專利名稱：Pssc組合梁的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種PSSC組合梁，尤其涉及這樣一種PSSC組合梁，其能夠通過垂直或平行組合型鋼比如I型鋼或者H型鋼形成型鋼結(jié)構(gòu)，結(jié)合通過對(duì)型鋼結(jié)構(gòu)施加預(yù)應(yīng)力以補(bǔ)償撓度的拉緊構(gòu)件，和將混凝土以預(yù)定外形置于型鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)部空間部分來獲得預(yù)應(yīng)力混凝土(PSC)梁和鋼梁的所有優(yōu)點(diǎn)。
背景技術(shù)：
通常，預(yù)應(yīng)力混凝土梁(以下簡(jiǎn)稱PSC梁)是將拉緊構(gòu)件置于鋼筋混凝土梁內(nèi)，并且使該拉緊構(gòu)件的兩端突出于梁的兩端之外，之后，利用液壓裝置對(duì)拉緊構(gòu)件提供張力，并通過壓縮使梁的兩端與對(duì)稱軸之間具有偏心距以補(bǔ)償鋼筋混凝土梁內(nèi)所產(chǎn)生的張應(yīng)力。
拉緊法根據(jù)拉緊構(gòu)件的安裝方法分為預(yù)拉緊法和后拉緊法。
通過拉緊構(gòu)件的工作，在用于PSC梁的梁的下表面不會(huì)產(chǎn)生張應(yīng)力或者產(chǎn)生很小的張應(yīng)力，從而，梁上不會(huì)出現(xiàn)裂紋。即使在梁的下表面產(chǎn)生張應(yīng)力，如果該應(yīng)力不超過抗彎張力強(qiáng)度(flexural tensile strength)，也不會(huì)產(chǎn)生裂紋。因此，這種PSC梁在土木工程包括橋梁中的應(yīng)用比RC更加廣泛。
例如，短和中跨度橋梁通常用PSC梁建造，一直用鋼材建造的長(zhǎng)跨度橋梁也可用PSC梁建造，至于建筑物，PSC梁可用于組合建筑、需要大空間的外殼等。
然而，在傳統(tǒng)PSC梁中，具有諸如長(zhǎng)跨度和耐久性的局限性，這是由于當(dāng)安裝裝置和液壓裝置發(fā)生變化時(shí)，在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中會(huì)發(fā)生彎曲變化。
另一方面，如果由梁建造的傳統(tǒng)橋梁的強(qiáng)度降低，將采用維修和加固的施工方法將支座固定到PSC梁的兩端，并使用安裝構(gòu)件將拉緊構(gòu)件的兩端固定到支座上，然后，使用液壓裝置增強(qiáng)PSC梁。
然而，這種施工方法在管理上存在問題，比如，當(dāng)傳統(tǒng)橋梁的強(qiáng)度降低時(shí)，傳統(tǒng)橋梁才被加強(qiáng)。
而且，傳統(tǒng)施工方法具有不足的地方下表面會(huì)被侵蝕；由于部分預(yù)應(yīng)力的作用，在下翼緣出現(xiàn)混凝土張力裂紋而使得跨度變短。
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種PSSC組合梁，其通過垂直或平行組合一個(gè)或多個(gè)型鋼比如I型鋼或者H型鋼形成型鋼結(jié)構(gòu)，結(jié)合通過對(duì)型鋼結(jié)構(gòu)施加預(yù)應(yīng)力以補(bǔ)償撓度的拉緊構(gòu)件，和將混凝土以預(yù)定外形置于型鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)部空間部分而比PSC梁具有更長(zhǎng)的跨度，并提高了耐久性。
為了獲得這些和其它優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)本發(fā)明的目的，如此處所列舉和廣泛描述的那樣，提供了一種PSSC組合梁，其中型鋼結(jié)構(gòu)通過組合一個(gè)或多個(gè)型鋼和拉緊裝置形成，拉緊裝置用于使用拉緊構(gòu)件來拉緊型鋼結(jié)構(gòu)，從而使得該結(jié)構(gòu)具有預(yù)定拱高，混凝土置于型鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)部空間部分。
