一种混凝土箱梁及其定位钢架的制作方法

文档序号:29000799发布日期:2022-02-23 18:17阅读:84来源:国知局

1.本实用新型涉及箱梁结构技术领域,尤其涉及一种混凝土箱梁及其定位钢架。


背景技术:

2.预应力混凝土箱梁的早期裂缝控制是土木工程领域常见问题之一,大多数箱梁由于跨度过大,单纯的钢筋混凝土结构会因为箱梁混凝土品质、施工质量等存在不确定性,在运输过程或吊装时产生裂纹,裂缝延伸至整块板,导致预制构件在运输及吊装过程中发生龟裂甚至断裂。
3.针对上述问题,授权公告号cn 202047353 u的中国实用新型专利公开了一种预应力混凝土连续箱梁及高速公路、铁路混凝土桥梁体,桥梁体包括桥墩及沿桥墩设置的多个预应力混凝土连续箱梁,每一预应力混凝土连续箱梁包括顶板、腹板和底板,所述腹板中设有多根竖向预应力筋,所述竖向预应力筋包括预应力钢棒,所述预应力钢棒的两端皆设置有螺纹部、在所述螺纹部上装设有锚垫板和锚固螺母,其中,所述预应力钢棒的远离底板一端上的螺纹部长度大于锚垫板的厚度与锚固螺母的厚度之和,该结构通过在箱梁中设置钢棒式竖向预应力筋,能有效预防腹板产生斜裂缝,且能方便预应力施加、还能节约材料。
4.但本技术发明人发现上述技术方案至少存在如下技术问题:
5.该结构未设置纵向预应力筋,无法应对梁体在竖向荷载任用下梁体下部的混凝土出现的拉应力,同时该结构混凝土箱梁在被吊起时腹板与顶板的交接处容易出现裂纹,影响整体结构的使用寿命。


技术实现要素:

6.针对现有技术中存在的问题,本实用新型提供一种混凝土箱梁及其定位钢架,能平衡多个位置处的应力,同时也能防止混凝土箱梁在被吊起时腹板与顶板的交接处出现裂纹。
7.一种混凝土箱梁,包括顶板、设置于所述顶板下端两侧的腹板及设置于所述腹板下端并连接两块所述腹板的底板,还包括有:定位钢架,设置于混凝土箱梁结构内部位于所述顶板与所述腹板的交界处;若干个纵向预应力钢束,通过所述定位钢架定位并纵向设置于所述腹板内部,所述纵向预应力钢束于所述腹板内部呈弯曲设置;若干个竖向预应力钢束,通过所述定位钢架定位并依次竖向的贯穿设置于所述顶板、所述腹板及所述底板内部,若干个所述竖向预应力钢束设置于所述纵向预应力钢束的下弯段的一侧。
8.上述技术方案中所提及的下弯段为所述纵向预应力钢束呈现明显的下弯趋势的位置区域,一般为斜率是0.1~0.4的一段,由于该区域发生明显的弯曲,其预应力不平衡,对于较早龄期的混凝土箱梁腹板,在该段区域附近易出现混凝土早期开裂现象,加装竖向预应力钢束可以平衡该区域的预应力;而通过预先的预应力分析设计定位钢架并以定位钢架为定向装置,由于定位钢架的存在,在浇筑多个相同结构箱梁时,其纵向预应力钢束的位置是一定的,那么安装的竖向预应力钢束位置也是一定的,在浇筑同一结构的箱梁时不必因
纵向预应力钢束的位置发生变化而进行多余的预应力分析,加快制造效率。
9.作为上述技术方案的优选,所述定位钢架包括折角架、设置于所述折角架两端的第一限位板和第二限位板、设置于所述折角架上的第三限位板,其中所述折角架包括横向连接部及竖向连接部,所述横向连接部与所述顶板的下端面相连接,竖向连接部与所述腹板的内侧面相连接,所述第一限位板、所述第二限位板、所述第三限位板与所述折角架相固接,所述第一限位板、第二限位板及第三限位板均开设有若干个定位孔;所述第三限位板位于所述纵向预应力钢束下弯段的上端。
10.作为上述技术方案的优选,所述第一限位板及所述第二限位板开设的定位孔数量为一个,且所述第一限位板上的定位孔的空间高度高于所述第二限位板上的定位孔的空间高度,所述纵向预应力钢束穿过所述第一限位板及所述第二限位板上的定位孔。
11.作为上述技术方案的优选,所述第三限位板上至少开设有三个定位孔,所述竖向预应力钢束穿过所述第三限位板上的定位孔。
12.作为上述技术方案的优选,所述竖向预应力钢束设置于所述纵向预应力钢束靠近所述腹板内壁的一侧。
13.作为上述技术方案的优选,所述竖向连接部和所述横向连接部构成一夹角,该夹角的角度与所述顶板的下端面与所述腹板的内侧面构成的夹角的角度相同。
14.作为上述技术方案的优选,所述顶板下端面与所述腹板内侧面所构成的角度为90
°

