鋼-超高性能混凝土輕型組合箱式蓋梁的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種鋼?超高性能混凝土輕型組合箱式蓋梁，包括超高性能混凝土澆筑的空心箱式本體，空心箱式本體的頂面預(yù)埋有鋼板，鋼板的下表面設(shè)有若干埋入空心箱式本體內(nèi)部的抗剪連接件；該鋼?超高性能混凝土輕型組合箱式蓋梁為全預(yù)制結(jié)構(gòu)。本實用新型的鋼?超高性能混凝土輕型組合箱式蓋梁具有抗拉性能強、重量輕、施工便捷迅速、易于吊裝、施工方便、經(jīng)濟性好等特點。
【專利說明】
鋼-超高性能混凝土輕型組合箱式蓋梁
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及橋梁工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鋼-超高性能混凝土輕型組合箱式蓋梁。
【背景技術(shù)】
[0002]橋梁墩臺是橋梁的重要組成部分。在橋梁墩臺中，蓋梁作為一個將上部結(jié)構(gòu)的荷載傳遞給下部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)的承上啟下的重要構(gòu)件，其設(shè)計和施工對于一座橋梁具有重大意義。
[0003]中國城市化進(jìn)程的加速推進(jìn)，帶來了一系列的問題，其中用地面積緊張和交通擁堵是突出的問題。城市高架橋作為一種充分利用城市空間來解決這一問題的途徑被廣泛建設(shè)。而隨著城市橋梁的建設(shè)，大懸臂蓋梁使得橋下空間能充分利用，其應(yīng)用也與日增多?，F(xiàn)在常用的蓋梁主要有普通混凝土蓋梁、預(yù)應(yīng)力混凝土蓋梁、現(xiàn)澆梁下蓋梁和預(yù)制梁下蓋梁。
[0004]對于橋梁的施工而言，現(xiàn)澆混凝土蓋梁不僅需要現(xiàn)場綁扎繁雜的鋼筋網(wǎng)，還需確保現(xiàn)場澆筑蓋梁的施工質(zhì)量，嚴(yán)重影響施工工期。而預(yù)制的整體式混凝土蓋梁，質(zhì)量很重，對吊裝設(shè)備要求極高;預(yù)制拼裝的蓋梁，又帶來了預(yù)應(yīng)力必須在上梁時分批張拉的施工難題，同時也存在預(yù)應(yīng)力損失的問題。此外，普通混凝土的抗拉性能低，在超載車輛等的長期作用下蓋梁易出現(xiàn)受拉裂縫。蓋梁開裂后，雨水易滲入引起混凝土內(nèi)部鋼筋銹蝕，會導(dǎo)致混凝土進(jìn)一步開裂，影響蓋梁的承載力和對荷載的傳遞。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種抗拉性能強、重量輕、施工便捷迅速、易于吊裝、施工方便、經(jīng)濟性好的鋼-超高性能混凝土輕型組合箱式蓋梁。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用以下技術(shù)方案:
[0007]—種鋼-超高性能混凝土輕型組合箱式蓋梁，包括超高性能混凝土澆筑的空心箱式本體，所述空心箱式本體的頂面預(yù)埋有鋼板，所述鋼板的下表面設(shè)有若干埋入空心箱式本體內(nèi)部的抗剪連接件;所述鋼-超高性能混凝土輕型組合箱式蓋梁為全預(yù)制結(jié)構(gòu)。
[0008]上述的鋼-超高性能混凝土輕型組合箱式蓋梁，優(yōu)選的，所述抗剪連接件為焊接于鋼板上的栓釘或鋼質(zhì)桿件;若干抗剪連接件均勻分布在鋼板的下表面;所述鋼板的厚度為1mm?60mmο
