[实用新型]带混凝土翼板的双钢管混凝土翼缘组合梁

说明书

技术领域

本实用新型属于钢桥与钢-混凝土组合结构技术领域，具体涉及到带混凝土翼板的双钢管混凝土翼缘组合梁。

背景技术

传统钢-混凝土组合结构按其受力特点可以分为两大类，包括以受弯为主的钢-混凝土组合梁和以受压为主的钢管混凝土结构。钢-混凝土组合梁通常是指将带钢板翼缘的普通钢梁与混凝土板组合，两者之间通过剪力连接件连接为整体的受弯构件，组合梁具有建筑高度小、自重轻、承载力高、刚度大等优点。但普通钢-混凝土组合截面存在如下问题：第一，热轧工字钢、H型钢和焊接工字形钢梁的翼板受压时会出现局部失稳，为避免受压翼板局部失稳，须采取构造措施改善翼板受力，这样往往导致构造复杂、施工不便；第二，传统钢-混凝土组合梁为了使上下翼缘材料强度得到充分发挥，须将上下翼缘的距离拉大，腹板过高将使得腹板的稳定问题变得很突出。腹板和受压翼缘的稳定问题成为控制设计的主要因素时，会使设计变得不经济。

钢管混凝土是在钢管中填充混凝土形成的一种组合结构形式，因其具有良好的抗压性能，在建筑结构的桩、柱，桥梁结构的拱肋、桥墩等领域得到了广泛应用。钢管混凝土通过钢管的套箍作用使混凝土处于三向受压状态而提高结构承载力，同时利用内填混凝土增强钢管壁的局部稳定性，但单圆管截面梁的抗弯效率较低。

目前在已获准和已受理的专利以及国内外文献中还未发现将钢-混凝土组合梁的上下翼缘钢板分别用钢管混凝土代替的实例。研究用钢管混凝土代替传统的热轧工字钢、H型钢和焊接工字钢组合梁的上下平板钢翼缘，形成带混凝土翼板的双钢管混凝土翼缘组合梁，应用于钢桥及钢-混凝土组合结构技术领域，是本领域技术人员的研究目标。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于克服上述钢-混凝土组合梁与钢管混凝土的缺点，提供一种设计合理、结构简单、施工简便、可提高钢管混凝土抗弯效率的带混凝土翼板的双钢管混凝土翼缘组合梁。

解决上述技术问题所采用的技术方案是：在下翼缘的长度方向设置有腹板，腹板的前后表面设置有加劲肋，腹板的上端设置有在钢管内浇注自密实混凝土构成的上翼缘钢管混凝土，在上翼缘钢管混凝土上端设置有混凝土上翼板。本实用新型的下翼缘为在钢管内浇注自密实混凝土构成的下翼缘钢管混凝土，上翼缘钢管混凝土和下翼缘钢管混凝土的钢管为矩形钢管或圆形钢管，横截面为圆形环状结构或矩形环状结构。本实用新型的腹板的水平截面形状为梯形波折或正弦波形或平面板形。

本实用新型的上翼缘钢管混凝土和下翼缘钢管混凝土的圆形钢管的外径为100mm～500mm，管壁厚为3mm～16mm。本实用新型的上翼缘钢管混凝土和下翼缘钢管混凝土的矩形钢管横截面的外宽为100mm～700mm、外高为60mm～200mm、管壁厚为3mm～16mm，其中外宽大于外高。

本实用新型的上翼缘钢管混凝土与下翼缘钢管混凝土的钢管截面与形状相同或不相同。

本实用新型的梯形波折腹板的水平截面为正梯形与倒梯形首尾相互连为一体的梯形波折曲线。

本实用新型的正梯形为正等腰梯形，倒梯形为倒等腰梯形，正等腰梯形的上底与下底的比为1∶2～4，斜边与底边的夹角α为30°～45°，倒等腰梯形与正等腰梯形的几何形状相同方向相反，波高H₁取值为下翼缘钢管混凝土外径或外宽的3/10～3/5，该腹板的厚度为3mm～16mm，高度为200mm～2500mm。

本实用新型的正弦波形腹板的水平截面为正弦波形曲线，正弦波形曲线的方程为：

y＝H₂sin(2πx/L₂)

式中：L₂为波长，H₂为波高，y、x为正弦波形曲线计算点的坐标值。

本实用新型的正弦波形腹板的波高H₂取值为下翼缘钢管混凝土外径或外宽的3/10～3/5，波长L₂取值为180mm～2400mm，厚度为3mm～16mm，高度为200mm～2500mm。

本实用新型的平面板型腹板的厚度为3mm～16mm，高度为200mm～2500mm；加劲肋的厚度为4mm～16mm；混凝土上翼板的长度为1200mm～60000mm、宽度为500mm～2500mm、厚度为60mm～250mm，其中长大于宽。