[发明专利]PVA纤维水泥基复合材料的装配式简支箱型梁结构及制作方法

说明书

本发明公开了一种PVA纤维水泥基复合材料的装配式简支箱型梁结构及制作方法，包括外包层、内衬层、预埋件、受拉钢筋、箍筋、波纹管、可伸缩钢管、普通混凝土、受压钢筋和预应力筋；所述外包层和内衬层为PVA纤维水泥基复合材料板段拼接而成；所述外包层的内表面和内衬层的外表面设有预埋件，预埋件为钢制T型抗剪联接件，外包层和内衬层的里面设有受拉钢筋和箍筋，所述普通混凝土内设有受压钢筋和预应力筋；所述外包层和内衬层之间安装有可伸缩钢管。该发明首先在预制阶段可作为箱型梁的模板使用。其次，在箱型梁成型后可兼作箱型梁内部混凝土的保护层，可有效提高桥梁延性，从而提高桥梁的抗裂、抗震等性能。

技术领域

本发明涉及一种组合结构，具体地说是一种用于桥梁建设的组合预制箱型梁结构。

背景技术

简支箱型梁以其优良的力学特性——具有较大的刚度、较强的抗扭性能和结构简单、受力明确、节省材料、架设安装方便、跨越能力较大、桥下视觉效果好等优点，而被广泛的应用于城市桥梁和高等级公路立交桥的上部结构中。

在组合式钢制模板施工工艺下，形成的传统箱型梁结构的一般耐久性混凝土表面自然裸露，抗裂、抗震、耐久性低，特别是在铁路箱型梁建设中这个问题尤为突出。为了提高箱型梁结构的服役寿命，铁路行业已对提高桥梁抗裂、抗震、耐久性提出诉求，以期延长结构的使用寿命。但是新建项目仍然采用传统的施工方案。

发明内容

本发明目的是解决了传统混凝土箱型梁结构的抗裂、抗震等性能的不足，是一种多功能装配式简支箱型梁模版和相应的施工方法。该发明首先在预制阶段可作为箱型梁的模板使用。其次，在箱型梁成型后可兼作箱型梁内部混凝土的保护层，可有效提高桥梁延性，从而提高桥梁的抗裂、抗震等性能。

本发明采用的技术方案为：一种PVA纤维水泥基复合材料的装配式简支箱型梁结构，包括外包层、内衬层、预埋件、受拉钢筋、箍筋、波纹管、可伸缩钢管、普通混凝土、受压钢筋和预应力筋；

所述外包层和内衬层为PVA纤维水泥基复合材料板段拼接而成；外包层由底腹板和左右翼板组成，底腹板和左右翼板之间通过波纹管连接；内衬层由底内板和上内板组成，底内板和上内板之间通过波纹管连接；所述内衬层设置在外包层所包围的内部空间，外包层、内衬层之间及上方浇筑有普通混凝土，形成箱型梁结构；

所述外包层的内表面和内衬层的外表面设有预埋件，预埋件为钢制T型抗剪联接件，外包层和内衬层的里面设有受拉钢筋和箍筋，所述普通混凝土内设有受压钢筋和预应力筋；

所述外包层和内衬层之间安装有可伸缩钢管，其两端为螺丝接口，固定在内衬层和外包层上预留的螺纹口中以支撑内衬层，可伸缩钢管伸缩调整长度以调整内衬层的位置。

作为优选，所述PVA纤维水泥基复合材料的配合比为：水泥380kg/m³，I级高钙粉煤灰910kg/m³，水330kg/m³，石英砂455kg/m³，减水剂占水泥质量的4.71％，发泡剂占水泥、I级高钙粉煤灰质量之和的1.57％，PVA纤维占总体积的1.88％，其中纤维长度为6mm、9mm、12mm的比例为2:3:4。

本发明中，用于拼接的外包层、内衬层为预先在工厂制作好的拼装PVA纤维水泥基复合材料板段。在绑扎钢筋和浇筑混凝土之前，需按照要求拼接外包层、内衬层。所述钢制T型抗剪联接件，大的一端预埋在PVA纤维水泥基复合材料外包层、内衬层的内界面，其作用是使PVA纤维水泥基复合材料和普通混凝土联结的更为紧密，有效防止裂缝的产生。预埋在水泥基复合材料内界面的受拉钢筋、箍筋作用等同于普通混凝土中的受拉钢筋和箍筋。用于连接PVA纤维水泥基复合材料的波纹管是一种外表面具有波纹的管件，连接两段外包层或内衬层时，从此管道中插入钢筋，然后浇灌与外包层(或内衬层)配合比相同ECC，硬化后达到一定强度，使其结合更为紧密。浇筑在箱型梁内的普通混凝土和受压筋及预应力筋的配合比及配筋率需根据桥梁的具体设计用途及规范而定。