專利名稱：一種波紋鋼腹板預(yù)彎組合梁及其施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種橋梁組合梁結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種波紋鋼腹板預(yù)彎組合梁 及其施工方法。
背景技術(shù)：
預(yù)彎組合梁是一種特點(diǎn)鮮明的結(jié)構(gòu)，在橋梁工程中通常應(yīng)用于中小跨徑
的公路和鐵路簡支梁橋中，也可用于連續(xù)梁橋。與預(yù)應(yīng)力箱梁、預(yù)應(yīng)力T梁 等常見的結(jié)構(gòu)形式相比，它用鋼量大、單跨造價相對較高且施工工藝相對較
為復(fù)雜；但同時它也具有剛度大、跨越能力強(qiáng)、耐久性好、高跨比小等明顯 的優(yōu)勢。二十世紀(jì)八十年代前，由于我國鋼材產(chǎn)量較少，如預(yù)彎組合梁等此 類用鋼量較大的結(jié)構(gòu)4艮難在我國得以廣泛采用。其后隨著鋼材產(chǎn)量的增加， 以及結(jié)構(gòu)設(shè)計理念的改進(jìn)， 一些用鋼量大但結(jié)構(gòu)力學(xué)性能優(yōu)良、耐久性好的 結(jié)構(gòu)(例如鋼管混凝土結(jié)構(gòu)、鋼砼組合結(jié)構(gòu)等)也開始在我國得到應(yīng)用和發(fā) 展。預(yù)彎組合梁作為鋼砼組合結(jié)構(gòu)的一種具有鮮明的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。雖然力學(xué)性 質(zhì)優(yōu)良，但與其他傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比也有弱點(diǎn)和不足。目前，這種結(jié)構(gòu)多應(yīng)用于 對高跨比限制較為嚴(yán)格(如多層立交橋)或結(jié)構(gòu)剛度要求較高(如高速鐵路 橋)的結(jié)構(gòu)。對于這類結(jié)構(gòu)，預(yù)彎組合梁不僅可以很好的實(shí)現(xiàn)其結(jié)構(gòu)功能， 還具有良好的經(jīng)濟(jì)性。雖然預(yù)彎組合梁具有許多優(yōu)點(diǎn)，但近年來在我國發(fā)展 緩慢。對于預(yù)彎組合梁結(jié)構(gòu)的研究主要集中于少數(shù)高校和研究機(jī)構(gòu)中，實(shí)際 應(yīng)用的數(shù)量還很有限，遠(yuǎn)少于比利時、德國、日本和法國等國家。究其原因，
4可歸結(jié)為以下三點(diǎn)單跨預(yù)彎組合梁造價相對較高；施工工藝較為復(fù)雜；缺 少相應(yīng)的i殳計、施工失見范和標(biāo)準(zhǔn)。

發(fā)明內(nèi)容
要解決的技術(shù)問題
本發(fā)明提供了一種波紋鋼腹板預(yù)彎組合梁，解決了上述所述的單跨預(yù)彎 組合梁造價相對較高；施工工藝較為復(fù)雜；缺少相應(yīng)的設(shè)計、施工規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明采用以下技術(shù)方案解決技術(shù)問題
本發(fā)明提供一種波紋鋼腹板預(yù)彎組合梁，包括澆筑在下翼緣鋼板周圍的 一期混凝土、澆筑在上翼緣鋼板周圍或與上翼緣鋼板通過剪力連接件連接的 二期混凝土，上翼緣鋼板，下翼緣鋼板，還包括波紋鋼腹板，波纟丈鋼腹板設(shè) 置在下翼緣鋼板與上翼緣鋼板之間，三者形成工形梁結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明所述的波紋鋼腹板預(yù)彎組合梁，所述的二期混凝土澆筑在上翼緣 鋼板上。
本發(fā)明所述的一種波紋鋼腹板預(yù)彎組合梁，所述的二期混凝土包裹于上
翼緣鋼板周圍與六個端面連接。
本發(fā)明所述的一種波紋鋼腹板預(yù)彎組合梁，所述的二期混凝土通過剪力 連接件與上翼緣鋼板的上端面連接。
本發(fā)明所述的一種波紋鋼腹板預(yù)彎組合梁，所述的上翼緣鋼板與下翼緣 鋼板設(shè)置有剪力連接件。
本發(fā)明所述的一種波紋鋼腹板預(yù)彎組合梁，所述的工形梁結(jié)構(gòu)為建筑高度不變的等高度梁。
本發(fā)明所述的一種波紋剛腹板預(yù)彎組合梁，所述的工形梁結(jié)構(gòu)通過改變 波紋鋼腹板高度形成變高度梁。
本發(fā)明所述的一種波紋鋼腹板預(yù)彎組合梁的施工方法，步驟如下
