全文摘要
本实用新型公开了一种波形钢腹板‑UHPC组合梁，此形式组合梁采用腹板为波形钢腹板的工字梁与超高强混凝土组合。上、下钢翼缘板与波形钢腹板采用焊接的方式连接，在上、下钢翼缘板分别焊接一定数量的钢纤维条，两翼缘板上的钢纤维条方向一致。在上、下钢翼缘板布置钢纤维条的一侧分别浇筑一定厚度的超高强混凝土，混凝土通过钢纤维条和翼缘板相连。本实用新型与一般工字梁相比较，可减少上、下钢翼缘板的厚度，同时增大截面的抗弯刚度；腹板的波折效应有效防止钢板发生屈曲，无需加劲肋，工序简单；可充分利用钢材较高的腹板抗剪性能和下翼缘板的抗拉性能，以及UHPC较高的抗压和抗拉性能。
主设计要求
1.一种波形钢腹板-UHPC组合梁，其特征在于：包括超高强混凝土、钢纤维条、上翼缘钢板、波形钢腹板和下翼缘钢板；所述上翼缘钢板和下翼缘钢板通过焊接和波形钢腹板相连，上翼缘钢板和下翼缘钢板的同一侧分别焊接有钢纤维条，钢纤维条均布置在翼缘板上，上翼缘钢板和下翼缘钢板上钢纤维条的一侧浇筑超高强混凝土，并将全部钢纤维条埋置其中，浇筑在下翼缘钢板上的超高强混凝土和波形钢腹板的接缝处填充环氧树脂。
设计方案
1.一种波形钢腹板-UHPC组合梁，其特征在于：包括超高强混凝土、钢纤维条、上翼缘钢板、波形钢腹板和下翼缘钢板；
所述上翼缘钢板和下翼缘钢板通过焊接和波形钢腹板相连，上翼缘钢板和下翼缘钢板的同一侧分别焊接有钢纤维条，钢纤维条均布置在翼缘板上，上翼缘钢板和下翼缘钢板上钢纤维条的一侧浇筑超高强混凝土，并将全部钢纤维条埋置其中，浇筑在下翼缘钢板上的超高强混凝土和波形钢腹板的接缝处填充环氧树脂。
2.根据权利要求1所述的一种波形钢腹板-UHPC组合梁，其特征在于：所述钢纤维条由两根Φ16钢筋折弯而成，且折弯方向顺着梁的长边方向，未折弯部分按折弯部分在同一方向焊接。
3.根据权利要求1所述的一种波形钢腹板-UHPC组合梁，其特征在于：所述上翼缘钢板和下翼缘钢板上的超高强混凝土内设置预应力筋。
4.根据权利要求1所述的一种波形钢腹板-UHPC组合梁，其特征在于：所述上翼缘钢板和下翼缘钢板为经过糙化处理的翼缘板。
设计说明书
技术领域
本实用新型属于公路和铁路的桥梁技术领域，也可用于房屋建筑技术领域，主要涉及一种新型波形钢腹板-UHPC组合工字梁。
背景技术
近些年来，超高强混凝土(UHPC)的应用变得广泛，工字梁因其较为优越的受力性能在桥梁和房建领域均有广泛应用，UHPC工字梁是一种将UHPC材料和工字梁结构形式相结合的梁体。超高强混凝土具有抗压强度高、耐久性好、早期强度高和徐变小的优点，但是也具有脆性高、抗拉强度相对较低的缺点。其缺点在UHPC工字梁上的体现就是，在荷载作用下受拉区混凝土容易发生断裂破环，且破环发生突然。在剪力作用下，腹板容易出现裂缝。这些缺点有的是UHPC本身材性引起的，有的是工字梁这种结构形式受力特点引起的。
为了解决UHPC工字梁上述的缺点，本专利对其进行了较大的改进，采用波形钢腹板替代混凝土腹板，减轻自重，提高腹板抗剪能力，且UHPC价格昂贵，一定程度上降低造价。与平钢腹板工字梁相比，在腹板较高的情况下，波形钢腹板工字梁无需布置加劲肋也能防止屈曲的发生，简化了工序。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了降低UHPC工字梁的造价，减轻UHPC工字梁的自重，进一步提高其承载和跨越能力，提高腹板的抗剪性能，避免腹板出现剪力裂缝，克服UHPC工字梁脆性高、破环突然的缺陷，而提供一种波形钢腹板-UHPC组合梁，并使其适合实用，且具有产业上的利用价值。
本实用新型采用的技术方案为：一种波形钢腹板-UHPC组合梁，包括超高强混凝土、钢纤维条、上翼缘钢板、波形钢腹板和下翼缘钢板；
所述上翼缘钢板和下翼缘钢板通过焊接和波形钢腹板相连，上翼缘钢板和下翼缘钢板的同一侧分别焊接有一定数量的钢纤维条，钢纤维条数量通过受力需要计算求得，钢纤维条均布置在翼缘板上，上翼缘钢板和下翼缘钢板上钢纤维条的一侧以两翼缘钢板为底模板浇筑超高强混凝土，浇筑时将全部钢纤维条埋置其中，浇筑在下翼缘钢板上的超高强混凝土和波形钢腹板的接缝处填充环氧树脂，防止水流渗入。