在型鋼結(jié)構(gòu)中，箱形的型鋼部件通過將型鋼或者兩側(cè)構(gòu)件進(jìn)行左右兩側(cè)的疊合和焊接來形成，其中兩側(cè)構(gòu)件通過焊接上下疊合的型鋼形成。此外，還可以組合和使用多種類型。
在本發(fā)明的實(shí)施方式中，使用的箱式型鋼部件通過兩邊焊接型鋼形成或者通過焊接兩側(cè)構(gòu)件形成，其中兩側(cè)構(gòu)件由多個(gè)型鋼用螺栓兩邊連接進(jìn)行組合。
在型鋼制品的兩端部，安裝固定板(settlement fixing plate)通過放置加強(qiáng)板加以固定。在兩側(cè)的固定板上分別形成有一行或多行孔，通過安裝構(gòu)件固定的拉緊構(gòu)件的兩端部插入孔內(nèi)并突出于孔之外。在兩側(cè)的每個(gè)型鋼內(nèi)，分別接合了加強(qiáng)板，用于防止腹板(web)和上、下翼緣(flange)中的彎曲。在腹板內(nèi)結(jié)合有多個(gè)抗剪切構(gòu)件，在兩個(gè)鋼梁的內(nèi)部空間部分設(shè)置有鋼筋，并置有混凝土。
至于拉緊構(gòu)件，比如，使用在套管中插入鋼絞線的傳統(tǒng)類型，拉緊裝置可以使用傳統(tǒng)的液壓千斤頂。此外，混凝土可置于型鋼結(jié)構(gòu)的全部?jī)?nèi)部空間部分或者部分內(nèi)部空間。
結(jié)合附圖閱讀下面本發(fā)明的詳細(xì)說明將更加清楚地理解本發(fā)明的前述和其它目的、特征、方面和優(yōu)點(diǎn)。
附圖的簡(jiǎn)要說明為提供本發(fā)明的進(jìn)一步理解并包含在說明書中且構(gòu)成說明書的一部分的附圖，說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式并和說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。
在附圖中
圖1-5B說明根據(jù)本發(fā)明第一種實(shí)施方式的組合梁圖1是說明組合梁的展開立體圖；圖2是說明組合梁的部分平面圖；圖3是說明組合梁的部分截面?zhèn)纫晥D；圖4是說明組合梁的部分主視圖；和圖5A和5B是說明改變了外形的組合梁的部分截面立體圖，通過對(duì)組合梁施加預(yù)應(yīng)力以具有彎度，圖6-9說明根據(jù)本發(fā)明第二種實(shí)施方式的組合梁圖6是說明組合梁的展開立體圖；圖7是說明組合梁的部分平面圖；
圖8是說明組合梁的部分截面立體圖；和圖9是說明通過預(yù)加應(yīng)力而具有彎曲外形的組合梁的部分截面立體圖，圖10-12分別是說明根據(jù)本發(fā)明第三種實(shí)施方式的組合梁的展開立體圖、部分截面?zhèn)纫晥D和說明彎曲外形的部分截面立體圖，和圖13-15分別是說明根據(jù)本發(fā)明第四種實(shí)施方式的組合梁的展開立體圖、部分截面?zhèn)纫晥D和說明彎曲外形的部分截面立體圖。
優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)說明現(xiàn)在將對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，即在附圖中所說明的實(shí)施例，作詳細(xì)說明。
圖1-5B說明根據(jù)本發(fā)明第一種實(shí)施方式的組合梁。圖1是說明組合梁的展開立體圖，圖2是說明組合梁的部分平面圖，圖3是說明組合梁的部分截面?zhèn)纫晥D，圖4是說明組合梁的部分主視圖，圖5A和5B是說明改變了外形的組合梁的部分截面立體圖，其通過對(duì)組合梁施加預(yù)應(yīng)力以使其具有彎度。