1) 采用焊接將上翼緣鋼板、下翼緣鋼板與波紋鋼腹板焊接成工形梁；
2) 在上翼緣鋼板和下翼緣鋼板上焊接若干個剪力連接件；
3) 在工形梁距梁兩端1/4跨徑位置施加豎向預(yù)彎力；
4) 在下翼緣鋼板周圍放置縱向鋼筋和箍筋并澆筑一期混凝土；
5) 待一期混凝土達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度后，釋放預(yù)彎力；
6) 在上翼緣鋼板周圍;^文置縱向鋼筋和箍筋并澆筑二期混泥土；待二期 混凝土達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度后，完成波鋼腹板預(yù)彎組合梁架設(shè)。
有益效果
根據(jù)上述方案，本發(fā)明提供一種波紋鋼腹板預(yù)彎組合梁，以改進(jìn)傳統(tǒng)預(yù) 彎組合梁預(yù)應(yīng)力損失大、施工工藝復(fù)雜的缺陷，同時也可在一定程度上減少 鋼材用量、降低結(jié)構(gòu)造價。本發(fā)明由帶有波紋鋼腹板的工形鋼梁和包裹于工 字鋼梁上下翼緣板外的鋼筋混凝土板構(gòu)成，可應(yīng)用于城市立交工程和高速鐵 路橋工程中。由于波紋鋼腹板縱橋向剛度很小，在鋼梁預(yù)彎時不會吸收預(yù)彎 力，還可減小結(jié)構(gòu)在收縮徐變作用下的預(yù)應(yīng)力損失，因此其預(yù)應(yīng)力效率高； 由于波紋鋼腹板抗屈曲強(qiáng)度高，因此在施工時無需在腹板處焊接橫向或縱向 加勁肋，也無需額外設(shè)置橫橋向支頂裝置，因此其施工簡便，工期短；波紋 鋼腹板采用鋼板軋制而成，可方便的根據(jù)設(shè)計要求制作成等截面或變截面高 度的腹板；由于該結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力效率高、施工方便，其經(jīng)濟(jì)性也有所提高。波紋鋼腹板預(yù)彎組合梁在受到彎曲荷載作用時，彎矩主要由工字鋼梁的上下翼 緣板以及一期和二期混凝土承擔(dān)，剪力主要由波紋鋼腹板承擔(dān)。預(yù)加于工字 鋼梁的預(yù)彎力可推遲梁體裂縫的出現(xiàn)，有利于充分發(fā)揮高強(qiáng)材料的特點(diǎn)。同 時由于采用工字鋼梁對結(jié)構(gòu)施加預(yù)應(yīng)力，與傳統(tǒng)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)相比避免 了設(shè)置預(yù)應(yīng)力管道、張拉預(yù)應(yīng)力鋼束、錨固及管道灌漿等施工過程。而且， 波紋鋼腹板良好的抗剪承載力避免了腹板裂縫，結(jié)構(gòu)耐久性好。


圖l本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖2本發(fā)明的橫截面圖3本發(fā)明的俯視圖4本發(fā)明的結(jié)構(gòu)變化示圖5本發(fā)明的混凝土緣板的結(jié)構(gòu)示意圖6本發(fā)明的混凝土不包裹上翼緣鋼板示意圖中1為波紋鋼腹板、2為上翼緣鋼^反、3為下翼緣鋼板、4為剪力連接 件、5為一期混凝土、 6為二期混凝土、 7為縱向鋼筋、8為箍筋、L為波紋 鋼腹板預(yù)彎組合梁梁長，L/4為波紋鋼腹板預(yù)彎組合梁1/4處。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合

具體對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明
實(shí)施例l: 一種波紋鋼腹板預(yù)彎組合梁，包括澆筑在下翼緣鋼板3的一 期混凝土5、與二期混凝土6連接的上翼緣鋼板2，還包括波紋鋼腹板l，波 紋鋼腹板1設(shè)置在下翼緣鋼板3與上翼緣鋼板2之間，三者形成工形梁結(jié)構(gòu)。本發(fā)明所述的一種波紋鋼腹板預(yù)彎組合梁，所述的二期混凝土 6澆筑在 上翼緣鋼板2上。
本發(fā)明所述的一種波紋鋼腹板預(yù)彎組合梁，所述的二期混凝土 6與上翼 緣鋼板2的六個端面連接。連接六個端面可以理解成二期混凝土 6包裹上翼 緣鋼板2。
在架設(shè)過程中采用二期混凝土 6包裹上翼緣鋼板2則需要制作模具先將 上翼緣鋼板2包裹，然后在澆筑二期混凝土 6，待二期混凝土 6達(dá)到規(guī)定強(qiáng) 度后即可拆除模具，這樣增加波鋼腹板預(yù)彎組合梁的整體強(qiáng)度，但施工工藝 較為復(fù)雜，建設(shè)成本較高。
