專利名稱：一種波形鋼腹板先張法預(yù)應(yīng)力混凝土工字梁的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于公路和鉄路的橋梁技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及的是ー種波形鋼腹板先張法預(yù)應(yīng)カ混凝土エ字梁。
背景技術(shù)：
波形鋼腹板預(yù)應(yīng)カ混凝土箱梁作為ー種新型的鋼ー混凝土組合結(jié)構(gòu)，充分利用了混凝土抗壓、波形鋼腹板抗剪屈服強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)，有效地將鋼、混凝土兩種材料結(jié)合起來，提高了材料的使用效率，是ー種經(jīng)濟(jì)、合理、高效的結(jié)構(gòu)形式。本申請人已申請的“ー種波形鋼腹板預(yù)應(yīng)カ混凝土エ字梁”(專利號 ZL201120098202. 6)與現(xiàn)有的支架或懸臂現(xiàn)澆和預(yù)制安裝這兩種常用施工方法比較，既具有波形腹板預(yù)應(yīng)カ混凝土箱梁結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)，又能夠有效克服上述現(xiàn)澆及預(yù)制波形鋼腹板預(yù)應(yīng) 力混凝土箱梁遇到的問題，具有受カ性能好、材料利用率高、施工簡便快捷、經(jīng)濟(jì)效益顯著的特點(diǎn)。但是，上述預(yù)制エ字梁単元通常采用后張法施加體內(nèi)預(yù)應(yīng)力，成為有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。雖然這種施工方法所需設(shè)備簡單，錨具埋于結(jié)構(gòu)中，不需要張拉臺座，生產(chǎn)靈活，適用于大型構(gòu)件的現(xiàn)場施工。但其成孔、穿束、壓漿エ藝繁雜，施工期相對稍長，并可能出現(xiàn)堵孔、壓漿不實、預(yù)應(yīng)カ失控等問題而影響施工質(zhì)量與結(jié)構(gòu)的耐久性。有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土由于粘結(jié)阻力的作用使得預(yù)應(yīng)カ鋼筋拉應(yīng)カ降低，導(dǎo)致混凝土壓應(yīng)カ降低，錨具永久埋于結(jié)構(gòu)內(nèi)不能重復(fù)利用，影響了材料利用率。若壓漿エ藝不當(dāng)，潮氣侵入，可能造成預(yù)應(yīng)カ鋼材銹蝕甚至斷裂，造成預(yù)應(yīng)カ混凝土連續(xù)梁橋承載力不足、裂縫及持續(xù)下?lián)?。預(yù)應(yīng)カ鋼筋ー經(jīng)張拉錨固完成，將受到錨固體系失效的威脅。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供ー種波形鋼腹板先張法預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制エ字梁単元，由此エ字梁可構(gòu)成ー種連續(xù)箱梁，既具有波形腹板預(yù)應(yīng)カ混凝土箱梁結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)，又能夠有效克服上述現(xiàn)澆、預(yù)制、后張法施工的波形鋼腹板預(yù)應(yīng)カ混凝土箱梁遇到的問題，在受力性能、材料利用率、施工簡捷、經(jīng)濟(jì)效益、后期維護(hù)、耐久性等方面更具顯著優(yōu)勢。本實用新型實現(xiàn)上述目的采取的技術(shù)方案是ー種波形鋼腹板先張法預(yù)應(yīng)カ混凝土工字梁，包括波形鋼腹板、上連接件、下連接件、預(yù)制混凝土頂板、預(yù)制混凝土底板，上連接件位于波形鋼腹板的上端，包埋于預(yù)制混凝土頂板中；下連接件位于波形鋼腹板的下端，包埋于預(yù)制混凝土底板內(nèi)，波形鋼腹板的兩端直接包埋于預(yù)制混凝土橫梁中，在預(yù)制混凝土頂板、預(yù)制混凝土底板、預(yù)制混凝土橫梁或橫隔板內(nèi)均適當(dāng)埋設(shè)并向截面外伸出縱、橫向連接鋼筋，在所述預(yù)制エ字梁単元底板體內(nèi)設(shè)有先張法預(yù)應(yīng)カ筋。