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。
技术实现要素:
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。