[发明专利]经济型无顶板预制钢‑砼组合简支梁及制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及桥梁钢-砼组合简支梁结构的改进技术。

背景技术

现有与钢结构相关的简支梁桥常用的有钢梁、钢-砼组合梁结构、预弯梁钢-砼组合梁结构，这些与钢结构相关的桥梁有着共同的、不同程度的缺点就是用钢量大、造价高。

发明内容

本发明的目的是提供一种经济型无顶板预制钢-砼组合简支梁及制作方法，以解决在不降低主梁承载能力的前提下，有效节省钢材用量，降低了工程造价等技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案如下：

经济型无顶板预制钢-砼组合简支梁，采用倒T型或槽型钢焊接成无顶板的钢梁，钢梁的腹板可采用平直或波形钢腹板，在上述无顶板的钢梁上预制桥面板，形成钢-砼整体断面受力模式的组合梁。

经济型无顶板预制钢-砼组合简支梁制作方法，包括如下步骤：

步骤1，在工厂加工倒T型或槽型无顶板钢梁；

步骤2，工厂或现场浇筑桥面板砼，形成钢-砼组合梁全截面；

步骤3，待检测桥面板砼达到100％的设计强度后，吊装钢-砼组合梁至桥位处；

步骤4，施工组合梁横向联系，浇筑现浇段形成整体结构；

步骤5，施工桥面铺装以及附属设施。

本发明首先在钢结构及预制厂家生产专门加工制作成钢梁结构、预制成组合梁，与普通预制梁一样运至现场、吊装、架设至桥墩，完成整体桥梁。其优点及积极效果是比正常钢结构梁、钢砼组合梁、预弯梁等常规钢结构相关的桥梁用钢量减少20％～60％，同时比预弯梁和预应力混凝土梁的混凝土用量减少40％～50％的效果，最终达到节省工程造价的目的。

附图说明

图1是本发明的无顶板预制钢梁示意图。

图2是本发明的倒T型钢梁的示意图。

图3是本发明的槽型钢梁的示意图。

图4是本发明的浇筑桥面板砼形成钢-砼组合梁全截面主视图。

图5是本发明的浇筑桥面板砼形成倒T型钢-砼组合梁全截面侧视图。

图6是本发明的浇筑桥面板砼形成槽型钢-砼组合梁全截面侧视图。

图7是本发明的吊装钢-砼组合梁全截面主视图。

图8是本发明的倒T型吊装钢-砼组合梁全截面侧视图。

图9是本发明的槽型吊装钢-砼组合梁全截面侧视图。

图10是本发明的倒T型吊装钢-砼组合梁浇筑现浇段侧视图。

图11是本发明的槽型吊装钢-砼组合梁浇筑现浇段侧视图。

图12是本发明的施工桥面铺装后倒T型吊装钢-砼组合梁结构示意图。

图13是是本发明的施工桥面铺装后槽型吊装钢-砼组合梁结构示意图。

图中编号：1、桥面板砼，2、盖梁。

具体实施方式

本发明所述经济型无顶板预制钢混组合简支梁，取用倒T型、槽型焊接成钢梁，腹板可采用平直或波形钢腹板，取消工字、小箱型钢梁的低效或无效顶板，工厂或现场预制桥面板均可，形成钢-砼整体断面受力模式的组合梁。可灵活采用分段运输、现场模块化组装的施工工法，提高施工便利性，缩短施工工期。本发明充分利用了钢材和混凝土各自的材料性能，在施工及运营阶段发挥其优势，以达到了节省钢材和混凝土工程量、降低工程造价的目的。

经济型无顶板预制钢-砼组合简支梁制作方法，包括如下步骤：

步骤1，在工厂加工无顶板钢梁(倒T型、槽型)，如图1、2、3所示；这是与常规有顶板钢梁区别之处。

步骤2，工厂或现场浇筑桥面板砼，形成钢-砼组合梁全截面；如图4、5、6所示。

步骤3，待检测桥面板砼达到100％的设计强度后，吊装钢-砼组合梁至桥位处；如图7、8、9所示。

步骤4，施工组合梁横向联系，浇筑现浇段形成整体结构；参见图10、11所示。

步骤5，施工桥面铺装以及附属设施。参见图12、13所示。

本发明的取消顶板理由及相关受力说明如下：

钢-砼组合结构的受力性能，通常是通过计算结构的截面应力值来判定，应力值越大对结构越不利。

结构正截面弯曲应力公式：

σ：结构正截面弯曲应力

M：正截面弯矩

y:截面中性轴到下边缘的距离

I：截面抗弯惯性矩

由以上公式可知，截面弯矩是一个定值，经计算比较采用波形腹板、无顶板钢-砼组合梁对于截面惯性矩影响不大，y值会相对减小，因此结构正截面弯曲应力不变或者减小，故可认为相对带顶板的钢-砼组合梁而言，顶板已无结构功能作用(或者说去掉顶板厚对结构受力性能基本没有影响或更有利)。采用无顶板钢-砼组合梁对结构受力有利，而且可以有效节省钢梁用量，降低工程造价，此时在景观许可的前提下采用波形腹板、比直腹板效果更加。