预制钢管-钢腹板-预应力混凝土组合箱梁及施工工艺制造技术

预制钢管‑钢腹板‑预应力混凝土组合箱梁及施工工艺，分为三种形式，第一种为I型组合箱梁，包括钢管、预制混凝土板、钢腹板、下翼缘钢板、钢板混凝土、预应力钢筋、钢筋笼、剪力连接件、高强粘结砂浆、连接件、波纹管、锚具；第二种为π型组合箱梁，包括两个钢管、预制混凝土板、两个钢腹板、两个下翼缘钢板、钢板混凝土、预应力钢筋、剪力连接件、高强粘结砂浆、连接件、钢筋笼、横向钢板；第三种组合箱梁，包括两个钢管、预制混凝土板、两个钢腹板、下翼缘钢板、钢板混凝土、预应力钢筋、剪力连接件、高强粘结砂浆、连接件、钢筋笼、横向钢板；本发明专利技术提高箱梁腹板抗剪能力，并利用预应力钢筋来提高混凝土抗裂能力、刚度和耐久性。

Prefabricated steel pipe steel web prestressed concrete composite box girder and its construction technology

【技术实现步骤摘要】
预制钢管-钢腹板-预应力混凝土组合箱梁及施工工艺
本专利技术属于桥梁建筑用组合箱梁
，具体涉及预制钢管-钢腹板-预应力混凝土组合箱梁及施工工艺。
技术介绍
钢箱梁又叫钢腹板箱形梁，是大跨径桥梁常用的结构形式，一般由钢腹板等通过焊接的方式连接而成，在工厂中加工好后再运至现场安装，得到了越来越广泛的应用。箱型梁主要有混凝土箱型梁和钢箱梁两种，箱型梁的承重结构横截面是封闭的，由顶板、底板、腹板等部分组成，抗扭能力和抗弯刚度均较大，能够同时抵抗较大的正、负弯矩。箱型梁的顶板和底板是结构承受正、负弯矩的主要工作部位，而腹板的作用是承受截面剪应力和主拉应力。箱型梁的形状稳定，安放、装卸都很方便。混凝土箱梁在工程中应用比较广泛，但是由于混凝土箱梁是封闭截面，其预制施工相对比较复杂，而且单片箱梁的安装重量通常较大，施工成本较高。可见，混凝土箱梁与钢箱梁均具有相应的优缺点，其主要区别在于建造材料不同，为了充分利用钢材和混凝土各自的优越性，本专利技术提出预制钢管-钢腹板-预应力混凝土组合箱梁及施工工艺。
技术实现思路
本专利技术提供一种受压区域利用钢管混凝土，受拉区域利用预应力混凝土，抗剪区域利用内置钢腹板混凝土的预制钢管-钢腹板-预应力混凝土组合箱梁，这种箱梁能够充分利用钢管混凝土所具有的优越抗压性，利用内置钢腹板来提高箱梁腹板抗剪能力并减轻自重，以及利用预应力技术来提高混凝土抗裂能力、刚度和耐久性。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：预制钢管-钢腹板-预应力混凝土组合箱梁，为I型组合箱梁，包括钢管，所述钢管内填充有混凝土，钢管顶端设置有预制混凝土板，所述钢管顶端焊接的若干剪力连接件与预制混凝土板上的若干预留孔一一对应且通过高强粘结砂浆或建筑胶固定，钢管底端与钢腹板一端焊接，钢腹板另一端与下翼缘钢板焊接连接，在钢腹板和下翼缘钢板的宽面上均匀焊接有连接件，在钢腹板和下翼缘钢板上分别套装有腹板钢筋笼和翼缘钢筋笼，且腹板钢筋笼底端与翼缘钢筋笼底端对接，所述钢腹板、下翼缘钢板、连接件、腹板钢筋笼及翼缘钢筋笼均封装于钢板混凝土中，在下翼缘钢板下方的钢板混凝土中以钢腹板为对称中心对称埋设有波纹管，且两个波纹管位于腹板钢筋笼的内侧，在波纹管内设置有预应力钢筋，且预应力钢筋伸出钢板混凝土部分通过锚具锚固。