CN220450642U - Uhpc板、波折钢板和混凝土板的组合箱梁 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了UHPC板、波折钢板和混凝土板的组合箱梁，包括两块水平板和两块腹板；两块水平板中一块为UHPC板，另一块为混凝土预制板；两块腹板均为波折钢板；UHPC板设有多道先张法预应力束，与波折钢板连接的位置均设凹槽；波折钢板通过湿接缝与UHPC板固定，在湿接缝设有多个横向栓钉；波折钢板的另一边与混凝土预制板固定。施工时，浇筑UHPC板和混凝土预制板，将两波折钢板与混凝土预制板固定；运至现场后，先就位UHPC板，再吊装混凝土预制板和两波折钢板，最后浇筑湿接缝固结。本实用新型避免了传统波折钢腹板箱梁结构中后张预应力的张拉，解决了体外预应力的防腐问题或者体内预应力构造复杂的问题。

Description

UHPC板、波折钢板和混凝土板的组合箱梁

技术领域

本实用新型涉及箱梁制造技术领域，特别涉及UHPC板、波折钢板和混凝土板的组合箱梁。

背景技术

预应力波折钢腹板组合箱梁是采用波折钢腹板代替预应力混凝土箱梁中的混凝土腹板的一种组合结构，通过采用波折钢腹板代替混凝土腹板，可极大的减轻结构自重，提高预应力的施加效率，同时又可以解除箱梁腹板与底板的相互约束，减少温差、混凝土收缩徐变的不利影响，提高了结构的稳定性和材料的使用效率，在桥梁工程中具有很好的发展前景。

现有的预应力波折钢腹板组合箱梁是由混凝土顶底板、波折钢腹板和体内外预应力钢束等组成。由于采用了混凝土底板，其抗裂性较差，故需要在形成组合结构后张拉预应力。又由于波折钢腹板无法实现体内预应力的弯起和锚固，故经常采用体外预应力体系，这又会带来新问题-体外预应力的防腐问题。

此外，也有学者通过在波折钢腹板内侧浇筑内衬混凝土，实现体内预应力钢束的弯起和锚固，从而使体内预应力体系成为可能，但这种结构构造又比较复杂，给施工带来了很多麻烦。但无论如何，使用混凝土底板后，为解决混凝土底板的开裂问题、提高结构的承载力，必须要在形成组合结构后，后张预应力钢束。

在实际应用中，现有预应力波折钢腹板组合箱梁的施工步骤大致为：安装波折钢腹板、浇筑混凝土底板、浇筑混凝土顶板、张拉预应力钢束。

然而，如在现场施工，则需要首先搭设满堂支架；如采用工厂预制，则只能是形成组合箱形结构并张拉预应力后,运输至现场吊装，该种施工方式需要考虑到运输和吊装的重量，从而限制了波折钢腹板组合箱梁的预制长度。

因此，如何解决体外预应力的防腐问题或者体内预应力构造复杂的问题，且充分发挥了各种材料的性能，使承载能力和适用跨径大幅提高成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

实用新型内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型提供UHPC板、波折钢板和混凝土板的组合箱梁，实现的目的是解决体外预应力的防腐问题或者体内预应力构造复杂的问题，充分发挥了各种材料的性能，使承载能力和适用跨径大幅提高。