[0009]上述的鋼-超高性能混凝土輕型組合箱式蓋梁，優(yōu)選的，所述空心箱式本體中未配置預(yù)應(yīng)力筋。
[0010]上述的鋼-超高性能混凝土輕型組合箱式蓋梁，優(yōu)選的，所述空心箱式本體的最小壁厚不小于10mm，所述空心箱式本體的空心率為40%?70%。
[0011]上述的鋼-超高性能混凝土輕型組合箱式蓋梁，優(yōu)選的，所述蓋梁為雙懸臂蓋梁，雙懸臂蓋梁的兩個墩柱連接支座預(yù)埋有用于與墩柱連接的連接件。
[0012]上述的鋼-超高性能混凝土輕型組合箱式蓋梁，優(yōu)選的，所述空心箱式本體為變截面結(jié)構(gòu)，且沿墩柱連接支座向蓋梁兩端的方向所述空心箱式本體的橫截面面積逐漸減小。
[0013]上述的鋼-超高性能混凝土輕型組合箱式蓋梁，優(yōu)選的，所述鋼板上設(shè)有若干間隔布置的架梁支座，所述空心箱式本體內(nèi)對應(yīng)于各架梁支座的正下方設(shè)有第一橫隔板，所述空心箱式本體內(nèi)對應(yīng)于各墩柱連接支座的正上方設(shè)有第二橫隔板，所述第一橫隔板的厚度為I OOmm?200mm，所述第二橫隔板的厚度為200mm?600mm。
[0014]上述的鋼-超高性能混凝土輕型組合箱式蓋梁，優(yōu)選的，所述鋼板的上表面為蓋梁的上表面，且所述鋼板為長方形板，所述空心箱式本體頂面為與鋼板長度和寬度一致或略大的長方形面;所述超高性能混凝土為活性粉末混凝土、超高性能纖維增強混凝土、注漿纖維混凝土、密實配筋復(fù)合材料和工程膠凝復(fù)合材料中的一種。
[0015]上述的鋼-超高性能混凝土輕型組合箱式蓋梁，優(yōu)選的，所述蓋梁的橫斷面最寬處大于上頂面寬0.Sm時，在空心截面處設(shè)置豎向支承板。
[0016]一種上述鋼-超高性能混凝土輕型組合箱式蓋梁的制作方法，包括以下步驟:
[0017](a)設(shè)計鋼-超高性能混凝土輕型組合箱式蓋梁的結(jié)構(gòu)形式及尺寸；
[0018](b)取與設(shè)計的蓋梁上表面長寬一致或略小的鋼板，在鋼板上均勻焊接抗剪連接件；
[0019](C)將焊接有抗剪連接件的鋼板平置，使抗剪連接件朝上，在鋼板上放置鋼筋籠，然后根據(jù)設(shè)計的蓋梁的結(jié)構(gòu)形式和尺寸在鋼板上安裝澆筑模具，在墩柱連接支座處設(shè)置連接件；
[0020](d)向澆筑模具內(nèi)澆筑超高性能混凝土，對澆筑的超高性能混凝土進(jìn)行高溫蒸汽養(yǎng)護(hù)或自然養(yǎng)護(hù)；
[0021](e)待養(yǎng)護(hù)達(dá)到要求后，拆模，完成鋼-超高性能混凝土輕型組合箱式蓋梁的制作。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點在于:本實用新型的鋼-超高性能混凝土輕型組合箱式蓋梁，在超高性能混凝土澆筑的空心箱式本體頂面預(yù)埋鋼板，鋼板通過抗剪連接件與空心箱式本體連接形成組合箱式蓋梁，其綜合了超高性能混凝土優(yōu)于普通混凝土的抗拉抗裂性能和鋼板的高抗拉性能，通過鋼板抵抗蓋梁大懸臂的負(fù)彎矩作用，達(dá)到了在內(nèi)部不需要配置預(yù)應(yīng)力鋼筋即能保證蓋梁具有高抗拉抗裂性能的目的，不存在繁雜的預(yù)應(yīng)力張拉等問題，制作也更加簡單、效率更高，由于采用來超高性能混凝土的空心箱式本體和鋼板的組合，在保證性能的情況下可增大空心箱式本體的空心率以減輕蓋梁自重，利于吊裝和施工;該鋼-超高性能混凝土輕型組合箱式蓋梁可在工廠整體預(yù)制得到，其制作容易、整體費用低、經(jīng)濟性好。
【附圖說明】
