[实用新型]超高性能水泥基π形梁

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种轻质、高强π形梁体，更具体的说，涉及一种超高性能水泥基π形梁。

背景技术

公路、铁路等领域中小型桥梁的梁体结构多采用钢筋混凝土或预应力钢筋混凝土结构的空心板梁、T梁或箱梁，其中公路中小型桥梁中以空心板梁结构居多，华东地区空心板梁结构至少占比80％以上，空心板梁一般适用于跨径在8～20m之间的桥梁，而T梁适用于单孔跨径在30～40m之间，箱梁的适用范围则相对较广。普通混凝土由于其廉价易得，成为梁体结构(包括空心板梁、T梁和箱梁)的主要结构材料，但其缺点也十分显著，如：(1)强度低，导致结构尺寸大、自重大、施工周期长；(2)脆性大、韧性差，极易出现裂缝，成为侵蚀介质进入混凝土内部的途径；(3)耐久性差，体现在渗透系数大、抗冻性能差、不耐腐蚀等；(4)耐疲劳性能差，在反复荷载下易出现疲劳裂缝。我国自改革开放以来就开始大规模的桥梁建设，过去的30年共建造了50多万座桥梁，据不完全调查统计，近1/4存在各种类型的病害，其中涉及到梁体的病害占有较大比例，包括梁的开裂、破损、盐类侵蚀、钢筋锈蚀、下挠、预应力损失、接缝渗漏等，后期的维护加固费用惊人，单座桥梁的维护加固费用尽可超过建设费用，对于损坏严重的梁体需要重新更换，此时需凿除桥面铺装及桥面板并使用大型设备才能将笨重的梁体移走，费用惊人，从梁结构的全生命周期来看，建设费用相对较低的钢筋混凝土梁其经济性是大打折扣的。目前桥梁建设需要一种轻质高强、耐久性高、施工周期短、维护费用低的新型梁体结构，来克服现有梁结构的各种弊端，提高桥梁整体的服役性能、安全性能和使用寿命。

实用新型内容

为了克服现有技术存在的问题，本实用新型的目的是提出一种超高性能水泥基π形梁。

一种超高性能水泥基π形梁，该π形梁由顶板(1)、对称布置的腹板(2)及球缘(3)、高强筋材(4)构成，将该梁的高度设为H₁、顶板(1)宽度设为B₁、顶板(1)厚度设为T₁、腹板(2)厚度设为T₂、球缘(3)内侧间距设为B₂、球缘(3)高度设为H₂、球缘(3)宽度设为B₃、顶板(1)和腹板(2)内侧倒角半径设为R₁、顶板(1)和腹板(2)外侧倒角半径及腹板(2)和球缘(3)倒角半径设为R₂、球缘(3)上部边缘倒角半径设为R₃、梁跨度设为L时，满足：H₁/B₁＝0.2～1；T₁/H₁＝0.01～0.3；T₂/B₃＝0.1～0.5；B₂/B₁＝0.2～0.8；B₃/B₂＝0.1～0.5；T₂/H₁＝0.02～0.2；R₂/R₁＝0.3～0.8；R₃/R₂＝0.1～0.5；1500mm≤B₁≤5000mm；500mm≤H₁≤3000mm；L＝10m～200m。

所述超高性能水泥基π形梁，所述超高性能水泥基π形梁采用高强筋材(4)在腹板(2)与顶板(1)交界处及球缘(3)进行配筋，腹板(2)与顶板(1)交界处配筋率在0.02％～2％之间，球缘(3)配筋率在1％～20％之间，采用先张法对高强筋材(4)施加预应力。

所述超高性能水泥基π形梁，梁的横截面积为0.2～2m²，总截面配筋率为0.5％～5％，结构自重为5～50kN/m，转动惯量为2～20×10¹⁴mm⁴。

所述的超高性能水泥基π形梁，π形梁弯曲试验时跨中最大拉应变为2000～4000με，弯曲试验时高强筋材(4)最大应力为500～3000MPa，剪切试验时腹板(2)最大拉应变为100～1000με。