一种超高性能混凝土裹包钢筒混凝土夹层组合结构
阅读说明：本技术 一种超高性能混凝土裹包钢筒混凝土夹层组合结构 (Ultra-high performance concrete wrapped steel cylinder concrete interlayer composite structure ) 是由 宁平华 乐小刚 郭飞 胡会勇 王晟 周昱 张松涛 曾炯坤 于 2021-10-27 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种超高性能混凝土裹包钢筒混凝土夹层组合结构,包括本发明公开了一种超高性能混凝土裹包钢筒混凝土夹层组合结构,包括钢拱、若干连接件、超高性能混凝土层；若干连接件间隔设置于钢拱的外壁侧上,连接件的一端与钢拱外壁侧固定连接；超高性能混凝土层设置于钢拱外壁,并通过连接件与钢拱的外壁连接,超高性能混凝土层可有效阻隔水与钢拱的接触,提高钢拱的耐久性,超高性能混凝土层与钢拱的外壁间还设置有隔离剂,连接件中的细长剪力钉由橡胶包覆,可减少超高性能混凝土层与钢拱主体结构的相互作用,达到释放超高性能混凝土层应力、减小厚度的作用,钢拱内部可浇筑素混凝土以提高抗撞性能。(The invention discloses an ultra-high performance concrete wrapped steel cylinder concrete interlayer composite structure, which comprises a steel arch, a plurality of connecting pieces and an ultra-high performance concrete layer, wherein the steel arch is arranged on the steel arch; the connecting pieces are arranged on the outer wall side of the steel arch at intervals, and one ends of the connecting pieces are fixedly connected with the outer wall side of the steel arch; the ultra-high performance concrete layer is arranged on the outer wall of the steel arch and is connected with the outer wall of the steel arch through the connecting piece, the ultra-high performance concrete layer can effectively prevent water from contacting the steel arch, the durability of the steel arch is improved, the isolating agent is further arranged between the ultra-high performance concrete layer and the outer wall of the steel arch, the long and thin shear nails in the connecting piece are coated by rubber, the interaction between the ultra-high performance concrete layer and the main body structure of the steel arch can be reduced, the effects of releasing the stress of the ultra-high performance concrete layer and reducing the thickness are achieved, and plain concrete can be poured inside the steel arch to improve the anti-collision performance.)
技术领域
