[发明专利]一种波折腹板预应力钢箱混凝土盖梁、钢箱及制作方法

说明书

本发明公开了一种波折腹板预应力钢箱混凝土盖梁、钢箱及制作方法，盖梁包括钢箱、预应力束和混凝土，钢箱包括顶板、底板、波折形腹板和封闭板，混凝土密实填充于钢箱内，预应力束设于混凝土内；钢箱制作方法包括顶板、底板、波折形腹板和封闭板组合焊接为箱体结构，盖梁制作方法包括钢箱制作方法，还包括向钢箱内灌注混凝土，穿入预应力束等。本发明引入波折形腹板：提高了盖梁竖向承载刚度和承载能力；提高了面外刚度，提高混凝土强度；省去现有加劲肋，减少焊接工作量；减小钢箱对预应力的抵消，预应力能够有效施加于混凝土，极大提高预应力作用效应；盖梁还有较好韧性和抗震性能、材料用量少、结构轻量化的特点，满足超大跨径桥梁及施工要求。

技术领域

本发明涉及桥梁工程技术领域，特别涉及一种波折腹板预应力钢箱混凝土强劲盖梁及其制作方法。

背景技术

目前，公路改扩建项目逐年增多，为满足交通量需求，桥梁宽度不断加宽、向着双向8车道、10车道发展；同时，受跨线、跨河、行洪及环保要求等边界约束，桥梁下部的盖梁跨径越来越大，逐步突破30m甚至40m跨径级。随跨径级的突破，桥梁上部主梁榀数骤增、荷载水平极大，对下部盖梁的承载强度、刚度及稳定性都提出了更严苛的要求，超大跨盖梁结构体系设计与施工可借鉴经验匮乏。

桥梁工程建设中，通常采用混凝土盖梁和钢结构盖梁。混凝土盖梁自重大、承载能力不足、耐久性差、抗震性能差，已无法满足超大跨盖梁的受力性能需求；同时，其制作过程需要经历钢筋绑扎、立模浇筑、养护、预应力张放、拆模等复杂工序，存在环境干扰大、支架模板消耗大、施工场地占用多、工期较长、成本较高等问题。钢结构盖梁局部稳定问题突出，为提高局部稳定的构造加劲板较多，材料消耗大、焊缝多、质量控制困难、建设与养护成本高，拆成散件运输的构件容易变形，现场还原组拼难度大。因此，目前的盖梁不能兼顾，亟待探索一种结构承载能力强、刚度和稳定性较高、便于装配化快速施工且对环境干扰小的新型超大跨盖梁结构。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述超大跨径盖梁的承载能力、刚度、稳定性不足的问题，提供一种波折腹板预应力钢箱混凝土盖梁、钢箱及制作方法，能够充分发挥混凝土抗压强度高、钢材弯拉强度高和韧性好的双重优势，显著提高盖梁的承载能力和刚度，有效降低局部失稳风险，具有较好的韧性和抗震性能，同时还具有材料用量少、结构轻量化的特点，能够满足超大跨径盖梁的桥梁及施工要求。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种波折腹板预应力钢箱混凝土盖梁，其包括钢箱、预应力束和混凝土，钢箱包括由钢材质制成的：波折形腹板，两个波折形腹板垂直于钢箱顶部和底部且位于钢箱两侧，波折形腹板具有周期性重复布设的折痕，折痕垂直于波折形腹板的纵向，周期性重复布设的折痕在折痕腹板上形成了靠近钢箱内侧的波谷段和靠近钢箱外侧的波峰段，在盖梁纵向方向，所有波峰段的顶部与支座支承中心线对齐；钢箱为封闭结构且内部具有空腔，混凝土密实填充于空腔，多根预应力束预埋于混凝土内且预置有拉应力。