孔23，安装孔23均为长圆孔，长圆孔半径为15mm，相邻的两个安装孔23的间隔为150mm，安装孔23的内壁距肋板22外缘的距离为50mm。
腹板12上可以仅设置一个钢构件20(整体式，如图2所示)，腹板12上也可以设置有两个钢构件20(分段式，如图3所示)。当腹板12上仅设有一个钢构件20时，钢构件20其基板21的纵向长度为1300mm。当腹板12上设有两个钢构件20时，两个钢构件20基板21的纵向长度分别为400mm和800mm；或者，两个钢构件20基板21的纵向长度相同，均为600mm。
本实用新型提出的箱梁梁端的钢混组合腹板结构1其制作过程如下：
在箱梁10的钢筋主架完成后，将焊接为整体的钢构件20放入钢筋主架，使肋板22插入竖筋间隙中(每两个相邻的竖筋之间插入一个肋板22)，之后使梁体纵筋穿入肋板22的安装孔23中。控制钢构件20放置深度使基板21其水平部211的底面与顶板11的混凝土表面齐平，竖直部212的侧面与腹板12的混凝土表面齐平。浇筑混凝土使整体的钢构件20与箱梁10梁端顶腹板交界处紧密贴合。
本实用新型提出的箱梁梁端的钢混组合腹板结构1依托中国铁路总公司课题进行研究，并进行了40m足尺试验梁的吊梁工况试验。
试验结果表明：梁端未布置箱梁梁端的钢混组合腹板结构1的一侧，当单顶荷载超过200kN时，箱内顶腹板交界处出现了纵向裂缝，箱梁吊起后，该裂缝长度2.5～2.7m、宽度0.08～0.16mm，自梁端面延伸至变截面处，落梁后该裂缝有所闭合，宽度0.02～0.04mm。梁端布置有箱梁梁端的钢混组合腹板结构1的一侧，当使用大型钢垫板时，箱内顶腹板交界处没有出现纵向裂缝。
针对上述各实施方式的详细解释，其目的仅在于对本实用新型进行解释，以便于能够更好地理解本实用新型，但是，这些描述不能以任何理由解释成是对本实用新型的限制，特别是，在不同的实施方式中描述的各个特征也可以相互任意组合，从而组成其他实施方式，除了有明确相反的描述，这些特征应被理解为能够应用于任何一个实施方式中，而并不仅局限于所描述的实施方式。
Claims (10)
1.一种箱梁梁端的钢混组合腹板结构，所述箱梁包括顶板、分别设置于所述顶板两侧的两个腹板和设置于所述腹板底端的底板，所述顶板、所述腹板和所述底板围合成箱体，其特征在于，在所述腹板的端部设置有至少一个钢构件，所述钢构件固设在所述腹板内侧与所述顶板相接的位置处，所述钢构件包括呈折弯状的基板和固定连接在所述基板上的肋板，所述基板具有水平部和竖直部，所述水平部的顶面与所述顶板固定连接，所述竖直部的侧壁面与所述腹板固定连接，所述肋板固设在所述顶板内部和/或所述腹板内部。
2.如权利要求1所述的箱梁梁端的钢混组合腹板结构，其特征在于，所述腹板内部和所述顶板内部均设有钢筋主架，所述钢筋主架包括多条间隔设置的竖筋和多条间隔设置的纵筋，所述竖筋垂直于所述箱梁的轴线设置，所述纵筋平行于所述箱梁的轴线设置。
3.如权利要求2所述的箱梁梁端的钢混组合腹板结构，其特征在于，所述基板上固设有多个肋板，多个所述肋板沿所述箱梁的轴向间隔设置，每个所述肋板均设置在两个相邻的所述竖筋之间。
4.如权利要求3所述的箱梁梁端的钢混组合腹板结构，其特征在于，所述肋板垂直于所述箱梁的轴线设置。
5.如权利要求3所述的箱梁梁端的钢混组合腹板结构，其特征在于，所述肋板呈L形并包括相互垂直的第一固定部和第二固定部，所述第一固定部与所述水平部固定连接并固设在所述顶板内，所述第二固定部与所述竖直部固定连接并固设在所述腹板内。
6.如权利要求5所述的箱梁梁端的钢混组合腹板结构，其特征在于，所述第一固定部上和所述第二固定部上分别开设有至少一个安装孔，所述安装孔内穿设有所述纵筋。
7.如权利要求1所述的箱梁梁端的钢混组合腹板结构，其特征在于，所述基板弯折的角度与所述顶板与所述腹板之间夹角的角度相同。
8.如权利要求1所述的箱梁梁端的钢混组合腹板结构，其特征在于，所述水平部嵌设在所述顶板内，且所述水平部的底面与所述顶板的底面齐平；所述竖直部嵌设在所述腹板内，且所述竖直部的侧面与所述腹板的内侧壁面齐平。
9.如权利要求1所述的箱梁梁端的钢混组合腹板结构，其特征在于，在所述腹板的端部设置两个以上的所述钢构件，两个以上的所述钢构件沿所述箱梁的轴向间隔设置。
10.如权利要求9所述的箱梁梁端的钢混组合腹板结构，其特征在于，所述腹板的端面与其相邻的所述钢构件之间的距离为200mm。
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|---|---|---|---|---|
| CN110373993A (zh) * | 2019-08-13 | 2019-10-25 | 中铁二院工程集团有限责任公司 | 一种控制铁路桥梁梁端变形装置 |
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|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
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