CN218932831U - 一种模块化生产的冷弯薄壁u型钢-混组合梁 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种模块化生产的冷弯薄壁U型钢‑混组合梁，由U型钢梁和钢筋混凝土桥面板组成的模块化组合构件，按模数跨径分类，同一跨径的组件分为边梁组件和中梁组件两类，根据桥梁宽度即可计算出所需边梁组件和中梁组件个数，组件在工厂整体预制，现场根据桥梁跨径和宽度选购相应组件进行组装。钢梁和桥面板在工厂整体预制，再运往现场安装，组件和现场浇筑量均很少，可以快速成桥，且体系设计轻巧，用钢量少，在运输和施工各个阶段均可使用承载能力低的设备，降低能耗，缩减成本，适用于跨径30米以下的小跨径桥梁，可以填补钢‑混组合结构在小跨径桥梁应用方面的空白，进一步丰富和推动桥梁工业化发展进程。

Description

一种模块化生产的冷弯薄壁U型钢-混组合梁

技术领域

本实用新型专利涉及中小跨径桥梁上部结构领域，具体涉及一种模块化生产的冷弯薄壁U型钢-混组合梁。

背景技术

随着我国交通运输行业的飞速发展以及国家对桥梁工业化的大力推广，桥梁工业化技术不断推陈出新，其中钢-混组合结构技术发展速度最快，如钢板组合梁结构、钢箱组合梁结构等，它很好的综合利用了混凝土材料的抗压性能和钢结构的抗拉性能，应用跨径在30m至100m范围不等，但是现有的钢-混组合结构技术虽然是实现了工业化的建造于安装，但是依然存在些许不足和发展空白，主要表现在以下几个方面：

1钢梁的腹板和翼缘板厚度不一，且钢梁的加劲肋等构配件较多，需要分门别类的在工厂切割好再进行工厂或现场焊接或螺栓连接，焊接和螺栓连接工作量巨大，焊缝较多；

2由于钢梁构配件尺寸、型号种类繁多，无法实现批量化生产，需要定制设计、生产和安装，还达不到模数化、标准化；

3现有的钢板组合梁结构、钢箱组合梁结构等组合结构适用范围在跨径30米以上中大跨径桥梁，对于跨径30米以下的小跨径桥梁尚未涉及，小跨径钢-混组合结构技术目前尚属行业空白；

4现有的钢板组合梁结构、钢箱组合梁结构等组合结构由于适用跨径较大，钢梁和桥面板分节段较多，现场浇筑量较大，相应的现场施工时间较长。

基于以上现状，如何减少钢结构的焊接量和现场混凝土的浇筑量、减少构配件尺寸、型号种类，实现模数化、标准化、批量化生产、无差别应用，进一步扩充钢-混凝组合结构在小跨径桥梁的应用是工业化发展的下一步方向。

实用新型内容

为解决上述背景技术中提出的问题本实用新型提供了一种模块化生产的冷弯薄壁U型钢-混组合梁，以期减少钢结构的焊接量和现场混凝土的浇筑量、减少构配件尺寸、型号种类，实现模数化、标准化、批量化生产、无差别应用，并进一步将钢-混凝组合结构技术应用于小跨径桥梁。

本实用新型所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：

一种模块化生产的冷弯薄壁U型钢-混组合梁，由U型钢梁和钢筋混凝土桥面板组成的模块化组合构件；

所述钢筋混凝土桥面板设置在所述U型钢梁上方；

所述钢筋混凝土桥面板根据组件类型分为边梁桥面板和中梁桥面板，所述边梁桥面板由边梁横向钢筋、纵向钢筋及混凝土组成；

所述边梁桥面板长度同U型钢梁，宽度方向一端为直线边，另一端为设有梯型或V型凹槽的企口边，所述边梁横向钢筋由顶、底两根钢筋连接而成，直线边一端不连接，所述企口边一端连接为半圆弧状，且企口边一端边梁横向钢筋伸出混凝土边外一定长度，所述边梁横向钢筋沿着边梁桥面板纵向按一定间距均匀布置；

所述中梁桥面板长度同U型钢梁，度方向两端均为设有梯型或V型凹槽的企口边，所述中梁横向钢筋由顶、底两根钢筋连接而成，两端均为半圆弧状，且两端均伸出所述企口边外一定长度，所述中梁横向钢筋沿着中梁桥面板纵向按一定间距均匀布置；

