[发明专利]制造预应力钢组合梁的方法及其制造的预应力钢组合梁

说明书

技术领域

本发明涉及制造钢梁下翼缘用混凝土加固的预应力钢组合梁的方 法以及使用该方法制造的钢组合梁，更具体地，涉及预先在混凝土上 引入压预应力来补偿在通常使用期间所产生的拉应力的制造预应力钢 组合梁的方法，以及使用该方法制造的钢组合梁。

背景技术

一般地，混凝土抗压应力而不抗拉应力在本领域是公知的。已经 设计预应力钢组合梁，以补偿为压预应力而施加动载荷及静载荷时所 产生的拉应力。

可以依据引入压预应力的方法和抗力(resistive)截面的材料成 分将向混凝土预引入压应力来提供抗力截面的传统工程方法分成下述 的三种技术。

第一，作为仅利用钢筋束的张力(即，预应力)向混凝土引入压 预应力的最常用且最基本的工程方法，预应力混凝土(PSC)梁已为本 领域所公知。在传统的PSC梁工程方法中，通过人为地估计应力分布 和强度，以及采用高强度钢(通常指钢筋束)来补偿由达到某点的外 力所产生的拉应力，而向混凝土提供抗力。

为了克服传统PSC梁的力学缺陷，换言之，为了增加抗张拉裂缝 的强度，该张拉裂缝可能在引入张力时在梁的截面的上表面产生，并 且相对于相同有效跨度，张拉裂缝可能减小了梁的高度，在发明名称 为“A Prestressed Steel Reinforced Concrete Unit Beam and Manufacturing Method Thereof”，公开号为10-2004-0058542的未 经审查的韩国专利申请中提出了另一种改进的技术。在该技术中，在 传统的预应力混凝土梁的上、下翼缘内插入T形钢板。具体地，在安装 在钢组件内的套管中设置钢绞线，并且在上、下翼缘上设置T形钢板， 在安装在下翼缘中心的T形钢板内设置导管，并且还在该导管内设置 钢绞线，使用螺母将该导管与安装在T形钢板下面的下加固板连接， 接合并固定导管，接着浇注并凝固混凝土。最后，在将预应力引入到 钢绞线之后将钢铰线固定在梁的两端。

不同于上述的PSC梁或预应力钢筋混凝土单元梁，在发明名称为 “Composite Beam Stiffened with Prestressed Concrete Panel Having Embedded Lower Flange and Multi-Stepped Jacking Structure”，公开号10-2004-0004197的未经审查的韩国专利申请中 提出了一种在混凝土的横截面中插入模具钢的结构，其中该结构在本 领域内通常称作MSP结构。在该结构中，不同于上述的技术，通过将 钢梁和预制混凝土板结合来制造预制混凝土板组合梁。具体地，在预制 混凝土板的上表面上设置突起，以掩埋钢梁的下翼缘；在预制混凝土板 上设置第一和第二钢筋束，其中第一钢筋束放置在预制混凝土板的中 心线下面设置有突起的位置的左侧和右侧，并接近中心线，而第二钢筋 束在结合到突起下之后远离组合截面的中心线；在将钢梁的下翼缘定 位在预制混凝土板的突起中之前首先向第一钢筋束加第一预应力，接 着在将钢梁放置在突起上且将第二混凝土浇注在突起中之后加第二预 应力，使得通过引入第二预应力也向第二混凝土施加压应力；在钢梁 和预制混凝土板相结合后钢梁和板的自重反应在整个载荷上的状态 时，向第二钢筋束加第三预应力并固定，使得可以将第三预应力施加 在板上并附加地施加到第二混凝土。

第二种传统的技术是仅通过钢梁的恢复力向混凝土引入压预应 力。该技术源于20世纪50年代发明的比利时工程方法，并且在东北 亚被频繁采用。用该技术制造所得的梁在本领域内被称作“预弯梁”。 在该技术中，当通过在钢梁上施加预定载荷而产生坡度挠度时，混凝 土被浇注在钢梁的下翼缘上并凝固。通过除去钢梁上的载荷，在释放 坡度挠度的过程中(即释放过程)将压预应力引入下翼缘混凝土。