[0023]圖1為實施例1中鋼-超高性能混凝土輕型組合箱式蓋梁的主視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖2為實施例1中鋼-超高性能混凝土輕型組合箱式蓋梁的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖3為圖2中C一C剖視圖的局部放大圖。
[0026]圖4為實施例1中焊接有栓釘?shù)匿摪宓慕Y(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖5為圖1中A—A剖視圖。
[0028]圖6為圖1中B—B剖視圖。
[0029]圖7為箱式蓋梁橫向過寬時設(shè)置豎向支承板的剖面示意圖。
[0030]圖8為實施例2中鋼-超高性能混凝土輕型組合箱式蓋梁的主視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031 ]圖9為實施例2中鋼-超高性能混凝土輕型組合箱式蓋梁的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖10為圖9中G—G剖視圖的局部放大圖。
[0033]圖11為圖8中D—D剖視圖。
[0034]圖12為圖8中E—E剖視圖。
[0035]圖13為圖8中F—F剖視圖。
[0036]圖例說明:
[0037]1、空心箱式本體;2、鋼板;3、抗剪連接件;4、墩柱連接支座;5、架梁支座;6、第一橫隔板;7、第二橫隔板;8、豎向支承板;9、凹槽。
【具體實施方式】
[0038]以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0039]實施例1:
[0040]如圖1至圖6所示，本實施例的鋼-超高性能混凝土輕型組合箱式蓋梁，包括超高性能混凝土澆筑的空心箱式本體I，空心箱式本體I中未配置預(yù)應(yīng)力筋，空心箱式本體I的頂面預(yù)埋有鋼板2，鋼板2的下表面設(shè)有若干埋入空心箱式本體I內(nèi)部的抗剪連接件3;該鋼-超高性能混凝土輕型組合箱式蓋梁為全預(yù)制結(jié)構(gòu)。
[0041]本實施例的抗剪連接件3為焊接于鋼板2上的栓釘，若干栓釘呈矩陣形式均勻分布在鋼板2的下表面。通過栓釘將鋼板2和空心箱式本體I緊密連接成組合結(jié)構(gòu)共同受力。在其他實施例中，抗剪連接件3也可以是鋼質(zhì)桿件等其他連接件。
[0042]本實施例的超高性能混凝土(UHPC)是指具有強度、高延性、高韌性、高和易性、耐久性好的混凝土，其是相對普通混凝土、高性能混凝土而言的另一類力學(xué)綜合性能更加優(yōu)異的混凝土材料，例如，可以是活性粉末混凝土、超高性能纖維增強混凝土、注漿纖維混凝土、密實配筋復(fù)合材料和工程膠凝復(fù)合材料等，但優(yōu)選為活性粉末混凝土、超高性能纖維增強混凝土或注漿纖維混凝土。
[0043]本實施例中，空心箱式本體I的最小壁厚不小于100mm，空心箱式本體I的空心率為40%?70%。鋼板2的厚度為1mm?60mm，加厚鋼板2使得增加蓋梁的懸臂長度成為可能，達(dá)到進(jìn)一步拓寬橋下可利用空間的目的。
[0044]本實施例中，蓋梁為雙懸臂蓋梁，雙懸臂蓋梁具有兩個墩柱連接支座4，雙懸臂蓋梁的兩個墩柱連接支座4預(yù)埋有用于與墩柱連接的連接件，例如連接鋼筋等。
[0045]本實施例中，空心箱式本體I為變截面結(jié)構(gòu)，且沿墩柱連接支座4向蓋梁兩端的方向空心箱式本體I的橫截面面積逐漸減小，這與彎矩向蓋梁兩端的方向逐漸減小相一致。