为实现上述目的，本实用新型公开了UHPC板、波折钢板和混凝土板的组合箱梁，为闭口箱形结构，包括位于顶部和底部的两块水平板，以及位于两侧的两块腹板；

两块所述水平板用于承载竖直方向载荷产生的弯矩，其中一块为采用UHPC制成的UHPC板，另一块为混凝土预制板；

两块所述腹板均为波折钢板；

所述UHPC板内沿宽度方向设有多道先张法预应力束，朝向两块所述波折钢板的一面对应于每一所述波折钢板连接的位置均设有沿长度方向延伸的凹槽；

每一所述波折钢板与所述UHPC板连接的一个长边均设置在相应的所述凹槽内，通过湿接缝与所述UHPC板固定，在对应相应的所述湿接缝的范围均设有多个横向栓钉；

多个所述横向栓钉的长度方向均与所述UHPC板的宽度方向相同，以两个至五个为一组沿所述凹槽的长度方向设置多组；

每一所述波折钢板的另一个长边均与所述混凝土预制板固定。

优选的，每一所述先张法预应力束均为钢绞线、预应力螺纹钢筋或FRP束。

优选的，两个所述波折钢板与所述混凝土预制板固定的长边均带有与所述UHPC板平行的折边作为上翼缘；

每一所述上翼缘朝向所述混凝土预制板的一面均通过多个竖向栓钉与所述混凝土预制板固定。

更优选的，所述混凝土预制板与每一所述波折钢板连接的位置均设有承托结构；

每一所述上翼缘与相应的所述承托结构之间均通过多个所述竖向栓钉连接。

优选的，所述湿接缝采用UHPC材料或者C60以上混凝土。

优选的，竖直方向载荷产生的弯矩使位于顶部的所述水平板的两端向下弯曲，位于顶部的所述水平板为所述UHPC板，位于底部的所述水平板为所述混凝土预制板；

或者，竖直方向载荷产生的弯矩使位于顶部的所述水平板的两端向上弯曲，位于顶部的所述水平板为所述混凝土预制板，位于底部的所述水平板为所述UHPC板。

本实用新型的有益效果：

本实用新型避免了传统波折钢腹板箱梁结构中后张预应力的张拉，解决了体外预应力的防腐问题或者体内预应力构造复杂的问题，且充分发挥了各种材料的性能，承载能力和适用跨径也有了大幅提高。

以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。

附图说明

图1示出本实用新型一实施例的立体结构示意图。

图2示出本实用新型一实施例的端面爆炸结构示意图。

图3示出本实用新型一实施例的横截面结构示意图。

图4示出本实用新型一实施例中混凝土预制板和两侧波折钢板所呈条状整体结构横截面结构示意图。

图5示出本实用新型一实施例中UHPC板的横截面结构示意图。

图6示出本实用新型一实施例中顶部的水平板为UHPC板，底部的水平板为所述混凝土预制板的爆炸结构示意图。

图7示出本实用新型一实施例中顶部的水平板为UHPC板，底部的水平板为所述混凝土预制板与两侧波折钢板连接呈条状整体结构的爆炸结构示意图。

具体实施方式

如图1至图7所示，UHPC板、波折钢板和混凝土板的组合箱梁，为闭口箱形结构，包括位于顶部和底部的两块水平板，以及位于两侧的两块腹板；

两块水平板用于承载竖直方向载荷产生的弯矩，其中一块为采用UHPC制成的UHPC板2，另一块为混凝土预制板6；

两块腹板均为波折钢板3；

UHPC板2内沿宽度方向设有多道先张法预应力束1，朝向两块波折钢板3的一面对应于每一波折钢板3连接的位置均设有沿长度方向延伸的凹槽；

每一波折钢板3与UHPC板2连接的一个长边均设置在相应的凹槽内，通过湿接缝7与UHPC板2固定，在对应相应的湿接缝7的范围均设有多个横向栓钉4；

多个横向栓钉4的长度方向均与UHPC板2的宽度方向相同，以两个至五个为一组沿凹槽的长度方向设置多组；

每一波折钢板3的另一个长边均与混凝土预制板6固定。

本实用新型中由于UHPC板2采用的超高性能混凝土具有超高的抗压强度，可配置较多的先张法预应力束1，储备较多的预压力，且UHPC板2配置先张法预应力束1时，UHPC板2接近于轴心受压状态，预应力的施加效果非常有效。因此UHPC板2用于承受拉力的作用；采用波折钢板3作为腹板，用于承受剪力的作用，避免了腹板的稳定问题；采用普通的混凝土预制板6承受压力的作用，节省了结构的造价，即采用配置了先张法预应力束1的UHPC板2、波折钢板3和普通混的混凝土预制板6形成了组合的箱梁结构，能够构避免传统波折钢腹板箱梁结构中后张预应力的张拉，解决了体外预应力的防腐问题或者体内预应力构造复杂的问题。

