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一种桁架式 钢骨 混凝土箱梁

阅读：535发布：2020-05-08

专利汇可以提供一种桁架式钢骨混凝土箱梁专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开一种桁架式钢骨混凝土箱梁，工业化、装配化程度高，受力结构合理。本发明的桁架式钢骨混凝土箱梁，包括钢桁架(1)、置于所述钢桁架(1) 中轴线上的密封管(2)和浇筑在密封管(2)外侧、整体包覆所述钢桁架(1)外周的混凝土层(3)。，下面是一种桁架式钢骨混凝土箱梁专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种桁架式钢骨混凝土箱梁，其特征在于：
包括钢桁架(1)、置于所述钢桁架(1)中轴线上的密封管(2)和浇筑在密封管(2)外侧、整体包覆所述钢桁架(1)外周的混凝土层(3)。
2.根据权利要求1所述的桁架式钢骨混凝土箱梁，其特征在于：
所述钢桁架(1)包括两根通长的上弦杆(11)、两根通长的下弦杆(12)、与同侧的上弦杆(11)、下弦杆(12)垂直连接的多根竖腹杆(13)，所述多根竖腹杆(13)沿轴向均匀布置；
还包括多根斜腹杆(14)，所述钢桁架(1)一侧居中一根竖腹杆(131)的下端分别与两根斜腹杆(141、142)的一端相连，所述两根斜腹杆(141、142)的另一端分别与该竖腹杆(131)两侧相邻的竖腹杆(132、133)上端相连，同侧的其余斜腹杆(14)分两侧分别与该两根斜腹杆(141、142)平行，且一端连接一竖腹杆(13)下端，另一端连接相邻竖腹杆(13)上端；
还包括上缀板(15)、下缀板(16)，所述上缀板(15)两端分别与所述两根通长的上弦杆(11)固定连接，所述下缀板(16)两端分别与所述两根通长的下弦杆(12)固定连接；
还包括两块开孔钢板(18、19)，所述开孔钢板(18、19)靠近周边设有供连接螺栓穿过的连接孔；
所述开孔钢板(18、19)分别与所述上、下弦杆(11、12)的两端垂直固定连接。
3.根据权利要求2所述的桁架式钢骨混凝土箱梁，其特征在于：
每根所述竖腹杆(13)的两端分别通过一节点板(17)与上、下弦杆(11、12)、斜腹杆(14)实现固定连接。
4.根据权利要求2所述的桁架式钢骨混凝土箱梁，其特征在于：
所述上弦杆(11)靠近两个端部的上表面、下弦杆(12)靠近两个端部的下表面还通过加劲肋(110)与开孔钢板(18、19)固定连接。
5.根据权利要求2所述的桁架式钢骨混凝土箱梁，其特征在于：
所述上弦杆(11)、下弦杆(12)、竖腹杆(13)、斜腹杆(14)均由角钢制成。
6.根据权利要求1所述的桁架式钢骨混凝土箱梁，其特征在于：
所述密封管(2)为PVC密封方管。

说明书全文

一种桁架式钢骨 混凝土箱梁

技术领域

[0001] 本发明属于装配式建筑构件技术领域，特别是一种工业化、装配化程度高，受力结构合理的桁架式钢骨混凝土箱梁。

背景技术

[0002] 装配式技术在当前建筑行业中越来越重要。特别是在桥梁建设领域，我国近20年来建成了大量钢筋混凝土连续箱梁类桥梁。

[0003] 与普通钢筋混凝土梁相比，钢筋混凝土箱梁内部为空心结构，上部两侧有翼缘，类似箱子，具有耐久性好和整体性好等优点，被广泛应用于桥梁结构中。

[0004] 但钢筋混凝土箱梁使用的钢筋较多，需在现场绑扎钢筋笼，再进行现浇，施工较为复杂繁琐，现场施工时间长。而且钢筋混凝土连续箱梁在主梁顶板、翼缘板、横隔梁等部件容易产生横向裂缝，影响结构的耐久性和增大后期养护难度。