作为优选，所述钢纤维条由两根合适长度的Φ16钢筋，在合适长度处折弯，且折弯方向顺着梁的长边方向，未折弯部分按折弯部分在同一方向焊接。
作为优选，所述上翼缘钢板和下翼缘钢板上的超高强混凝土内设置预应力筋。
作为优选，所述上翼缘钢板和下翼缘钢板为经过糙化处理的翼缘板。
有益效果：本实用新型的波形钢腹板-UHPC工字组合梁具有下列优点：
钢纤维条的连接性能更好，折弯方向顺着梁的长边方向，钢纤维条折弯部分可以柔性变形，抵抗梁的滑移十分有效；
与普通混凝土工字梁相比，承载能力和跨越性能更加优越；
与UHPC工字梁相比，造价有所降低，延性有大幅度提高，不会发生脆性破环。腹板抗剪能力大幅度提升，不会出现剪力裂缝，波形钢腹板的波折效应使上、下翼缘钢板内的预应力效率大幅提高。
与钢工字梁相比，翼缘板的承载性能和稳定性能大幅度提高，且在腹板高度增加的情况，无需在腹板加设加劲肋。混凝土为布置预应力筋提供了空间，进一步提高了梁的跨越能力。
下翼缘钢板上的UHPC和波形钢腹板的接缝处，填充有环氧树脂，防止水流渗入。
附图说明
图1为本实用新型波形钢腹板-UHPC工字组合梁的三维立体图；
图2为本实用新型波形钢腹板-UHPC工字组合梁的结构示意图；
图3为本实用新型波形钢腹板-UHPC工字组合梁的结构侧视图；
图4为本实用新型钢纤维条结构示意图。
图中标记含义：1.UHPC(超高强混凝土)，2.钢纤维条，3.上翼缘钢板，4.波形钢腹板，5.下翼缘钢板。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。
如图1-4所示，一种波形钢腹板-UHPC组合梁，包括超高强混凝土1、钢纤维条2、上翼缘钢板3、波形钢腹板4和下翼缘钢板5；
所述上翼缘钢板3和下翼缘钢板5通过焊接和波形钢腹板4相连，上翼缘钢板3和下翼缘钢板5的上侧分别焊接有一定数量的钢纤维条2，钢纤维条2数量通过受力需要计算求得，钢纤维条2均布置在翼缘板的上侧，上翼缘钢板3和下翼缘钢板5上钢纤维条2的一侧以两翼缘钢板为底模板浇筑超高强混凝土1，浇筑时将全部钢纤维条2埋置其中，浇筑在下翼缘钢板5上的超高强混凝土1和波形钢腹板4的接缝处填充环氧树脂，防止水流渗入。
所述钢纤维条2由两根合适长度的Φ16钢筋，在合适长度处折弯，且折弯方向顺着梁的长边方向，未折弯部分按折弯部分在同一方向焊接。所述上翼缘钢板3和下翼缘钢板5上的UHPC内设置预应力筋。所述上翼缘钢板3和下翼缘钢板5为经过糙化处理的翼缘板。
以上结合附图对本实用新型的实施方式做出详细说明，但本实用新型不局限于所描述的实施方式。对本领域的普通技术人员而言，在本实用新型的原理和技术思想的范围内，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变形仍落入本实用新型的保护范围内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920301982.6
申请日:2019-03-11
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:84(南京)
授权编号:CN209759997U
授权时间:20191210
主分类号:E01D2/00
专利分类号:E01D2/00;E01D101/24;E01D101/30
范畴分类:36A;
申请人:南京工业大学;南京工大交通科技有限公司
第一申请人:南京工业大学
申请人地址:210000 江苏省南京市浦口区浦珠南路30号8020信箱32分箱
发明人:杨丙文;赵兴宝;张建东;徐秀丽;李雪红
第一发明人:杨丙文
当前权利人:南京工业大学;南京工大交通科技有限公司
代理人:徐激波
代理机构:32249
代理机构编号:南京瑞弘专利商标事务所(普通合伙) 32249
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计