一种π形波纹钢板-混凝土组合梁
阅读说明：本技术 一种π形波纹钢板-混凝土组合梁 (Pi-shaped corrugated steel plate-concrete combined beam ) 是由 万水 牛传同 姜竹昌 曹洪亮 尹永胜 张峰 金龙飞 路本生 于旻 张越 孙晓州 于 2019-10-25 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种Π形波纹钢板-混凝土组合梁,该组合梁由U形波纹钢板、下翼缘钢板、纵向开孔钢板及贯通钢筋和混凝土顶板组成,所述U形波纹钢板由一整块平钢板模压成波纹状再弯曲形成,U形波纹钢板之间采取螺栓和焊接的连接方式；所述下翼缘钢板与波纹钢板之间焊接,纵向相邻下翼缘钢板之间焊接；所述纵向开孔钢板与波纹钢板之间焊接,穿入贯通钢筋形成抗剪连接件；所述混凝土顶板在工厂浇筑,形成单个组合梁,多主梁之间通过纵向湿接缝连接。该组合梁上部波纹钢板既增大了顶板横向抗弯刚度,又可作为顶板混凝土施工的模板,采用波纹腹板也增大了结构的剪切屈曲强度,因此,结构受力合理,施工方便,且造型美观,适合装配化施工。(The invention discloses a n-shaped corrugated steel plate-concrete combined beam, which consists of a U-shaped corrugated steel plate, a lower flange steel plate, a longitudinal perforated steel plate, a through steel bar and a concrete top plate, wherein the U-shaped corrugated steel plate is formed by pressing a whole flat steel plate into a corrugated shape and then bending the corrugated steel plate, and the U-shaped corrugated steel plates are connected in a bolt and welding manner; the lower flange steel plates are welded with the corrugated steel plates, and the longitudinally adjacent lower flange steel plates are welded with each other; the longitudinal perforated steel plate and the corrugated steel plate are welded, and a through steel bar is penetrated to form the shear connector; the concrete top plate is poured in a factory to form a single combined beam, and the multiple main beams are connected through longitudinal wet joints. The corrugated steel plate on the upper part of the composite beam not only increases the transverse bending rigidity of the top plate, but also can be used as a template for concrete construction of the top plate, and the shear buckling strength of the structure is also increased by adopting the corrugated web plate, so that the structure is reasonable in stress, convenient to construct, attractive in appearance and suitable for assembly construction.)
技术领域
本发明属于桥梁工程技术领域，具体涉及一种Π形波纹钢板-混凝土组合梁。
背景技术
随着我国桥梁建设的不断发展，传统的施工模式已经无法满足当今社会的需求，那些整体能耗高、施工质量差、施工周期长、安全性低的建设方式也将逐渐被淘汰，现代桥梁施工开始向工厂化、机械化、标准化方向发展。桥梁预制装配化技术借鉴了工业化组织经验，能够实现结构的装配化和标准化设计，有效地保证了施工质量、缩短了施工周期、改善了施工条件，是符合可持续发展理念的高效施工方法。
然而，当前混凝土桥梁及钢混组合结构桥梁的预制装配化施工技术还不够成熟，实际应用过程中存在一些问题，比如：工厂化程度不高，现场作业量仍较大；单梁宽度小，主梁数目多，纵向接缝多；混凝土桥面板横向刚度底，受力性能差；钢混组合结构桥梁需焊接大量的剪力钉才能有效地传递剪力并抵御混凝土和钢梁之间的掀起力。