[0005] 目前涉及钢混结构的箱梁的主要采用波纹钢、工字钢代替混凝土箱梁的腹板，或钢结构与混凝土结构在外部组合的钢混组合箱梁这两种方式。

[0006] 连接构造方面，钢混组合箱梁桥的构造涵盖钢梁、混凝土桥面板、钢混连接等细节，连续梁从支点到跨中断面的受力状况变化很大,特别是在负弯矩区受力问题更加复杂,需要考虑适宜的连接件型式、布置范围、设置间距等参数,完全基于承载能力的理念设计连接件是不合适的，大量的细节处理降低了建设速度和生产效率，所以钢骨混凝土体系的工业化、装配化程度还不高。

[0007] 力学特性方面，钢混组合箱梁在正弯矩的作用下,连续梁截面受拉区是抗拉强度较高的钢板、受压区是抗压强度较高且更加便宜的混凝土桥面板,但是在桥墩处的负弯矩区,截面受力确实本末倒置,不仅两种材料的性能未能充分的发挥,而且桥面板的受力也处于最不利的位置。

[0008] 因此，现有技术存在的问题是：钢混结构的箱梁工业化、装配化程度低，受力结构不合理。

发明内容

[0009] 本发明的目的在于提供一种桁架式钢骨混凝土箱梁，工业化、装配化程度高，受力结构合理。

[0010] 实现本发明目的的技术解决方案为：

[0011] 一种桁架式钢骨混凝土箱梁，包括钢桁架1、置于所述钢桁架1中轴线上的密封管2和浇筑在密封管2外侧、整体包覆所述钢桁架1外周的混凝土层3。

[0012] 本发明与现有技术相比，其显著优点为：

[0013] 1、受力结构合理：与普通混凝土梁相比，其具有承载力高、刚度大、耐久性好和施工方便等优势，可以应用于大跨度的桥梁中，对于建设符合现代化要求的桥梁结构有着重要意义。与普通混凝土箱梁相比，在满足同等承载力时，桁架式钢骨混凝土箱梁结构使用的钢材更少，节约了钢材资源，符合绿色发展的理念；与钢混组合箱梁相比，设计原理简单，经过钢筋换算后直接套用钢筋混凝土的计算方法，结构制作、施工方便，并且能充分发挥钢材与混凝土二者的性能；

[0014] 2、工业化、装配化程度高：桁架式钢骨混凝土结构可以在工厂完成批量的预制养护，桁架内部节点采用焊接或高强螺栓，拼装工作量较小，实现了节约成本的目标；通过梁柱节点预埋的高强抗拉螺栓和梁端焊接的开孔钢板，可以实现施工现场节点的快速干接，减少湿接头作业，缩短施工周期，绿色环保。

[0015] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。

附图说明

[0016] 图1为本发明桁架式钢骨混凝土箱梁外形结构示意图。

[0017] 图2为图1中钢桁架的结构示意图。

[0018] 图3为图2的主视图。

[0019] 图4为图2的俯视图。

[0020] 图5为图3中节点放大图。

[0021] 图6为图1的主视图。

[0022] 图7为图6中I-I剖面图。

[0023] 图8为图6中II-II剖面图。

[0024] 图9为梁柱节点螺杆预埋示意图。

[0025] 图10为梁柱节点装配示意图。

[0026] 图中，钢桁架1，密封管2，混凝土层3，

[0027] 上弦杆11，下弦杆12，竖腹杆13、131、132、133，斜腹杆14、141、142，[0028] 上缀板15，下缀板16，节点板17，开孔钢板18、19，加劲肋110。

具体实施方式

[0029] 如图1所示，本发明桁架式钢骨混凝土箱梁，包括钢桁架1、置于所述钢桁架1中轴线上的密封管2和浇筑在密封管2外侧、整体包覆所述钢桁架1外周的混凝土层3。

