CN210562906U - 一种变截面波形钢板-混凝土组合板结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种变截面波形钢板‑混凝土组合板结构，该组合板由变截面波形钢板和内衬混凝土组成，所述内衬混凝土包括全截面段I、过渡截面段II、最小截面段III这三部分组成，从支点处沿波形钢板的纵向依次布置，承担波形板纵向从大变小的剪力。其中全截面段保证波形钢板顶底面与混凝土顶底面重合；过渡截面段II平滑连接全截面段I和最小截面段III；最小截面段III提高了组合板截面的屈曲强度，最终获得质量轻、抗剪能力强和抗屈曲稳定性良好的组合板结构。

Description

一种变截面波形钢板-混凝土组合板结构

技术领域

本发明属于钢-混组合结构领域，特别涉及一种变截面波形钢板-混凝土组合板结构。

背景技术

波形钢板的抗剪强度与稳定性是波形钢板组合结构设计中的重要问题。波形钢板组合结构在支点附件的剪力较大，支点处构造情况和约束条件一般比较复杂。并且波形钢板的纵向刚度相对较小，与混凝土组成组合结构时，波形钢板几乎承担了截面所有的剪力，因此剪切变形十分显著。

为提高波形钢板的抗屈曲性能和稳定性，同时使波形钢板的应力均匀传递，可在支点一定范围区域的波形钢板内侧设置内衬混凝土。内衬混凝土还可以缓和局部应力，使波形钢板的作用力有效传递给下部结构。目前尤其在钢混组合桥梁领域有较广泛的应用。

然而，目前采用的内衬混凝土布置方式几乎都是全截面布置，不符合支点附近竖向剪力由大变小的变化规律，不但导致了混凝土使用量较大，降低了混凝土的效率，增加了施工的负担，而且增大了结构的重量，降低纵向预应力的施加效率。

发明内容

技术问题：为解决上述问题，本发明提供了一种变截面波形钢板-混凝土组合板结构，该组合板结构根据支点处剪力的变化规律调整混凝土的高度和厚度，能较大的提升混凝土的使用效率，降低结构重量，提高组合板结构的屈曲强度。

技术方案：为了达到上述目的，本发明的一种变截面波形钢板-混凝土组合板结构技术方案如下：

该组合板包括波形钢板、内衬混凝土和支点，所述内衬混凝土包括全截面段、过渡截面段、最小截面段这三个块段，且从支点处沿波形钢板的纵向依次布置，承担波形钢板根部的剪力，从而提高组合板的屈曲强度，获得质量轻、抗剪能力强和抗屈曲稳定性良好的组合板结构。

所述的波形钢板的顶面线型为直线形、凹曲线形、凸曲线形或多种线形的组合。

所述的波形钢板的底面线型为直线形、凹曲线形、凸曲线形或多种线形的组合，且与内衬混凝土底面线形重合。

所述的内衬混凝土在全截面段处，第一顶面线型与波形钢板的顶面线型一致。

所述的内衬混凝土在过渡截面段处，第二顶面线型平滑连接第一顶面线型与第三顶面线形。

所述的第二顶面线型为直线形、凹曲线形、凸曲线形或阶梯形。

所述的内衬混凝土在过渡截面段处，混凝土厚度的过渡线形为直线形或曲线形。

所述的内衬混凝土在最小截面段内，第三顶面线形满足顶面线型的高度减第三顶面线形的高度小于最小高度h_min，即混凝土高度要满足抗剪和抗屈曲需求的最小高度h_min。

有益效果：与现有方案相比，本发明的有益效果是：

1、本发明中内衬混凝土的高度和厚度根据支点处剪力的变化情况进行调节，减少了混凝土的使用量，从而提高了混凝土的使用效率，降低了组合板结构节段的重量。

2、本发明中设置的内衬混凝土高度增大了组合板的面外刚度，提高了组合板结构的屈曲强度。此外，波形板的顶面、底面线形可灵活变化，扩大了波形钢板-混凝土组合板结构的适用范围。

3、本发明中内衬混凝土仅有底面与混凝土面板相连接，在施工过程中不需要搭设与顶底板连通的全截面腹板模板，降低了立模板和浇筑混凝土的难度。此外，内衬混凝土仅与混凝土底板连接也降低了箱体的刚度，从而降低了内衬混凝土中的主应力，抑制了内衬混凝土裂缝的开展。

附图说明

图1为本发明的变截面波形钢板-混凝土组合板结构正面示意图，

图2为本发明的变截面波形钢板-混凝土组合板结构爆炸示意图，

图3为本发明的等截面波形钢板-混凝土组合板结构示意图，

图4为本发明的底面变截面波形钢板-混凝土组合板结构示意图。

在所述附图中有：波形钢板1，内衬混凝土2，支点3；波形钢板顶面线型ft，波形钢板底面线型f_b，内衬混凝土全截面段I，第一顶面线型f_c1，过渡截面段II，第二顶面线型f_c2，最小截面段III，第三顶面线型f_c3，最小高度h_min。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式进一步阐述本发明。

