本发明专利技术公开了一种PBL加劲型薄壁钢箱混凝土结构，包括外层钢箱、套装于外层钢箱内的内层钢箱、多个分别布设在外层钢箱内侧壁上的加劲肋板组一、多个分别布设在内层钢箱外侧壁上的加劲肋板组二和由填充于外层钢箱与内层钢箱之间的混凝土浇筑成型的混凝土结构，所述外层钢箱和内层钢箱的纵向长度相同；外层钢箱、内层钢箱、多个加劲肋板组一、多个加劲肋板组二和混凝土结构组成一个整体式钢箱混凝土柱形结构件或一个钢箱混凝土柱形节段，多个钢箱混凝土柱形节段由上至下拼装组成一个组合式钢箱混凝土柱形结构件。本发明专利技术结构简单、设计合理、施工方便且施工成本较低、力学性能优良、使用效果好，能有效解决现有桥梁塔墩结构存在的多种问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种钢箱混凝土结构，尤其是涉及一种PBL加劲型薄壁钢箱混凝土结构。
技术介绍
两孔和两孔以上的桥梁中，除两端与路堤衔接的桥台外，其余的中间支撑结构称为桥墩。桥墩分为实体墩、柱式墩、排架墩等。建筑桥墩的材料可用木料、石料、混凝土、钢筋混凝土、钢材等。目前，所施工的桥墩一般为用混凝土或石砌成的实体结构。墩身上设墩帽，下接基础，其特点是能充分利用圬工材料的抗压性能，借自身的较大截面尺寸和重量承受竖直方向和水平方向的外力，具有坚固耐久、施工简易、取材方便、节约钢材等优点，但其缺点是所用的圬工材料量大，外形粗大笨重，减少了桥下的有效孔径，增大了地基负荷，并且当桥墩较高且地基承载力较低时尤为不利。虽现如今出现一些钢箱混凝土桥墩，但也均为实体墩，所施工成型的钢管混凝土桥墩自重很大。针对实体桥墩的缺点而出现的空心桥墩，其外形似重力式桥墩，但它是中空的薄壁墩，具有外形轻盈美观、圬工材料量少、可减轻地基负荷、节省基础工程、便于用拼装结构或用滑升模板施工、有利于加速施工进度、提高劳动生产率等优点，目前正得到迅速发展。但现如今，所采用的空心桥墩均不同程度地存在施工不便、受力性能较差、易发生局部屈曲等缺陷和不足。另外，现如今在桥梁跨径不断被刷新的今天，斜拉桥和悬索桥以其独有的优势，在大跨径桥梁中发挥着重要的作用。桥塔作为斜拉桥和悬索桥的共有结构，随着斜拉桥和悬索桥的发展，也经历了漫长的发展过程。桥塔是缆索支承桥梁中的重要受力构件，承担着将桥梁的恒载和活载传递到下部结构的作用，桥塔常用的材料有钢筋混凝土和钢材，或者将两者结合形成钢-混凝土桥塔。60年代以前，大跨径悬索桥一般都采用钢桥塔；60年代后，随着高耸结构混凝土浇注技术的发展，大跨径悬索桥开始广泛采用混凝土桥塔；而80年代以后，因钢桥塔具有工厂化加工、体积小，自重轻，施工进度快等特点，大量斜拉桥多采用钢桥塔。对于桥塔材料的选择，钢桥塔和混凝土桥塔各有利弊。在相同重量下前者的承载能力远远大于后者，因此，在满足桥梁承载能力的情况下，钢桥塔可以比混凝土桥塔更为轻巧，对基础承载力的要求也可以降低。并且，钢结构可以在工厂加工生产、现场进行拼装，施工要比混凝土结构方便快捷。但由于钢材的自身性质，钢桥塔结构存在着易发生局部屈曲和失稳、耐火性能差、造价较高、维护工作量大等缺陷。近年来，钢-混凝土组合桥塔因其优良的性能，逐渐被发掘应用。利用钢壁板和混凝土在受力过程中的相互作用，即钢壁板对其核心混凝土的约束作用，使混凝土的强度得以提高，塑性和韧性性能大为改善。同时，核心混凝土的存在又对钢壁板有很好的支承作用，可以提高钢塔臂抵抗局部失稳的能力，避免或延缓钢壁板发生局部屈曲，从而保证其材料性能的充分发挥。另外，在钢-混凝土组合桥塔的施工过程中，钢壁板还可以作为浇筑其核心混凝土的模板，节省模板费用，加快施工进度。