一种小比例钢壳-混凝土组合梁试验试件与制作方法技术

本发明专利技术公开了一种小比例钢壳

【技术实现步骤摘要】
一种小比例钢壳
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混凝土组合梁试验试件与制作方法


[0001]本专利技术涉及桥梁工程
，特别涉及为一种小比例钢壳
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混凝土组合梁试验试件与制作方法。

技术介绍

[0002]桥梁工程中的钢混结合段是一种常见的结构构造，为了得到钢混结合段的受力性能，采用试验测试是一种常见的方法。对钢混结合段进行的试验研究通常采用整体缩尺模型或局部足尺模型。在整体缩尺模型中，通常把试验试件制作成混凝土段+钢混结合段+钢结构段三部分，采用与实桥模型相似的形状把三部分梁段进行缩尺，通过加载测试包括混凝土梁段、钢混结合段、钢结构段的整体受力情况。在局部足尺模型中，通常选取实桥中钢混结合段的一部分受力较大的部位进行测试，得到结合部节段中钢板、混凝土和连接件之间的受力情况。
[0003]现有技术中，在钢混结合段的整体缩尺模型试验试件中，通常把试验试件制作成混凝土段+钢混结合段+钢结构段三部分，其中混凝土段是由单一的混凝土材料组成，钢结构段是由单一的钢材组成，钢混结合段是由钢材和混凝土材料组成。然而在加载测试中整体缩尺试件的破坏要么发生在混凝土段，要么发生在钢结构段，而没有发生在钢混结合段的，无法真正测得钢混结合段截面的抗弯承载力。主要原因是钢混结合段的截面比混凝土段和钢结构段强大很多。
[0004]在钢混结合段的局部足尺模型试验试件中，通常按照实桥结构的真实尺寸截取一部分结构，采用与实桥相同的钢板、混凝土和连接件，通过加载测试局部结构的受力与破坏形式。然而在加载测试中局部足尺试件只能得到局部结构的受力情况，如钢板和混凝土的应力和变形、连接件的变形，无法得到钢混结合段截面的抗弯承载力，其主要原因是局部足尺试件与整个钢混结合段截面形成的试件结构形式相差较大。鉴于此，我们提出了一种小比例钢壳
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混凝土组合梁试验试件与制作方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题在于解决现有桥梁中测试钢混结合段截面整体抗弯承载力试件难以进行整体截面设计与加工的问题，提供一种小比例钢壳
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混凝土组合梁试验试件与制作方法，可以满足测试桥梁钢混结合段中钢混截面的承载力和破坏过程的加载试件尺寸需要，厘清结合段中钢混截面的应力分布规律，避免了以往采用混凝土段、钢结构段和组合结构段形成的试件无法得到钢混截面的承载力。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：本专利技术公开的一种小比例钢壳
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混凝土组合梁试验试件，所述试验试件由一种组合截面构成，其外部为钢板焊接而成的封闭的钢壳，钢壳内部分割成若干箱室，箱室内部填充混凝土，钢壳的形状与实际桥梁中钢混结合段形状一致，箱室的数量与实际桥梁中钢混结合段的箱室数量相同，填充的混凝土强度等级与实际桥梁中钢混结合段的相同，所述钢
壳结构上分为三部分，顶部箱室、腹部箱室和底部箱室。
[0007]进一步的，所述顶部箱室分为左边顶部箱室和右边顶部箱室，所述左边顶部箱室和右边顶部箱室分别在腹部箱室的两侧，并与腹部箱室在上表面平齐；所述底部箱室分为左边底部箱室和右边底部箱室，所述左边底部箱室和右边底部箱室分别在腹部箱室的两侧，并与腹部箱室在下表面平齐。
[0008]进一步的，所述左边顶部箱室和右边顶部箱室结构相同，所述左边顶部箱室包括一块顶部箱室顶板、若干块顶部箱室腹板、若干块顶部箱室底板、若干块顶部箱室隔板和若干根顶部箱室钢筋，所述顶部箱室腹板和顶部箱室隔板高度相同，所述顶部箱室腹板和顶部箱室隔板的顶端与顶部箱室顶板的下表面固定连接，所述顶部箱室腹板和顶部箱室隔板的底部与顶部箱室底板固定连接，且底端比顶部箱室底板下表面外延1
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3cm，所述顶部箱室腹板上开设有圆孔，所述圆孔中有横向的顶部箱室钢筋贯穿，所述顶部箱室腹板将顶部箱室分割为若干个顶部格室。
