一種鋼竹組合箱梁的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于橋梁結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，具體涉及一種鋼竹組合箱梁。
【背景技術(shù)】
[0002] 波形鋼腹板組合箱橋梁是20世紀(jì)80年代出現(xiàn)的一種新型橋梁，是一種用波形鋼 板置換預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁混凝土腹板的新型鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)。與常規(guī)結(jié)構(gòu)相比，其優(yōu) 越性在于它的結(jié)構(gòu)自重較輕，可以減少下部結(jié)構(gòu)的工程量，進(jìn)而降低其工程總造價(jià)；避免了 腹板開(kāi)裂的問(wèn)題，結(jié)構(gòu)耐久性能好。但是波形鋼腹板的結(jié)合部較多，其連接構(gòu)造較為復(fù)雜， 導(dǎo)致底板和頂板澆筑過(guò)程中，模板和支架安裝很困難，施工難度較大；并且混凝土底板極易 產(chǎn)生受拉裂縫，耐久性較差。
[0003] 現(xiàn)有的波形鋼腹板組合箱梁的頂板和底板的主要材料鋼筋混凝土材料，長(zhǎng)安大學(xué) 曾研宄用木材部分替代混凝土，提出了鋼木組合箱梁，但其鋼腹板與木板連接處仍采用現(xiàn) 澆混凝土，不能解決模板施工難的問(wèn)題；并且我國(guó)木材資源稀缺，人均森林面積僅有0. 13 平方公頃，不到世界平均水平的1/4,居世界第134位，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示我國(guó)森林存在的主要 問(wèn)題：資源總量不足；森林質(zhì)量不高、分布不均；森林資源增長(zhǎng)緩慢，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)木結(jié)構(gòu)已經(jīng) 很少應(yīng)用。
[0004] 竹材及竹結(jié)構(gòu)的以下特點(diǎn)： 1、 我國(guó)竹林資源豐富，居于世界首位。且竹材生長(zhǎng)速度快，成材周期??； 2、 抗拉強(qiáng)度高，竹材的抗拉強(qiáng)度可達(dá)370 MPa，相當(dāng)于HRB400鋼材抗拉強(qiáng)度，能很好地 解決底板開(kāi)裂的問(wèn)題，較好地提高箱梁的耐久性； 3、 抵抗變形能力強(qiáng)，其彈性模量可達(dá)2000MPa，約為木材的2倍，與鋼材能更好地協(xié)調(diào) 變形； 4、 良好的抗壓能力，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證竹材抗壓強(qiáng)度在47MPa和62. SMPa之間，遠(yuǎn)超過(guò)我國(guó)現(xiàn)行 GB50010-2010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》的C30混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（14. 3 MPa); 5、 竹材是綠色可再生材料，可回收利用，對(duì)環(huán)境傷害小，符合可持續(xù)發(fā)展的要求。
[0005] 基于竹材具有以上諸多有點(diǎn)，國(guó)家林業(yè)部門(mén)近些年也大力支持竹膠板的推廣使 用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明目的是：提供一種充分發(fā)揮了波形鋼腹板的抗屈曲、抗裂能力以及竹膠板 抗拉能力，結(jié)構(gòu)整體性好，不易開(kāi)裂，現(xiàn)場(chǎng)施工容易，周期短，材料環(huán)保耐久，并能滿足各類 不同跨徑橋梁要求的鋼竹組合箱梁。
[0007] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種鋼竹組合箱梁，包括頂板，以及至少1個(gè)設(shè)于所述頂板 下方的底板，每個(gè)底板與所述頂板之間均通過(guò)兩對(duì)稱設(shè)置的波形鋼腹板連接，所述頂板由 若干個(gè)并排等高、且長(zhǎng)度沿橋梁行車方向設(shè)置的單片竹膠板通過(guò)預(yù)應(yīng)力鋼筋壓緊而成，所 述底板由若干個(gè)并排等高、且長(zhǎng)度沿橋梁寬度方向設(shè)置的單片竹膠板通過(guò)預(yù)應(yīng)力鋼筋壓緊 而成，同時(shí)所述波形鋼腹板與所述頂板和所述底板之間均通過(guò)抗剪鋼片連接。
[0008] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，在所述頂板和所述底板內(nèi)設(shè)置有供預(yù)應(yīng)力鋼筋穿過(guò)的安裝 孔，該預(yù)應(yīng)力鋼筋水平布設(shè)在同一高度且兩端用墩頭錨具固定。
[0009] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述單片竹膠板由若干個(gè)長(zhǎng)條形竹板榫接而成，且相鄰長(zhǎng) 條形竹板的榫接處設(shè)有環(huán)氧樹(shù)脂膠。
[0010] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，在所述單片竹膠板和所述波形鋼腹板的連接處設(shè)有槽寬沿 進(jìn)槽方向逐漸增大的榫槽，所述抗剪鋼片插入榫槽內(nèi)并通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂膠固定，所述波形鋼 腹板和所述抗剪鋼片通過(guò)雙面角焊縫連接。
[0011] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述波形鋼腹板的形狀為鋸齒形或正弦波形，所述波形鋼 腹板的板厚為8-25mm，且其內(nèi)側(cè)彎曲半徑大于板厚的15倍。
