專利名稱：部分波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力鋼-混凝土連續(xù)組合箱梁的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及橋梁工程和大跨結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，尤其是預(yù)應(yīng)力鋼一混凝土連續(xù)組 合箱梁。
背景技術(shù)：
隨著我國橋梁建設(shè)的快速發(fā)展，各種新型結(jié)構(gòu)形式的橋梁不斷涌現(xiàn)，而 橋梁的輕型化和新型化一直是工程界十分關(guān)注的問題。綜合考慮結(jié)構(gòu)受力性 能、材料利用率、施工速度、經(jīng)濟(jì)效益等因素，現(xiàn)有國內(nèi)外的橋梁工程中越 來越多地采用鋼一混凝土組合結(jié)構(gòu)，其中預(yù)應(yīng)力鋼一混凝土連續(xù)組合箱梁和預(yù)應(yīng)力波形腹板PC組合箱梁是常見的結(jié)構(gòu)形式。常規(guī)預(yù)應(yīng)力鋼一混凝土連續(xù)組合箱梁主要由混凝土頂板、鋼箱梁和鋼橫 隔板組成，混凝土頂板與鋼箱梁通過連接鋼板和剪力件連接形成鋼一混凝土 組合箱梁結(jié)構(gòu)，并在結(jié)構(gòu)負(fù)彎矩節(jié)段的混凝土頂板和鋼箱梁中分別張拉縱向 預(yù)應(yīng)力筋、體外縱向預(yù)應(yīng)力筋。常規(guī)預(yù)應(yīng)力鋼一混凝土連續(xù)組合箱梁由于平 面鋼腹板的縱橋向剛度大，因此不可避免地會產(chǎn)生混凝土頂板中縱向預(yù)應(yīng)力損失嚴(yán)重、預(yù)應(yīng)力效率低的問題；此外中間支點附近的平面鋼腹板易于局部 受壓失穩(wěn)，實際工程中需在平面鋼腹板內(nèi)側(cè)設(shè)置較多的縱向加勁肋，這樣不 僅增加了焊接工作量，還會在平面鋼腹板上產(chǎn)生較大的焊接殘余應(yīng)力，從而 降平面鋼腹板的受力性能，并使工程費(fèi)用增加。已有的預(yù)應(yīng)力波形鋼腹板PC組合箱梁主要由混凝土頂板、混凝土底板、波形鋼腹板、中間混凝土橫隔板和端混凝土橫隔板組成，波形鋼腹板通過連 接鋼板和剪力件分別與混凝土頂板、混凝土底板連接形成組合結(jié)構(gòu)。在結(jié)構(gòu) 負(fù)彎矩節(jié)段的混凝土頂板中張拉縱向預(yù)應(yīng)力筋，在結(jié)構(gòu)正彎矩節(jié)段的混凝土 底板中張拉縱向預(yù)應(yīng)力筋，同時還在波形鋼腹板內(nèi)側(cè)張拉體外預(yù)應(yīng)力筋。預(yù)應(yīng)力波形腹板PC組合箱梁需要布置大量的體內(nèi)和體外預(yù)應(yīng)力筋。該結(jié)構(gòu)中的預(yù)應(yīng)力筋張拉施工和張拉應(yīng)力控制較為繁瑣，波形鋼腹板與混凝土底板的 連接施工也較為復(fù)雜，且易于形成薄弱面，可能會因應(yīng)力集中或疲勞而破壞。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種部分 波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力鋼一混凝土連續(xù)組合箱梁，它既具有所述已有的預(yù)應(yīng)力鋼一混凝土連續(xù)組合箱梁和所述預(yù)應(yīng)力波形腹板PC組合箱梁結(jié)構(gòu)優(yōu)點，又能夠有效克服所述已有的預(yù)應(yīng)力鋼一混凝土連續(xù)組合箱梁的混凝土頂板縱向預(yù)應(yīng)力筋效率低下、平面鋼腹板易于局部失穩(wěn)，以及所述預(yù)應(yīng)力波形腹板PC組合箱梁需布置大量體內(nèi)和體外預(yù)應(yīng)力筋、施工復(fù)雜等問題，且具有受力性 能好、材料利用率高、施工簡便快捷、經(jīng)濟(jì)效益顯著的特點。