[0009]进一步的，所述顶部箱室腹板和顶部箱室隔板的底部与顶部箱室底板固定连接，且底端比顶部箱室底板下表面外延1cm。
[0010]进一步的，所述左边底部箱室和右边底部箱室结构相同，所述右边底部箱室包括若干块底部箱室顶板、若干块底部箱室腹板、一块底部箱室底板、若干块底部箱室隔板和若干根底部箱室钢筋，所述底部箱室腹板和底部箱室隔板高度相同，所述底部箱室腹板和底部箱室隔板的底端与底部箱室底板的上表面固定连接，所述底部箱室腹板和底部箱室隔板的顶端与底部箱室顶板固定连接，且比底部箱室顶板上表面外延1
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3cm，所述底部箱室腹板上开设圆孔，所述圆孔中有横向的底部箱室钢筋贯穿，所述底部箱室腹板将底部箱室分割为若干个底部格室。
[0011]进一步的，所述底部箱室腹板和底部箱室隔板的顶端与底部箱室顶板固定连接，且比底部箱室顶板上表面外延1cm。
[0012]进一步的，所述腹部箱室包括一块腹部箱室顶板、两块腹部箱室腹板、一块腹部箱室底板、两块腹部箱室隔板、若干根腹部箱室纵向钢筋和若干块腹部箱室竖向加强肋，所述腹部箱室腹板之间设置若干块腹部箱室竖向加强肋，所述腹部箱室竖向加强肋上开设圆孔，所述圆孔中有腹部箱室纵向钢筋贯穿。
[0013]进一步的，所述腹部箱室的腹部箱室顶板、左边顶部箱室的顶部箱室顶板和右边顶部箱室的顶部箱室顶板为一块完整的钢板；所述腹部箱室的腹部箱室底板、左边底部箱室的底部箱室底板和右边底部箱室的底部箱室底板为一块完整的钢板。
[0014]进一步的，所述顶部箱室的顶部箱室顶板、腹部箱室的腹部箱室顶板和底部箱室的的底部箱室顶板上都开设有若干混凝土浇筑孔和排气孔，其中混凝土浇筑孔和排气孔纵向设置于对应的箱室的两端，每个混凝土浇筑孔横向位于相邻箱室的对应腹板上方，即一个箱室能够同时向两个箱室浇筑混凝土。
[0015]进一步的，所述顶部箱室的顶部箱室腹板之间、腹部箱室的腹部箱室腹板之间和底部箱室的底部箱室腹板之间的净间距小于9cm。
[0016]进一步的，所述顶部箱室的顶部箱室腹板之间、腹部箱室的腹部箱室腹板之间和底部箱室的底部箱室腹板之间的净间距为4
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8cm。
[0017]本专利技术还公开一种小比例钢壳
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混凝土组合梁试验试件的制作方法，包括以下步
骤：S1、按照试验试件钢结构板件的尺寸对钢板进行剪裁，得到相应的板件，并对设有圆孔的板件进行圆孔的开设；S2、所有的钢结构板件之间采用焊接连接；S3、向箱室内浇筑混凝土，完成所有箱室混凝土浇筑后，对混凝土进行常规养护，等混凝土达到强度要求后完成组合梁试验试件的制作。
[0018]进一步的，S2中，所有的钢结构板件之间采用焊接连接，包括以下步骤：（1）焊接腹部箱室，首先把腹部箱室竖向加强肋焊接到腹部箱室腹板上，并把腹部箱室纵向钢筋穿过腹部箱室竖向加强肋的圆孔中；再把腹部箱室的两块腹部箱室腹板与两块腹部箱室隔板采用单面角焊缝连接，腹部箱室竖向加强肋向内位于腹部箱室内部；再把腹部箱室腹板和腹部箱室隔板顶端与腹部箱室顶板下表面采用单面角焊缝连接；再把腹部箱室腹板和腹部箱室隔板底端与腹本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种小比例钢壳
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混凝土组合梁试验试件，其特征在于，所述试验试件由一种组合截面构成，其外部为钢板焊接而成的封闭的钢壳(1)，钢壳(1)内部分割成若干箱室，箱室内部填充混凝土，钢壳(1)的形状与实际桥梁中钢混结合段形状一致，箱室的数量与实际桥梁中钢混结合段的箱室数量相同，填充的混凝土强度等级与实际桥梁中钢混结合段的相同，所述钢壳(1)结构上分为三部分，顶部箱室(2)、腹部箱室(3)和底部箱室(4)。2.根据权利要求1所述的一种小比例钢壳
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混凝土组合梁试验试件，其特征在于，所述顶部箱室(2)分为左边顶部箱室和右边顶部箱室，所述左边顶部箱室和右边顶部箱室分别在腹部箱室(3)的两侧，并与腹部箱室(3)在上表面平齐；所述底部箱室(4)分为左边底部箱室和右边底部箱室，所述左边底部箱室和右边底部箱室分别在腹部箱室(3)的两侧，并与腹部箱室(3)在下表面平齐。3.根据权利要求2所述的一种小比例钢壳
