[发明专利]先张法预应力组合梁及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及建筑物的梁及其制作方法，特别是钢-砼组合梁及其制作方法。

背景技术

大跨度、重荷载楼面的梁通常采用预应力钢筋砼梁或钢—砼组合梁。对预应力钢筋砼梁，如采用后张工艺则砼梁必须采用现浇方式施工，其成本较高，工艺复杂；如采用先张法工厂制作，因重量大、吊装运输困难、节点联结复杂、抗震性能较差；而普通钢—砼组合梁为满足强度和挠度要求，H钢的用钢量大、造价高。公开号CN 101080534A公布的组合梁，其采用后张法工艺，砼内埋套管，还需特别设计的预应力筋锚固组件，砼浇捣采用吊模制作，施工复杂工效低、总体造价也较高，另外上述梁其高度大，且梁中不能穿管线使建筑层高加大。

发明内容

本发明要解决问题是：已知后张法钢筋砼梁施工工艺复杂、成本高；先张法钢筋砼梁重量大、吊装运输困难、节点联结复杂、抗震性能差；普通钢-砼组合梁用钢量大、造价高；以及已知组合梁制造工艺较复杂、总体造价较高、梁中无法穿管线；为此提供本发明的先张法预应力组合梁及制作方法，本发明结构合理、制造工艺简单、造价低，还能降低建筑层高，可广泛应用于大跨度厂房、仓库、市场、办公楼建筑和城市桥梁中。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案包括先张法预应力组合梁和这种组合梁的制作方法。

本发明先张法预应力组合梁，为H形钢与砼组成的工字形梁，其特殊之处是H形钢的腹板上间隔地开设有梯形孔，腹板两端部开设有螺栓孔，H形钢的上翼缘和下翼缘上焊有剪力钉，H形钢的下翼缘外围包有砼形成钢-砼下翼缘，钢-砼下翼中用先张法埋设有预应力钢绞线。

所述钢-砼下翼缘为横截面矩形或多边形的钢-砼下翼缘。

本发明处于腹板中部的若干梯形孔尺寸相对地大，这些梯形孔两边的若干梯形孔尺寸相对地小。

所述钢绞线其两端部露出于所述砼下翼缘两端。

所述剪力钉可以是角钢、槽钢或栓钉。

本发明先张法预应力组合梁制作方法，其特殊之处是：取钢板沿齿状线对称切割成二块齿状板，分别作为H形钢腹板的梯形孔板，该梯形孔板与钢板焊接构成腹板，该腹板与上翼缘和下翼缘钢条板焊接而成带梯形孔的H形钢，将所述H形钢以其下翼缘向下地放置于基面，在H形钢下翼缘两侧方向各设置侧模，该侧模置于所述基面，所述侧模其内侧离H形钢下翼缘一距离，在所述两侧模之间放置箍筋并且纵向地放置钢绞线，将所述钢绞线扎连于箍筋，张拉所述钢绞线并使钢绞线处于张紧状态，以所述两侧模间的所述基面为底模，在所述两侧模间浇捣包围H形钢下翼缘的砼，砼固结后脱模形成钢-砼下翼缘，待所述砼达到预定强度后放松所述处于张紧状态的钢绞线并在预定位置切断。

所述H形钢腹板上的梯形孔处于腹板中部的若干梯形孔尺寸相对地大，这些梯形孔两边的若干梯形孔尺寸相对地小。

在腹板两端部开设螺栓孔。

宜在H钢的上翼缘和下翼缘上焊接剪力钉，下翼缘上的剪力钉可焊接于下翼缘两侧。

所述钢-砼下翼缘为横截面矩形或多边形的钢-砼下翼缘。

所述剪力钉可以为角钢、槽钢或栓钉。

所述钢-砼下翼缘的长度小宜于H钢长度。

本发明的组合梁可以采用多根梁同时在长线台座上张拉制作，待钢-砼下翼缘砼达到预定强度，将钢绞线放松并在预定位置割断钢绞线。

本发明下翼缘的剪力钉部分兼作H钢放置定位件。

本发明中所述箍筋大部分穿于腹板的梯形孔中，无梯形孔的腹板在其下部开通孔，箍筋可穿过此腹板通孔。

本发明由于把预应力技术与钢—砼组合梁技术相结合，故具有如下特点：

1、梁高度小，层高降低

由于预应力放张产生梁预起拱，可部分消除楼板自重荷载引起的梁的挠度，梁高可比普通钢筋砼梁减少40％以上，腹板开孔的，则大部分管线可穿于梁中，从而有效降低建筑层高。

2、造价低

用高强钢绞线代替普通钢筋或钢板；腹板可以按梁剪力变化无损耗割孔；用先张法预应力产生的反弯距减少组合梁钢板上翼缘施工阶段受力，使梁各部分能充分发挥强度，从而大大降低组合梁的用钢量。另外采用连续梁设计，能提高梁的刚度进一步降低用钢量。与同刚度的普通钢-砼组合梁相比可节约造价30％以上，中等跨度(8-10m)时与钢筋砼梁造价相近，大跨度时低于钢筋砼梁。

3、施工方便

由于梁自重轻对吊装设备的要求不高，适用范围广。节点联结与钢结构相同，安装方便。用于跨度大于18m的桥梁，无需专用的运输车辆和吊装设备，可大大加快施工进度。

4、振动舒适性较好