一种波形钢腹板组合箱梁及其施工工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种波形钢腹板组合箱梁及其施工工艺，所施工波形钢腹板组合箱梁包括下翼缘板、上翼缘板和两个对称支撑于下翼缘板与上翼缘板之间的波形钢腹板；下翼缘板内布设有预应力体系，预应力体系包括中部预应力结构和两个侧部预应力结构；其施工工艺包括步骤：一、预应力体系与波形钢腹板布设安装；二、下翼缘板施工：201、下翼缘板部分节段中部混凝土浇筑及第一次预应力张拉；步骤202、下翼缘板剩余部分混凝土浇筑及第二次预应力张拉；下翼缘板施工之前、下翼缘板施工过程中或下翼缘板施工完成后，施工上翼缘板。本发明专利技术设计合理、施工方便且施工成型的波形钢腹板组合箱梁受力合理、使用效果好，能解决现有混凝土箱梁存在的多种问题。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种波形钢腹板组合箱梁及其施工工艺，所施工波形钢腹板组合箱梁包括下翼缘板、上翼缘板和两个对称支撑于下翼缘板与上翼缘板之间的波形钢腹板；下翼缘板内布设有预应力体系，预应力体系包括中部预应力结构和两个侧部预应力结构；其施工工艺包括步骤：一、预应力体系与波形钢腹板布设安装；二、下翼缘板施工：201、下翼缘板部分节段中部混凝土浇筑及第一次预应力张拉；步骤202、下翼缘板剩余部分混凝土浇筑及第二次预应力张拉；下翼缘板施工之前、下翼缘板施工过程中或下翼缘板施工完成后，施工上翼缘板。本专利技术设计合理、施工方便且施工成型的波形钢腹板组合箱梁受力合理、使用效果好，能解决现有混凝土箱梁存在的多种问题。【专利说明】一种波形钢腹板组合箱梁及其施工工艺
本专利技术属于箱梁施工
，尤其是涉及一种波形钢腹板组合箱梁及其施工工艺。
技术介绍
组合结构桥梁恰当地将钢与混凝土两种不同材料结合起来，提高了结构的稳定性、强度及材料的使用效率。其中，波形钢腹板组合结构恰当地将钢、混凝土两种不同材料结合起来，波形钢腹板布置在上、下翼缘板之间，具体是采用厚度为IOmm?20mm左右的波形钢腹板代替原有厚度为300mm?800mm左右的传统混凝土腹板，其中上、下翼缘板均为混凝土板，波形钢腹板和混凝土翼缘板组合形成一个整体结构共同承受荷载。在经济性能方面，波形钢腹板代替传统混凝土腹板，结构自重比传统混凝土箱梁减轻20%?30%，下部结构的工程量也相应减少，降低了工程造价；在结构受力方面，混凝土顶底板(也称上、下翼缘板)抗弯且波纹钢腹板抗剪，结构受力非常明确，波形钢腹板在纵向上具有褶皱效应，这种布置不仅提高了结构的稳定性、强度及材料使用效率，更充分发挥混凝土抗压、钢材抗拉的优点，同时也彻底解决了混凝土桥梁中腹板开裂等常见工程问题。正由于波形钢腹板组合结构具有上述优点，自从20世纪80年代末期法国建造了世界上第一座波形钢腹板PC组合箱梁桥后，该结构在世界各地广泛应用。法国、日本、中国等修建了大量的波形钢腹板组合箱梁桥，数量已超过100座，桥型涉及简支梁桥、连续梁桥、斜拉桥及悬索桥等。波形钢腹板组合箱梁桥也是世界范围内最具有竞争力的桥梁之一。然而，现有的波形钢腹板组合箱梁桥在设计和施工时仍存在一些不足之处:第一、在已建成的中等跨径波形钢腹板箱梁桥中，预应力体系多采用体内索与体外索混合使用的结构体系，其中体内索采用在梁端张拉锚固，全跨内通长布置，张拉空间有限，这样会导致预应力材料浪费，某些部位的压应力指标很容易超过规范容许值，对结构受力不利；而对于体外索，波形钢腹板组合箱梁桥普遍要求在箱内设置预应力体外索以平衡外荷载，这样就带来体外索的防腐问题和使用25年后需要更换的问题。第二、现有一次施工成形的波形钢腹板组合箱梁，立模浇筑上、下翼缘混凝土后，会产生结构徐变过大等问题，结构反拱值也会有所增大。