本發(fā)明提出的技術(shù)方案是，所述部分波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力鋼一混凝土連續(xù) 組合箱梁包括兩側(cè)鋼腹板和鋼底板構(gòu)成的鋼箱梁，混凝土頂板裝在該鋼箱梁 頂部并用連接鋼板和剪力件同所述鋼箱梁固定連接，該鋼箱梁中對應(yīng)于鋼箱 梁底部各支點部位分別裝有鋼橫隔板，所述整體的鋼箱梁由位于中段的結(jié)構(gòu) 負(fù)彎矩區(qū)節(jié)段和位于該結(jié)構(gòu)負(fù)彎矩區(qū)節(jié)段兩端的結(jié)構(gòu)正彎矩區(qū)節(jié)段組成，在 所述結(jié)構(gòu)負(fù)彎矩區(qū)節(jié)段的混凝土頂板中張拉縱向預(yù)應(yīng)力筋，并在所述結(jié)構(gòu)負(fù) 彎矩區(qū)的鋼底板內(nèi)布置縱向加勁肋，其結(jié)構(gòu)特點是，所述結(jié)構(gòu)負(fù)彎矩區(qū)的鋼箱梁兩側(cè)鋼腹板為波形鋼腹板，而所述結(jié)構(gòu)正彎矩區(qū)的鋼箱梁兩側(cè)鋼腹板為 平面鋼腹板。以下對本發(fā)明做出進(jìn)一步說明。參見圖1至圖4，本發(fā)明的部分波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力鋼一混凝土連續(xù)組合 箱梁包括兩側(cè)鋼腹板和鋼底板3構(gòu)成的鋼箱梁11，混凝土頂板1裝在該鋼箱 梁11頂部并用連接鋼板10和剪力件6同所述鋼箱梁11固定連接，該鋼箱 梁11中對應(yīng)于鋼箱梁底部各支點9部位分別裝有鋼橫隔板8，所述整體的鋼 箱梁11由位于中段的結(jié)構(gòu)負(fù)彎矩區(qū)節(jié)段和位于該結(jié)構(gòu)負(fù)彎矩區(qū)節(jié)段兩端的 結(jié)構(gòu)正彎矩區(qū)節(jié)段組成，在所述結(jié)構(gòu)負(fù)彎矩區(qū)節(jié)段的混凝土頂板1中張拉縱 向預(yù)應(yīng)力筋5，并在所述結(jié)構(gòu)負(fù)彎矩區(qū)的鋼底板內(nèi)布置縱向加勁肋7，其結(jié) 構(gòu)特點是，所述結(jié)構(gòu)負(fù)彎矩區(qū)的鋼箱梁兩側(cè)鋼腹板為波形鋼腹板2,而所述 結(jié)構(gòu)正彎矩區(qū)的鋼箱梁兩側(cè)鋼腹板為平面鋼腹板4。本發(fā)明的技術(shù)原理是，由于所述結(jié)構(gòu)負(fù)彎矩區(qū)采用了波形鋼腹板2，而 該波形鋼腹板2軸向剛度低，混凝土頂板1因張拉縱向預(yù)應(yīng)力筋5而產(chǎn)生的 變形幾乎不受約束，因此大幅提高了混凝土頂板縱向預(yù)應(yīng)力筋5的效率，可 減少縱向預(yù)應(yīng)力筋5用量;所采用的波形鋼腹板2抗剪和抗剪切屈曲能力強(qiáng)， 可大幅提高腹板的穩(wěn)定性和抗剪承載力。同已有預(yù)應(yīng)力波形鋼腹板PC組合箱梁相比，本發(fā)明的連續(xù)組合箱梁因 其鋼底板3的抗拉性能好，可獨自承受正彎矩產(chǎn)生的拉應(yīng)力，不必額外張拉 體內(nèi)、體外縱向預(yù)應(yīng)力筋并減輕結(jié)構(gòu)自重；波形鋼腹板2內(nèi)側(cè)無需設(shè)置縱向 加勁肋，從而使施工方便、節(jié)省材料，在造價上具有競爭力。