PBL剪力键加劲型钢管混凝土拱制造技术

本发明专利技术公开了一种PBL剪力键加劲型钢管混凝土拱，包括由多个钢管混凝土拱节段连续拼装组成的主拱，钢管混凝土拱节段根据其在主拱中所处位置的受力情况分为设置有PBL剪力键的加劲型钢管混凝土拱节段或未设置PBL剪力键的普通型钢管混凝土拱节段两种类型；普通型钢管混凝土拱节段包括拱形钢管二和灌注在拱形钢管二内的混凝土填充结构二，加劲型钢管混凝土拱节段包括拱形钢管一、沿轴线方向布设在拱形钢管一内侧壁上的多个PBL剪力键和灌注在拱形钢管一内的混凝土填充结构一。本发明专利技术结构简单、设计合理且施工方便、力学性能优越，施工质量易控制，能解决目前钢管混凝土拱结构存在的钢管与混凝土脱空病害、使用寿命较短等问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种钢管混凝土拱桥的主拱结构，尤其是涉及一种PBL剪力键加劲型 钢管混凝土拱。
技术介绍
近20年来，钢管混凝土拱桥在中国的应用虽然取得了巨大的成就，但由于至今尚 未出版相应的技术标准，设计与施工主要引用建筑结构领域的相关研究成果，其理论研究 相对滞后。同时，由于钢管混凝土拱桥的拱肋与建筑结构中的钢管混凝土框架柱的施工方 法、荷载与作用、节点与构造等方面存在较大的差异，因此钢管混凝土拱桥实际工程中尚存 在钢管与混凝土之间脱空的现象，使得钢管混凝土拱结构内力传递变得不明确。
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PBL剪力 键加劲型钢管混凝土拱，其结构简单、设计合理且施工方便、力学性能优越，施工质量易控 制，能有效解决目前钢管混凝土拱结构存在的钢管与混凝土脱空病害、使用寿命较短等实 际问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是一种PBL剪力键加劲型钢管混 凝土拱，其特征在于包括由多个钢管混凝土拱节段连续拼装组成的主拱，所述钢管混凝土 拱节段根据其在主拱中所处位置的受力情况分为内部设置有PBL剪力键的加劲型钢管混 凝土拱节段或内部未设置PBL剪力键的普通型钢管混凝土拱节段两种类型；所述普通型钢 管混凝土拱节段包括拱形钢管二和灌注在拱形钢管二内的混凝土填充结构二，所述加劲型 钢管混凝土拱节段包括拱形钢管一、沿轴线方向布设在拱形钢管一内侧壁上的多个PBL剪 力键和灌注在拱形钢管一内的混凝土填充结构一，所述拱形钢管二与拱形钢管一的横截面 结构和横截面尺寸均相同。上述PBL剪力键加劲型钢管混凝土拱，其特征是所述主拱与其所处拱桥的桥面 结构之间通过多根竖向连接杆进行紧固连接，且所述竖向连接杆布设在加劲型钢管混凝土 拱节段上；所述拱形钢管二为普通型钢管混凝土拱节段的承力钢管，且所述拱形钢管一为 加劲型钢管混凝土拱节段的承力钢管，相邻两个所述钢管混凝土拱节段的承力钢管之间以 焊接方式进行紧固连接或者多个所述钢管混凝土拱节段的承力钢管加工制作为一体；且当 多个所述钢管混凝土拱节段的承力钢管加工制作为一体时，所述加劲型钢管混凝土拱节段 中的拱形钢管一上开有一个或多个用于安装PBL剪力键的施工作业孔一。上述PBL剪力键加劲型钢管混凝土拱，其特征是所述PBL剪力键为加劲肋钢板， 且所述加劲肋钢板上开有多个通孔。上述PBL剪力键加劲型钢管混凝土拱，其特征是所述加劲型钢管混凝土拱节段 内所设置的多个所述加劲肋钢板均布设在加劲型钢管混凝土拱节段的受力区域上。上述PBL剪力键加劲型钢管混凝土拱，其特征是所述加劲型钢管混凝土拱节段中的多个所述加劲肋钢板呈均勻布设，且多个所述加劲肋钢板以拱形钢管一的纵向中心线 为对称线进行左右对称布设；多个所述加劲肋钢板均布设在所述加劲型钢管混凝土拱节段 中拱形钢管一的管体上半区域、管体下半区域或整个管体内；多个所述加劲肋钢板的拱度 均与加劲型钢管混凝土拱节段的拱度一致，且所述加劲肋钢板的前后端部均与加劲型钢管 混凝土拱节段的前后端部相平齐。上述PBL剪力键加劲型钢管混凝土拱，其特征是所述加劲肋钢板为条状钢板，多 个所述通孔布设在与所述条状钢板的中心轴线相平行的一条弧线上。上述PBL剪力键加劲型钢管混凝土拱，其特征是所述加劲肋钢板上所开的多个 所述通孔呈均勻布设。上述PBL剪力键加劲型钢管混凝土拱，其特征是所述加劲肋钢板上相邻两个通 孔之间的间距根据其所布设位置处加劲型钢管混凝土拱节段的实际受力情况进行相应调 整，所述所述加劲肋钢板布设位置处所承受的力越大，相邻两个通孔之间的间距越小。上述PBL剪力键加劲型钢管混凝土拱，其特征是所述加劲肋钢板与其所布设位 置处拱形钢管一的内侧壁呈垂直布设。