一种钢竹组合箱梁制造技术

本发明专利技术公开了一种钢竹组合箱梁，包括顶板，以及至少1个设于所述顶板下方的底板，每个底板与所述顶板之间均通过两对称设置的波形钢腹板连接，所述顶板由若干个并排等高、且长度沿桥梁行车方向设置的单片竹胶板通过预应力钢筋压紧而成，所述底板由若干个并排等高、且长度沿桥梁宽度方向设置的单片竹胶板通过预应力钢筋压紧而成，同时所述波形钢腹板与所述顶板和所述底板之间均通过抗剪钢片连接；本发明专利技术优点在于，充分发挥了波形钢腹板的抗屈曲、抗裂能力以及竹胶板抗拉能力，结构整体性好，不易开裂，现场施工容易，周期短，材料环保耐久，并能满足各类不同跨径桥梁的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种钢竹组合箱梁
本专利技术属于桥梁结构领域，具体涉及一种钢竹组合箱梁。
技术介绍
波形钢腹板组合箱桥梁是20世纪80年代出现的一种新型桥梁，是一种用波形钢板置换预应力混凝土箱梁混凝土腹板的新型钢-混凝土组合结构。与常规结构相比，其优越性在于它的结构自重较轻，可以减少下部结构的工程量，进而降低其工程总造价；避免了腹板开裂的问题，结构耐久性能好。但是波形钢腹板的结合部较多，其连接构造较为复杂，导致底板和顶板浇筑过程中，模板和支架安装很困难，施工难度较大；并且混凝土底板极易产生受拉裂缝，耐久性较差。现有的波形钢腹板组合箱梁的顶板和底板的主要材料钢筋混凝土材料，长安大学曾研究用木材部分替代混凝土，提出了钢木组合箱梁，但其钢腹板与木板连接处仍采用现浇混凝土，不能解决模板施工难的问题；并且我国木材资源稀缺，人均森林面积仅有0.13平方公顷，不到世界平均水平的1/4，居世界第134位，统计数据显示我国森林存在的主要问题：资源总量不足；森林质量不高、分布不均；森林资源增长缓慢，现在国内木结构已经很少应用。竹材及竹结构的以下特点：1、我国竹林资源丰富，居于世界首位。且竹材生长速度快，成材周期小；2、抗拉强度高，竹材的抗拉强度可达370MPa，相当于HRB400钢材抗拉强度，能很好地解决底板开裂的问题，较好地提高箱梁的耐久性；3、抵抗变形能力强，其弹性模量可达2000MPa，约为木材的2倍，与钢材能更好地协调变形；4、良好的抗压能力，实验验证竹材抗压强度在47MPa和62.8MPa之间，远超过我国现行GB50010-2010《混凝土结构设计规范》的C30混凝土抗压强度设计值(14.3MPa)；5、竹材是绿色可再生材料，可回收利用，对环境伤害小，符合可持续发展的要求。基于竹材具有以上诸多有点，国家林业部门近些年也大力支持竹胶板的推广使用。
技术实现思路
本专利技术目的是：提供一种充分发挥了波形钢腹板的抗屈曲、抗裂能力以及竹胶板抗拉能力，结构整体性好，不易开裂，现场施工容易，周期短，材料环保耐久，并能满足各类不同跨径桥梁要求的钢竹组合箱梁。本专利技术的技术方案是：一种钢竹组合箱梁，包括顶板，以及至少1个设于所述顶板下方的底板，每个底板与所述顶板之间均通过两对称设置的波形钢腹板连接，所述顶板由若干个并排等高、且长度沿桥梁行车方向设置的单片竹胶板通过预应力钢筋压紧而成，所述底板由若干个并排等高、且长度沿桥梁宽度方向设置的单片竹胶板通过预应力钢筋压紧而成，同时所述波形钢腹板与所述顶板和所述底板之间均通过抗剪钢片连接。作为优选的技术方案，在所述顶板和所述底板内设置有供预应力钢筋穿过的安装孔，该预应力钢筋水平布设在同一高度且两端用墩头锚具固定。作为优选的技术方案，所述单片竹胶板由若干个长条形竹板榫接而成，且相邻长条形竹板的榫接处设有环氧树脂胶。作为优选的技术方案，在所述单片竹胶板和所述波形钢腹板的连接处设有槽宽沿进槽方向逐渐增大的榫槽，所述抗剪钢片插入榫槽内并通过环氧树脂胶固定，所述波形钢腹板和所述抗剪钢片通过双面角焊缝连接。作为优选的技术方案，所述波形钢腹板的形状为锯齿形或正弦波形，所述波形钢腹板的板厚为8-25mm，且其内侧弯曲半径大于板厚的15倍。本专利技术的优点是：1．本专利技术充分发挥了波形钢腹板的抗屈曲、抗裂能力以及竹胶板抗拉能力，结构整体性好，不易开裂，现场施工容易，周期短，材料环保耐久，并能满足各类不同跨径桥梁要求；2．本专利技术的单片竹胶板通过预应力钢筋固定，通过设置不同的顶板和底板的预应力方向，可以有效地降低预应力损失，提高了预应力的使用效率；3．本专利技术的单片竹胶板由若干个长条形竹板榫接而成，榫接处可同时承受拉力、压力、剪力和弯矩作用，并具有很好的弹性，表现出较强的半刚性连接特性，且允许产生一定的变形，能够吸收部分汽车动载产生的振动能量；且竹材具有良好的物理力学性能和加工性能，能很好地解决箱梁底板开裂的问题，较好地提高箱梁的耐久性；4．本专利技术节约建筑材料，改善经济指标，采用波形钢腹板和竹胶板代替混凝土后，上部结构重量显著降低，减少了下部结构工程量，从而降低了工程总造价，同时通过工厂预制、现场拼装的施工方式大大提高施工效率，并且材料绿色环保、可回收利用，能够替代常规混凝土箱梁；5．