并且，本發(fā)明 的部分波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力連續(xù)組合箱梁的中間支點附近的負(fù)彎矩截面受力十分明確，荷載產(chǎn)生的彎矩幾乎全部由混凝土頂板1和鋼底板3承擔(dān)，而波 形鋼腹板2僅承受剪力，避免了已有預(yù)應(yīng)力鋼一混凝土連續(xù)組合箱梁相應(yīng)節(jié) 段的平面鋼腹板處于較大彎、剪共同作用的復(fù)合受力狀態(tài)。再者，所述波形 鋼腹板2具有良好的三維柔性，便于腹板裝配施工；波形鋼腹板2能夠與鋼 底板3焊接形成整體，便于工廠化制作和架設(shè)施工；而已有預(yù)應(yīng)力波形鋼腹 板PC組合箱梁的混凝土底板與波形鋼腹板需進(jìn)行特殊連接，施工較為復(fù)雜。 由以上可知，本發(fā)明為一種部分波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力鋼一混凝土連續(xù)組合 箱梁，它既具有所述己有預(yù)應(yīng)力鋼一混凝土連續(xù)組合箱梁和所述預(yù)應(yīng)力波形 腹板PC組合箱梁結(jié)構(gòu)優(yōu)點，又能夠有效克服所述已有預(yù)應(yīng)力鋼一混凝土連 續(xù)組合箱梁的混凝土頂板縱向預(yù)應(yīng)力筋效率低下、平面鋼腹板易于局部失 穩(wěn)，以及所述預(yù)應(yīng)力波形腹板PC組合箱梁需布置大量體內(nèi)和體外預(yù)應(yīng)力筋、 施工復(fù)雜等問題，且具有受力性能好、材料利用率高、施工簡便快捷、經(jīng)濟(jì) 效益顯著的特點。


圖1為本發(fā)明的連續(xù)組合箱梁一種實施例主視結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為圖1所示箱梁的俯視結(jié)構(gòu)示意圖(局部剖視)； 圖3為圖1中I 一 I向剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖i中n—n向剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是所用波形鋼腹板2的一種截面形狀。 在所述附圖中l(wèi)一混凝土頂板， 4一平面鋼腹板，2— 波形鋼腹板， 5—縱向預(yù)應(yīng)力筋，3— 鋼底板， 6—剪力件，7— 縱向加勁肋， IO—連接鋼板，8— 鋼橫隔板， ll一鋼箱梁， 9_支點。
具體實施方式
如圖1至圖4所示，本發(fā)明的部分波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力鋼一混凝土連續(xù)組 合箱梁包括兩側(cè)鋼腹板和鋼底板3構(gòu)成的鋼箱梁11,混凝土頂板1裝在該鋼 箱梁11頂部并用連接鋼板10和剪力件6同所述鋼箱梁11固定連接，該鋼 箱梁11中對應(yīng)于鋼箱梁底部各支點9部位分別裝有鋼橫隔板8，所述整體的 鋼箱梁11由位于中段的結(jié)構(gòu)負(fù)彎矩區(qū)節(jié)段和位于該結(jié)構(gòu)負(fù)彎矩區(qū)節(jié)段兩端 的結(jié)構(gòu)正彎矩區(qū)節(jié)段組成，在所述結(jié)構(gòu)負(fù)彎矩區(qū)節(jié)段的混凝土頂板1中張拉 縱向預(yù)應(yīng)力筋5，并在所述結(jié)構(gòu)負(fù)彎矩區(qū)的鋼底板內(nèi)布置縱向加勁肋7，所 述結(jié)構(gòu)負(fù)彎矩區(qū)的鋼箱梁兩側(cè)鋼腹板為波形鋼腹板2，而所述結(jié)構(gòu)正彎矩區(qū) 的鋼箱梁兩側(cè)鋼腹板為平面鋼腹板4。