上述PBL剪力键加劲型钢管混凝土拱，其特征是两个位置相邻且彼此相连的加 劲型钢管混凝土拱节段中所设置的所述加劲肋钢板的紧固连接为一体；且两个加劲型钢管 混凝土拱节段连接处的拱形钢管一上，开有一个或多个用于将相邻两个加劲型钢管混凝土 拱节段中所设置的加劲肋钢板紧固连接为一体的施工作业孔二。本专利技术与现有技术相比具有以下优点1、构造简单、设计合理且施工步骤简单、实现方便，力学性能优越。2、PBL剪力键的布设方式灵活，且使用效果好，具有加劲肋和连接件的双重作用， 也就是说，所述PBL剪力键在对钢管拱进行加劲的同时，也作为承力钢管与混凝土填充结 构之间剪力传递的连接件，使得整个主拱的受力效果更好，受力体系更完善。3、使用效果好，能有效提高承力钢管与混凝土填充结构共同作用的整体性。4、设置灵活且投入成本低，施工工期短，可对相对薄弱的节点区域进行局部加强， 也可对主拱全线进行加强。5、结构性价比高，具有良好的应用前景。综上所述，本专利技术结构简单、设计合理且施工方便、力学性能优越，施工质量易控 制，工程应用性价比高，能有效解决目前钢管混凝土拱结构存在的钢管与混凝土脱空病害、 使用寿命较短等实际问题，其既能加强钢管拱管壁受力的稳定性，又能提高钢管拱与混凝 土之间的粘接并有效传递节点内力。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。 附图说明图1为本专利技术第一具体实施方式中所施工成型上承式拱桥的结构示意图。图2为本专利技术第一具体实施方式中立柱布设位置处的立体结构示意图。图3为本专利技术第一具体实施方式中加劲型钢管混凝土拱节段的内部结构示意图。图4为图3的A-A剖视图。图5为本专利技术第二具体实施方式中立柱布设位置处的立体结构示意图。图6为本专利技术第二具体实施方式中加劲型钢管混凝土拱节段的内部结构示意图。图7为本专利技术第三具体实施方式中加劲型钢管混凝土拱节段的内部结构示意图。图8为本专利技术第四具体实施方式中加劲型钢管混凝土拱节段的内部结构示意图。图9为本专利技术第五具体实施方式中加劲型钢管混凝土拱节段的内部结构示意图。图10为本专利技术第六具体实施方式中所施工成型中承式拱桥的结构示意图。图11为本专利技术第六具体实施方式中吊杆顶部所安装的加劲型钢管混凝土拱节段 的内部结构示意图。附图标记说明1-1-加劲型钢管混凝土 1-11-拱形钢管一 ；1-12-混凝土填充结构拱节段；一；1-2-普通型钢管混凝土 1-21-拱形钢管二 ；1-22-混凝土填充结构拱节段； --；2-PBL剪力键；3-通孔；4_主拱；5-桥面结构；6-立柱；7-吊杆。具体实施例方式实施例1如图1、图2、图3及图4所示，本专利技术包括由多个钢管混凝土拱节段连续拼装组成 的主拱4，所述钢管混凝土拱节段根据其在主拱4中所处位置的受力情况分为内部设置有 PBL剪力键2的加劲型钢管混凝土拱节段1-1或内部未设置PBL剪力键2的普通型钢管混 凝土拱节段1-2两种类型。所述普通型钢管混凝土拱节段1-2包括拱形钢管二 1-21和灌 注在拱形钢管二 1-21内的混凝土填充结构二 1-22，所述加劲型钢管混凝土拱节段1-1包括 拱形钢管一 1-11、沿轴线方向布设在拱形钢管一 1-11内侧壁上的多个PBL剪力键2和灌注 在拱形钢管一 1-11内的混凝土填充结构一 1-12，所述拱形钢管二 1-21与拱形钢管一 1-11 的横截面结构和横截面尺寸均相同。也就是说，所述拱形钢管二 1-21与拱形钢管一 1-11 为同一型号的钢管。实际施工过程中，所述主拱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＰＢＬ剪力键加劲型钢管混凝土拱，其特征在于：包括由多个钢管混凝土拱节段连续拼装组成的主拱（４），所述钢管混凝土拱节段根据其在主拱（４）中所处位置的受力情况分为内部设置有ＰＢＬ剪力键（２）的加劲型钢管混凝土拱节段（１－１）或内部未设置ＰＢＬ剪力键（２）的普通型钢管混凝土拱节段（１－２）两种类型；所述普通型钢管混凝土拱节段（１－２）包括拱形钢管二（１－２１）和灌注在拱形钢管二（１－２１）内的混凝土填充结构二（１－２２），所述加劲型钢管混凝土拱节段（１－１）包括拱形钢管一（１－１１）、沿轴线方向布设在拱形钢管一（１－１１）内侧壁上的多个ＰＢＬ剪力键（２）和灌注在拱形钢管一（１－１１）内的混凝土填充结构一（１－１２），所述拱形钢管二（１－２１）与拱形钢管一（１－１１）的横截面结构和横截面尺寸均相同。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘永健，龙刚，杨岳华，闫雯，傅梅珍，姚晓荣，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：87