[0046]本實施例中，鋼板2上設(shè)有若干間隔布置的架梁支座5，空心箱式本體I內(nèi)對應(yīng)于各架梁支座5的正下方設(shè)有第一橫隔板6，空心箱式本體I內(nèi)對應(yīng)于各墩柱連接支座4的正上方設(shè)有第二橫隔板7，第二橫隔板7的厚度為第一橫隔板6的厚度的2?4倍。架梁支座5下方設(shè)置橫隔板，可使架梁支座5反力順暢地傳遞至整個箱型截面，由于橋墩的反力遠(yuǎn)大于架梁支座5反力，因而位于墩柱連接支座4上方的第二橫隔板7厚度需增加。
[0047]上述鋼板2的上表面為蓋梁的上表面，且鋼板2為長方形板，空心箱式本體I頂面為與鋼板2長度和寬度一致的長方形面。鋼板2處在空心箱式本體I的頂面，利用鋼的強抗拉能力，承擔(dān)蓋梁上緣的負(fù)彎矩產(chǎn)生的拉應(yīng)力。
[0048]本實施例中，如圖7所示，當(dāng)蓋梁的橫斷面最寬處大于上頂面寬0.Sm時，在空心截面處設(shè)置豎向支承板8，以增強截面抗剪和抗扭轉(zhuǎn)能力。
[0049]—種上述鋼-超高性能混凝土輕型組合箱式蓋梁的制作方法，包括以下步驟:
[0050](a)設(shè)計鋼-超高性能混凝土輕型組合箱式蓋梁的結(jié)構(gòu)形式及尺寸;其中，蓋梁的截面采用多邊形變截面，蓋梁上部壁厚為10mm?400mm，墩柱連接支座4處的下部壁厚取200mm?500mm，其余位置的下部壁厚取10mm?300mm，蓋梁側(cè)面壁厚取10mm?300mm;第一橫隔板6的厚度取10mm?200mm，第二橫隔板7的厚度取200mm?600mm。
[0051 ] (b)取與設(shè)計的蓋梁上表面長寬一致的鋼板2，鋼板2的厚度為1mm?60mm，在鋼板2上均勻焊接若干栓釘；
[0052](c)將焊接有栓釘?shù)匿摪?平置，使栓釘朝上，在鋼板2上放置空心箱式本體I內(nèi)的鋼筋籠，然后根據(jù)設(shè)計的蓋梁結(jié)構(gòu)形式和尺寸在鋼板2上安裝澆筑模具，在墩柱連接支座4處設(shè)置連接件；
[0053](d)向饒筑模具內(nèi)饒筑超高性能混凝土，對饒筑的超高性能混凝土進(jìn)行高溫蒸汽養(yǎng)護(hù)或自然養(yǎng)護(hù)；
[0054](e)待養(yǎng)護(hù)達(dá)到要求后，拆模，完成鋼-超高性能混凝土輕型組合箱式蓋梁的制作。
[0055]實施例2:
[0056]如圖8至圖13所示，本實施例的鋼-超高性能混凝土輕型組合箱式蓋梁，包括超高性能混凝土澆筑的空心箱式本體I，空心箱式本體I中未配置預(yù)應(yīng)力筋，空心箱式本體I的頂面預(yù)埋有鋼板2，鋼板2的下表面設(shè)有若干埋入空心箱式本體I內(nèi)部的抗剪連接件3;該鋼-超高性能混凝土輕型組合箱式蓋梁為全預(yù)制結(jié)構(gòu)。
[0057]本實施例的抗剪連接件3為焊接于鋼板2上的栓釘，若干栓釘呈矩陣形式均勻分布在鋼板2的下表面。通過栓釘將鋼板2和空心箱式本體I緊密連接成組合結(jié)構(gòu)共同受力。在其他實施例中，抗剪連接件3也可以是鋼質(zhì)桿件等其他連接件。
[0058]本實施例的超高性能混凝土(UHPC)是指具有強度、高延性、高韌性、高和易性、耐久性好的混凝土，其是相對普通混凝土、高性能混凝土而言的另一類力學(xué)綜合性能更加優(yōu)異的混凝土材料，例如，可以是活性粉末混凝土、超高性能纖維增強混凝土、注漿纖維混凝土、密實配筋復(fù)合材料和工程膠凝復(fù)合材料等，但優(yōu)選為活性粉末混凝土、超高性能纖維增強混凝土或注漿纖維混凝土。
