[发明专利]一种组合箱梁结构

说明书

本发明公开了一种组合箱梁结构，该结构包括UHPC顶板、波形钢腹板、钢底板以及钢横隔板，其中，波形钢腹板、钢横隔板底边均垂直焊接在钢底板上，且钢横隔板侧边垂直焊接在波形钢腹板上；波形钢腹板、钢横隔板远离钢底板方向上的顶边均垂直连接在UHPC顶板底面。由于钢板的抗拉强度强，UHPC的抗压强度是普通C50混凝土的3倍，本发明能充分发挥钢底板的抗拉性能和UHPC顶板的抗压性能，和波形钢腹板的手风琴效应和抗剪性能，结构自重更轻，更易于增大跨度，减少下部结构数量和截面，增大抗震性能，受力合理。

技术领域

本发明属于结构工程技术领域，尤其涉及一种组合箱梁结构，具体为波形钢腹板-钢底板-UHPC顶板组合箱梁结构。

背景技术

在各国的桥梁建设中，预应力混凝土连续箱梁得到了广泛的应用。但由于其自重大，大跨预应力混凝土连续梁的自重在总荷载中的占比可达到80％～90％，限制了其跨度很难超过300m，而且大跨径PC梁桥在运营过程中普遍出现主跨过度下挠和梁体开裂病害。

目前，针对大跨度预应力混凝土连续梁的改进有两个方向：一是箱梁结构型式的创新，典型如波形钢腹板PC组合箱梁，将易开裂的混凝土腹板替换为不开裂的波形钢腹板，达到了降低结构自重，防止腹板开裂等目的；二是工程材料的创新，采用高强度、高性能的材料，典型如超高性能混凝土(Ultra High Performance Concrete，UHPC)代替普通混凝土，达到降低结构自重，提高结构承载能力、耐久性等目的。波形钢腹板PC组合梁对于顶、底板结构并未优化，在应用中顶、底板一般采用现浇法施工，组合梁的施工工序比较复杂，且混凝土顶、底板的收缩和徐变仍然存在，在减小预应力损失方面没有明显优势。

发明内容

本发明的目的在于提供一种组合箱梁结构，具体为波形钢腹板-钢底板-UHPC顶板组合箱梁结构，以使增大波形钢腹板PC组合箱梁结构的跨度，减少混凝土顶、底板的收缩和徐变，减小预应力损失。

本发明是这样实现的，一种组合箱梁结构，该结构包括UHPC顶板、波形钢腹板、钢底板以及钢横隔板，其中，所述波形钢腹板、钢横隔板底边均垂直焊接在钢底板上，且钢横隔板侧边垂直焊接在波形钢腹板上；波形钢腹板、钢横隔板远离钢底板方向上的顶边均垂直连接在UHPC顶板底面。

优选地，所述钢底板上设有加筋肋，该加筋肋与波形钢腹板的板面平行，且与钢横隔板的板面垂直。

优选地，所述钢横隔板上设有用于贯穿预应力钢束的体外预应力孔。

优选地，若干所述钢横隔板以波形钢腹板或钢底板的端部为起始位置并根据力学性能等间距焊接在钢底板上。

优选地，所述波形钢腹板、钢横隔板的顶边均通过螺栓垂直连接在UHPC顶板底面。

优选地，所述UHPC顶板靠底面侧预埋栓钉；所述波形钢腹板、钢横隔板的顶边通过与所述栓钉焊接后固定在UHPC顶板底面。

本发明克服现有技术的不足，提供一种组合箱梁结构，包括UHPC顶板、波形钢腹板、平钢底板、横隔板和纵向加劲肋，波形钢腹板设置在UHPC顶板和平钢底板之间，横隔板设置在波形钢腹板之间，与波形钢腹板和平钢底板焊接连接，横隔板通过发明的两种连接方式与UHPC顶板连接，纵向加劲肋焊接平钢底板上部。

相比于现有技术的缺点和不足，本发明具有以下有益效果：由于钢板的抗拉强度强，UHPC的抗压强度是普通C50混凝土的3倍，本发明能充分发挥钢底板的抗拉性能和UHPC顶板的抗压性能，和波形钢腹板的手风琴效应和抗剪性能，结构自重更轻，更易于增大跨度，减少下部结构数量和截面，增大抗震性能，受力合理。

附图说明

图1是本发明组合箱梁结构的三维构造图；

图2是本发明组合箱梁结构中波形钢腹板、钢横隔板与UHPC顶板采用高强螺栓连接方案的截面结构示意图，