本實用新型在所述波形鋼腹板設(shè)置有預(yù)制混凝土橫梁或橫隔板。本實用新型在所述波形鋼腹板上部的兩側(cè)焊接水平鋼板，在水平鋼板的空隙處焊接焊釘，并在波形鋼腹I的兩側(cè)焊接縱向加強(qiáng)鋼筋或帶狀鋼板。本實用新型較現(xiàn)有技術(shù)具有下述優(yōu)點(diǎn)(I) 先張法預(yù)應(yīng)カ混凝土梁便于エ廠化預(yù)制，與后張梁相比，具有受カ性能好、エ序簡捷、エ期短、節(jié)省材料、維修養(yǎng)護(hù)量少、經(jīng)濟(jì)、耐久性好等優(yōu)點(diǎn)，雖增加了預(yù)制場張拉臺座端部錨固體系的工程量，卻可以省去成孔、穿束、壓漿、錨具等エ藝和設(shè)備，避免了可能出現(xiàn)的堵孔、壓漿不實、預(yù)應(yīng)カ失控、錨固體系失效等問題，且錨固體系可以重復(fù)利用，特別是長線臺座法更適合大規(guī)模預(yù)制加工，經(jīng)濟(jì)效益更優(yōu)。⑵ 預(yù)制梁単元經(jīng)過縱、橫向現(xiàn)澆混凝土連接，形成連續(xù)整體閉合箱梁，斷面剛度相對較大，具有承載能力高、變形小、行車舒適的優(yōu)點(diǎn)。(3) 波形鋼腹板預(yù)應(yīng)カ混凝土連續(xù)箱梁橋二期恒載和活載由形成的箱梁承擔(dān)， 預(yù)制梁僅需承擔(dān)結(jié)構(gòu)自重和施工荷載，故每片預(yù)制梁截面尺寸小，安裝重量輕，常規(guī)施工設(shè)備就能滿足安裝要求。相應(yīng)又?jǐn)U大了波形鋼腹板預(yù)應(yīng)カ混凝土箱梁跨徑適用范圍，具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢。(4) 結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部件預(yù)制梁采用預(yù)制，通過現(xiàn)澆連接形成整體箱梁，實現(xiàn)了將波形鋼腹板先張法預(yù)應(yīng)カ混凝土箱梁化整為零施工，擴(kuò)大了預(yù)制安裝施工方法的應(yīng)用范圍，利于エ廠化加工，有效保證了施工質(zhì)量，加快了施工進(jìn)度。(5) 預(yù)制梁構(gòu)件采用波形鋼腹板組合結(jié)構(gòu)，充分發(fā)揮了鋼材和混凝土材料的使用效率，減少了混凝土量，節(jié)能環(huán)保，經(jīng)濟(jì)性好。(6) 如波形鋼腹板先張法預(yù)制梁承擔(dān)成橋后的全部荷載，則只需采用先張法施エエ藝，可取消體箱梁內(nèi)的體外預(yù)應(yīng)カ筋。省去了體外預(yù)應(yīng)カ筋穿束、轉(zhuǎn)向裝置、錨具、張拉等エ藝和設(shè)備。這樣施工エ藝更簡單，經(jīng)濟(jì)性更突出。

圖I是本實用新型エ字梁単元的橫斷面結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實用新型エ字梁構(gòu)成連續(xù)箱梁的立面結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖2的仰視平面結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是圖2的俯視平面結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是圖2的橫斷面結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、波形鋼腹板，2、上連接件，3、下連接件，4、預(yù)制混凝土頂板，5、預(yù)制混凝土底板，6、預(yù)制混凝土橫梁或橫隔板，7、現(xiàn)澆混凝土頂板，8、現(xiàn)澆混凝土底板，9、現(xiàn)澆混凝土橫梁或橫隔板，10、現(xiàn)澆混凝土縱梁，11、底板體內(nèi)先張法預(yù)應(yīng)カ筋，12、體外預(yù)應(yīng)カ筋，13、墩頂負(fù)彎矩預(yù)應(yīng)カ筋。