相邻两个桥面板之间企口边相对并留有一定距离形成一个用于浇筑湿接缝混凝土的星型空间，所述边梁横向钢筋或中梁横向钢筋的半圆弧端相互交叉放置，在两个半圆弧的交叉空间内布设湿接缝钢筋，在星型空间内浇筑混凝土。

本实用新型的进一步技术：所述U型钢梁的上翼缘按一定间距均匀焊接有剪力钉，所述钢筋混凝土桥面板通过剪力钉与所述U型钢梁连接。

本实用新型的进一步技术：所述边梁桥面板和中梁桥面板内均设有纵向钢筋，纵向钢筋长度接近所述钢筋混凝土桥面板长度，并沿着横向均匀布置，与所述边梁横向钢筋和中梁横向钢筋纵横交错，在顶、底形成钢筋网片。

本实用新型的进一步技术：定义边梁桥面板的宽度为L1,中梁桥面板的宽度为L2，桥梁宽度为B，中梁组件个数为n，相邻两片组合梁组件的净距离为b，则其满足的几何关系为：B＝2L1+n*L2+(n+1)b，根据桥梁宽度B计算出所需中梁组件个数n。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

模块化组件按跨径分类，同一跨径的组件分为边梁组件和中梁组件两类，根据桥梁宽度即可计算出所需边梁组件和中梁组件个数，由于尺寸、类型明确，且在工厂整体预制，可以实现模数化、标准化以及批量化生产，现场根据桥梁跨径和宽度选购相应组件现场组装即可。

钢梁和桥面板在工厂整体预制，再运往现场安装，组件和现场浇筑量均很少，可以快速成桥，对于现状交通影响进一步减小；除了快速施工的优势外，体系设计轻巧，用钢量少，且在运输和施工各个阶段均可使用承载能力低的设备，降低能耗，缩减成本。

附图说明

图1为本实用新型一片边梁组件和一片中梁组件横断面示意图；

图2为本实用新型边梁组件示意图；

图3为本实用新型中梁组件示意图。

上述图中序号：1-U型钢梁、2.1-边梁桥面板、2.2-中梁桥面板、3-剪力钉、4.1-边梁横向钢筋、4.2-中梁横向钢筋、5-纵向钢筋、6-湿接缝钢筋、7-企口边、8-星型空间。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步描述。

请参阅图1-3，该模块化生产的冷弯薄壁U型钢-混组合梁U型钢梁1和钢筋混凝土桥面板2组成的模块化组合构件，按模数化跨径分类，同一跨径的组件分为边梁组件和中梁组件两类，图1示意出一片边梁组件和一片中梁组件及其连接形式，边梁组件和中梁组件由工厂预制好，现场在相邻两片组合梁组件之间的星型空间8内浇筑湿接缝混凝土装成桥梁整体结构；U型钢梁1是在工厂内利用冷弯标准轧机将薄壁钢板一次冷弯成型，U型钢梁的翼缘板和腹板无需焊接，钢板可以是耐候钢或镀锌钢；剪力钉3按一定间距均匀焊接于所述U型钢梁1的上翼缘，钢筋混凝土桥面板2.1、2.2通过剪力钉3与所述U型钢梁1连接，在工厂内浇筑并养护，形成组合式模块化构件。

边梁桥面板2.1由边梁横向钢筋4.1、纵向钢筋5及混凝土组成，中梁桥面板2.2由中梁横向钢筋4.2、纵向钢筋5及混凝土组成；边梁桥面板2.1长度同U型钢梁1，宽度方向一端为直线边，另一端为设有梯型凹槽的企口边7；边梁横向钢筋4.1由顶、底两根钢筋连接而成，直线边一端不连接，企口边7一端连接为半圆弧状，且企口边7一端边梁横向钢筋4.1伸出混凝土边外一定长度，边梁横向钢筋4.1沿着边梁桥面板2.1纵向按一定间距均匀布置；纵向钢筋5长度接近钢筋混凝土桥面板2长度，并沿着横向均匀布置，与边梁横向钢筋4.1纵横交错，在顶、底形成钢筋网片；中梁桥面板2.2与边梁桥面板2.1不同之处在于：宽度方向两端均为设有梯型或V型凹槽的企口边7，且左右对称，所述中梁横向钢筋4.2两端均为半圆弧状，且两端均伸出所述企口边7外一定长度，其他均一致。