本發(fā)明所述的一種波紋鋼腹板預(yù)彎組合梁，所述的上翼緣鋼板2與下翼 緣鋼板3設(shè)置有剪力連接件4。
本發(fā)明所述的一種波紋鋼腹板預(yù)彎組合梁，所述的工形梁結(jié)構(gòu)為建筑高 度不變的等高度梁。
本發(fā)明所述的一種波紋剛腹板預(yù)彎組合梁，所述的工形梁結(jié)構(gòu)通過改變 波紋鋼腹板高度形成變高度梁。
本發(fā)明所述的一種波紋鋼腹板預(yù)彎組合梁的施工方法，步驟如下
1)采用焊接將上翼緣鋼板2、下翼緣鋼板3與波紋鋼腹板1焊接成工形
梁；
2 )在上翼緣鋼板2和下翼緣鋼板3上焊接若干個剪力連接件4; 3)在工形梁距梁兩端1/4跨徑位置施加豎向預(yù)彎力；
4 )在下翼緣鋼板3周圍放置縱向鋼筋7和箍筋8并澆筑一期混凝土 5;
5 )待一期混凝土 5達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度后，釋放預(yù)彎力；6 )在上翼緣鋼板2周圍放置縱向鋼筋7和箍筋8并澆筑二期混泥土 6; 待二期混凝土 6達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度后，完成波鋼腹板預(yù)彎組合梁架設(shè)。
波紋鋼腹板l由平鋼板軋制而成；將波紋鋼腹板與上翼緣鋼板2、下翼 緣鋼板3組成工形梁時，可選用企口雙面焊接、高強(qiáng)螺栓等連接形式；剪力 連接件4可選用栓釘連接件、鋼筋連接件、PBL (開孔鋼板)連接件等；一 期混凝土 5應(yīng)選用不低于C40的混凝土， 二期混凝土 6應(yīng)選用標(biāo)號不低于C30 的混凝土；縱向鋼筋7和箍筋8均為構(gòu)造鋼筋，可采用R235 (I級鋼筋屈服 強(qiáng)度235MPa )和HRB335 ( II級鋼筋屈服強(qiáng)度335 MPa )等構(gòu)造鋼筋常用的 鋼筋。波紋鋼腹板的材料應(yīng)選用Q345、 Q390和Q420 (低合金高強(qiáng)度)等鋼材； 上、下緣鋼板可采用Q345、 Q390和Q420 (低合金高強(qiáng)度)等鋼材。
實(shí)施例2: —種波紋鋼腹板預(yù)彎組合梁，包括澆筑在下翼緣鋼板3的一 期混凝土5、連接在上翼緣鋼板2的二期混凝土6，還包括波紋鋼腹板l、波 紋鋼腹板1設(shè)置在澆筑在下翼緣鋼板3的一期混凝土 5與連接在上翼緣鋼板 2的二期混凝土 6之間，三者形成工形梁結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明所述的一種波紋鋼腹板預(yù)彎組合梁，所述的二期混凝土 6澆筑在 上翼緣鋼板2上。
本發(fā)明所述的一種波紋鋼腹板預(yù)彎組合梁，所述的二期混凝土 6與上翼 緣鋼板2上端面連接，則采用二期混凝土6不包裹上翼緣鋼板2，只與上翼 緣鋼板2上的剪力連接件4連接。
釆用二期混凝土 6不包裹上翼緣鋼板2，則無需制作模具，直接在上一 緣鋼板2的剪力連接件的一面澆注二期混凝土，施工工藝簡單成本較低，但 整體波鋼腹板預(yù)彎組合梁的強(qiáng)度會降低。本發(fā)明所述的一種波紋鋼腹板預(yù)彎組合梁，所述的上翼緣鋼板2與下翼 緣鋼板3設(shè)置有剪力連接件4。
本發(fā)明述的一種波紋鋼腹板預(yù)彎組合梁，所述的工形梁結(jié)構(gòu)為建筑高度 不變的等高度梁。
本發(fā)明所述的一種波紋剛腹板預(yù)彎組合梁，所述的工形梁結(jié)構(gòu)通過改變 波紋鋼腹板高度形成變高度梁。
本發(fā)明所述的一種波紋鋼腹板預(yù)彎組合梁的施工方法步驟如下
1 )采用焊接將上翼緣鋼板2、下翼緣鋼板3與波紋鋼腹板1焊接成工形
梁；
2 )在上翼緣鋼板2和下翼緣鋼板3上焊接若干個剪力連接件4; 3)在工形梁距梁兩端1/4跨徑位置施加豎向預(yù)彎力；
4 )在下翼緣鋼板3周圍放置縱向鋼筋7和箍筋8并澆筑一期混凝土 5;
5)待一期混凝土 5達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度后，釋放預(yù)彎力；
6 )在上翼緣鋼板2周圍放置縱向鋼筋7和箍筋8并澆筑二期混泥土 6; 待二期混凝土 6達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度后，完成波鋼腹板預(yù)彎組合梁架設(shè)。