[0059]本實施例中，空心箱式本體I的最小壁厚不小于100mm，空心箱式本體I的空心率為40%?70%。鋼板2的厚度為1mm?60mm，加厚鋼板2使得增加蓋梁的懸臂長度成為可能，達(dá)到進(jìn)一步拓寬橋下可利用空間的目的。
[0060]本實施例中，蓋梁為雙懸臂蓋梁，雙懸臂蓋梁具有兩個墩柱連接支座4，雙懸臂蓋梁的兩個墩柱連接支座4預(yù)埋有用于與墩柱連接的連接件，例如連接鋼筋等。
[0061]本實施例中，空心箱式本體I為變截面結(jié)構(gòu)，且沿墩柱連接支座4向蓋梁兩端的方向空心箱式本體I的橫截面面積逐漸減小，這與彎矩向蓋梁兩端的方向逐漸減小相一致。
[0062]本實施例中，鋼板2上設(shè)有若干間隔布置的架梁支座5，空心箱式本體I內(nèi)對應(yīng)于各架梁支座5的正下方設(shè)有第一橫隔板6，空心箱式本體I內(nèi)對應(yīng)于各墩柱連接支座4的正上方設(shè)有第二橫隔板7，第二橫隔板7的厚度為第一橫隔板6的厚度的2?4倍。架梁支座5下方設(shè)置橫隔板，可使架梁支座5反力順暢地傳遞至整個箱型截面，由于橋墩的反力遠(yuǎn)大于架梁支座5反力，因而位于墩柱連接支座4上方的第二橫隔板7厚度需增加。
[0063]上述鋼板2的上表面為蓋梁的上表面，且鋼板2為長方形板，空心箱式本體I頂面為與鋼板2長度和寬度略大的長方形面。鋼板2處在空心箱式本體I的頂面，利用鋼的強抗拉能力，承擔(dān)蓋梁上緣的負(fù)彎矩產(chǎn)生的拉應(yīng)力，空心箱式本體I頂面的長度和寬度比鋼板2略大可確保蓋梁四周的美觀。
[0064]一種上述鋼-超高性能混凝土輕型組合箱式蓋梁的制作方法，包括以下步驟:
[0065](a)設(shè)計鋼-超高性能混凝土輕型組合箱式蓋梁的結(jié)構(gòu)形式及尺寸;其中，蓋梁的截面采用多邊形變截面，在距離橫斷面最寬處上方150mm處，在蓋梁側(cè)面均勻挖出200mm寬的凹槽9，相鄰凹槽9中心間距400mm。
[0066]蓋梁上部壁厚為10mm?400mm，墩柱連接支座4處的下部壁厚取200mm?500mm，其余位置的下部壁厚取10mm?300mm，蓋梁側(cè)面壁厚取10mm?300mm;第一橫隔板6的厚度取10mm?200mm，第二橫隔板7的厚度取200mm?600mm。
[0067](b)取與設(shè)計的蓋梁上表面長寬略小的鋼板2，鋼板2的厚度為1mm?60mm，在鋼板2上均勻焊接若干栓釘；
[0068](c)將焊接有栓釘?shù)匿摪?平置，使栓釘朝上，在鋼板2上放置空心箱式本體I內(nèi)的鋼筋籠，然后根據(jù)設(shè)計的蓋梁結(jié)構(gòu)形式和尺寸在鋼板2上安裝澆筑模具，在墩柱連接支座4處設(shè)置連接件；
[0069](d)向澆筑模具內(nèi)澆筑超高性能混凝土，對澆筑的超高性能混凝土進(jìn)行高溫蒸汽養(yǎng)護(hù)或自然養(yǎng)護(hù)；
[0070](e)待養(yǎng)護(hù)達(dá)到要求后，拆模，完成鋼-超高性能混凝土輕型組合箱式蓋梁的制作。
[0071]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，本實用新型的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實施例。