所述钢管采用圆钢管或方钢管，所述连接件为栓钉或带孔钢板条。预制钢管-钢腹板-预应力混凝土组合箱梁，为π型组合箱梁，包括预制混凝土板，所述预制混凝土板底端对称设置有钢管，钢管内填充有混凝土，两个钢管顶端焊接的若干剪力连接件与预制混凝土板上的若干预留孔一一对应且通过高强粘结砂浆或建筑胶固定，两个钢管底端分别与两个钢腹板一端焊接，两个钢腹板之间焊接有横向钢板，两个钢腹板另一端分别与两个下翼缘钢板焊接，在钢腹板和下翼缘钢板的宽面上均匀焊接有连接件，在钢腹板和下翼缘钢板上分别套装有腹板钢筋笼和翼缘钢筋笼，且腹板钢筋笼底端与翼缘钢筋笼底端对接，所述两个钢腹板、两个下翼缘钢板、连接件、两个腹板钢筋笼、两个翼缘钢筋笼及横向钢板位于腹板钢筋笼内侧部分均封装于钢板混凝土中，在每一个下翼缘钢板下方的钢板混凝土中都埋设有两个波纹管，两个波纹管以钢腹板为对称中心对称设置，且两个波纹管位于腹板钢筋笼的内侧，在波纹管内设置有预应力钢筋，且预应力钢筋伸出钢板混凝土部分通过锚具锚固。所述钢管采用圆钢管或方钢管，所述连接件为栓钉或带孔钢板条。预制钢管-钢腹板-预应力混凝土组合箱梁，包括预制混凝土板，所述预制混凝土板底端对称设置有钢管，钢管内填充有混凝土，两个钢管顶端焊接的若干剪力连接件与预制混凝土板上的若干预留孔一一对应且通过高强粘结砂浆或建筑胶固定，两个钢管底端分别与两个钢腹板一端焊接，两个钢腹板之间焊接有横向钢板，两个钢腹板另一端与下翼缘钢板焊接，在钢腹板和下翼缘钢板的宽面上均匀焊接有连接件，在两个钢腹板上分别套装有腹板钢筋笼，在下翼缘钢板上套装有翼缘钢筋笼，且两个腹板钢筋笼底端与翼缘钢筋笼底端对接，所述两个钢腹板、下翼缘钢板、连接件、两个腹板钢筋笼、翼缘钢筋笼及横向钢板位于腹板钢筋笼内侧部分均封装于钢板混凝土中，在下翼缘钢板下方的钢板混凝土中均布有波纹管，所述波纹管内设置有预应力钢筋，且预应力钢筋伸出钢板混凝土部分通过锚具锚固。所述钢管采用圆钢管或方钢管，所述连接件为栓钉或带孔钢板条。预制钢管-钢腹板-预应力混凝土组合箱梁的施工方法，包括以下步骤：步骤1，组件制作：(1)制作钢管-钢腹板-预应力混凝土梁：按设计要求切割钢管、钢腹板及下翼缘钢板，先在钢管上端沿长度方向焊接剪力连接件，然后在钢管内浇筑混凝土形成钢管混凝土；首先在切割的钢腹板一端焊接下翼缘钢板，其次在钢腹板及下翼缘钢板上焊接连接件，连接件为栓钉或带孔钢板条，最后将钢腹板焊接于钢管下部；分在在纵向钢筋上定位绑扎箍筋制作腹板钢筋笼和翼缘钢筋笼，且保证腹板钢筋笼套装在钢腹板上，翼缘钢筋笼套装在下翼缘钢板上；支模板