本专利技术减少现场作业，加快施工进程，钢竹组合箱梁在工厂进行预制加工和焊接，然后直接运输到施工现场进行吊装固定，在施工过程中，可以大量地减少模板、支架以及混凝土浇筑工程，从而方便施工，缩短工期；6．本专利技术充分利用的竹材和波形钢腹板各自的材料优势，通过镶嵌型抗剪钢片有效地将钢、竹两种材料组合成一整体，避免了常规箱梁的诸多缺陷。附图说明下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步描述：图1为本专利技术的立体结构示意图；图2为本专利技术的顶板结构示意图；图3为本专利技术的底板结构示意图；图4为本专利技术顶板与波形钢腹板连接的结构示意图；图5为本专利技术的单波段波形钢腹板结构示意图；其中：1顶板，2底板，3波形钢腹板，4单片竹胶板，5预应力钢筋，6抗剪钢片，7墩头锚具，8双面角焊缝。具体实施方式实施例：参照图1至4所示，一种钢竹组合箱梁，包括顶板1，以及2个设于顶板1下方的底板2，每个底板2与顶板1之间均通过两对称设置的波形钢腹板3连接，顶板1由若干个并排等高、且长度沿桥梁行车方向设置的单片竹胶板4通过预应力钢筋5压紧而成，底板2由若干个并排等高、且长度沿桥梁宽度方向设置的单片竹胶板4通过预应力钢筋5压紧而成，同时波形钢腹板3与顶板1和底板2之间均通过抗剪钢片6连接。本专利技术在顶板1和底板2内设置有供预应力钢筋5穿过的安装孔，该预应力钢筋5水平布设在同一高度且两端用墩头锚具7固定，该预应力钢筋5采用国产的25号和32号的精轧螺纹钢筋。本专利技术的单片竹胶板4由若干个长条形竹板榫接而成，且相邻长条形竹板的榫接处设有环氧树脂胶，桥梁跨径40m，而长条形竹板长度一般不大于4m，顶板至少需要10个长条形竹板榫接，并且在榫接处采用环氧树脂胶来增加连接的刚度，抵抗可能存在的扭矩作用，同时相邻榫接位置应错开设置；为防止顶板1收缩而造成预应力损失，顶板1的单片竹胶板4为竖立纵向放置，为防止底板2过小的预应力钢筋5长度造成较大的预应力损失，底板2的单片竹板4为竖立横向放置。本专利技术在单片竹胶板4和波形钢腹板3的连接处设有槽宽沿进槽方向逐渐增大的榫槽，抗剪钢片6插入榫槽内并通过环氧树脂胶固定，波形钢腹板3和抗剪钢片6通过双面角焊缝8连接，该抗剪钢片6为1-2cm厚的钢板。本专利技术波形钢腹板3的形状为锯齿形或正弦波形，采用Q345钢材冷弯加工制作，为了适应桥梁不同跨径的需要，将冷加工后的钢板进行纵向接长，在工厂里主要以埋弧焊为主，CO2气体保护焊为辅。焊接材料选用HJ431型号的焊剂、直径为4.0mm的JW—1；现场焊接主要以CO2气体保护焊为主，手工焊电为辅，焊条用506高碳钢焊条，焊接电压要经过现场试验，波形钢腹板3的板厚为8-25mm，且其内侧弯曲半径大于板厚的15倍。本专利技术钢竹组合箱梁的制作可分为四大步骤，具体如下：一、制作竹胶板单块成品：1）把毛竹制作成等厚竹片将原竹切成片，去掉最外层和强度相对较低的最内层，进行蒸煮软化，然后加热加压，将弧形竹块碾压成平面，之后经过双面压刨将其加工等厚竹片。）连接竹片用绳索将竹片本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢竹组合箱梁，包括顶板（1），以及至少1个设于所述顶板（1）下方的底板（2），其特征在于，每个底板（2）与所述顶板（1）之间均通过两对称设置的波形钢腹板（3）连接，所述顶板（1）由若干个并排等高、且长度沿桥梁行车方向设置的单片竹胶板（4）通过预应力钢筋（5）压紧而成，所述底板（2）由若干个并排等高、且长度沿桥梁宽度方向设置的单片竹胶板（4）通过预应力钢筋（5）压紧而成，同时所述波形钢腹板（3）与所述顶板（1）和所述底板（2）之间均通过抗剪钢片（6）连接。

【技术特征摘要】
1.一种钢竹组合箱梁，包括顶板（1），以及至少1个设于所述顶板（1）下方的底板（2），其特征在于，每个底板（2）与所述顶板（1）之间均通过两对称设置的波形钢腹板（3）连接，所述顶板（1）由若干个并排等高、且长度沿桥梁行车方向设置的单片竹胶板（4）通过预应力钢筋（5）压紧而成，所述底板（2）由若干个并排等高、且长度沿桥梁宽度方向设置的单片竹胶板（4）通过预应力钢筋（5）压紧而成，同时所述波形钢腹板（3）与所述顶板（1）和所述底板（2）之间均通过抗剪钢片（6）连接。2.根据权利要求1所述的钢竹组合箱梁，其特征在于，在所述顶板（1）和所述底板（2）内设置有供预应力钢筋（5）穿过的安装孔，该预应力钢筋（5）...

【专利技术属性】
技术研发人员：张云法，江飞飞，马剑，
申请(专利权)人：江苏德丰建设集团有限公司，张云法，江飞飞，马剑，
类型：发明
国别省市：江苏;32