一种板桁接合的装配式节段梁及其拼装方法与流程

本发明涉及装配式建筑技术领域，具体涉及一种板桁接合的装配式节段梁及其拼装方法。

背景技术：

钢-混凝土组合结构是在钢结构和混凝土结构的基础上发展起来的一种新型结构形式，上世纪20年代问世以来，由于其能充分发挥钢材抗拉与混凝土抗压特点，且具有自重轻、承载能力高等优点，在桥梁结构中的大跨桥面梁、工业建筑中的重荷载平台梁和吊车梁，以及对结构高度和自重都有较高要求的民用建筑组合楼盖中逐步得到广泛应用，同时，预制节段梁技术作为一种环保、高效的施工技术形式，正在逐步得到推广应用。节段梁拼装技术与传统的满膛支架现浇箱梁相比，凸显“环保、交通、速度”三大优势，采用模块施工，大大加快了现场施工速度，无需现场浇捣混凝土，施工时噪音小、粉尘少，可有效减少了对周边居民、环境的影响。

21世纪以来，随着我国组合结构相关研究理论的日渐成熟，工程经验的不断累积以及设计水平的进一步提高，为了适应工程建设中针对跨度、截面等的需求，组合梁结构由传统工字钢组合梁、h型钢组合梁逐渐发展为波型钢腹板组合梁，进而逐渐发展为大跨度、宽截面等复杂形式，对于钢-混凝土组合梁，传统工字钢、h型钢组合梁在工程实际应用中，为保证构件刚度，通常需要设置相应的加劲肋，增加焊接工作量。波纹钢腹板组合梁则需要在特定的工厂中，采用专用机械设备，将钢板压弯成型，制作成波纹型钢板，且在工程应用中如超过特定长度，相邻两块波纹钢腹板还需要采用高强螺栓连接固定。对于预制节段梁，虽然具有施工快速、环保、高效等优势，但相对于将腹板改进成钢板的钢混组合梁而言，节段梁腹板仍为混凝土浇筑，造价相对较高，且后期存在腹板收缩开裂，预应力传递效率低下等弊端。

因此，提供一种施工快速高效且力学性能好的板桁接合的装配式节段梁及其拼装方法，已是一个值得研究的问题。

技术实现要素：

针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种施工快速高效且力学性能好的板桁接合的装配式节段梁。

本发明的目的是这样实现的：

一种板桁接合的装配式节段梁，包括顶板、底板、与顶板和底部连接的腹板，所述腹板包括钢板、与钢板的前侧面和后侧面固定连接的钢管、与钢板的顶部和钢管的顶部固定连接的第一翼缘板、与钢板的底部和钢管的底部固定连接的第二翼缘板，钢板的左端位于第一翼缘板左端的左侧和第二翼缘板左端的左侧，钢板的右端位于第一翼缘板右端的左侧和第二翼缘板右端的左侧。

所述钢板的顶部和钢管的顶部在同一平面上，钢板的底部和钢管的底部在同一平面上，第一翼缘板的左端和第二翼缘板的左端在同一平面上，第一翼缘板的右端和第二翼缘板的右端在同一平面上。

所述钢板的左端和第一翼缘板左端之间的距离与钢板的右端和第一翼缘板右端之间的距离相等，钢板的左端和第二翼缘板左端之间的距离与钢板的右端和第二翼缘板右端之间的距离相等。

所述第一翼缘板的上表面和第二翼缘板的下表面均设有连接件，顶板的下表面和底板的上表面设有与连接件相配合的安装孔。

所述顶板的左侧面和底部的左侧均设有第一剪力键，顶板的右侧面和底板的右侧面均设有与第一剪力键相配合的第二剪力键。

所述第一剪力键为凹槽，第二剪力键为凸起。

所述顶板上和底板上设有使钢筋穿过的预应力孔道，预应力孔道在沿顶板的左右长度方向和底板的左右长度方向设置；所述的板桁接合的装配式节段梁的拼装方法，其特征在于包括以下步骤：s1.首先制作预制顶板和底板，然后预制腹板，腹板预制时，钢板的左端有延伸出第一翼缘板的左端和第二翼缘板左端的钢板延伸段，钢板的右端预留有使钢板延伸段的延伸空间，即钢板的右端凹陷于第一翼缘板和第二翼缘板的右端，将顶板、底板分别与腹板通过连接件固定连接，则第一个节段梁安装完毕；

s2.以已安装节段梁的右端作为待安装节段梁的左端的连接端，待安装节段梁的钢板延伸段与已安装节段梁完成插接，且相邻两个节段梁的第一剪力键和第二剪力键对接后，焊接相邻腹板的钢板，则第二个节段梁与第一个节段梁拼装完成，重复上述步骤完成后续的节段梁拼装，待若干节段梁进行组合并拼接成型后，通过预应力孔道穿入预应力钢筋，并进行包括预应力张拉在内的后续操作。