如图1和图2所示，一种变截面波形钢板-混凝土组合板结构，该组合板结构由波形钢板1、内衬混凝土2和支点3组成；所述内衬混凝土由全截面段I、过渡截面段II、最小截面段III这三个块段组成，从支点处沿波形钢板纵向依次布置。波形钢板顶面线型f_t、波形钢板底面线型f_b可为直线形、凹曲线形、凸曲线形或多种线形的组合；内衬混凝土底面线与波形钢板底面线型f_b重合，全截面段I的第一顶面线型f_c1与波形板顶面线型f_t重合，过渡截面段II的第二顶面线型f_c2为直线形、凹曲线形、凸曲线形或阶梯形，最小截面段III的第三顶面线形f_c3满足顶面线型f_t的高度减第三顶面线形f_c3的高度小于最小高度h_min，即混凝土高度要满足抗剪和抗屈曲需求的最小高度h_min。

实施例1：如图3所示，为等截面波形钢板-混凝土组合板结构示意图。其中波形钢板1的波形钢板顶面线型f_t、波形钢板底面线型f_b均为直线型；内衬混凝土2底面线与波形钢板底面线型f_b重合；全截面段I的第一顶面线型f_c1与波形钢板顶面线型f_t重合；过渡截面段II的第二顶面线型f_c2采用直线形过度，厚度采用等厚过度；最小截面段III的第三顶面线型f_c3满足顶面线型f_t的高度减第三顶面线形f_c3的高度小于最小高度h_min，此处使第三顶面线型f_c3与波形钢板顶面线型f_t平行，并在末端剪力较小处线性过度至波形钢板底面。

实施例2：如图4所示，为底面变截面波形钢板-混凝土组合板结构示意图。其中波形钢板1的波形钢板顶面线型f_t为直线型、波形钢板底面线型f_b后半段为凸曲线型；内衬混凝土2底面线与波形钢板底面线型f_b重合；全截面段I的第一顶面线型f_c1与波形钢板顶面线型f_t重合；过渡截面段II的第二顶面线型f_c2采用阶梯型过度，厚度采用等厚过度；最小截面段III的第三顶面线型f_c3满足条件顶面线型f_t的高度减第三顶面线形f_c3的高度小于最小高度h_min，此处使第三顶面线型f_c3与波形钢板顶面线型f_t平行，并在末端剪力较小处曲线型过度至波形钢板底面。

Claims (8)

1.一种变截面波形钢板-混凝土组合板结构，其特征在于：该组合板包括波形钢板(1)、内衬混凝土(2)和支点(3)，所述内衬混凝土(2)包括全截面段(I)、过渡截面段(II)、最小截面段(III)这三个块段，且从支点(3)处沿波形钢板(1)的纵向依次布置，承担波形钢板(1)根部的剪力，从而提高组合板的屈曲强度，获得质量轻、抗剪能力强和抗屈曲稳定性良好的组合板结构。

2.如权利要求1所述的一种变截面波形钢板-混凝土组合板结构，其特征在于：所述的波形钢板(1)的顶面线型(f_t)为直线形、凹曲线形、凸曲线形或多种线形的组合。

3.如权利要求1所述的一种变截面波形钢板-混凝土组合板结构，其特征在于：所述的波形钢板(1)的底面线型(f_b)为直线形、凹曲线形、凸曲线形或多种线形的组合，且与内衬混凝土底面线形重合。

4.如权利要求1所述的一种变截面波形钢板-混凝土组合板结构，其特征在于：所述的内衬混凝土(2)在全截面段(I)处，第一顶面线型(f_c1)与波形钢板(1)的顶面线型(f_t)一致。

5.如权利要求1所述的一种变截面波形钢板-混凝土组合板结构，其特征在于：所述的内衬混凝土(2)在过渡截面段(II)处，第二顶面线型(f_c2)平滑连接第一顶面线型(f_c1)与第三顶面线形(f_c3)。

6.如权利要求5所述的一种变截面波形钢板-混凝土组合板结构，其特征在于：所述的第二顶面线型(f_c2)为直线形、凹曲线形、凸曲线形或阶梯形。

7.如权利要求1所述的一种变截面波形钢板-混凝土组合板结构，其特征在于：所述的内衬混凝土(2)在过渡截面段(II)处，混凝土厚度的过渡线形为直线形或曲线形。

8.如权利要求1所述的一种变截面波形钢板-混凝土组合板结构，其特征在于：所述的内衬混凝土(2)在最小截面段(III)内，第三顶面线形(f_c3)满足顶面线型(f_t)的高度减第三顶面线形(f_c3)的高度小于最小高度h_min，即混凝土高度要满足抗剪和抗屈曲需求的最小高度h_min。

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