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混凝土组合梁试验试件，其特征在于，所述左边顶部箱室和右边顶部箱室结构相同，所述左边顶部箱室包括一块顶部箱室顶板(21)、若干块顶部箱室腹板(22)、若干块顶部箱室底板(23)、若干块顶部箱室隔板(24)和若干根顶部箱室钢筋(25)，所述顶部箱室腹板(22)和顶部箱室隔板(24)高度相同，所述顶部箱室腹板(22)和顶部箱室隔板(24)的顶端与顶部箱室顶板(21)的下表面固定连接，所述顶部箱室腹板(22)和顶部箱室隔板(24)的底部与顶部箱室底板(23)固定连接，且底端比顶部箱室底板(23)下表面外延1
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3cm，所述顶部箱室腹板(22)上开设有圆孔，所述圆孔中有横向的顶部箱室钢筋(25)贯穿，所述顶部箱室腹板(22)将顶部箱室(2)分割为若干个顶部格室。4.根据权利要求3所述的一种小比例钢壳
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混凝土组合梁试验试件，其特征在于，所述左边底部箱室和右边底部箱室结构相同，所述右边底部箱室包括若干块底部箱室顶板(41)、若干块底部箱室腹板(42)、一块底部箱室底板(43)、若干块底部箱室隔板(44)和若干根底部箱室钢筋(45)，所述底部箱室腹板(42)和底部箱室隔板(44)高度相同，所述底部箱室腹板(42)和底部箱室隔板(44)的底端与底部箱室底板(43)的上表面固定连接，所述底部箱室腹板(42)和底部箱室隔板(44)的顶端与底部箱室顶板(41)固定连接，且比底部箱室顶板(41)上表面外延1
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3cm，所述底部箱室腹板(42)上开设圆孔，所述圆孔中有横向的底部箱室钢筋(45)贯穿，所述底部箱室腹板(42)将底部箱室(4)分割为若干个底部格室。5.根据权利要求4所述的一种小比例钢壳
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混凝土组合梁试验试件，其特征在于，所述腹部箱室(3)包括一块腹部箱室顶板(31)、两块腹部箱室腹板(32)、一块腹部箱室底板(33)、两块腹部箱室隔板(34)、若干根腹部箱室纵向钢筋(35)和若干块腹部箱室竖向加强肋(36)，所述腹部箱室腹板(32)之间设置若干块腹部箱室竖向加强肋(36)，所述腹部箱室竖向加强肋(36)上开设圆孔，所述圆孔中有腹部箱室纵向钢筋(35)贯穿。6.根据权利要求5所述的一种小比例钢壳
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混凝土组合梁试验试件，其特征在于，所述腹部箱室(3)的腹部箱室顶板(31)、左边顶部箱室的顶部箱室顶板(21)和右边顶部箱室的顶部箱室顶板(21)为一块完整的钢板；所述腹部箱室(3)的腹部箱室底板(33)、左边底部箱室的底部箱室底板(43)和右边底部箱室的底部箱室底板(43)为一块完整的钢板。7.根据权利要求6所述的一种小比例钢壳
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混凝土组合梁试验试件，其特征在于，所述顶部箱室(2)的顶部箱室顶板(21)、腹部箱室(3)的腹部箱室顶板(31)和底部箱室(4)的的底部箱室顶板(41)上都开设有若干混凝土浇筑孔(5)和排气孔(6)，其中混凝土浇筑孔(5)和排气孔(6)纵向设置于对应的箱室的两端，每个混凝土浇筑孔(5)横向位于相邻箱室的对
应腹板上方。8.根据权利要求7所述的一种小比例钢壳
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混凝土组合梁试验试件的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、按照试验试件钢结构板件的尺寸对钢板进行剪裁，得到相应的板件，并对设有圆孔的板件进行圆孔的开设；S2、所有的钢结构板件之间采用焊接连接；S3、向箱室内浇筑混凝土，完成所有箱室混凝土...

【专利技术属性】
技术研发人员：上官兵，苏庆田，王盛云，朱艳萍，谢建春，单晓方，段迎霞，戴雪葵，徐琳，
申请(专利权)人：广东冶建施工图审查中心有限公司，
类型：发明
国别省市：