一种预应力钢管混凝土组合结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种预应力钢管混凝土组合结构，包括防腐加固管和套装在所述防腐加固管内的钢管，钢管内部设置有十字钢板架，十字钢板架由交叉设置的横向钢板和纵向钢板构成，横向钢板与纵向钢板的交叉点处轴向开设有通孔，通孔内设置有预应力筋，钢管与十字钢板架之间的空腔内填充有混凝土，横向钢板和纵向钢板上均设置有多个栓钉。本实用新型结构简单，设计合理，施工方便且成本低，力学性能优良，使用效果良好，能够有效解决现有钢管混凝土结构存在的自重大、外侧钢壁与其内部混凝土之间的连接性能差的问题，克服外侧钢壁对内部混凝土的套箍效应以及沿海地区钢管混凝土耐久性差的缺陷。
【专利说明】
一种预应力钢管混凝土组合结构
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种钢管混凝土组合结构，具体涉及一种适用于建设沿海地区超大跨径钢管混凝土拱桥的预应力钢管混凝土组合结构。【背景技术】
[0002]随着桥梁技术的迅速发展，沿海地区的桥梁建设呈现出轻型、大跨、环保、美观的趋势，但由于沿海地区恶劣的海洋气候环境和海水腐蚀的影响，桥梁会出现混凝土劣化失效、钢筋锈蚀以致结构破坏带来的耐久性问题。
[0003]钢管混凝土结构是指在钢围成的结构中填充混凝土后形成的结构。钢和混凝土两种材料相互弥补彼此的弱点，充分发挥彼此的长处，有优良的力学性能。现如今，钢管混凝土结构在海洋平台与大跨、重载、轻型桥梁等结构中有着越来越广泛的应用，且所采用的钢管混凝土结构主要有圆形、方形和矩形三种截面形式。但是，目前所使用的钢管混凝土结构普遍存在钢管混凝土脱空、钢管易锈蚀等缺陷，因而在很大程度上限制了沿海地区超大跨径钢管混凝土桥梁的发展应用。
[0004]目前实际使用过程中，现有的钢管混凝土结构主要存在以下缺陷:第一、钢和混凝土相连，而钢结构与混凝土之间的连接性能差，两者容易产生脱空现象，造成相对滑移;第二、由于常年经受动荷载作用，外侧钢壁对混凝土的套箍作用较弱、易发生局部屈曲，最终导致钢管混凝土结构破坏;第三、钢材的耐火性能较差;第四、钢管的抗腐蚀能力差，由于以上原因，使得超大跨径钢管混凝土拱桥在沿海地区的发展与应用受到限制。因而，需对现有的钢管混凝土结构进行相应改进。【实用新型内容】
[0005]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种预应力钢管混凝土组合结构。其结构简单，设计合理，施工方便且成本低，力学性能优良，使用效果良好，能够有效解决现有钢管混凝土结构存在的自重大、外侧钢壁与其内部混凝土之间的连接性能差的问题，克服外侧钢壁对内部混凝土的套箍效应以及沿海地区钢管混凝土耐久性差的缺陷。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种预应力钢管混凝土组合结构，其特征在于:包括防腐加固管和套装在所述防腐加固管内的钢管，所述钢管内部设置有十字钢板架，所述十字钢板架由交叉设置的横向钢板和纵向钢板构成，所述横向钢板与纵向钢板的交叉点处轴向开设有通孔，所述通孔内设置有预应力筋，所述钢管与所述十字钢板架之间的空腔内填充有混凝土，所述横向钢板和纵向钢板上均设置有多个栓钉。
[0007]上述的一种预应力钢管混凝土组合结构，其特征在于:所述横向钢板和纵向钢板均焊接在所述钢管的内壁上。
[0008]上述的一种预应力钢管混凝土组合结构，其特征在于:所述防腐加固管的内壁与所述钢管的外壁紧密贴合。
[0009]上述的一种预应力钢管混凝土组合结构，其特征在于:所述防腐加固管和所述钢管的横截面均为圆形或矩形。
[0010]上述的一种预应力钢管混凝土组合结构，其特征在于:所述防腐加固管的管壁厚度为10cm?40cm。
[0011]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:[0〇12]1、本实用新型中防腐加固管既增加了钢管混凝土的承载能力，改善了其受力性能又提高了钢管的抗腐蚀能力，有利于应用在沿海地区超大跨径拱桥的施工建设中，且本实用新型内置十字钢板架，改变了钢管混凝土结构的受力状况，受力由传统的以抗弯、抗压为主转变为抗弯、抗剪和抗压共同作用，提高了钢管混凝土结构的整体刚度和变形的协调能力，有利于结构抗风与抗震。
[0013]2、本实用新型十字钢板架中内嵌预应力筋，增强了钢管混凝土结构的抗弯、抗压能力，减轻了结构自重，焊接栓钉结合了钢管混凝土与钢-混凝土组合梁的优势，显著改善了钢管对核心混凝土约束作用不强的缺点，有效提高了钢管混凝土组合结构的强度和延性。