边梁组件和中梁组件在工厂批量生产，现场根据桥梁宽度架设两片边梁组件和一定数量的中梁组件，相邻两个组件之间企口边7相对并留有一定距离形成一个用于浇筑湿接缝混凝土的星型空间8，边梁横向钢筋4.1或中梁横向钢筋4.2的半圆弧端相互交叉放置，在两个半圆弧的交叉空间内布设湿接缝钢筋6，最后在星型空间8内现场浇筑混凝土，使得各个模块化组件连接为整体进而形成桥梁整体结构；

边梁桥面板2.1宽度L1、中梁桥面板2.2宽度L2、桥梁宽度B、中梁组件个数n和相邻两片组合梁组件的净距离b满足的几何关系为：B＝2L1+n*L2+(n+1)b，根据桥梁宽度B即可计算出所需中梁组件个数n。

具体流程：

步骤1：在工厂，利用冷弯标准轧机将薄壁钢板一次冷弯成U型钢梁1，然后在U型钢梁1上翼缘焊接剪力钉3；

步骤2：在工厂，于U型钢梁1上绑扎钢筋、立模、浇筑并养护混凝土，形成边梁和中梁的模块化组合构件；

步骤3：根据桥面宽度B计算出所需中梁组件个数n，将相应数量边梁组件和中梁组件从工厂运输至施工现场，现场相邻布置，形成用于浇筑湿接缝混凝土的星型空间8，并布设湿接缝钢筋6，最后在星型空间8内现场浇筑混凝土，使得各个模块化组件连接为整体进而形成桥梁整体结构。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种模块化生产的冷弯薄壁U型钢-混组合梁，其特征在于，由U型钢梁(1)和钢筋混凝土桥面板(2)组成的模块化组合构件；

所述钢筋混凝土桥面板(2)设置在所述U型钢梁(1)上方；

所述钢筋混凝土桥面板(2)根据组件类型分为边梁桥面板(2.1)和中梁桥面板(2.2)，所述边梁桥面板(2.1)由边梁横向钢筋(4.1)、纵向钢筋(5)及混凝土组成；

所述边梁桥面板(2.1)长度同U型钢梁(1)，宽度方向一端为直线边，另一端为设有梯型或V型凹槽的企口边(7)，所述边梁横向钢筋(4.1)由顶、底两根钢筋连接而成，直线边一端不连接，所述企口边(7)一端连接为半圆弧状，且企口边(7)一端边梁横向钢筋(4.1)伸出混凝土边外一定长度，所述边梁横向钢筋(4.1)沿着边梁桥面板(2.1)纵向按一定间距均匀布置；

所述中梁桥面板(2.2)长度同U型钢梁(1)，度方向两端均为设有梯型或V型凹槽的企口边(7)，中梁横向钢筋(4.2)由顶、底两根钢筋连接而成，两端均为半圆弧状，且两端均伸出所述企口边(7)外一定长度，所述中梁横向钢筋(4.2)沿着中梁桥面板(2.2)纵向按一定间距均匀布置；

相邻两个桥面板之间企口边(7)相对并留有一定距离形成一个用于浇筑湿接缝混凝土的星型空间(8)，所述边梁横向钢筋(4.1)或中梁横向钢筋(4.2)的半圆弧端相互交叉放置，在两个半圆弧的交叉空间内布设湿接缝钢筋(6)，在星型空间(8)内浇筑混凝土。

2.根据权利要求1中所述的一种模块化生产的冷弯薄壁U型钢-混组合梁，其特征在于，所述U型钢梁(1)的上翼缘按一定间距均匀焊接有剪力钉(3)，所述钢筋混凝土桥面板(2)通过剪力钉(3)与所述U型钢梁(1)连接。

3.根据权利要求1中所述的一种模块化生产的冷弯薄壁U型钢-混组合梁，其特征在于，所述边梁桥面板(2.1)和中梁桥面板(2.2)内均设有纵向钢筋(5)，纵向钢筋(5)长度接近所述钢筋混凝土桥面板(2)长度，并沿着横向均匀布置，与所述边梁横向钢筋(4.1)和中梁横向钢筋(4.2)纵横交错，在顶、底形成钢筋网片。

4.根据权利要求1中所述的一种模块化生产的冷弯薄壁U型钢-混组合梁，其特征在于，定义边梁桥面板(2.1)的宽度为L1,中梁桥面板(2.2)的宽度为L2，桥梁宽度为B，中梁组件个数为n，相邻两片组合梁组件的净距离为b，则其满足的几何关系为：B＝2L1+n*L2+(n+1)b，根据桥梁宽度B计算出所需中梁组件个数n。

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