积极有益效果：本发明的顶板和底板可在异地或施工场地外预制，实现便捷施工、快速化安装，刚腹板采用钢板与钢管的焊接，相邻节段梁腹板形式、尺寸一致，便于批量制作，相邻节段梁采用纵向拼接形式，相邻节段梁之间腹板连接形式为直接将钢板插入上一节段预留空间内，并与上一节段腹板焊接，施工简便，快速高效，同时腹板焊接可大幅提高梁的整体稳定性和抗剪性能。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的左视图；

图3为本发明腹板的结构示意图；

图4为本发明腹板与底板的连接结构示意图；

图5为本发明腹板与顶板的连接结构示意图；

图6为本发明相邻两个腹板连接的结构示意图；

图7为本发明相邻节段梁拼接的结构示意图；

图中为：顶板1、底板2、腹板3、第一剪力键4、预应力孔道5、第二剪力键6、钢板7、钢管8、第一翼缘板9、第二翼缘板10、连接件11。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

如图1至图3所示，一种板桁接合的装配式节段梁，包括顶板1、底板2、与顶板1和底部2连接的腹板3，顶板1和底板2采用预制钢筋混凝土材质，所述腹板3包括钢板7、与钢板7的前侧面和后侧面固定连接的钢管8、与钢板7的顶部和钢管8的顶部固定连接的第一翼缘板9、与钢板7的底部和钢管8的底部固定连接的第二翼缘板10，钢管8为方形钢管，所述钢板7的顶部和钢管8的顶部在同一平面上，钢板7的底部和钢管8的底部在同一平面上，第一翼缘板9的左端和第二翼缘板10的左端在同一平面上，第一翼缘板9的右端和第二翼缘板10的右端在同一平面上，即钢板7为矩形的平面钢板，第一翼缘板9和第二翼缘板10的为尺寸相同的平面钢板，钢板7竖直设置，钢板7的前侧面和后侧面与钢管8焊接固定，第一翼缘板9的下表面与钢板7的顶部和钢筋8的顶部焊接固定，第二翼缘板10的上表面与钢板7的底部和钢筋8的底部焊接固定。

如图6所示，钢板7的左端位于第一翼缘板9左端的左侧和第二翼缘板10左端的左侧，钢板7的右端位于第一翼缘板9右端的左侧和第二翼缘板10右端的左侧。所述钢板7的左端和第一翼缘板9左端之间的距离与钢板7的右端和第一翼缘板9右端之间的距离相等，钢板7的左端和第二翼缘板10左端之间的距离与钢板7的右端和第二翼缘板10右端之间的距离相等，即节段梁的左端有延伸出第一翼缘板9左端和第二翼缘板10的左端钢板延伸段，所述的节段梁的右端一端预留有使钢板延伸段的延伸空间，所述钢板延伸段用于和相邻节段梁的所述预留延伸空间插入对接并焊接，即将未安装的节段梁的钢板7的左端插入已安装的节段梁的钢板7的右端并通过焊接固定，同时，未安装的节段梁的钢板7的右端与已安装的节段梁的钢管8焊接固定。

所述第一翼缘板9的上表面和第二翼缘板10的下表面均设有连接件11，顶板1的下表面和底板2的上表面设有与连接件相配合的安装孔，连接件11为栓钉抗剪连接件，第一翼缘板9与顶板1通过连接件11连接，第二翼缘板10与底部2通过连接件11连接。