因而，现如今缺少一种结构简单、受力合理且施工方便、使用效果好的波形钢腹板组合箱梁及其施工工艺，能有效解决现有混凝土箱梁存在的自重较大、张拉空间受限、后期维修成本较高、受力性能较差等问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种结构简单、受力合理且施工方便、使用效果好的波形钢腹板组合箱梁。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是:一种波形钢腹板组合箱梁，其特征在于:包括下翼缘板、位于下翼缘板上方的上翼缘板和两个对称支撑于下翼缘板与上翼缘板之间的波形钢腹板，所述上翼缘板和下翼缘板均沿所施工桥梁的纵桥向进行水平布设，所述下翼缘板为现浇混凝土板且其与上翼缘板之间通过两个所述波形钢腹板紧固连接为一体，所述波形钢腹板底部与下翼缘板之间通过下剪力连接件进行紧固连接；所述下翼缘板内布设有预应力体系，所述预应力体系位于两个所述波形钢腹板之间；所述预应力体系包括布设在下翼缘板中部的中部预应力结构和两个分别布设在下翼缘板左右两侧的侧部预应力结构，两个所述侧部预应力结构呈左右对称布设，所述中部预应力结构和两个所述侧部预应力结构布设在同一水平面上；所述侧部预应力结构包括一道或多道布设在下翼缘板内的第一通长预应力筋，多道所述第一通长预应力筋布设在同一水平面上；所述第一通长预应力筋由前至后贯穿下翼缘板且其处于下翼缘板内的长度为L，其中L为下翼缘板的纵桥向长度；所述第一通长预应力筋沿下翼缘板的长度方向进行布设；所述中部预应力结构为第一预应力结构或第二预应力结构；所述第一预应力结构包括多道第二预应力筋和多道第三预应力筋，多道所述第二预应力筋和多道所述第三预应力筋均布设在同一水平面上，所述第二预应力筋和第三预应力筋处于下翼缘板内的长度均为0.6L?0.7L ;所述第二预应力筋和第三预应力筋均沿下翼缘板的长度方向进行布设；所述第二预应力筋的前端位于下翼缘板一侧端部且其后端埋设于下翼缘板内，所述第三预应力筋的后端位于下翼缘板另一侧端部且其前端埋设于下翼缘板内；所述第二预应力筋的前端为张拉端，所述第三预应力筋的后端为张拉端；所述第二预应力结构包括多道第四预应力筋和多道第五预应力筋，多道所述第四预应力筋和多道所述第五预应力筋均布设在同一水平面上；所述下翼缘板由前端节段、后端节段和连接于所述前端节段与所述后端节段之间的中部节段连接而成，所述前端节段、所述中部节段和所述后端节段沿下翼缘板的长度方向由前至后进行布设；所述中部节段的长度Ll=0.6L?0.7L，多道所述第四预应力筋和多道所述第五预应力筋均布设在所述中部节段内；所述第四预应力筋和第五预应力筋处于所述中部节段内的长度均为0.6L1?0.7L1 ;所述第四预应力筋和第五预应力筋均沿下翼缘板的长度方向进行布设；所述第四预应力筋的前端位于所述中部节段一侧端部且其后端埋设于所述中部节段内，所述第五预应力筋的后端位于所述中部节段另一侧端部且其前端埋设于所述中部节段内；所述第四预应力筋的前端为张拉端，所述第五预应力筋的后端为张拉端。上述一种波形钢腹板组合箱梁，其特征是:所述下剪力连接件为第一剪力连接结构、第二剪力连接结构或第三剪力连接结构；所述第一剪力连接结构包括固定在波形钢腹板底部的下翼缘钢板和固定在下翼缘钢板底部的多根第一栓钉，多根所述第一栓钉均浇筑于下翼缘板内；所述下翼缘钢板为沿下翼缘板长度方向布设的水平钢板，多根所述第一栓钉均呈竖直向布设且其沿下翼缘板的长度方向由前至后分多排进行布设；所述下翼缘钢板与波形钢腹板之间以及第一栓钉与下翼缘钢板之间均以焊接方式进行固定连接；所述第二剪力连接结构包括多道穿在波形钢腹板下部的第一横向连接件，多道所述第一横向连接件均位于同一水平面上且其均沿下翼缘板的宽度方向进行布设，多道所述第一横向连接件沿下翼缘板的长度方向由前至后进行布设，所述波形钢腹板下部对应开有多个分别供多道所述第一横向连接件穿过的第一通孔；所述波形钢腹板下部和多道所述第一横向