，浇筑钢板混凝土，将钢腹板、下翼缘钢板、腹板钢筋笼、翼缘板钢筋笼封装于钢板混凝土中，同时在下翼缘钢板的下方预埋波纹管，待钢板混凝土达到设计强度后，在波纹管内穿入预应力钢筋，进行张拉并用锚具锚固，最后灌浆封锚形成钢管-钢腹板-预应力混凝土梁；(2)制作预制混凝土板：按设计要求制作预制混凝土板1，首先支模板；其次制作下层钢筋、上层钢筋和支撑钢筋，均匀分布后用扎丝绑扎；浇筑混凝土将上层钢筋、下层钢筋及支撑钢筋封装于混凝土中，同时在预制混凝土板上按钢管上焊接的剪力连接件位置布置预留孔，并在预制混凝土板表面设置与钢管弧面配合的弧形凹槽，形成预制混凝土板；步骤2，组件安装：首先固定钢管-钢腹板-预应力混凝土梁，将预制混凝土板放置在钢管上，使得预制混凝土板上的弧形凹槽与钢管的弧面贴合，同时钢管上的剪力连接件均插入预制混凝土板的预留孔中，固定预制混凝土板；然后在预留孔内灌注高强粘结砂浆或建筑胶，形成I形钢管-钢腹板-预应力混凝土组合梁。预制钢管-钢腹板-预应力混凝土组合箱梁的施工方法，包括以下步骤：步骤1，组件制作：(1)制作钢管-钢腹板-预应力混凝土梁：按设计要求切割钢管、钢腹板及下翼缘钢板，先在两个钢管上端沿长度方向焊接剪力连接件，然后分别在两个钢管内浇筑混凝土形成钢管混凝土；首先分别在切割的两个钢腹板一端焊接下翼缘钢板，之后沿钢腹板长度方向均布焊接横向钢板；其次在两个钢腹板及两个下翼缘钢板上焊接连接件，连接件为栓钉或带孔钢板条，最后将钢腹板分别焊接于钢管下部；分在在纵向钢筋上定位绑扎箍筋制作两个腹板钢筋笼和两个翼缘钢筋笼，且保证腹板钢筋笼套装在钢腹板上，翼缘钢筋笼套装在下翼缘钢板上；支模板，浇筑钢板混凝土，将两个钢腹板、两个下翼缘钢板、两个腹板钢筋笼、两个翼缘板钢筋笼及横向钢板伸入腹板钢筋笼部分封装于钢板混凝土中，同时在下翼缘钢板的下方预埋波纹管，待钢板混凝土达到设计强度后，在波纹管内穿入预应力钢筋，进行张拉并用锚具锚固，最后灌浆封锚形成钢管-钢腹板-预应力混凝土梁；(2)制作预制混凝土板：按设计要求制作预制混凝本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种预制钢管-钢腹板-预应力混凝土组合箱梁，为I型组合箱梁，其特征在于，包括钢管，所述钢管内填充有混凝土，钢管顶端设置有预制混凝土板，所述钢管顶端焊接的若干剪力连接件与预制混凝土板上的若干预留孔一一对应且通过高强粘结砂浆或建筑胶固定，钢管底端与钢腹板一端焊接，钢腹板另一端与下翼缘钢板焊接连接，在钢腹板和下翼缘钢板的宽面上均匀焊接有连接件，在钢腹板和下翼缘钢板上分别套装有腹板钢筋笼和翼缘钢筋笼，且腹板钢筋笼底端与翼缘钢筋笼底端对接，所述钢腹板、下翼缘钢板、连接件、腹板钢筋笼及翼缘钢筋笼均封装于钢板混凝土中，在下翼缘钢板下方的钢板混凝土中以钢腹板为对称中心对称埋设有波纹管，且两个波纹管位于腹板钢筋笼的内侧，在波纹管内设置有预应力钢筋，且预应力钢筋伸出钢板混凝土部分通过锚具锚固。/n