总之，组合桥塔通过钢壁板和混凝土的结合，不仅可以弥补两种材料各自的缺点，而且能够充分发挥二者的优点，克服了钢桥塔的局部稳定问题，并且比钢桥塔具有更高的承载力。但目前的钢-混凝土组合桥塔结构核心混凝土的体积大，结构笨重，对地基要求高，且钢与混凝土两种材料界面性能有待进一步优化。综上，现有的桥塔结构普遍存在几个问题:第一、混凝土桥塔自重大、施工不便；第二、钢桥塔易发生局部屈曲，耐火耐久性能差；第三、目前的钢-混凝土组合桥塔结构圬工材料体积较大，自重大，且混凝土组合作用较差，不能充分发挥两种材料的强度。
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加劲型薄壁钢箱混凝土结构，其结构简单、设计合理、施工方便且施工成本较低、力学性能优良、使用效果好，能有效解决现有桥梁塔墩结构存在的自重大、施工不便、钢箱侧壁易发生局部失稳、钢箱对混凝土套箍作用小等问题。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加劲型薄壁钢箱混凝土结构，其特征在于:包括外层钢箱、套装于外层钢箱内的内层钢箱、多个分别布设在外层钢箱内侧壁上的加劲肋板组一、多个分别布设在内层钢箱外侧壁上的加劲肋板组二和由填充于外层钢箱与内层钢箱之间的混凝土浇筑成型的混凝土结构，所述外层钢箱和内层钢箱的纵向长度相同且二者的上下端部均平齐，所述混凝土结构的上下端部分别与外层钢箱的上下端部相平齐；所述外层钢箱的横截面形状为矩形或正多边形，且内层钢箱的横截面形状为矩形或正多边形；多个所述加劲肋板组一的组数与外层钢箱的内侧壁数量相同，且多个所述加劲肋板组一分别布设在外层钢箱的多个内侧壁上；多个所述加劲肋板组二的组数与内层钢箱的外侧壁数量相同，且多个所述加`劲肋板组二分别布设在内层钢箱的多个外侧壁上；每一个所述加劲肋板组一均包括多道呈平行布设的PBL加劲肋一，多道所述PBL加劲肋一的结构和尺寸均相同且多道所述PBL加劲肋一均为长条形钢肋板一，每一道所述长条形钢肋板一的纵向延伸方向均与外层钢箱的中心轴线方向一致，且每一道所述长条形钢肋板一均与其所布设外层钢箱的内侧壁呈垂直布设；每一道所述长条形钢肋板一的纵向长度均与外层钢箱的纵向长度相同，且每一道所述长条形钢肋板一的横向宽度均为其所布设位置处外层钢箱和内层钢箱之间间距的！~ !丨每一个所述加劲肋板组二均包括多道呈平 5 4行布设的PBL加劲肋二，多道所述PBL加劲肋二的结构和尺寸均相同且多道所述PBL加劲肋二均为长条形钢肋板二，每一道所述长条形钢肋板二的纵向延伸方向均与内层钢箱的中心轴线方向一致，且每一道所述长条形钢肋板二均与其所布设内层钢箱的外侧壁呈垂直布设；每一道所述长条形钢肋板二的纵向长度均与内层钢箱的纵向长度相同，且每一道所述长条形钢肋板二的横向宽度均为其所布设位置处外层钢箱和内层钢箱之间间距的I ~与;5 4多个所述加劲肋板组一中的所有PBL加劲肋一和多个所述加劲肋板组二中的所有PBL加劲肋二均与混凝土结构紧固连接为一体，所述外层钢箱、内层钢箱、多个所述加劲肋板组一、多个所述加劲肋板组二和所述混凝土结构组成一个整体式钢箱混凝土柱形结构件或一个钢箱混凝土柱形节段，多个所述钢箱混凝土柱形节段由上至下拼装组成一个组合式钢箱混凝土柱形结构件。上述一种PBL加劲型薄壁钢箱混凝土结构，其特征是:所述外层钢箱和内层钢箱的横截面形状相同，且所述外层钢箱和内层钢箱呈同轴布设。