如圖所示，根據(jù)本發(fā)明結(jié)合到PSSC組合梁的拉緊裝置200用于固定型鋼結(jié)構(gòu)102中拉緊構(gòu)件210的兩端部，并拉緊拉緊構(gòu)件210的端部，其中型鋼結(jié)構(gòu)102由型鋼100比如I型鋼或者H型鋼制成。混凝土300置于型鋼結(jié)構(gòu)102的內(nèi)部空間以形成梁體，并通過拉緊裝置拉緊以彎曲。
至于型鋼結(jié)構(gòu)102，比如，使用一種型鋼部件101，其通過焊接型鋼100的兩側(cè)而形成。
在拉緊裝置200中，安裝固定板221分別固定于形成型鋼結(jié)構(gòu)102的每個(gè)型鋼100內(nèi)表面的兩端部。
在兩塊安裝固定板221上分別形成有一行孔，拉緊構(gòu)件210的兩端插入孔內(nèi)并突出于孔之外，并且由安裝構(gòu)件220進(jìn)行安裝。拉緊構(gòu)件210以兩行安裝并固定于型鋼部件101的兩端部。
此外，在兩個(gè)型鋼100中，用于防止變形的增強(qiáng)裝置400分別結(jié)合在腹板111和上、下翼緣112和113之間，在腹板111內(nèi)結(jié)合有多個(gè)抗剪切構(gòu)件330，在兩個(gè)型鋼100的內(nèi)部空間設(shè)置有鋼筋310并置有混凝土300。
在增強(qiáng)裝置400中，多塊加強(qiáng)板410以預(yù)定間隔焊接在型鋼100的腹板111和上、下翼緣112和113之間，在各個(gè)加強(qiáng)板410上形成有多個(gè)孔，設(shè)置的鋼筋310插入到所述孔內(nèi)。在每個(gè)型鋼100的腹板111的上端部形成有通孔，抗剪切構(gòu)件330插入到所述通孔內(nèi)，在外部焊接有螺母331，折成“L”形的錨定螺栓332通過螺紋連接加以固定。
而且，用于加固的加強(qiáng)板223固定到安裝固定板221的內(nèi)部，所述安裝固定板221固定到兩個(gè)型鋼100的兩端部。在兩個(gè)型鋼100腹板111的兩端部形成有槽114，從而在需要時(shí)便于安裝拉緊裝置，比如液壓裝置。
在根據(jù)本發(fā)明的PSSC組合梁的制造中，多個(gè)加強(qiáng)板410焊接到型鋼100的腹板111內(nèi)，其中型鋼100比如I型鋼或者H型鋼切割成預(yù)定長(zhǎng)度。
多塊(比如3塊)加強(qiáng)板410焊接到腹板111的中心部分，在腹板111的上端部形成有多個(gè)孔，螺母331分別焊接到所述孔的外面。
而且，錨定螺栓(anchorage bolt)332與各自的螺母331相結(jié)合，在每個(gè)加強(qiáng)板410上形成有多個(gè)孔，鋼筋310分別插入到所述孔內(nèi)并與之結(jié)合。
安裝固定板221和加強(qiáng)板223焊接到腹板111的兩端部，在兩塊安裝固定板221上形成有孔，拉緊構(gòu)件210的兩端部突出于所述孔之外，安裝構(gòu)件220與拉緊構(gòu)件210突出的端部相結(jié)合。
如上所述，在制造主要由型鋼100制成的鋼架結(jié)構(gòu)和安裝拉緊裝置200之后，統(tǒng)一的連接單元通過V-切割焊將兩個(gè)型鋼100結(jié)合在一起。
之后，通過使用拉緊裝置比如液壓裝置施加預(yù)應(yīng)力，首先將拉緊構(gòu)件210拉至所需程度。
然后，混凝土300通過形成在兩個(gè)型鋼100上翼緣112的注入孔103注入并硬化。
當(dāng)混凝土300硬化時(shí)，通過第二步的以所需大小拉緊拉緊構(gòu)件210來施加預(yù)應(yīng)力。
使用上述方法，可獲得如圖5A和5B所示的具有預(yù)定彎度(高度)的彎曲形PSSC組合梁。用于拉緊拉緊構(gòu)件210的拉緊方法可通過調(diào)節(jié)必要步驟中的大小進(jìn)行操作。在完成PSSC組合梁的制造之后，比如，張力大小可在需要的建造和維修橋梁步驟中進(jìn)行隨機(jī)調(diào)整。
圖6-9說明根據(jù)本發(fā)明第二種實(shí)施方式的組合梁。圖6是說明組合梁的展開立體圖，圖7是說明組合梁的部分平面圖，圖8是說明組合梁的部分截面立體圖，圖9A和9B是說明通過預(yù)加應(yīng)力而具有彎曲外形的組合梁的部分截面立體圖。