15.作为上述技术方案的优选,所述定位钢架为一体成型件。
16.作为上述技术方案的优选,所述第一限位板和所述第二限位板外侧端面的距离与所述腹板的纵向长度相同。
17.一种定位钢架,为上述技术方案中所提到的定位钢架。
18.综上所述,本实用新型具有以下优点:
19.1、本实用新型所提及的箱梁结构包括弯曲的纵向预应力钢束和竖向预应力钢束,纵向预应力钢束对梁体下部混凝土施加纵向压力,保证梁体在竖向荷载作用下梁体下部的混凝土不出现拉应力,进一步的说,本实用新型的纵向预应力钢束呈弯曲设置弯起的预应力钢筋可以起到抗剪的作用,因为支点附近剪力较大,而设置于其下弯段竖向预应力钢束不仅对梁体施加竖向压力,保证梁体不出现竖向剪切拉应力,有效控制早龄期混凝土箱梁的腹板开裂问题;
20.2、本实用新型所采用的定位钢架上的第一限位板、第二限位板及第三限位板能准确定位纵向预应力钢束及竖向预应力钢束的安装位置保证应力点的准确,由于定位钢架是一个固定的结构,通过第一限位板、第二限位板的定位孔定位的纵向预应力钢束的位置是一定的,第三限位板的存在规划好竖向预应力钢束的设置位置,在浇筑同一结构的多个箱梁时不必因纵向预应力钢束的位置发生变化而进行多余的预应力分析,加快制造效率;
21.3、折角架加固了腹板与顶板连接点的强度,防止箱梁在被吊起时,箱梁的腹板和顶板连接点因外力的作用产生裂痕,影响整体结构的使用寿命。
附图说明
22.图1为本技术实施例的箱梁结构示意图;
23.图2为本技术实施例的定位钢架示意图;
24.图3为本技术实施例定位钢架定位预应力钢束示意图;
25.图4为本技术实施例整体结构的半剖视图;
26.图5为本技术实施例竖向预应力钢束与纵向预应力钢束与腹板中相对位置的示意图;
27.其中,1.1-顶板、1.2-腹板、1.3-底板、2-纵向预应力钢束、3-竖向预应力钢束、4-定位钢架、41-折角架、42-第一限位板、43-第二限位板、44-第三限位板、41.1-横向连接部、41.2-竖向连接部。
具体实施方式
28.在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的,词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向它们是相对的概念,因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以,也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。
29.下面结合实施例对本实用新型作进一步的解释:
30.实施例1:
31.一种混凝土箱梁,请参考图1、图2,包括顶板1.1、设置于顶板1.1下端两侧的腹板1.2及设置于腹板1.2下端连接两块腹板的底板1.3,顶板1.1下端面与腹板1.2内侧面所构成的角度为90
°
;还包括有两个定位钢架4,定位钢架4由折角架41、设置在折角架41一端的第一限位板42、设置在折角架41相对于第一限位板42设置端的另一端的第二限位板43、设置在折角架41上的第三限位板44;其中折角架41包括横向连接部41.1及竖向连接部41.2,横向连接部41.1与顶板1.1的下端面相连接,竖向连接部41.2与腹板1.2的内侧面相连接,横向连接部41.1及竖向连接部41.2所构成的夹角也为90
°
,折角架41为顶板1.1与腹板1.2之间的连接点进行加固,第一限位板42和第二限位板43外侧端面的距离与腹板1.2的纵向长度相同,该定位钢架4上的各个架构一体成型。
32.请参照图3、图4及图5,每个腹板1.2内部纵向设置有一根纵向预应力钢束2,本实施例所采用的纵向预应力钢束2弯曲设置,通过在第一限位板42及第二限位板43上各开设一个定位孔进行定位设置,为保证纵向预应力钢束2能够完成弯曲设置,第一限位板42上的定位孔的空间高度高于第二限位板43上的定位孔的空间高度,并且纵向预应力钢束2的两端穿过该两个定位孔,弯曲设置的纵向预应力钢束2会出现明显的下弯趋势的一段,该段的斜率在本实施例中为0.1~0.4,将此段定义为纵向预应力钢束2的下弯段,在经过多次的实验发现对于较早龄期的混凝土箱梁腹板,在该段区域附近易出现混凝土早期开裂现象,故而需要加装竖向预应力钢束3来平衡该区域的预应力,于下弯段附近设置四个竖向预应力钢束3,竖向预应力钢束3较纵向预应力钢束2更靠近腹板1.2的内壁,且与底板1.3的垂直设置,所述预应力钢束3通过开设于第三限位板44上的定位孔进行定位,竖向预应力钢束3贯穿设置于顶板1.1、腹板1.2及底板1.3内部。
33.本实施例所提及的箱梁结构制作过程如下:
34.优先搭建箱梁结构的主钢筋构架及模架形成支撑基体,在完成钢架结构的设置后
将定位钢架4放置于支撑基体上对应于腹板1.2与顶板1.1的交接处,由于定位钢架4上的折角架41为呈90
°
的折弯件,能轻松挂在支撑基体上,接着依次在加装纵向预应力钢束2及竖向预应力钢束3,加装完成后进行浇筑,之后对竖向预应力钢束2在箱梁混凝土早龄期状态下优先张拉形成竖向预应力,对纵向预应力钢束2在竖向预应力钢束3张拉完成后进行纵向预应力的张拉,再对竖向预应力钢束3在纵向预应力钢束2张拉完成后进行二次张拉,本实施例中在混凝土浇筑后1~2天内张拉竖向预应力钢束3,张拉控制应力为40%设计应力。
35.尽管已描述了本实用新型的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。
36.显然,本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样,倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内,则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
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