[发明专利]一种钢-混组合梁的Y形钢构件

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢-混组合梁的Y形钢构件，属于桥梁工程领域。

背景技术

钢-混组合梁是在钢结构和混凝土结构基础上发展起来的一种结构型式。它主要通过在钢梁和混凝土翼缘板之间设置剪力连接件（栓钉、槽钢、弯筋等），抵抗两者在交界面处的掀起及相对滑移，使之成为一个整体而共同工作。其中钢构件部分位于梁的下部，混凝土部分位于上部，充分利用了钢材的高抗拉强度，只将抗拉能力极低的混凝土材料布置在受压区，合理利用了两种材料的特性，降低了造价。

钢-混组合梁同钢筋混凝土梁相比，可以减轻结构自重，减小地震作用，减小截面尺寸，增加有效使用空间，节省支模工序和模板，缩短施工周期。同钢梁相比，可以减小用钢量，增加稳定性和整体性，增强结构抗火性和耐久性，大大地增强了梁的刚度。钢-混组合梁在桥梁工程中也得到广泛应用，是桥梁轻型化发展及满足快速施工要求的一个重要方向。

但是钢-混组合梁的腹板较高，结构容易丧失稳定性，发生屈曲。且上翼板和腹板在接触面处，截面特性突变，抗扭刚度较差。作为受弯构件的钢-混组合梁，钢与混凝土交界面位于剪力最大处，而交界面恰为薄弱面，导致抗剪能力差。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的不足和问题，提供了一种钢-混组合梁的Y形钢构件。该构件上翼板的两侧部分水平，中间部分下凹，上翼板与其下的腹板组合在一起后形似Y。下凹部分可以是三角形（如图2所示）、矩形、梯形（如图3所示），以及各种形式的曲线形（如图1所示），减小了在同等梁高情况下钢腹板的高度，增强结构稳定性，在顶板与腹板的交接处不必再加设斜板或斜撑，使力线过渡比较均匀，提高抗扭刚度。

进一步地，上翼板上有抗剪连接件。不但上翼板的水平段有抗剪连接件，下凹段也有，下凹段最底部有竖向的长抗剪连接件，可以深入桥面板。抗剪连接件也是组合梁的必备组件，它增加了构件的抗剪强度，使得桥面板与主梁间不易发生相对错动。

进一步地，沿构件纵向分布有横向的钢筋或钢板条，连接上翼板两侧的水平段。使下凹区域内的混凝土受到侧向约束，提高抗压能力，充分利用材料性能，提高钢-混组合梁的抗弯能力。

还可以采取其它方式，将上翼缘板中部下凹部分的两侧连接起来，比如可在两侧等高位置开孔，穿入短钢筋条后再焊接。

为了减小本发明的维护费用，可以采用耐候钢；腹板可以向上进入上翼板的下凹区，甚至进入水平段上方，此时腹板上可以开孔，插入横向钢筋，可进一步提高钢-混组合梁的抗剪能力；此外，为进一步提高构件的极限承载力，可在腹板上增加加劲肋；下凹段的底部可采用圆弧；在连接钢筋和钢板条的下方布置纵向钢筋（如图4所示），可以更好地约束下凹区域内的混凝土，使下凹部分内的混凝土相当于钢管混凝土，提高组合梁上部的抗压能力，从而提高组合梁的的承载力。

与现有技术相比，采用本发明具有以下有益效果：

1.该钢构件提高了钢-混组合梁的抗剪强度；

2.高度相对较低的腹板增强了结构稳定性，并提高了极限承载力；

3.此类主梁形式提高了截面的抗扭刚度和抗弯刚度，使力线过渡比较均匀，减少了扭转应力和畸变应力；

4.下凹区域内混凝土受到约束，强度得到提高，充分利用材料性能，提高了钢-混组合梁的抗弯能力。

5.该钢构件制作简单，与一般的组合梁相比较，费用增加少。

附图说明

图1是曲线形上翼缘截面示意图；

图2是V形上翼缘截面示意图；

图3是梯形上翼缘截面示意图；

图4是带连接钢板条的上翼缘截面示意图；

附图中：1—上翼板，2—腹板，3—下翼板，4—栓钉，5—长栓钉，6—混凝土，7—钢筋，8—连接钢板条。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例，并结合附图对本发明的技术方案进行了描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一

本实施例对应的示意图见图1。钢-混组合梁由混凝土（6）和Y形钢构件组成，Y形钢构件包括下翼板（3）、上翼板（1）及连接两者的腹板（2），在上翼板（1）的两侧部分水平，中间部分下凹成曲线形，上翼板（1）的上表面有栓钉（4），下凹区域底部有长栓钉（5），下翼板（3）和腹板通过焊缝连接，上翼板（1）通过钢板冷轧加工得到，与腹板（2）通过焊缝连接，混凝土（6）内按常规钢-混组合梁配置钢筋网。

实施例二