在根據(jù)本發(fā)明第二種實(shí)施方式的PSSC組合梁中，每個(gè)安裝固定板222固定到型鋼部件101的兩端部，在兩塊安裝固定板222的中間分別形成有一行孔，拉緊構(gòu)件210的兩端部插入到所述孔內(nèi)并突出于孔之外，并通過安裝構(gòu)件220加以安裝。
因此，拉緊構(gòu)件210以兩行安裝并固定于型鋼部件101的兩端部。而且，在兩個(gè)型鋼100內(nèi)，用于防止變形的增強(qiáng)裝置400分別結(jié)合在腹板111和上、下翼緣112和113之間。在每個(gè)腹板111內(nèi)結(jié)合有多個(gè)抗剪切構(gòu)件330，在兩個(gè)型鋼100的內(nèi)部空間部分設(shè)置有鋼筋310并置有混凝土300。其它狀態(tài)與第一種實(shí)施方式中的相同。
圖10-12分別是說明根據(jù)本發(fā)明第三種實(shí)施方式的組合梁的展開立體圖、部分截面?zhèn)纫晥D和說明彎曲外形的部分截面立體圖，如圖所示，在根據(jù)本發(fā)明第三種實(shí)施方式的PSSC組合梁中，型鋼100上下疊合并通過使用螺母的螺栓連接120與強(qiáng)張力螺栓相結(jié)合。如同圖1-5所示的第一種實(shí)施方式，在側(cè)面構(gòu)件110中，拉緊裝置200應(yīng)用于這樣的結(jié)構(gòu)中，即拉緊構(gòu)件210和安裝構(gòu)件220以兩行安裝并固定于型鋼部件101的兩端部。此外，增強(qiáng)裝置400和混凝土300結(jié)合到型鋼部件101的兩端部。
圖13-15分別是說明根據(jù)本發(fā)明第四種實(shí)施方式的組合梁的展開立體圖、部分截面?zhèn)纫晥D和說明彎曲外形的部分截面立體圖。
在根據(jù)本發(fā)明第四種實(shí)施方式的PSSC組合梁中，型鋼100上下疊合并通過螺栓連接120相結(jié)合。如同圖6-9所示的第二種實(shí)施方式，在側(cè)面構(gòu)件110中，拉緊裝置200應(yīng)用于這樣的結(jié)構(gòu)中，即拉緊構(gòu)件210和安裝構(gòu)件220以兩行安裝并固定于型鋼部件101的兩端部。此外，增強(qiáng)裝置400和混凝土300結(jié)合到型鋼部件101的兩端部。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的PSSC組合梁可以用于，比如，建造新橋梁或者維修傳統(tǒng)橋梁。本發(fā)明可通過在型鋼結(jié)構(gòu)102的兩端部拉緊拉緊構(gòu)件210而具有拱形。從而，可以降低撓度并且在下翼緣受到張應(yīng)力時(shí)不會(huì)產(chǎn)生裂紋。而且，在型鋼100上還結(jié)合有用于抵制彎曲和壓縮的加強(qiáng)板410。此外，在型鋼100上還結(jié)合有抗剪切構(gòu)件330和鋼筋310并且置有混凝土300。因此，使型鋼100和混凝土300統(tǒng)一化，可提高鋼度和強(qiáng)度，并且可進(jìn)行預(yù)拉緊，從而便于維護(hù)并大大提高了跨度。而且，由于通過向鋼梁100中放置混凝土而提高了組合轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，結(jié)構(gòu)的振動(dòng)范圍可得到較大程度的降低。
如上所述，在制造根據(jù)本發(fā)明的PSSC組合梁時(shí)，尺寸如長(zhǎng)度、寬度、高度等，外形，拉緊裝置的數(shù)目和排列外形可根據(jù)需要容易地加以改變。
根據(jù)本發(fā)明的PSSC組合梁可獲得PSC梁和鋼梁的所有優(yōu)點(diǎn)。由于梁的拱高可通過在新橋梁和傳統(tǒng)橋梁施工前或施工后的應(yīng)用加以調(diào)整，可容易降低板層的撓度并且不會(huì)產(chǎn)生由彎曲變形所導(dǎo)致的裂紋。