[0014]3、本实用新型具有满足建筑功能的需要、承载能力高、抗震延性好、施工方便及降低成本等优势，各个构件可预制完成，现场组合使用，既可保证质量，又可大大缩短施工工期。
[0015]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。【附图说明】
[0016]图1为本实用新型实施例1的结构示意图。
[0017]图2为本实用新型实施例2的结构示意图。
[0018]附图标记说明:
[0019]1—防腐加固管；2—钢管；3—横向钢板；
[0020] 4一纵向钢板；5—通孔；6—预应力筋；
[0021] 7—混凝土；8—栓钉。【具体实施方式】 [〇〇22] 实施例1
[0023]如图1所示的一种预应力钢管混凝土组合结构，包括防腐加固管1和套装在所述防腐加固管1内的钢管2,所述钢管2内部设置有十字钢板架，所述十字钢板架由交叉设置的横向钢板3和纵向钢板4构成，所述横向钢板3与纵向钢板4的交叉点处轴向开设有通孔5,所述通孔5内设置有预应力筋6,所述钢管2与所述十字钢板架之间的空腔内填充有混凝土 7,所述横向钢板3和纵向钢板4上均焊接有多个栓钉8。
[0024]如图1所示，本实施例中，所述横向钢板3和纵向钢板4均焊接在所述钢管2的内壁上。
[0025]如图1所示，本实施例中，所述防腐加固管1的内壁与所述钢管2的外壁紧密贴合。
[0026]如图1所示，本实施例中，所述防腐加固管1和所述钢管2的横截面均为圆形。[0〇27]本实施例中，所述防腐加固管1的管壁厚度为10cm?40cm。
[0028]实际使用时，防腐加固管1选用CFRP碳素波纹管，混凝土7选用C50微膨胀混凝土， 预应力筋6的横截面直径选为10cm?40cm，钢管2横截面的外径选为50cm?200cm，本实用新型预应力钢管混凝土组合结构能够有效解决现有钢管混凝土结构存在的自重大、外侧钢壁与其内部混凝土之间的连接性能差的问题，克服外侧钢壁对内部混凝土的套箍效应以及沿海地区钢管混凝土耐久性差的缺陷，适宜于应用在沿海地区超大跨径钢管混凝土拱桥的施工建设中。[〇〇29] 实施例2
[0030]如图2所示，本实施例与实施例1的不同之处在于:本实施例中，所述防腐加固管1 和所述钢管2的横截面均为矩形。本实施例的其他结构与实施例1相同。
[0031]实际使用时，防腐加固管1选用CFRP碳素波纹管，混凝土7选用C50微膨胀混凝土， 预应力筋6的横截面直径选为10cm?40cm，钢管2横截面的长度选为100cm?500cm，宽度选为30cm?10cm，本实施例预应力钢管混凝土组合结构能够有效解决现有钢管混凝土结构存在的自重大、外侧钢壁与其内部混凝土之间的连接性能差的问题，克服外侧钢壁对内部混凝土的套箍效应以及沿海地区钢管混凝土耐久性差的缺陷，适宜于应用在沿海地区超大跨径钢管混凝土拱桥的施工建设中。
[0032]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
【主权项】
1.一种预应力钢管混凝土组合结构，其特征在于:包括防腐加固管(1)和套装在所述防 腐加固管(1)内的钢管(2)，所述钢管(2)内部设置有十字钢板架，所述十字钢板架由交叉设 置的横向钢板(3)和纵向钢板(4)构成，所述横向钢板(3)与纵向钢板(4)的交叉点处轴向开 设有通孔(5)，所述通孔(5)内设置有预应力筋(6)，所述钢管(2)与所述十字钢板架之间的 空腔内填充有混凝土 (7)，所述横向钢板(3)和纵向钢板(4)上均设置有多个栓钉(8)。2.按照权利要求1所述的一种预应力钢管混凝土组合结构，其特征在于:所述横向钢板 (3)和纵向钢板(4)均焊接在所述钢管(2)的内壁上。3.按照权利要求1或2所述的一种预应力钢管混凝土组合结构，其特征在于:所述防腐 加固管(1)的内壁与所述钢管(2)的外壁紧密贴合。4.按照权利要求1或2所述的一种预应力钢管混凝土组合结构，其特征在于:所述防腐 加固管(1)和所述钢管(2)的横截面均为圆形或矩形。5.按照权利要求1所述的一种预应力钢管混凝土组合结构，其特征在于:所述防腐加固 管(1)的管壁厚度为l〇cm?40cm。
【文档编号】E01D101/24GK205576719SQ201620333301
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年4月20日
【发明人】孙荣晓, 屈晓晓, 黄平明, 赵育, 杜朋, 孙亚民, 王思锐, 万琪
【申请人】长安大学