[0012] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是： 1. 本發(fā)明充分發(fā)揮了波形鋼腹板的抗屈曲、抗裂能力以及竹膠板抗拉能力，結(jié)構(gòu)整體 性好，不易開(kāi)裂，現(xiàn)場(chǎng)施工容易，周期短，材料環(huán)保耐久，并能滿足各類不同跨徑橋梁要求； 2. 本發(fā)明的單片竹膠板通過(guò)預(yù)應(yīng)力鋼筋固定，通過(guò)設(shè)置不同的頂板和底板的預(yù)應(yīng)力方 向，可以有效地降低預(yù)應(yīng)力損失，提高了預(yù)應(yīng)力的使用效率； 3. 本發(fā)明的單片竹膠板由若干個(gè)長(zhǎng)條形竹板榫接而成，榫接處可同時(shí)承受拉力、壓力、 剪力和彎矩作用，并具有很好的彈性，表現(xiàn)出較強(qiáng)的半剛性連接特性，且允許產(chǎn)生一定的變 形，能夠吸收部分汽車動(dòng)載產(chǎn)生的振動(dòng)能量；且竹材具有良好的物理力學(xué)性能和加工性能， 能很好地解決箱梁底板開(kāi)裂的問(wèn)題，較好地提高箱梁的耐久性； 4. 本發(fā)明節(jié)約建筑材料，改善經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，采用波形鋼腹板和竹膠板代替混凝土后，上部 結(jié)構(gòu)重量顯著降低，減少了下部結(jié)構(gòu)工程量，從而降低了工程總造價(jià)，同時(shí)通過(guò)工廠預(yù)制、 現(xiàn)場(chǎng)拼裝的施工方式大大提高施工效率，并且材料綠色環(huán)保、可回收利用，能夠替代常規(guī)混 凝土箱梁； 5. 本發(fā)明減少現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，加快施工進(jìn)程，鋼竹組合箱梁在工廠進(jìn)行預(yù)制加工和焊接，然 后直接運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行吊裝固定，在施工過(guò)程中，可以大量地減少模板、支架以及混凝 土澆筑工程，從而方便施工，縮短工期； 6. 本發(fā)明充分利用的竹材和波形鋼腹板各自的材料優(yōu)勢(shì)，通過(guò)鑲嵌型抗剪鋼片有效地 將鋼、竹兩種材料組合成一整體，避免了常規(guī)箱梁的諸多缺陷。
【附圖說(shuō)明】
[0013] 下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述： 圖1為本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明的頂板結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本發(fā)明的底板結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為本發(fā)明頂板與波形鋼腹板連接的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為本發(fā)明的單波段波形鋼腹板結(jié)構(gòu)示意圖； 其中：1頂板，2底板，3波形鋼腹板，4單片竹膠板，5預(yù)應(yīng)力鋼筋，6抗剪鋼片，7墩頭錨 具，8雙面角焊縫。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 實(shí)施例：參照?qǐng)D1至4所示，一種鋼竹組合箱梁，包括頂板1，以及2個(gè)設(shè)于頂板1 下方的底板2,每個(gè)底板2與頂板1之間均通過(guò)兩對(duì)稱設(shè)置的波形鋼腹板3連接，頂板1由 若干個(gè)并排等高、且長(zhǎng)度沿橋梁行車方向設(shè)置的單片竹膠板4通過(guò)預(yù)應(yīng)力鋼筋5壓緊而成， 底板2由若干個(gè)并排等高、且長(zhǎng)度沿橋梁寬度方向設(shè)置的單片竹膠板4通過(guò)預(yù)應(yīng)力鋼筋5 壓緊而成，同時(shí)波形鋼腹板3與頂板1和底板2之間均通過(guò)抗剪鋼片6連接。
[0015] 本發(fā)明在頂板1和底板2內(nèi)設(shè)置有供預(yù)應(yīng)力鋼筋5穿過(guò)的安裝孔，該預(yù)應(yīng)力鋼筋5 水平布設(shè)在同一高度且兩端用墩頭錨具7固定，該預(yù)應(yīng)力鋼筋5采用國(guó)產(chǎn)的25號(hào)和32號(hào) 的精軋螺紋鋼筋。
[0016] 本發(fā)明的單片竹膠板4由若干個(gè)長(zhǎng)條形竹板榫接而成，且相鄰長(zhǎng)條形竹板的榫接 處設(shè)有環(huán)氧樹(shù)脂膠，橋梁跨徑40m，而長(zhǎng)條形竹板長(zhǎng)度一般不大于4m，頂板至少需要10個(gè)長(zhǎng) 條形竹板榫接，并且在榫接處采用環(huán)氧樹(shù)脂膠來(lái)增加連接的剛度，抵抗可能存在的扭矩作 用，同時(shí)相鄰榫接位置應(yīng)錯(cuò)開(kāi)設(shè)置；為防止頂板1收縮而造成預(yù)應(yīng)力損失，頂板1的單片竹 膠板4為豎立縱向放置，為防止底板2過(guò)小的預(yù)應(yīng)力鋼筋5長(zhǎng)度造成較大的預(yù)應(yīng)力損失，底 板2的單片竹板4為豎立橫向放置。
[0017] 本發(fā)明在單片竹膠板4和波形鋼腹板3的連接處設(shè)有槽寬沿進(jìn)槽方向逐漸增大的 榫槽，抗剪鋼片6插入榫槽內(nèi)并通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂膠固定，波形鋼腹板3和抗剪鋼片6通過(guò)雙面 角焊縫8連接，該抗剪鋼片6為l-2cm厚的鋼板。
[0018] 本發(fā)明波形鋼腹板3的形狀為鋸齒形或正弦波形，采用Q345鋼材冷彎加工制作， 為了適應(yīng)橋梁不同跨徑的需要，將冷加工后的鋼板進(jìn)行縱向接長(zhǎng)，在工