[发明专利]下翼缘改进型波形钢腹板组合箱梁及其施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可应用于公路桥梁及铁路桥梁的下翼缘改进型波形钢腹板组合箱梁；属于桥梁结构技术领域。

背景技术

传统的波形钢腹板组合箱梁，如图1所示，它由上翼缘混凝土板(1)、下翼缘混凝土板(2)和两片波形钢腹板(3)组成，各肢波形钢腹板和上翼缘钢板(4)及下翼缘钢板(6)在工厂焊接后运至施工现场安装定位。下翼缘混凝土板浇筑时，现场需搭设满堂红脚手架以支撑模板，存在现场作业及施工难度较大等问题，同时下翼缘混凝土板和下翼缘钢板的结合部由于浇注空间狭小，混凝土浇注质量难以保证，影响结合部的受力性能。另一方面，下翼缘混凝土板通过栓钉连接件(5)悬挂于波形钢腹板下方，在自重作用下存在相对分离的隐患，在正弯矩作用下容易过早开裂，从而降低结构的承载力及刚度，影响结构的耐久性。这些问题都给该类结构的推广应用造成了一定的困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种相对于传统波形钢腹板组合箱梁，现场作业量及施工难度较小、混凝土浇注质量易于保证、结构承载力、刚度和抗裂性能较高、经济性能较优的下翼缘改进型波形钢腹板组合箱梁。

本发明的技术方案如下：

一种下翼缘改进型波形钢腹板组合箱梁，其特征在于：由上翼缘混凝土板、波形钢腹板、下翼缘混凝土板、上翼缘钢板、下翼缘钢板以及栓钉连接件组成。在所述的下翼缘混凝土板中设有钢筋网片和预应力筋波纹管。下翼缘混凝土板通过焊于下翼缘钢板上方和波形钢腹板侧面的栓钉连接件和下翼缘钢板及波形钢腹板连接成整体；上翼缘混凝土板通过焊于上翼缘钢板上方的栓钉连接件和上翼缘钢板连接成整体。

本发明的技术特征还在于：可以通过张拉预应力筋分别对上翼缘混凝土板和下翼缘混凝土板施加预应力，用于连续梁桥。

本发明相对于现有技术具有以下优点：

(1)通过将下翼缘混凝土板置于下翼缘钢板之上，下翼缘钢板可以为下翼缘混凝土板的浇注提供可靠的模板支撑，从而避免现场搭设满堂红脚手架，降低混凝土湿作业工作量和施工难度，缩短施工周期，加快施工进度。整个施工过程可以不中断桥下交通，施工快捷，综合经济效益好，是对传统波形钢腹板组合箱梁的极大改进。(2)下翼缘钢与混凝土结合部构造简单，混凝土浇注空间大，浇注质量易于保证，结合部的受力性能得到有效改善。(3)下翼缘钢板置于下翼缘混凝土板外侧，受力更为合理。下翼缘钢板不仅自身能更充分地参与结构受力，发挥抗拉性能好的特点，同时对下翼缘混凝土板提供部分约束，从而提高结构的承载力、刚度和抗裂性能，改善结构的耐久性。(4)下翼缘混凝土板为上翼缘混凝土板的浇筑提供了支撑，减少了上翼缘混凝土板的模板工程和混凝土湿作业工作量。(5)下翼缘改进型波形钢腹板组合箱梁相比传统波形钢腹板组合箱梁在受力性能、施工性能等方面得到显著改善的同时，用钢量几乎没有增加，经济性能较优。

附图说明

图1为传统的波形钢腹板组合箱梁典型断面图。

图2为下翼缘改进型波形钢腹板组合箱梁典型断面图。

图3为钢结构工厂加工部分示意图。

图4为下翼缘混凝土施工示意图

图5为钢筋网片示意图。

图6为下翼缘改进型波形钢腹板组合箱梁施工完毕后示意图。

图中：1-上翼缘混凝土板；2-传统波形钢腹板组合箱梁下翼缘混凝土板；3-波形钢腹板；4-上翼缘钢板；5-栓钉；6-下翼缘钢板；7-下翼缘改进型波形钢腹板组合箱梁下翼缘混凝土板；8-模板；9-钢筋网片；10-预应力筋波纹管；11-预应力筋锚具；12-预应力筋。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明的结构、施工过程作进一步描述。

本发明提供了一种相对于传统波形钢腹板组合箱梁，现场作业量及施工难度较小、混凝土浇注质量易于保证、结构承载力、刚度和抗裂性能较高、经济性能较优的下翼缘改进型波形钢腹板组合箱梁。如图2～图6所示，箱梁由上翼缘混凝土板1、波形钢腹板3、下翼缘混凝土板7、上翼缘钢板4、下翼缘钢板6以及栓钉连接件5组成。在所述的下翼缘混凝土板7中设有钢筋网片9和预应力筋波纹管10；同样，上翼缘混凝土板1中也设有钢筋和预应力筋波纹管10，以便于上翼缘混凝土板1中预应力钢筋的布设。下翼缘混凝土板7通过焊于下翼缘钢板6上方和波形钢腹板3侧面的栓钉连接件5和下翼缘钢板6及波形钢腹板3连接成整体；上翼缘混凝土板1通过焊于上翼缘钢板4上方的栓钉连接件5和上翼缘钢板4连接成整体。可以通过张拉预应力筋12分别对上翼缘混凝土板1和下翼缘混凝土板7施加预应力。

本发明的施工工序为：

本发明所述的下翼缘改进型波形钢腹板组合箱梁的施工工序由钢结构加工拼接、下翼缘混凝土板浇注、上翼缘混凝土板浇注以及施加预应力四部分组成。在工厂将波形钢腹板3与上翼缘钢板4、下翼缘钢板6焊接在一起，在上翼缘钢板4上方、下翼缘钢板6上方以及波形钢腹板3侧面分别熔焊栓钉5(如图3所示)。将钢构件运至施工现场后，进行下翼缘混凝土板7制作(以图4为例进行说明)。其制作方法如下：以下翼缘钢板6为支撑架设模板8，在下翼缘混凝土板7中部布置一定数量的钢筋网片9(如图5所示)，并预埋预应力波纹管10，然后浇注混凝土，形成如图6所示的下翼缘混凝土板7。待下翼缘混凝土板7达到一定强度后，为上翼缘混凝土板1的支模提供临时支撑，或在上翼缘钢板4之间连接临时角钢用于模板支撑，支上翼缘混凝土模板、绑扎钢筋、预埋预应力波纹管、浇筑混凝土，形成了如图6所示的上翼缘混凝土板1。最后，通过张拉预应力筋12对上、下翼缘混凝土板1、7施加预应力，最后形成如图6所示的改进型波形钢腹板组合箱梁。