而且，在型鋼中結(jié)合了用于抵制變形和壓縮的加強(qiáng)板。此外，在型鋼中還結(jié)合了抗剪切構(gòu)件和鋼筋并且置有混凝土。因此，使鋼梁和混凝土統(tǒng)一化，可提高鋼度和強(qiáng)度，并且可進(jìn)行預(yù)拉緊，從而便于維護(hù)并大大提高了跨度。而且，由于通過向鋼梁中放置混凝土而提高了組合轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，結(jié)構(gòu)的振動(dòng)范圍可得到較大程度的降低。
而且，位于型鋼結(jié)構(gòu)中的拉緊構(gòu)件不暴露。因此，可獲得極好的外形和橋下的長(zhǎng)空間。此外，由于安裝的拉緊構(gòu)件置于混凝土內(nèi)，還可減小由時(shí)間導(dǎo)致的強(qiáng)度破壞。
本發(fā)明在不脫離其精神或基本特征的情況下可以以多種形式實(shí)施，還應(yīng)該理解的是，除非另有說明，上述實(shí)施方式不受前述描述的任何細(xì)節(jié)所限制，而應(yīng)該在附屬權(quán)利要求所限定的范圍及其精神下廣泛地加以實(shí)施，因此，所有落入權(quán)利要求的邊界和范圍的改變和改進(jìn)、或者該邊界和范圍的等價(jià)物都將被附屬權(quán)利要求所覆蓋。
權(quán)利要求
1.一種PSSC組合梁，其特征在于型鋼結(jié)構(gòu)通過組合一個(gè)或多個(gè)型鋼和拉緊裝置形成，拉緊裝置用于使用拉緊構(gòu)件來拉緊型鋼結(jié)構(gòu)，從而使得該結(jié)構(gòu)具有預(yù)定拱高，混凝土置于型鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)部空間部分。
2.如權(quán)利要求1所述的梁，其中型鋼結(jié)構(gòu)是箱式的型鋼部件，其通過側(cè)面焊接多個(gè)型鋼形成；在所述拉緊裝置中，安裝固定板分別固定到形成型鋼結(jié)構(gòu)的每個(gè)型鋼的兩端部，拉緊構(gòu)件的兩端部通過安裝構(gòu)件加以固定，并插入且突出于孔，所述孔以一行或多行分別形成在兩側(cè)固定板上；和在每個(gè)固定板鋼中，分別結(jié)合了用于防止腹板和上、下翼緣的彎曲的加強(qiáng)板，在腹板中結(jié)合有多個(gè)抗剪切構(gòu)件，在鋼梁的內(nèi)部空間部分設(shè)置有鋼筋并且置有混凝土。
全文摘要
一種PSSC組合梁，其中型鋼結(jié)構(gòu)通過組合一個(gè)或多個(gè)型鋼和拉緊裝置形成，拉緊裝置用于使用拉緊構(gòu)件來拉緊型鋼結(jié)構(gòu)，從而使得該結(jié)構(gòu)具有預(yù)定拱高，混凝土置于型鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)部空間部分。由于梁的拱高可通過在新橋梁和傳統(tǒng)橋梁施工前或施工后的應(yīng)用加以調(diào)整，可容易降低板層的撓度并且不會(huì)產(chǎn)生由彎曲變形所導(dǎo)致的裂紋，所以該P(yáng)SSC組合梁可獲得PSC梁和鋼梁的所有優(yōu)點(diǎn)。此外，在型鋼中結(jié)合了用于抵制變形和壓縮的加強(qiáng)板。而且，在型鋼中還結(jié)合了抗剪切構(gòu)件和鋼筋并且置有混凝土。因此，使型鋼和混凝土統(tǒng)一化，可提高鋼度和強(qiáng)度，并且可進(jìn)行預(yù)拉緊，從而便于維護(hù)并大大提高了跨度。而且，由于通過向型鋼中放置混凝土而提高了組合轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，結(jié)構(gòu)的振動(dòng)范圍可得到較大程度的降低。
文檔編號(hào)E01D2/00GK1480605SQ0213228
公開日2004年3月10日 申請(qǐng)日期2002年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月4日
發(fā)明者樸在滿 申請(qǐng)人:樸在滿