发明内容
技术问题：为了解决以上现有技术存在的不足，本发明提供了一种Π形波纹钢板-混凝土组合梁，其工厂化程度高、桥面板横向刚度大、钢混结合部剪力连接件效率高，结构受力合理，施工速度快，耐久性好。
技术方案：为实现上述目的，本发明提供一种Π形波纹钢板-混凝土组合梁，该组合梁由U形波纹钢板、下翼缘钢板、纵向开孔钢板及贯通钢筋和混凝土顶板组成；所述U形波纹钢板的波纹沿U形波纹钢板的长度方向横向排列，所述下翼缘钢板位于U形波纹钢板下部的U形开口处，两者之间焊接连接；所述纵向开孔钢板位于U形波纹钢板的顶部，两者之间焊接连接；在纵向开孔钢板上的通孔中穿入贯通钢筋形成抗剪连接件；在U形波纹钢板的顶部浇筑混凝土，形成混凝土顶板，总体构成组合梁。
在组合梁的纵向根据梁长设置多组U形波纹钢板并采用螺栓和焊接的方式连接，纵向相邻下翼缘钢板之间焊接连接，然后浇筑混凝土形成单主梁，在组合梁的横向根据宽度设置多根主梁并通过纵向湿接缝连接。
所述单主梁中，相邻的U形波纹钢板在高度和宽度上不同，以保证两者在端部波谷处交叉重叠，并通过螺栓连接。
所述纵向开孔钢板的下侧根据波纹板的形状制作成锯齿状，以保证其与U 形波纹钢板之间紧密贴合，并施焊连接。
所述纵向开孔钢板的孔位位于相应的波峰和波谷处，孔内穿入贯通钢筋，形成抗剪连接件；所述纵向开孔钢板的开孔形状选择圆孔、椭圆孔或其他任意形状的开口或闭口的孔。
所述下翼缘钢板厚度大于U形波纹钢板的厚度。
所述U形波纹钢板、下翼缘钢板、纵向开孔钢板的材料可换成铝板、铜板或者纤维增强复合材料板。
所述混凝土顶板的材料选用普通混凝土、高强混凝土、超高强混凝土或纤维混凝土。
有益效果：本发明的优点：
1、本发明结构简单、易实现，钢主梁和混凝土均在工厂加工制作，同时钢主梁作为混凝土施工的模板，施工方法简单，现场作业量少，施工周期短；
2、由于桥面板为钢混组合结构，桥面板横向刚度大，受力合理，可进一步增大单梁宽度，从而减少主梁数量，减少纵向接缝，提高结构耐久性；
3、混凝土与钢构件之间采用贯通钢筋的开孔钢板作为剪力连接件，同时混凝土浇筑在波纹钢板上形成混凝土齿键，进一步提高了钢混结合部的抗剪性能；
4、腹板采用波纹钢板，相对于平钢板提高了剪切屈曲强度，同时造型美观。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为第一种钢主梁的结构示意图。
图2为第二种钢主梁的结构示意图。
图3为两种钢主梁的连接示意图。
图4为Π形波纹钢板-混凝土组合梁的局部剖视图。
图5为双主梁的横向连接示意图。
附图标记：U形波纹钢板1，下翼缘钢板2，纵向开孔钢板3，贯通钢筋4，混凝土顶板5，螺栓6，纵向湿接缝7。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步说明。
一种Π形波纹钢板-混凝土组合梁，由U形波纹钢板1、下翼缘钢板2、纵向开孔钢板3及贯通钢筋4和混凝土顶板5组成；所述U形波纹钢板1的波纹沿U 形波纹钢板1的长度方向横向排列，所述下翼缘钢板2位于U形波纹钢板1下部的U形开口处，两者之间焊接连接；所述纵向开孔钢板3位于U形波纹钢板1 的顶部，两者之间焊接连接；在纵向开孔钢板3上的通孔中穿入贯通钢筋4形成抗剪连接件；在U形波纹钢板1的顶部浇筑混凝土，形成混凝土顶板5，总体构成组合梁。
本实施例中，在组合梁的纵向根据梁长设置多组U形波纹钢板1并采用螺栓6和焊接的方式连接，纵向相邻下翼缘钢板2之间焊接连接，然后浇筑混凝土形成单主梁，在组合梁的横向根据宽度设置多根主梁并通过纵向湿接缝7连接。
本实施例中，所述单主梁中，相邻的U形波纹钢板1在高度和宽度上不同，以保证两者在端部波谷处交叉重叠，并通过螺栓6连接。
本实施例中，所述纵向开孔钢板3的下侧根据波纹板的形状制作成锯齿状，以保证其与U形波纹钢板1之间紧密贴合，并施焊连接。
本实施例中，所述纵向开孔钢板3的孔位位于相应的波峰和波谷处，孔内穿入贯通钢筋4，形成抗剪连接件；所述纵向开孔钢板3的开孔形状选择圆孔、椭圆孔或其他任意形状的开口或闭口的孔。
本实施例中，所述下翼缘钢板2厚度大于U形波纹钢板1的厚度。
本实施例中，所述U形波纹钢板1、下翼缘钢板2、纵向开孔钢板3的材料可换成铝板、铜板或者纤维增强复合材料板。
本实施例中，所述混凝土顶板5的材料选用普通混凝土、高强混凝土、超高强混凝土或纤维混凝土。
本实施例中，首先在工厂中根据设计尺寸将平钢板加工成两种U形波纹钢板1；然后根据纵向对齐的要求分别焊接下翼缘钢板2和纵向开孔钢板3；再将两种U形波纹钢板1在端部波谷处交叉重叠并通过螺栓6连接，而后施焊，同时焊接纵向相邻的下翼缘钢板2，形成钢主梁；在工厂内搭设模板，穿入贯通钢筋4以及必要的纵向钢筋和构造钢筋，浇筑混凝土顶板5，形成钢混组合梁；将多片工厂预制的钢混组合梁运输至工地，架设在支座上，浇筑主梁之间的纵向湿接缝7，形成桥梁结构。
最后需要说明的是，以上所述实施方式仅用于说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述实施方式已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其做出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。