实施例2

如图1至图3所示，一种板桁接合的装配式节段梁，包括顶板1、底板2、与顶板1和底部2连接的腹板3，顶板1和底板2采用预制钢筋混凝土材质，所述腹板3包括钢板7、与钢板7的前侧面和后侧面固定连接的钢管8、与钢板7的顶部和钢管8的顶部固定连接的第一翼缘板9、与钢板7的底部和钢管8的底部固定连接的第二翼缘板10，钢管8为圆形钢管，所述钢板7的顶部和钢管8的顶部在同一平面上，钢板7的底部和钢管8的底部在同一平面上，第一翼缘板9的左端和第二翼缘板10的左端在同一平面上，第一翼缘板9的右端和第二翼缘板10的右端在同一平面上，即钢板7为矩形的平面钢板，第一翼缘板9和第二翼缘板10的为尺寸相同的平面钢板，钢板7竖直设置，钢板7的前侧面和后侧面与钢管8焊接固定，第一翼缘板9的下表面与钢板7的顶部和钢筋8的顶部焊接固定，第二翼缘板10的上表面与钢板7的底部和钢筋8的底部焊接固定。

如图6所示，钢板7的左端位于第一翼缘板9左端的左侧和第二翼缘板10左端的左侧，钢板7的右端位于第一翼缘板9右端的左侧和第二翼缘板10右端的左侧。所述钢板7的左端和第一翼缘板9左端之间的距离与钢板7的右端和第一翼缘板9右端之间的距离相等，钢板7的左端和第二翼缘板10左端之间的距离与钢板7的右端和第二翼缘板10右端之间的距离相等，即节段梁的左端有延伸出第一翼缘板9左端和第二翼缘板10的左端钢板延伸段，所述的节段梁的右端一端预留有使钢板延伸段的延伸空间，所述钢板延伸段用于和相邻节段梁的所述预留延伸空间插入对接并焊接，即将未安装的节段梁的钢板7的左端插入已安装的节段梁的钢板7的右端并通过焊接固定，同时，未安装的节段梁的钢板7的右端与已安装的节段梁的钢管8焊接固定。

所述第一翼缘板9的上表面和第二翼缘板10的下表面均设有连接件11，顶板1的下表面和底板2的上表面设有与连接件相配合的安装孔，连接件11为栓钉抗剪连接件，第一翼缘板9与顶板1通过连接件11连接，第二翼缘板10与底部2通过连接件11连接。

如图4和图5所示，所述顶板1的左侧面和底部的左侧均设有第一剪力键4，顶板1的右侧面和底板2的右侧面均设有与第一剪力键4相配合的第二剪力键6。所述第一剪力键4为凹槽，第二剪力键6为凸起，第一剪力键4和第二剪力键6的位置、大小、尺寸相匹配，便于插接，第一剪力键4和第二剪力键6可增加梁体整体性，提高节段梁抗剪能力，相邻节段之间，可使用前一节段匹配面作为下一节段端模。所述顶板1上和底板2上设有使钢筋穿过的预应力孔道5，预应力孔道5在沿顶板1的左右长度方向和底板2的左右长度方向设置，预应力孔道5内插入预应力钢筋，增强了节段梁的强度，待若干节段梁进行组合并拼接成型后，可通过预应力孔道5穿入预应力钢筋，并进行预应力张拉等后续操作，相邻两个节段梁的顶板1通过第一剪力键4和第二剪力键6连接，便于相邻节段梁的快速定位和拼接，工作效率高。

如图7所示，该节段梁的拼装方法如下：s1.首先制作预制顶板1和底板2，然后预制腹板3，腹板3预制时，钢板7的左端有延伸出第一翼缘板9的左端和第二翼缘板10左端的钢板延伸段，钢板7的右端预留有使钢板延伸段的延伸空间，即钢板7的右端凹陷于第一翼缘板9和第二翼缘板10的右端，将顶板1、底板2分别与腹板3通过连接件11固定连接，则第一个节段梁安装完毕；s2.以已安装节段梁的右端作为待安装节段梁的左端的连接端，待安装节段梁的钢板延伸段与已安装节段梁完成插接，且相邻两个节段梁的第一剪力键4和第二剪力键6对接后，焊接相邻腹板的钢板7，则第二个节段梁与第一个节段梁拼装完成，重复上述步骤完成后续的节段梁拼装，待若干节段梁进行组合并拼接成型后，可通过预应力孔道5穿入预应力钢筋，并进行预应力张拉等后续操作。

本发明的顶板和底板可在异地或施工场地外预制，实现便捷施工、快速化安装，刚腹板采用钢板与钢管的焊接，相邻节段梁腹板形式、尺寸一致，单一，便于批量制作，相邻节段梁采用纵向拼接形式，相邻节段梁之间腹板连接形式为直接将钢板插入上一节段预留空间内，并与上一节段腹板焊接，施工简便，快速高效，同时腹板焊接可大幅提高梁的整体稳定性和抗剪性能。