波紋鋼腹板1由平鋼板軋制而成；將波紋鋼腹板與上翼緣鋼板2、下翼 緣鋼板3組成工形梁時，可選用企口雙面焊接、高強(qiáng)螺栓等連接形式；剪力 連接件4可選用栓釘連接件、鋼筋連接件、PBL (開孔鋼板)連接件等；一 期混凝土 5應(yīng)選用不低于C40的混凝土， 二期混凝土 6應(yīng)選用標(biāo)號不低于C30 的混凝土；縱向鋼筋7和箍筋8均為構(gòu)造鋼筋，可采用R235 (I級鋼筋屈服 強(qiáng)度235MPa)和HRB335 ( II級鋼筋屈服強(qiáng)度335MPa )等構(gòu)造鋼筋常用的 鋼筋。波故鋼腹板的材料應(yīng)選用Q345、 Q390和Q420 (低合金高強(qiáng)度)等鋼材；上、下緣鋼板可采用Q345、 Q390和Q420 (低合金高強(qiáng)度)等鋼材。
權(quán)利要求
1、一種波紋鋼腹板預(yù)彎組合梁，包括澆筑在下翼緣鋼板(3)周圍的一期混凝土(5)、與二期混凝土(6)連接在一起的上翼緣鋼板(2)，其特征在于還包括波紋鋼腹板(1)，波紋鋼腹板(1)設(shè)置在下翼緣鋼板(3)與上翼緣鋼板(2)之間，三者形成工形梁結(jié)構(gòu)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種波紋鋼腹板預(yù)彎組合梁，其特征在于 所述的二期混凝土 ( 6 )澆筑在上翼緣鋼板(2 )上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種波紋鋼腹板預(yù)彎組合梁，其特征在于所 述的二期混凝土 (6)與上翼緣鋼板(2)的上端面連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種波纟丈鋼腹板預(yù)彎組合梁，其特征在于所 述的二期混凝土 (6)與上翼緣鋼板(2)的六個端面連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種波紋鋼腹板預(yù)彎組合梁，其特征在于所 述的上翼緣鋼板(2 )與下翼緣鋼板(3 )設(shè)置有剪力連接件(4 )。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種波紋鋼腹板預(yù)彎組合梁，其特征在于所 述的工形梁結(jié)構(gòu)為建筑高度不變的等高度梁。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種波紋剛腹板預(yù)彎組合梁，其特征在于所 述的工形梁結(jié)構(gòu)通過改變波纟丈鋼腹板高度形成變高度梁。
8、 一種波紋鋼腹板預(yù)彎組合梁的施工方法，其特征在于步驟如下，`1 )采用焊接將上翼緣鋼板(2 )、下翼緣鋼板(3 )與波紋鋼腹板(1 ) 焊接成工形梁；``2 )在上翼緣鋼板(2 )和下翼緣鋼板(3 )上焊接若干個剪力連接件(4 );3)在工形梁距梁兩端1/4跨徑位置施加豎向預(yù)彎力； 4 )在下翼緣鋼板(3 )周圍放置縱向鋼筋(7 )和箍筋(8 )并澆筑一期 混凝土 ( 5 );5)待一期混凝土 (5)達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度后，釋放預(yù)彎力；6)在上翼緣鋼板(2 )周圍放置縱向鋼筋(7 )和箍筋(8 )并澆筑二期混泥土 (6);待二期混凝土 (6)達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度后，完成波鋼腹板預(yù)彎組合梁架設(shè)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種橋梁組合梁結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種波紋鋼腹板預(yù)彎組合梁及其施工方法。本發(fā)明所述的波紋鋼腹板預(yù)彎組合梁由帶有波紋鋼腹板的工形鋼梁和包裹于工字鋼梁上下翼緣板外的鋼筋混凝土板構(gòu)成，可應(yīng)用于城市立交工程和高速鐵路橋工程中。由于波紋鋼腹板縱橋向剛度很小，在鋼梁預(yù)彎時不會吸收預(yù)彎力，可減小結(jié)構(gòu)在收縮徐變作用下的預(yù)應(yīng)力損失，波紋鋼腹板良好的抗剪承載力避免了腹板裂縫，結(jié)構(gòu)耐久性好；另外本發(fā)明還提供一種上述波紋鋼腹板預(yù)彎組合梁的施工方法。
文檔編號E01D21/00GK101550675SQ20091002649
公開日2009年10月7日 申請日期2009年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月22日
發(fā)明者葉見曙, 明 楊, 僑 黃 申請人:東南大學(xué)