具體實施方式
結(jié)合附圖，給出本實用新型的實施例如下，但本實用新型不局限于以下實施例。如圖I所示本實施例所述的ー種波形鋼腹板先張法預(yù)應(yīng)カ混凝土エ字梁主要由波形鋼腹板I、上連接件2、下連接件3、預(yù)制混凝土頂板4、預(yù)制混凝土底板5、預(yù)制混凝土橫梁或橫隔板6、底板體內(nèi)先張法預(yù)應(yīng)カ筋11構(gòu)成，上連接件2位于波形鋼腹板I的上端，包埋于預(yù)制混凝土頂板4內(nèi)的波形鋼腹板I上段開孔部位，橫向鋼筋從波形鋼腹板I的上段開孔中穿過，以形成混凝土銷，在波形鋼腹板I的兩側(cè)焊接水平鋼板，以阻擋雨水侵蝕波形鋼腹板I埋入混凝土中未涂裝的部分，并兼作混凝土底模，水平鋼板的空隙處焊接焊釘，以加強(qiáng)水平鋼板與混凝土的連接，并在波形鋼腹板I的兩側(cè)焊接縱向加強(qiáng)鋼筋或帯狀鋼板構(gòu)成；也可以由上翼板、雙開孔鋼肋板、橫向鋼筋構(gòu)成，此上翼板為鋼制結(jié)構(gòu)，兩個雙開孔鋼肋板底部沿橋縱向焊接在上翼板頂面上，橫向鋼筋從雙開孔鋼肋板的開孔中穿過。下連接件3位于波形鋼腹板I的下端，包埋于預(yù)制混凝土底板5內(nèi)。下連接件3可以是在直接包埋于預(yù)制混凝土底板5內(nèi)的波形鋼腹板I底部開孔部位，橫向鋼筋從波形鋼腹板I的開孔中穿過，以形成混凝土銷，并在波形鋼腹板I的兩側(cè)焊接縱向加強(qiáng)鋼筋或帯狀鋼板構(gòu)成；也可以是在波形鋼腹板I下端焊接下翼板，并在下翼板底面下焊接多排焊釘構(gòu)成。波形鋼腹板與混凝土連接部位所設(shè)置的上連接件2、下連接件3，起抗剪、抗拉拔作用，對上、下連接件，本實用新型不局限于上述構(gòu)造方式，只要能起到連接件所起作用的構(gòu)造方式均可。在波形鋼腹板I兩側(cè)根據(jù)結(jié)構(gòu)受カ和構(gòu)造需要可設(shè)置預(yù)制混凝土橫梁或橫隔板6。波形鋼腹板I的 設(shè)置連接件包埋于預(yù)制混凝土橫梁6中，以增加連接強(qiáng)度。在預(yù)制混凝土頂板4、預(yù)制混凝土底板5、預(yù)制混凝土橫梁或橫隔板6內(nèi)均埋設(shè)并向相應(yīng)截面外伸出的縱、橫向連接鋼筋。在預(yù)制エ字梁単元底板體內(nèi)設(shè)有預(yù)應(yīng)カ筋11，該預(yù)應(yīng)力筋11采用先張法施工エ藝，可避免后張法施工エ藝的不足，有利于預(yù)制エ字梁単元大規(guī)模エ廠化制造和節(jié)約成本，維護(hù)少、耐久性好。具體施工エ藝是在先張法張拉臺座上方預(yù)定位置(即底板預(yù)應(yīng)カ筋11的位置)張拉底板預(yù)應(yīng)カ筋11，并將其臨時錨固在臺座端部或鋼模上，在臺座上安裝模板、支架，安裝定位波形鋼腹板，綁扎頂、底板鋼筋，波形鋼腹板I通過上連接件2、下連接件3分別與預(yù)制混凝土頂板4、預(yù)制混凝土底板5、預(yù)制橫梁或橫隔板6等澆筑成預(yù)制構(gòu)件，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計放張強(qiáng)度后，放松剪斷預(yù)應(yīng)カ筋11，形成波形鋼腹板先張法預(yù)應(yīng)カ混凝土エ字梁單