對于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型技術(shù)構(gòu)思前提下所得到的改進(jìn)和變換也應(yīng)視為本實用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種鋼-超高性能混凝土輕型組合箱式蓋梁，其特征在于:包括超高性能混凝土澆筑的空心箱式本體(1)，所述空心箱式本體(I)的頂面預(yù)埋有鋼板(2)，所述鋼板(2)的下表面設(shè)有若干埋入空心箱式本體(I)內(nèi)部的抗剪連接件(3);所述鋼-超高性能混凝土輕型組合箱式蓋梁為全預(yù)制結(jié)構(gòu)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼-超高性能混凝土輕型組合箱式蓋梁，其特征在于:所述抗剪連接件(3)為焊接于鋼板(2)上的栓釘或鋼質(zhì)桿件;若干抗剪連接件(3)均勻分布在鋼板(2 )的下表面;所述鋼板(2 )的厚度為I Omm?60mm。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼-超高性能混凝土輕型組合箱式蓋梁，其特征在于:所述空心箱式本體(I)中未配置預(yù)應(yīng)力筋。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼-超高性能混凝土輕型組合箱式蓋梁，其特征在于:所述空心箱式本體(I)的最小壁厚不小于100_，所述空心箱式本體(I)的空心率為40%?70%。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼-超高性能混凝土輕型組合箱式蓋梁，其特征在于:所述蓋梁為雙懸臂蓋梁，雙懸臂蓋梁的兩個墩柱連接支座(4)預(yù)埋有用于與墩柱連接的連接件。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋼-超高性能混凝土輕型組合箱式蓋梁，其特征在于:所述空心箱式本體(I)為變截面結(jié)構(gòu)，且沿墩柱連接支座(4)向蓋梁兩端的方向所述空心箱式本體(I)的橫截面面積逐漸減小。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋼-超高性能混凝土輕型組合箱式蓋梁，其特征在于:所述鋼板(2)上設(shè)有若干間隔布置的架梁支座(5)，所述空心箱式本體(I)內(nèi)對應(yīng)于各架梁支座(5)的正下方設(shè)有第一橫隔板(6)，所述空心箱式本體(I)內(nèi)對應(yīng)于各墩柱連接支座(4)的正上方設(shè)有第二橫隔板(7)，所述第一橫隔板(6)的厚度為10mm?200mm，所述第二橫隔板(7)的厚度為200mm?600mm。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼-超高性能混凝土輕型組合箱式蓋梁，其特征在于:所述鋼板(2)的上表面為蓋梁的上表面，且所述鋼板(2)為長方形板，所述空心箱式本體(I)頂面為與鋼板(2)長度和寬度一致或略大的長方形面;所述超高性能混凝土為活性粉末混凝土、超高性能纖維增強混凝土、注漿纖維混凝土、密實配筋復(fù)合材料和工程膠凝復(fù)合材料中的一種。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼-超高性能混凝土輕型組合箱式蓋梁，其特征在于:所述蓋梁的橫斷面最寬處大于上頂面寬0.Sm時，在空心截面處設(shè)置豎向支承板(8)。
【文檔編號】E01D19/00GK205617226SQ201620257082
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年3月30日
【發(fā)明人】邵旭東, 熊滿華, 晏班夫, 吳羅明
【申請人】邵旭東, 熊滿華, 晏班夫, 吳羅明