[发明专利]一种预应力混凝土-钢组合梁及其制备方法

说明书

本发明公开了一种预应力混凝土‑钢组合梁及其制备方法，包括混凝土桥面板、钢梁和预应力混凝土底板；钢梁为T型钢，钢梁上表面设置有多个栓钉；混凝土桥面板上设置有与栓钉对应的梯形台结构槽口；钢梁下缘连接压型钢板；压型钢板通过第一粘接层连接预应力混凝土底板；钢梁上表面除栓钉位置外设置有第二粘接层；槽口内充填现浇混凝土；本发明结构抗弯承载力强，整体刚度高，解决了梁体变形挠曲和易发生侧扭失稳的难题，并在一定程度上减少振动，降低噪声，利于列车的平稳行驶。

技术领域

本发明涉及桥梁结构技术领域，具体涉及一种预应力混凝土-钢组合梁及其制备方法。

背景技术

钢-混凝土组合梁可以充分发挥钢的受拉性能和混凝土的受压性能，但铁路桥梁常见的钢-混组合梁的结构形式由混凝土桥面板、工字钢梁和剪力键组成，混凝土桥面板通过栓钉或开孔钢板等机械型剪力键连接在工字钢的上翼缘。但由于组合梁下部钢梁刚度小，在负弯距作用下，易发生局部或整体失稳，而工字钢梁无法像箱型梁一样直接在箱内浇筑混凝土，施工不便。另一方面预应力筋设置在桥面板中只能防止桥面板开裂，对结构整体承载力的提升影响并不大，无法满足大跨度桥梁的要求，且体外预应力束在工字梁中也不易布置。此外，在轨道交通规划设计中往往受到地理环境、车站选位、最小曲线半径等因素的制约，常会出现轨道交通线路特别是城市轨道交通线路紧邻建筑物的情况，有时间距仅几米甚至穿楼而过，在轨道交通穿越城市时，为节约土地资源以及跨越城市道路常会采用高架结构，并且随着列车速度的不断提高，载客量逐渐加大，进一步加剧轨道交通振动和噪声污染。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题提供一种提高结构刚度和承载力，降低结构的振动与噪声污染的预应力混凝土-钢组合梁及其制备方法。

本发明采用的技术方案是：一种预应力混凝土-钢组合梁，包括混凝土桥面板、钢梁和预应力混凝土底板；钢梁为T型钢，钢梁上表面设置有多个栓钉；混凝土桥面板上设置有与栓钉对应的梯形台结构槽口；钢梁下缘连接压型钢板；压型钢板通过第一粘接层连接预应力混凝土底板；钢梁上表面除栓钉位置外设置有第二粘接层；槽口内充填现浇混凝土。

进一步的，所述压型钢板上为波折结构，预应力混凝土底板表面与其配合。

进一步的，所述混凝土桥面板内埋设有第一钢筋网；预应力混凝土底板内埋设有第二钢筋网；第二钢筋网内设置有预应力筋。

进一步的，所述栓钉通过电弧螺柱焊接在钢梁上表面；栓钉长度不小于其杆径的四倍，两两栓钉之间沿梁轴线方向的间距不小于其杆径的五倍，且不小于100mm；两两栓钉垂直于梁轴线方向的间距不小于杆径的四倍。

进一步的，所述混凝土桥面板的厚度≥180mm，伸出钢梁中心线≥150mm，伸出钢梁上翼缘≥50mm。

进一步的，所述钢梁外表面设置有防腐层。

进一步的，所述钢梁的翼板厚度≥16mm，腹板厚度≥12mm；钢梁上翼板宽度≥250mm，不大于其厚度的24倍。

进一步的，所述第一粘接层和第二粘接层为环氧树脂结构胶，其厚度均为3～5mm，粗糙度为0.7～1.0mm。

一种预应力混凝土-钢组合梁的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：通过先张法制作预应力混凝土底板；上表面模板结构与压型钢板结构配合；

步骤2：将栓钉和压型钢板分别焊接在钢梁的上下缘；

步骤3：在预应力混凝土底板上表面涂第一粘接层，将下缘焊接有压型钢板的钢梁设置在第一粘接层上；

步骤4：预制混凝土桥面板，混凝土桥面板上预留槽口；

步骤5：在钢梁上表面涂第二粘接层，吊装混凝土桥面板并在预留的槽口处浇筑混凝土。

本发明的有益效果是：