[发明专利]一种城市轨道交通波纹钢-混凝土U型组合梁及其施工方法

说明书

一种城市轨道交通波纹钢‑混凝土U型组合梁及其施工方法，本发明涉及城市轨道交通桥梁用钢‑混凝土组合梁技术领域。本发明为了解决为了现有的U型梁结构受力不够合理施工难度大，U形梁断面不规则结构繁复，槽型梁的抗扭刚度和横向抗弯刚度小，腹板混凝土竖向受拉的问题。本发明包括底板、腹板、贯通钢筋、接合钢筋和翼缘，所述U型组合梁的底板和腹板均由外侧波纹钢板、内侧波纹钢板及两者间填充的混凝土层构成，所述外侧波纹钢板和内侧波纹钢板上端埋进翼缘，总体构成U型组合梁。本发明用于城市轨道交通建设。

技术领域

本发明涉及城市轨道交通桥梁用钢-混凝土组合梁技术领域，具体涉及一种城市轨道交通波纹钢-混凝土U型组合梁及其施工方法。

背景技术

目前城市轨道混凝土桥梁及钢混组合结构的槽型梁桥梁的预制装配化施工技术还不够成熟，实际应用过程中存在问题，比如：工厂化程度不高，现场作业量仍较大，单梁宽度小，主梁数目多，纵向接缝多，钢混组合结构桥梁需焊接大量的剪力钉才能有效地传递剪力并抵御混凝土和钢梁之间的掀起力。施工难度大，槽型梁中的U形梁断面不规则，扭转刚度小，结构繁复，需要复杂工程机械，需要在运输、预制和安装方面采取有效措施，槽型梁的抗扭刚度和横向抗弯刚度小，主梁弯扭耦合，梁板结合部位应力复杂，腹板混凝土竖向受拉，槽形截面中性轴偏低，预应力钢束偏心距小，对混凝土施加预应力效率低，都给槽型梁的应用和推广造成了较大困难。公知的U型梁，如公开号为CN101120140A、名称为“城市轨道交通U型梁”的中国专利申请，其为轨道交通单线U型梁，仅适用于城市轨道交通中等跨度30米左右的桥梁。在交叉渡线区段或者需要跨越较大节点时，现有的U型梁结构受力不够合理，所以无法满足要求，需要采用其它梁型，而采用其它梁型，又会影响景观，这就制约了U型梁的应用。

波纹钢-混凝土组合梁是近年来提出的新型组合梁，它是波纹钢-混凝土组合结构在桥梁中的应用。文献号为CN112482661A的现有技术提出一种起波外包波纹钢-混凝土组合梁及其施工方法和应用，文献中公开的起波外包波纹钢-混凝土组合梁，包括钢骨架和波浪形混凝土，钢骨架包括端板、起波底板、波纹腹板、起波顶板，起波底板和起波顶板上具有若干倒U型波，提高了受力性能和抗震性。

可看出，由于U型梁结构受力不够合理施工难度大，U型梁断面不规则结构繁复，槽型梁的抗扭刚度和横向抗弯刚度小，腹板混凝土竖向受拉强度低等问题，现有技术中没有将双U型或多U型的波纹钢-混凝土组合梁应用于城市轨道交通。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中，U型梁结构受力不够合理施工难度大，U型梁断面不规则结构繁复，槽型梁的抗扭刚度和横向抗弯刚度小，腹板混凝土竖向受拉等问题，进而提出一种城市轨道交通波纹钢-混凝土U型组合梁及其施工方法。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：一种城市轨道交通波纹钢-混凝土U型组合梁包括底板、腹板、贯通钢筋、接合钢筋和翼缘，所述U型组合梁的底板和腹板均由外侧波纹钢板、内侧波纹钢板及两者间填充的混凝土层构成，所述外侧波纹钢板和内侧波纹钢板上端埋进翼缘，总体构成U型组合梁。

进一步地，所述外侧波纹钢板和内侧波纹钢板的外形均为U型且波纹沿U形波纹钢板的长度方向横向排列，U型组合梁的截面方向布置有一组外侧波纹钢板和两组内侧波纹钢板，其中两组内侧波纹钢板的相对的一侧组成竖梁，各组U形波纹钢板间在长度方向均采用螺栓和焊接的方式连接。

进一步地，所述外侧波纹钢板和内侧波纹钢板的上部位置均开有通孔，外侧波纹钢板和内侧波纹钢板的上缘均焊接有接合钢筋，所述通孔内布置有贯通钢筋，所述外侧波纹钢板和内侧波纹钢板的边缘通过贯通钢筋、接合钢筋与翼缘连接。

进一步地，所述波纹钢板上部的通孔位于相应波纹的波峰和波谷处，通孔内穿有贯通钢筋，形成抗剪连接件，所述通孔形状选择圆孔、椭圆孔或其他形状的开口或闭口的孔。

进一步地，所述外侧波纹钢板和内侧波纹钢板为镀锌波纹钢板或者纤维增强复合材料板。