在某些实施例中，每一先张法预应力束1均为钢绞线、预应力螺纹钢筋或FRP束。

在某些实施例中，两个波折钢板3与混凝土预制板6固定的长边均带有与UHPC板2平行的折边作为上翼缘；

每一上翼缘朝向混凝土预制板6的一面均通过多个竖向栓钉5与混凝土预制板6固定。

在某些实施例中，混凝土预制板6与每一波折钢板3连接的位置均设有承托结构；

每一上翼缘与相应的承托结构之间均通过多个竖向栓钉5连接。

在某些实施例中，湿接缝7采用UHPC材料或者C60以上混凝土。

在某些实施例中，竖直方向载荷产生的弯矩使位于顶部的水平板的两端向下弯曲，位于顶部的水平板为UHPC板2，位于底部的水平板为混凝土预制板6；

或者，竖直方向载荷产生的弯矩使位于顶部的水平板的两端向上弯曲，位于顶部的水平板为混凝土预制板6，位于底部的水平板为UHPC板2。

本实用新型还提供UHPC板、波折钢板和混凝土板的组合箱梁的施工方法，包括如下步骤：

步骤1、在先张法台座上张拉多道先张法预应力束1，并搭设UHPC板2的模板；

步骤2、浇筑UHPC板2，并预留用于连接波折钢板3的凹槽；

步骤3、拆模，对UHPC板2进行养护，待UHPC强度达到设计强度，放张所有先张法预应力束1；

步骤4、绑扎混凝土预制板6的钢筋骨架，安装两侧波折钢板3并搭设混凝土预制板6的模板；

步骤5、浇筑混凝土预制板6，使两侧波折钢板3与混凝土预制板6形成横截面为“π”形或者倒“π”形的条状整体结构；

步骤6、将混凝土预制板6和两侧波折钢板3的条状整体结构，以及UHPC板2运输至现场；

步骤7、吊装UHPC板2就位；

步骤8、吊装混凝土预制板6和两侧波折钢板3的条状整体结构，使每一波折钢板3与UHPC板2连接的一端均就位在相应的凹槽内；

步骤9、在每一凹槽内浇筑湿接缝7，将每一波折钢板3均与UHPC板2固结成一体。

本实用新型为闭口的箱形结构，与T梁、I梁等开口截面相比，提高了结构的抗扭性能；结构虽为闭口结构，但在制作和运输过程中，均分为单独的两部分进行。无论是哪部分，制作均比较简单。

此外，混凝土预制板6和两侧波折钢板3的条状整体结构，以及UHPC板2分为两部分进行运输，极大减轻了构件的运输重量，避免了梁体重量对跨径的限制问题，在现场的连接也比较方便，不再需要设置模板，避免了施工的麻烦。

与传统的预应力波折钢腹板箱梁相比，本实用新型采用先张法的超高性能混凝土底板替换了原来了普通混凝土底板，极大的提高了底板的抗裂性能，从而提高了结构的承载能力，避免了传统预应力波折钢腹板箱梁组合后张拉预应力的问题。本结构形式不仅可以用于正弯矩区段，也可用于负弯矩区段。

此外，本实用新型将先张法钢束的超高性能混凝土板与其余部分分别在工厂分别预制，运输至现场后再进行组合，解决了预制结构重量限制的问题，极大增加了预制结构的梁长，具有良好的应用价值。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (6)

1.UHPC板、波折钢板和混凝土板的组合箱梁，为闭口箱形结构；其特征在于，包括位于顶部和底部的两块水平板，以及位于两侧的两块腹板；

两块所述水平板用于承载竖直方向载荷产生的弯矩，其中一块为采用UHPC制成的UHPC板（2），另一块为混凝土预制板（6）；

两块所述腹板均为波折钢板（3）；

所述UHPC板（2）内沿宽度方向设有多道先张法预应力束（1），朝向两块所述波折钢板（3）的一面对应于每一所述波折钢板（3）连接的位置均设有沿长度方向延伸的凹槽；

每一所述波折钢板（3）与所述UHPC板（2）连接的一个长边均设置在相应的所述凹槽内，通过湿接缝（7）与所述UHPC板（2）固定，在对应相应的所述湿接缝（7）的范围均设有多个横向栓钉（4）；

多个所述横向栓钉（4）的长度方向均与所述UHPC板（2）的宽度方向相同，以两个至五个为一组沿所述凹槽的长度方向设置多组；

每一所述波折钢板（3）的另一个长边均与所述混凝土预制板（6）固定。

2.根据权利要求1所述的UHPC板、波折钢板和混凝土板的组合箱梁，其特征在于，每一所述先张法预应力束（1）均为钢绞线、预应力螺纹钢筋或FRP束。

3.根据权利要求1所述的UHPC板、波折钢板和混凝土板的组合箱梁，其特征在于，两个所述波折钢板（3）与所述混凝土预制板（6）固定的长边均带有与所述UHPC板（2）平行的折边作为上翼缘；

每一所述上翼缘朝向所述混凝土预制板（6）的一面均通过多个竖向栓钉（5）与所述混凝土预制板（6）固定。

4.根据权利要求3所述的UHPC板、波折钢板和混凝土板的组合箱梁，其特征在于，所述混凝土预制板（6）与每一所述波折钢板（3）连接的位置均设有承托结构；

每一所述上翼缘与相应的所述承托结构之间均通过多个所述竖向栓钉（5）连接。

5.根据权利要求1所述的UHPC板、波折钢板和混凝土板的组合箱梁，其特征在于，所述湿接缝（7）采用UHPC材料或者C60以上混凝土。

6.根据权利要求1所述的UHPC板、波折钢板和混凝土板的组合箱梁，其特征在于，竖直方向载荷产生的弯矩使位于顶部的所述水平板的两端向下弯曲，位于顶部的所述水平板为所述UHPC板（2），位于底部的所述水平板为所述混凝土预制板（6）；

或者，竖直方向载荷产生的弯矩使位于顶部的所述水平板的两端向上弯曲，位于顶部的所述水平板为所述混凝土预制板（6），位于底部的所述水平板为所述UHPC板（2）。