[0030] 本发明以混凝土层3将钢材拼装而成的钢桁架1包裹在内部，通过端头的开孔钢板7和梁柱节点位置的预埋螺杆，实现在施工现场梁柱的快速干接，减少湿接头作业，缩短现场施工周期。

[0031] 如图2、3、4所示，所述钢桁架1包括两根通长的上弦杆11、两根通长的下弦杆12、与同侧的上弦杆11、下弦杆12垂直连接的多根竖腹杆13，所述多根竖腹杆13沿轴向均匀布置；

[0032] 还包括多根斜腹杆14，所述钢桁架1一侧居中一根竖腹杆131的下端分别与两根斜腹杆141、142的一端相连，所述两根斜腹杆141、142的另一端分别与该竖腹杆131两侧相邻的竖腹杆132、133上端相连，同侧的其余斜腹杆14分两侧分别与该两根斜腹杆141、142平行，且一端连接一竖腹杆13下端，另一端连接相邻竖腹杆13上端；

[0033] 还包括上缀板15、下缀板16，所述上缀板15两端分别与所述两根通长的上弦杆11固定连接，所述下缀板16两端分别与所述两根通长的下弦杆12固定连接；

[0034] 还包括两块开孔钢板18、19，所述开孔钢板18、19靠近周边设有供连接螺栓穿过的连接孔；

[0035] 所述开孔钢板18、19分别与所述上、下弦杆11、12的两端垂直固定连接。

[0036] 如图5所示，每根所述竖腹杆13的两端分别通过一节点板17与上、下弦杆11、12、斜腹杆14实现固定连接。

[0037] 如图3、6所示，所述上弦杆11靠近两个端部的上表面、下弦杆12靠近两个端部的下表面还通过加劲肋110与开孔钢板18、19固定连接。

[0038] 优选地，所述上弦杆11、下弦杆12、竖腹杆13、斜腹杆14均由角钢制成。

[0039] 所述密封管2为PVC密封方管。

[0040] 纵向的上弦杆11和下弦杆12可使用一整条连续角钢，也可以分为多段短角钢，使用时通过节点板17拼接而成。

[0041] 本发明的制备方法如下：

[0042] 使用高强螺栓或焊接的方式在节点板17的内表面处对弦杆11、12和腹杆13、14进行连接，组成本发明垂直面的两榀平面桁架。再通过在上弦杆11上表面和下弦杆12下表面焊接缀板15、16，将两榀桁架拼装成一个空间钢桁架。为了内力的有效传递和各个部件轴向受力，弦杆与腹杆在节点板17处连接时要使得角钢的截面形心线交于一点。

[0043] 然后在钢桁架内部放置并固定PVC密封方管2，再进行梁端开孔钢板18、19和加劲肋110的焊接。先将开孔钢板18、19与桁架端部的竖腹杆13、缀板15、16满焊，再将加劲肋110与端部上弦杆11、开孔钢板18、19进行接缝处的焊接，此时钢桁架的制作完毕。

[0044] 如图7、8所示，钢桁架拼接完成后进行混凝土的浇筑，通过事先放置的PVC密封方管2形成箱梁截面的中部空洞。需要注意的是PVC密封方管2一直放置在桁架内部，无需抽出。

[0045] 由图9所示，按照梁端头的开孔钢板18、19的孔洞位置要求，在混凝土柱上梁柱节点的位置预埋高强摩擦螺栓的螺杆部分。

[0046] 由图10所示，按照梁端开孔钢板18、19的孔洞位置与混凝土柱上的预埋螺杆位置可以在施工现场进行梁柱节点的螺栓锚固装配。

[0047] 按此方法拼装而成的桁架式钢骨混凝土箱梁可使钢骨混凝土结构的工业化、装配化程度大为提高，方便施工，加快结构的建设速度和生产效率，节约工期和工程造价，同时通过箱式结构优化桥梁领域中大跨结构的构件尺寸、自重，提高结构强度，改善结构整体性、抗裂性和耐久性，从而实现节约成本，缩短周期和绿色环保的目标。

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