J Li ο本實施例在施工時，如圖2-5所示將上述多個預(yù)制エ字梁單元架設(shè)安裝于橋梁墩臺上后，將相鄰兩個エ字梁単元的預(yù)制混凝土頂板4、預(yù)制混凝土底板5、預(yù)制橫梁或橫隔板6的橫向鋼筋與對應(yīng)的現(xiàn)澆構(gòu)件(即現(xiàn)澆混凝土頂板7、現(xiàn)澆混凝土底板8和現(xiàn)澆混凝土橫梁或橫隔板9)內(nèi)的鋼筋固定連接后(本發(fā)明不局限于上述連接構(gòu)造方式，只要能起到橫向連接所起作用的構(gòu)造方式均可)，由設(shè)置在相鄰預(yù)制混凝土頂板4之間的現(xiàn)澆混凝土頂板7、相鄰預(yù)制混凝土底板5之間的現(xiàn)澆混凝土底板8，相鄰預(yù)制混凝土橫梁或橫隔板6之間的現(xiàn)澆混凝土橫梁或橫隔板9橫向連接形成閉合箱梁。在所述閉合箱梁的現(xiàn)澆混凝土頂板7內(nèi)設(shè)置有墩頂負(fù)彎矩預(yù)應(yīng)カ筋13，也可在箱內(nèi)設(shè)置體外預(yù)應(yīng)カ筋12。體外預(yù)應(yīng)カ筋12和墩頂負(fù)彎矩預(yù)應(yīng)カ筋13無須同時設(shè)置，因為墩頂負(fù)彎矩預(yù)應(yīng)カ筋比體外預(yù)應(yīng)カ筋造價低，首選單獨(dú)設(shè)置墩頂負(fù)彎矩預(yù)應(yīng)力筋13，當(dāng)其無法滿足受カ要求時，可改為僅設(shè)置體外預(yù)應(yīng)カ筋12 ;也可根據(jù)結(jié)構(gòu)受カ需要，體外預(yù)應(yīng)カ筋12和墩頂負(fù)彎矩預(yù)應(yīng)カ筋13同時設(shè)置。
權(quán)利要求1.ー種波形鋼腹板先張法預(yù)應(yīng)カ混凝土エ字梁，包括波形鋼腹板(I)、上連接件(2)、下連接件(3)、預(yù)制混凝土頂板(4)、預(yù)制混凝土底板(5)，上連接件位于波形鋼腹板的上端，包埋于預(yù)制混凝土頂板中；下連接件位于波形鋼腹板的下端，包埋于預(yù)制混凝土底板內(nèi)，波形鋼腹板的兩端直接包埋于預(yù)制混凝土橫梁中，在預(yù)制混凝土頂板、預(yù)制混凝土底板、預(yù)制混凝土橫梁或橫隔板內(nèi)均適當(dāng)埋設(shè)并向截面外伸出縱、橫向連接鋼筋，其特征是在所述預(yù)制エ字梁単元底板體內(nèi)設(shè)有先張法預(yù)應(yīng)カ筋(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的波形鋼腹板先張法預(yù)應(yīng)カ混凝土エ字梁，其特征是在所述波形鋼腹板(I)設(shè)置有預(yù)制混凝土橫梁或橫隔板(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的波形鋼腹板先張法預(yù)應(yīng)カ混凝土エ字梁，其特征是在所述波形鋼腹板(I)上部的兩側(cè)焊接水平鋼板，在水平鋼板的空隙處焊接焊釘，并在波形鋼腹板(O的兩側(cè)焊接縱向加強(qiáng)鋼筋或帶狀鋼板。
專利摘要本實用新型公開的一種波形鋼腹板先張法預(yù)應(yīng)力混凝土工字梁主要包括波形鋼腹板(1)、上連接件(2)、下連接件(3)、預(yù)制混凝土頂板(4)、預(yù)制混凝土底板(5)，上連接件位于波形鋼腹板的上端，包埋于預(yù)制混凝土頂板中；下連接件位于波形鋼腹板的下端，包埋于預(yù)制混凝土底板內(nèi)，波形鋼腹板的兩端直接包埋于預(yù)制混凝土橫梁中，在預(yù)制混凝土頂板、預(yù)制混凝土底板、預(yù)制混凝土橫梁或橫隔板內(nèi)均適當(dāng)埋設(shè)并向截面外伸出縱、橫向連接鋼筋，在所述預(yù)制工字梁單元底板體內(nèi)設(shè)有先張法預(yù)應(yīng)力筋(11)。具有受力性能好、工藝簡單、工序簡捷、工期短、節(jié)省材料、維修養(yǎng)護(hù)量少、耐久性好等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號E01D2/02GK202610695SQ20122029828
公開日2012年12月19日 申請日期2012年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月25日
發(fā)明者湯意, 李宏瑾, 李華強(qiáng), 吳繼峰, 樂藝 申請人:河南省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院有限責(zé)任公司