[发明专利]具有多段式加劲肋的波形钢腹板组合梁结构及其施工方法

说明书

本发明公开一种具有多段式加劲肋的波形钢腹板组合梁结构及施工方法，包括混凝土板、钢梁、多段FRP加劲肋；多段FRP加劲肋由FRP肋板和FRP拼接板组成，每段FRP肋板通过FRP拼接板连成一体，多段FRP加劲肋沿梁直线布置，在一个波长范围内只与波形钢腹板的波峰或波谷连接。本发明具有多段式加劲肋的波形钢腹板组合梁结构具有较高的整体剪切屈曲承载力，多段式加劲肋可以灵活的适应任意形状的波形钢腹板，避免了整个波折板加劲的复杂施工，消除了加劲肋焊接产生的残余变形和残余应力，显著提高了施工速度、降低了施工难度。

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，特别是涉及一种具有多段式加劲肋的波形钢腹板组合梁结构及其施工方法。

背景技术

截止到2018年我国公路桥梁已超过80万座，其中大部分为预应力混凝土桥梁。随着跨度的增加，预应力混凝土桥的腹板开裂、长期下挠问题成为了困扰该种桥型应用的主要问题。采用波形钢腹板代替混凝土腹板，可以有效的降低结构自重，提高预应力效率，避免混凝土腹板开裂，加快施工速度。当进一步降低结构自重、减小建筑高度时，可以采用波形钢腹板-钢底板组合梁桥。

由于工艺的限制，波形钢腹板的厚度受限。当跨径达到一定程度时，无法再通过增加腹板厚度提高波形钢腹板的整体屈曲承载力。由于波折特性，采用焊接加劲肋方式提高剪切屈曲承载力的施工难度要强于平直板，并且焊接会产生结构变形及残余应力，从而影响腹板的抗屈曲性能。此外，随着公路荷载等级的提高，已建波形钢腹板组合梁桥的抗剪承载力可能无法满足现有公路荷载的要求，需要寻找一种简便的改善波形钢腹板剪切屈曲承载力的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有多段式加劲肋的波形钢腹板组合梁结构及其施工方法，以解决上述现有技术存在的问题，该结构形式采用多段式FRP板材对波形钢腹板进行加劲，可以显著提高波形钢腹板的整体剪切屈曲承载力，并灵活的适应任意形状的波形钢腹板，避免了整个波折板加劲的复杂施工，消除了加劲肋焊接产生的残余变形和残余应力，显著提高了施工速度、降低了施工难度。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种具有多段式加劲肋的波形钢腹板组合梁结构，具有多段式加劲肋的波形钢腹板组合梁结构，包括混凝土板、钢梁和多段FRP加劲肋，所述混凝土板位于所述钢梁顶部，多段所述FRP加劲肋由FRP肋板和FRP拼接板组成，每段所述FRP肋板通过所述FRP拼接板连接成一体，多段所述FRP加劲肋沿所述钢梁的波形钢腹板的纵向呈直线布置，且在一个波长内所述FRP加劲肋只与所述波形钢腹板的波峰或波谷连接；

所述FRP肋板的横断面形状为箱形，所述FRP肋板由相互连接的FRP底板、FRP侧板和FRP顶板组成，所述FRP肋板的长度为3-5个波形钢腹板的波长；所述FRP拼接板的横断面形状为槽形，其长度为半个波形钢腹板的波长。

优选的，所述钢梁由上下平钢板和波形钢腹板组成，所述混凝土板与所述钢梁的上平钢板通过栓钉或开孔钢板连接件连接在一起。

优选的，所述FRP拼接板通过涂抹在其内壁上的环氧树脂与所述FRP肋板相连。

优选的，螺栓穿过所述波形钢腹板上的预留螺栓孔和所述FRP底板上的预留孔后将所述波形钢腹板和多段所述FRP加劲肋连接为一体。

优选的，所述FRP底板的底面与所述波形钢腹板的接触面间涂抹有环氧树脂。

优选的，多段所述FRP加劲肋位于所述钢梁的一侧或两侧。

本发明还提供一种具有多段式加劲肋的波形钢腹板组合梁结构的施工方法，应用于上述的具有多段式加劲肋的波形钢腹板组合梁结构，包括以下步骤：

1)依据设计尺寸生产波形钢腹板并在波形钢腹板上制作预留螺栓孔；

2)生产FRP肋板和FRP拼接板，并依据设计长度对FRP肋板和FRP拼接板的板材进行裁剪，在底板上钻取预留孔；