[发明专利]一种冷弯薄壁型钢腹板组合PC箱梁

说明书

本发明公开了一种冷弯薄壁型钢腹板组合PC箱梁，包括上翼缘、下翼缘以及两个桁架式冷弯型钢组合腹板。腹板和下翼缘均由冷弯薄壁型钢组合而成，减轻梁体自重，实现跨度的突破。腹板及下翼缘采用桁架的形式，可以提高结构的整体稳定性，从而解决冷弯薄壁型钢局部稳定性差的问题。腹板采用冷弯薄壁型钢从根本上解决了普通预应力混凝土梁桥腹板易开裂的病害问题。冷弯薄壁型钢及预制叠合板的工厂化生产可以有效加快施工进度，提高构件质量。本发明具有装配速度快、标准化程度高、造价低廉、自重轻、抗弯及抗裂性能优，可有效解决传统混凝土箱梁构件施工复杂、造价高、自重大、腹板易开裂等问题，适用于桥梁结构主梁或者建筑结构主、次梁等构件。

技术领域

本发明涉及一种具有自重轻、标准化程度高、抗裂性能好、造价低廉等优点的冷弯薄壁型钢腹板组合PC箱梁，属于桥梁工程结构领域，亦可用于建筑结构技术领域。

背景技术

预应力混凝土桥梁是我国常见的桥型之一。然而随着其广泛的应用，预应力混凝土桥梁在施工、运营过程中存在的一系列问题也逐渐显现出来。该种桥梁结构在施工阶段存在梁体自重大，不易运输，现场湿作业较多、预应力管道隐蔽施工质量难保证等问题。而在运营阶段存在的主要问题为：腹板易开裂、收缩徐变大、预应力损失明显、跨中长期性下挠以及混凝土耐久性差等。这些问题在一定程度上限制并制约了预应力混凝土桥梁在跨径上的进一步突破。为了推进预应力混凝土桥梁的应用与发展，近年来我国基于普通钢筋混凝土箱梁和钢箱梁，对箱梁的形式进行了不断的探索，钢-混凝土组合梁在桥梁结构中的应用越来越广泛。

近年来，冷弯薄壁型钢在轻钢结构中的广泛应用为新型箱梁结构形式的提出提供了新的思路。冷弯薄壁型钢可用作钢架、桁架、梁柱等承重结构，也可用作屋面板、楼板等次要构件。冷弯薄壁型钢结构具有自重轻、强度高、抗震性能好、造价低、自动化程度高等特点，将其应用于大跨结构更能彰显其优势。冷弯薄壁型钢和混凝土结合而形成的组合结构可以充分发挥不同材料的优势，具有优异的结构性能，不但可以满足结构的功能使用要求，还能产生很好的经济效应。目前冷弯薄壁型钢—混凝土组合结构多应用于工业厂房、民用建筑(特别是轻钢住宅)中。而由于其薄壁的特点，冷弯薄壁型钢组合结构普遍存在着诸如连接构造施工复杂、腹板稳定性较差、抗屈曲能力不足等问题，这些不足限制了其进一步的推广和应用。因此，本发明提出了一种冷弯薄壁型钢腹板组合PC箱梁，其具有良好稳定性、抗震性能优、构造简单、标准化程度高、价格低廉等优点，可用于简支梁桥、连续梁桥、连续刚构桥、拱桥等桥梁结构主梁，亦可用于建筑结构主、次梁等构件中。该型箱梁结构的提出可为冷弯薄壁型钢组合结构的进一步推广与应用提供基础，具有显著的理论意义和实际应用价值。

发明内容

为解决传统混凝土箱梁构件施工复杂、造价高、自重大、腹板易开裂等问题，充分利用冷弯薄壁型钢结构自重轻、强度高、抗震性能好、造价低、自动化程度高等特点，本发明提供了一种装配速度快、标准化程度高、造价低廉、自重轻并具备优异的抗弯、抗裂性能等优点的冷弯薄壁型钢腹板组合PC箱梁，适用于桥梁结构主梁或者建筑结构主、次梁等构件。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

一种冷弯薄壁型钢腹板组合PC箱梁，其特征在于：包括上翼缘(1)、下翼缘(2)、两个桁架式冷弯型钢组合腹板(3)。

所述上翼缘(1)由预制混凝土叠合板(1a)和现浇混凝土段(1b)组成，预制混凝土叠合板(1a)可为普通钢筋混凝土构件，也可为预应力混凝土构件，预制混凝土叠合板(1a)和现浇混凝土段(1b)的混凝土材料均可依据实际需求选用普通混凝土、再生混凝土、高性能混凝土(UHPC)等材料。预制混凝土叠合板(1a)设置有贯穿板厚的不同形状的后浇孔(1c)，后浇孔(1c)用来增加预制混凝土叠合板(1a)与现浇混凝土段(1b)之间的粘结，后浇孔(1c)可为圆形、矩形、三角形等。预制混凝土叠合板(1a)沿着其两条纵边分别设置了一排安装孔(1d)用于与腹板进行连接。