上述一种PBL加劲型薄壁钢箱混凝土结构，其特征是:所述钢箱混凝土柱形节段中内层钢箱的上下两端内侧均设置有一个横隔板，所述横隔板与内层钢箱呈垂直布设，且横隔板的结构和尺寸均与内层钢箱的内部结构和尺寸相同，所述横隔板的中部开有一个多边形孔。上述一种PBL加劲型薄壁钢箱混凝土结构，其特征是:多个所述加劲肋板组一的组数和多个所述加劲肋板组二的组数相同，且多个所述加劲肋板组二分别与多个所述加劲肋板组一呈一一正对布设；每一个所述加劲肋板组二中的多道所述长条形钢肋板二均和与该加劲肋板组二正对的加劲肋 板组一中的多道所述长条形钢肋板一呈交错布设，每一个所述加劲肋板组二中所包括长条形钢肋板二的数量=与该加劲肋板组二正对的加劲肋板组一中所包括长条形钢肋板一的数量-1。上述一种PBL加劲型薄壁钢箱混凝土结构，其特征是:每一个所述加劲肋板组二中的多道所述长条形钢肋板二呈均匀布设，且每一个所述加劲肋板组一中的多道本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种PBL加劲型薄壁钢箱混凝土结构，其特征在于：包括外层钢箱（1）、套装于外层钢箱（1）内的内层钢箱（2）、多个分别布设在外层钢箱（1）内侧壁上的加劲肋板组一、多个分别布设在内层钢箱（2）外侧壁上的加劲肋板组二和由填充于外层钢箱（1）与内层钢箱（2）之间的混凝土浇筑成型的混凝土结构（4），所述外层钢箱（1）和内层钢箱（2）的纵向长度相同且二者的上下端部均平齐，所述混凝土结构（4）的上下端部分别与外层钢箱（1）的上下端部相平齐；所述外层钢箱（1）的横截面形状为矩形或正多边形，且内层钢箱（2）的横截面形状为矩形或正多边形；多个所述加劲肋板组一的组数与外层钢箱（1）的内侧壁数量相同，且多个所述加劲肋板组一分别布设在外层钢箱（1）的多个内侧壁上；多个所述加劲肋板组二的组数与内层钢箱（2）的外侧壁数量相同，且多个所述加劲肋板组二分别布设在内层钢箱（2）的多个外侧壁上；每一个所述加劲肋板组一均包括多道呈平行布设的PBL加劲肋一（3?1），多道所述PBL加劲肋一（3?1）的结构和尺寸均相同且多道所述PBL加劲肋一（3?1）均为长条形钢肋板一，每一道所述长条形钢肋板一的纵向延伸方向均与外层钢箱（1）的中心轴线方向一致，且每一道所述长条形钢肋板一均与其所布设外层钢箱（1）的内侧壁呈垂直布设；每一道所述长条形钢肋板一的纵向长度均与外层钢箱（1）的纵向长度相同，且每一道所述长条形钢肋板一的横向宽度均为其所布设位置处外层钢箱（1）和内层钢箱（2）之间间距的每一个所述加劲肋板组二均包括多道呈平行布设的PBL加劲肋二（3?2），多道所述PBL加劲肋二（3?2）的结构和尺寸均相同且多道所述PBL加劲肋二（3?2）均为长条形钢肋板二，每一道所述长条形钢肋板二的纵向延伸方向均与内层钢箱（2）的中心轴线方向一致，且每一道所述长条形钢肋板二均与其所布设内层钢箱（2）的外侧壁呈垂直布设；每一道所述长条形钢肋板二的纵向长度均与内层钢箱（2）的纵向长 度相同，且每一道所述长条形钢肋板二的横向宽度均为其所布设位置处外层钢箱（1）和内层钢箱（2）之间间距的多个所述加劲肋板组一中的所有PBL加劲肋一（3?1）和多个所述加劲肋板组二中的所有PBL加劲肋二（3?2）均与混凝土结构（4）紧固连接为一体，所述外层钢箱（1）、内层钢箱（2）、多个所述加劲肋板组一、多个所述加劲肋板组二和所述混凝土结构（4）组成一个整体式钢箱混凝土柱形结构件或一个钢箱混凝土柱形节段，多个所述钢箱混凝土柱形节段由上至下拼装组成一个组合式钢箱混凝土柱形结构件。FDA00002780507800011.jpg,FDA00002780507800021.jpg...