【技术特征摘要】
1.一种预制钢管-钢腹板-预应力混凝土组合箱梁，为I型组合箱梁，其特征在于，包括钢管，所述钢管内填充有混凝土，钢管顶端设置有预制混凝土板，所述钢管顶端焊接的若干剪力连接件与预制混凝土板上的若干预留孔一一对应且通过高强粘结砂浆或建筑胶固定，钢管底端与钢腹板一端焊接，钢腹板另一端与下翼缘钢板焊接连接，在钢腹板和下翼缘钢板的宽面上均匀焊接有连接件，在钢腹板和下翼缘钢板上分别套装有腹板钢筋笼和翼缘钢筋笼，且腹板钢筋笼底端与翼缘钢筋笼底端对接，所述钢腹板、下翼缘钢板、连接件、腹板钢筋笼及翼缘钢筋笼均封装于钢板混凝土中，在下翼缘钢板下方的钢板混凝土中以钢腹板为对称中心对称埋设有波纹管，且两个波纹管位于腹板钢筋笼的内侧，在波纹管内设置有预应力钢筋，且预应力钢筋伸出钢板混凝土部分通过锚具锚固。


2.根据权利要求1所述的预制钢管-钢腹板-预应力混凝土组合箱梁，其特征在于：所述钢管采用圆钢管或方钢管，所述连接件为栓钉或带孔钢板条。


3.一种预制钢管-钢腹板-预应力混凝土组合箱梁，为π型组合箱梁，其特征在于，包括预制混凝土板，所述预制混凝土板底端对称设置有钢管，钢管内填充有混凝土，两个钢管顶端焊接的若干剪力连接件与预制混凝土板上的若干预留孔一一对应且通过高强粘结砂浆或建筑胶固定，两个钢管底端分别与两个钢腹板一端焊接，两个钢腹板之间焊接有横向钢板，两个钢腹板另一端分别与两个下翼缘钢板焊接，在钢腹板和下翼缘钢板的宽面上均匀焊接有连接件，在钢腹板和下翼缘钢板上分别套装有腹板钢筋笼和翼缘钢筋笼，且腹板钢筋笼底端与翼缘钢筋笼底端对接，所述两个钢腹板、两个下翼缘钢板、连接件、两个腹板钢筋笼、两个翼缘钢筋笼及横向钢板位于腹板钢筋笼内侧部分均封装于钢板混凝土中，在每一个下翼缘钢板下方的钢板混凝土中都埋设有两个波纹管，两个波纹管以钢腹板为对称中心对称设置，且两个波纹管位于腹板钢筋笼的内侧，在波纹管内设置有预应力钢筋，且预应力钢筋伸出钢板混凝土部分通过锚具锚固。


4.根据权利要求3所述的预制钢管-钢腹板-预应力混凝土组合箱梁，其特征在于：所述钢管采用圆钢管或方钢管，所述连接件为栓钉或带孔钢板条。


5.一种预制钢管-钢腹板-预应力混凝土组合箱梁，其特征在于，包括预制混凝土板，所述预制混凝土板底端对称设置有钢管，钢管内填充有混凝土，两个钢管顶端焊接的若干剪力连接件与预制混凝土板上的若干预留孔一一对应且通过高强粘结砂浆或建筑胶固定，两个钢管底端分别与两个钢腹板一端焊接，两个钢腹板之间焊接有横向钢板，两个钢腹板另一端与下翼缘钢板焊接，在钢腹板和下翼缘钢板的宽面上均匀焊接有连接件，在两个钢腹板上分别套装有腹板钢筋笼，在下翼缘钢板上套装有翼缘钢筋笼，且两个腹板钢筋笼底端与翼缘钢筋笼底端对接，所述两个钢腹板、下翼缘钢板、连接件、两个腹板钢筋笼、翼缘钢筋笼及横向钢板位于腹板钢筋笼内侧部分均封装于钢板混凝土中，在下翼缘钢板下方的钢板混凝土中均布有波纹管，所述波纹管内设置有预应力钢筋，且预应力钢筋伸出钢板混凝土部分通过锚具锚固。


6.根据权利要求5所述的预制钢管-钢腹板-预应力混凝土组合箱梁，其特征在于：所述钢管采用圆钢管或方钢管，所述连接件为栓钉或带孔钢板条。


7.权利要求1所述的预制钢管-钢腹板-预应力混凝土组合箱梁的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，组件制作：
(1)制作钢管-钢腹板-预应力混凝土梁：按设计要求切割钢管、钢腹板及下翼缘钢板，先在钢管上端沿长度方向焊接剪力连接件，然后在钢管内浇筑混凝土形成钢管混凝土；首先在切割的钢腹板一端焊接下翼缘钢板，其次在钢腹板及下翼缘钢板上焊接连接件，连接件为栓钉或带孔钢板条，最后将钢腹板焊接于钢管下部；分在在纵向钢筋上定位绑扎箍筋制作腹板钢筋笼和翼缘钢筋笼，且保证腹板钢筋笼套装在钢腹板上，翼缘钢筋笼套装在下翼缘钢板上；支模板，浇筑钢板混凝土，将钢腹板、下翼缘钢板、腹板钢筋笼、翼缘板钢筋笼封装于钢板混凝土中，同时在下翼缘钢板的下方预埋波纹管，待钢板混凝土达到设计强度后，在波纹管内穿入预应力钢筋，进行张拉并用锚具锚固，最后灌浆封锚形成钢管-钢腹板-预应力混凝土梁；
(2)制作预制混凝土板：按设计要求制作预制混凝土板1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王连广，李姗珊，赵莹，王蕾，于莹，周文军，杨丹萍，王帅，聂红鑫，王一博，
申请(专利权)人：吉林建筑科技学院，
类型：发明
国别省市：吉林;22