施工時，首先將波形鋼腹板2、平面鋼腹板4、鋼底板3和鋼橫隔板8 焊接形成鋼箱梁ll，鋼箱梁ll截面為矩形，并在鋼底板3相應(yīng)位置處的內(nèi) 部焊接縱向加勁肋7;然后吊裝鋼箱梁11節(jié)段，將相鄰的梁段對拼焊接起來 形成連續(xù)梁結(jié)構(gòu)；接下來，將連接鋼板10和剪力件6焊接到波形鋼腹板2 和平面鋼腹板4的頂部，支?，F(xiàn)澆混凝土頂板1作為橋面板；待混凝土頂板 1達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后，張拉縱向預(yù)應(yīng)力筋5;最后鋪裝其上的附屬結(jié)構(gòu)，整個 結(jié)構(gòu)投入運(yùn)營。
權(quán)利要求
1、一種部分波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力鋼-混凝土連續(xù)組合箱梁，兩側(cè)鋼腹板和鋼底板(3)構(gòu)成鋼箱梁(11)，混凝土頂板(1)裝在該鋼箱梁(11)頂部并用連接鋼板(10)和剪力件(6)同所述鋼箱梁(11)固定連接，該鋼箱梁(11)中對應(yīng)于鋼箱梁底部各支點(9)部位分別裝有鋼橫隔板(8)，所述整體的鋼箱梁(11)由位于中段的結(jié)構(gòu)負(fù)彎矩區(qū)節(jié)段和位于該結(jié)構(gòu)負(fù)彎矩區(qū)節(jié)段兩端的結(jié)構(gòu)正彎矩區(qū)節(jié)段組成，在所述結(jié)構(gòu)負(fù)彎矩區(qū)節(jié)段的混凝土頂板(1)中張拉縱向預(yù)應(yīng)力筋(5)，并在所述結(jié)構(gòu)負(fù)彎矩區(qū)的鋼底板內(nèi)布置縱向加勁肋(7)，其特征是，所述結(jié)構(gòu)負(fù)彎矩區(qū)的鋼箱梁兩側(cè)鋼腹板為波形鋼腹板(2)，而所述結(jié)構(gòu)正彎矩區(qū)的鋼箱梁兩側(cè)鋼腹板為平面鋼腹板(4)。
全文摘要
本發(fā)明為一種部分波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力鋼-混凝土連續(xù)組合箱梁，混凝土頂板用連接鋼板和剪力件與鋼箱梁固定連接，鋼箱梁中對應(yīng)于各支點分別安裝鋼橫隔板，整體的鋼箱梁由結(jié)構(gòu)負(fù)彎矩區(qū)節(jié)段和位于其兩端的結(jié)構(gòu)正彎矩區(qū)節(jié)段組成，在所述結(jié)構(gòu)負(fù)彎矩區(qū)節(jié)段的混凝土頂板中張拉縱向預(yù)應(yīng)力筋，并在鋼底板內(nèi)布置縱向加勁肋，結(jié)構(gòu)負(fù)彎矩區(qū)的鋼箱梁兩側(cè)腹板為波形鋼腹板，結(jié)構(gòu)正彎矩區(qū)鋼箱梁腹板為平面鋼腹板。本發(fā)明可克服已有連續(xù)組合箱梁和波形鋼腹板PC組合箱梁中負(fù)彎矩區(qū)混凝土頂板縱向預(yù)應(yīng)力效率低和平面鋼腹板易于失穩(wěn)或箱梁中體內(nèi)、外縱向預(yù)應(yīng)力筋布置較多和施工復(fù)雜等問題，在橋梁工程和大跨結(jié)構(gòu)中有著廣泛的應(yīng)用前景。
文檔編號E01D2/04GK101255677SQ20081003103
公開日2008年9月3日 申請日期2008年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月8日
發(fā)明者陽 張, 彭旺虎, 易篤韜, 晏班夫, 李立峰, 邵旭東, 金曉勤 申請人:湖南大學(xué)