【技术特征摘要】
1.一种PBL加劲型薄壁钢箱混凝土结构，其特征在于:包括外层钢箱(I)、套装于外层钢箱(I)内的内层钢箱(2)、多个分别布设在外层钢箱(I)内侧壁上的加劲肋板组一、多个分别布设在内层钢箱(2)外侧壁上的加劲肋板组二和由填充于外层钢箱(I)与内层钢箱(2)之间的混凝土浇筑成型的混凝土结构(4)，所述外层钢箱(I)和内层钢箱(2)的纵向长度相同且二者的上下端部均平齐，所述混凝土结构(4)的上下端部分别与外层钢箱(I)的上下端部相平齐；所述外层钢箱(I)的横截面形状为矩形或正多边形，且内层钢箱(2)的横截面形状为矩形或正多边形；多个所述加劲肋板组一的组数与外层钢箱(I)的内侧壁数量相同，且多个所述加劲肋板组一分别布设在外层钢箱(I)的多个内侧壁上；多个所述加劲肋板组二的组数与内层钢箱(2)的外侧壁数量相同，且多个所述加劲肋板组二分别布设在内层钢箱(2)的多个外侧壁上；每一个所述加劲肋板组一均包括多道呈平行布设的PBL加劲肋一(3-1)，多道所述PBL加劲肋一(3-1)的结构和尺寸均相同且多道所述PBL加劲肋一(3-1)均为长条形钢肋板一，每一道所述长条形钢肋板一的纵向延伸方向均与外层钢箱(I)的中心轴线方向一致，且每一道所述长条形钢肋板一均与其所布设外层钢箱(I)的内侧壁呈垂直布设；每一道所述长条形钢肋板一的纵向长度均与外层钢箱(I)的纵向长度相同，且每一道所述长条形钢肋板一的横向宽度均为其所布设位置处外层钢箱(I)和内层钢箱(2)之间间距的! ~ -每一个所述加劲肋板组二均包括多道呈平行布设的PBL加劲肋二 5 4(3-2)，多道所述PBL加劲肋二(3-2)的结构和尺寸均相同且多道所述PBL加劲肋二(3-2)均为长条形钢肋板二，每一道所述长条形钢肋板二的纵向延伸方向均与内层钢箱(2)的中心轴线方向一致，且每一道所述长条形钢肋板二均与其所布设内层钢箱(2)的外侧壁呈垂直布设；每一道所述长条形钢肋板二的纵向长度均与内层钢箱(2)的纵向长度相同，且每一道所述长条形钢肋板二的横向宽度均为其所布设位置处外层钢箱(I)和内层钢箱(2 )之间间距的I ~ 4 ;多个所述加劲肋板组一`中的所有PBL加劲肋一(3-1)和多个所述加劲肋 5 4板组二中的所有PBL加劲肋二(3-2)均与混凝土结构(4)紧固连接为一体，所述外层钢箱(I)、内层钢箱(2)、多个所述加劲肋板组一、多个所述加劲肋板组二和所述混凝土结构(4)组成一个整体式钢箱混凝土柱形结构件或一个钢箱混凝土柱形节段，多个所述钢箱混凝土柱形节段由上至下拼装组成一个组合式钢箱混凝土柱形结构件。2.按照权利要求1所述的一种PBL加劲型薄壁钢箱混凝土结构，其特征在于:所述外层钢箱(I)和内层钢箱(2)的横截面形状相同，且所述外层钢箱(I)和内层钢箱(2)呈同轴布设。3.按照权利要求1或2所述的一种PBL加劲型薄壁钢箱混凝土结构，其特征在于:所述钢箱混凝土柱形节段中内层钢箱(2)的上下两端内侧均设置有一个横隔板(6)，所述横隔板(6)与内层钢箱(2)呈垂直布设，且横隔板(6)的结构和尺寸均与内层钢箱(2)的内部结构和尺...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘永健，江祥林，龙刚，王旭，程高，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：
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