[发明专利]采用新型抗剪连接件的槽形钢-混凝土组合梁及施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可应用于城市轨道交通桥梁、铁路桥梁以及公路桥梁的槽形钢-混凝土组合梁，属于桥梁结构技术领域。

背景技术

与传统的T形截面和箱形截面梁桥相比，槽形梁桥具有增大结构下部净空或减小路堤高度，减小列车噪音对沿途环境影响等优点，是一种重要的铁路桥梁和城市轨道交通桥梁形式。近年来，槽形梁桥已在我国的多个大型工程中得到应用，且前景广阔。

已建成的槽形梁桥都采用预应力钢筋混凝土结构。由于槽形梁是空间受力体系，受力行为复杂，为了满足使用要求，必须在混凝土中布置三向预应力筋，给设计和施工带来了很大的困难。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的问题，提出一种构造简单、受力合理、抗裂性能好、施工方便的采用新型抗剪连接件的槽形钢-混凝土组合梁。

本发明的技术方案如下：

本发明的一种采用新型抗剪连接件的槽形钢-混凝土组合梁，该组合梁包括外包钢梁、剪力连接件、混凝土板和预应力筋；外包钢梁包括固接在一起的两上翼缘板1、两腹板2和底板3；其特征在于：所述的两上翼缘板1和两腹板2上焊有栓钉连接件5，底板3上焊有方钢管连接件6；所述的方钢管连接件6在其垂直于梁纵轴的侧面上粘贴有弹性材料；所述的混凝土板4为钢筋混凝土层，位于两上翼缘板、两腹板及底板之上；在底板3上方的混凝土板4中布置有纵向预应力筋7。

本发明的一种采用新型抗剪连接件的槽形钢-混凝土组合梁的施工方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

将两上翼缘板、两腹板和底板焊接成外包钢梁；

在两上翼缘板、两腹板上焊接栓钉连接件，在底板上焊接方钢管连接件并在方钢管连接件垂直于梁纵轴的侧面上粘贴好弹性材料；

在两上翼缘板、两腹板上布置钢筋网片和侧模；

在底板上布置钢筋网片、纵向预应力筋；

在两上翼缘板、两腹板和底板上浇筑混凝土；

在混凝土强度达到设计要求时，张拉纵向预应力筋，完成施工。

本发明相对于现有技术具有以下优点及突出效果：

本发明由槽形外包钢梁和混凝土两部分组合而成。钢结构部分在工厂加工制作，易于保证质量。混凝土利用钢板作为模板进行现场浇筑，梁底无需模板施工，因此本发明施工较为方便，且施工质量易于保证。相比传统的预应力钢筋混凝土槽形梁，本发明省去了三向预应力筋的布置、张拉，只需在底板混凝土内布置纵向预应力筋，结构构造简单。方钢管连接件的使用，使底板的受力更为明确。在桥梁横向，钢板与混凝土通过连接件组合形成组合板共同工作，底部钢板受拉，上方混凝土受压，充分发挥两者的材料优势。在桥梁纵向，方钢管连接件上粘贴的塑料泡沫能够消除钢板与混凝土之间的剪力传递，提高了该方向混凝土中的预应力导入度，能有效控制混凝土开裂。

本发明可应用于城市轨道交通桥梁、铁路桥梁以及公路桥梁。

附图说明

图1为本发明的的截面示意图；

图2a为方钢管连接件的纵向构造详图；

图2b为方钢管连接件的横向构造详图；

图2c为图2b的A-A剖面图；

图中：1-上翼缘板；2-腹板；3-底板；4-混凝土板；5-栓钉连接件；6-方钢管连接件；7-纵向预应力筋；8-杆身；9-杆头；10-弹性材料。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步说明。

本发明是一种采用新型抗剪连接件的槽形钢-混凝土组合梁，如图1所示。该组合梁包括外包钢梁、混凝土板4、剪力连接件和无粘结纵向预应力筋7。外包钢梁为固接(焊接)在一起的两上翼缘板1、两腹板2和底板3。剪力连接件为栓钉连接件5和方钢管连接件6；外包钢梁的上翼缘板1和腹板2上焊有栓钉连接件5，底板3上焊有方钢管连接件6。栓钉连接件5能够保证上翼缘板1和腹板2与其上浇筑的混凝土形成混凝土板后协同工作。方钢管连接件6在垂直于梁纵轴的侧面上粘贴有弹性材料10，弹性材料可以是泡沫塑料或橡胶，(如图2所示)，用于消除底板3与混凝土板4在梁纵向的剪力传递，提高混凝土中预应力的导入度。方钢管连接件6能够保证外包钢梁底板3与混凝土板4在梁横向协同工作。混凝土板4为钢筋混凝土层，位于两上翼缘板、两腹板及底板之上；在外包钢梁的底板3上方的混凝土板4中布置有无粘结纵向预应力筋7，用于防止底板混凝土板4发生开裂，提高结构的刚度和承载力。钢筋混凝土层，即在混凝土中布置有钢筋网片(图中未示)。