连接件均浇筑于下翼缘板内；所述第一横向连接件为PBL连接件或钢筋，所述PBL连接件为长条形钢板且所述长条形钢板的中部由前至后开有多个孔洞；多道所述第一横向连接件的长度均与下翼缘板的宽度相同；所述第三剪力连接结构包括多个均布设在波形钢腹板左侧壁下部的左侧下剪力板和多个均布设在波形钢腹板右侧壁下部的右侧下剪力板本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种波形钢腹板组合箱梁，其特征在于：包括下翼缘板（3）、位于下翼缘板（3）上方的上翼缘板（2）和两个对称支撑于下翼缘板（3）与上翼缘板（2）之间的波形钢腹板（1），所述上翼缘板（2）和下翼缘板（3）均沿所施工桥梁的纵桥向进行水平布设，所述下翼缘板（3）为现浇混凝土板且其与上翼缘板（2）之间通过两个所述波形钢腹板（1）紧固连接为一体，所述波形钢腹板（1）底部与下翼缘板（3）之间通过下剪力连接件进行紧固连接；所述下翼缘板（3）内布设有预应力体系，所述预应力体系位于两个所述波形钢腹板（1）之间；所述预应力体系包括布设在下翼缘板（3）中部的中部预应力结构和两个分别布设在下翼缘板（3）左右两侧的侧部预应力结构，两个所述侧部预应力结构呈左右对称布设，所述中部预应力结构和两个所述侧部预应力结构布设在同一水平面上；所述侧部预应力结构包括一道或多道布设在下翼缘板（3）内的第一通长预应力筋（4‑1），多道所述第一通长预应力筋（4‑1）布设在同一水平面上；所述第一通长预应力筋（4‑1）由前至后贯穿下翼缘板（3）且其处于下翼缘板（3）内的长度为L，其中L为下翼缘板（3）的纵桥向长度；所述第一通长预应力筋（4‑1）沿下翼缘板（3）的长度方向进行布设；所述中部预应力结构为第一预应力结构或第二预应力结构；所述第一预应力结构包括多道第二预应力筋（4‑2）和多道第三预应力筋（4‑3），多道所述第二预应力筋（4‑2）和多道所述第三预应力筋（4‑3）均布设在同一水平面上，所述第二预应力筋（4‑2）和第三预应力筋（4‑3）处于下翼缘板（3）内的长度均为0.6L～0.7L；所述第二预应力筋（4‑2）和第三预应力筋（4‑3）均沿下翼缘板（3）的长度方向进行布设；所述第二预应力筋（4‑2）的前端位于下翼缘板（3）一侧端部且其后端埋设于下翼缘板（3）内，所述第三预应力筋（4‑3）的后端位于下翼缘板（3）另一侧端部且其前端埋设于下翼缘板（3）内；所述第二预应力筋（4‑2）的前端为张拉端，所述第三预应力筋（4‑3）的后端为张拉端；所述第二预应力结构包括多道第四预应力筋（4‑4）和多道第五预应力筋（4‑5），多道所述第四预应力筋（4‑4）和多道所述第五预应力筋（4‑5）均布设在同一水平面上；所述下翼缘板（3）由前端节段、后端节段和连接于所述前端节段与所述后端节段之间的中部节段连接而成，所述前端节段、所述中部节段和所述后端节段沿下翼缘板（3）的长度方向由前至后进行布设；所述中部节段的长度L1=0.6L～0.7L，多道所述第四预应力筋（4‑4）和多道所述第五预应力筋（4‑5）均布设在所述中部节段内；所述第四预应力筋（4‑4）和第五预应力筋（4‑5）处于所述中部节段内的长度均为0.6L1～0.7L1；所述第四预应力筋（4‑4）和第五预应力筋（4‑5）均沿下翼缘板（3）的长度方向进行布设；所述第四预应力筋（4‑4）的前端位于所述中部节段一侧端部且其后端埋设于所述中部节段内，所述第五预应力筋（4‑5）的后端位于所述中部节段另一侧端部且其前端埋设于所述中部节段内；所述第四预应力筋（4‑4）的前端为张拉端，所述第五预应力筋（4‑5）的后端为张拉端。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：袁卓亚，李立峰，石雄伟，柯亮亮，许冰，侯嘉庆，周聪，雷丹，冯威，苗建宝，
申请(专利权)人：西安公路研究院，
类型：发明
国别省市：陕西;61