本发明涉及桥梁技术领域，特别涉及一种超高性能混凝土裹包钢筒混凝土夹层组合结构。
背景技术
跨河流、海洋的大跨度桥梁结构，如果受场地、地质条件、结构受力、景观等限制钢拱必须设置于水中时，不可避免的存在钢结构腐蚀问题，腐蚀问题处理不当易导致材料的破坏和设施功能的失效，进而引起工程设施的结构损伤、缩短结构使用寿命，对人民生命财产安全造成重大威胁。
此外，在通航流域，船舶假使直接撞上钢拱，因为钢结构刚度小，防撞性能较差，也易引起安全事故，造成人员伤亡及经济损失。现有技术往往在钢拱外另外设置防撞设施，不仅造价高，而且占用部分河道，影响通航、泄洪，景观效果也较差。
发明内容
本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种超高性能混凝土裹包钢筒混凝土夹层组合结构，构造简单，利用超高性能混凝土优异的力学性能及耐久性，裹包钢拱，可大大降低水位变动对钢拱的影响，同时，其高密实性与良好的工作性能使混凝土层具有很高的抗裂性能，超强的抗压能力，疲劳极限高，有助于提高钢拱的防撞性能及使用寿命，能有效解决钢拱设置于水中的防腐、防撞问题，并且施工方便，后期运营期间减少了水中钢拱的涂装维护，具有良好的技术经济效益。
根据本发明的第一方面，提供一种超高性能混凝土裹包钢筒混凝土夹层组合结构，包括钢拱；若干连接件，若干连接件间隔设置于钢拱的外壁侧上，连接件的一端与钢拱外壁侧固定连接；超高性能混凝土层，超高性能混凝土层设置于钢拱外壁，超高性能混凝土层通过连接件与钢拱的外壁连接，超高性能混凝土层与钢拱的外壁间设置有隔离剂。
本发明的一种超高性能混凝土裹包钢筒混凝土夹层组合结构至少具有以下有益效果：本实施例通过钢拱的外壁设置有超高性能混凝土层，超高性能混凝土层包裹于钢拱的外部使钢拱免受设置于水中所产生的腐蚀问题，同时还可提高钢拱的防撞能力，另外，钢拱的外壁与混凝土之间通过间隔设置若干的连接件，连接件一端固结在钢拱外壁，一端设置于超高性能混凝土层内部，将钢拱外壁与超高性能混凝土层在轴向牢固连接起来。外壁板设置有隔离剂，用于减少超高性能混凝土层与钢拱主体结构的相互作用，降低超高性能混凝土层受力，减小厚度，提高经济效益，也可以进一步增强钢拱的防水性能。
根据本发明第一方面的一种超高性能混凝土裹包钢筒混凝土夹层组合结构，连接件由细长剪力钉和橡胶组成，橡胶包裹细长剪力钉的外部。剪力钉在剪力方向刚度较小，剪力作用下会产生变形，同时在剪力钉外部包裹橡胶，橡胶有一定变形能力，两者结合，可适应超高混凝土层与钢拱间的相对位移，减小超高性能混凝土参与主体结构受力，降低超高性能混凝土层厚度，提高经济效益。另外，剪力钉外部包裹橡胶，可对剪力钉起保护作用，防止剪力钉被腐蚀。
根据本发明第一方面的一种超高性能混凝土裹包钢筒混凝土夹层组合结构，钢拱为箱型结构，钢拱由外壁板和腹板组成，腹板设置于由外壁板环绕组成的内腔内，腹板的两端与外壁板固定连接。腹板对外壁板起支撑加固作用，可提高钢拱的稳固性。
根据本发明第一方面的一种超高性能混凝土裹包钢筒混凝土夹层组合结构，钢拱内部还设置有若干加劲肋，加劲肋间隔固定设置于外壁板的内壁和腹板上。加劲肋间隔固定设置于外壁板的内壁和腹板上，可以提高钢拱的稳定性和抗扭性能，有益于钢拱的防撞能力，提高桥梁的安全性能。
根据本发明第一方面的一种超高性能混凝土裹包钢筒混凝土夹层组合结构，隔离剂由聚氨酯制成，可以减小超高混凝土层与钢拱主体结构的相互作用，同时聚氨酯具有良好的耐腐、耐老化、防水性能，可进一步地提高钢拱的防腐蚀性能，延长钢拱的使用寿命，并且聚氨酯对金属的附着力强，可更好地贴合钢拱以保护钢拱。
根据本发明第一方面的一种超高性能混凝土裹包钢筒混凝土夹层组合结构，超高性能混凝土层内部设置有若干钢筋，钢筋为纵横交叉的间隔设置形成钢筋网结构，可提高钢筋与混凝体的锚固性，使混凝土层承受的载荷均匀扩散分布，有助于提高混凝土层结构的抗震裂性能从而有效地保护钢拱，降低外界环境对钢拱的影响，提高钢拱的使用寿命。
根据本发明第一方面的一种超高性能混凝土裹包钢筒混凝土夹层组合结构，钢拱内部浇筑有素混凝土，可增加结构整体刚度，增强钢拱的防撞能力，从而提高桥梁的安全性能。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步地说明；
图1为超高性能混凝土裹包钢筒混凝土夹层组合结构的立面图；
图2为图1中A处的局部放大图；
图3为图1的俯视图；
图4为图1的截面图；
图5为图4中B处的局部放大图；
图6为图1中的连接件局部构造图。
附图标记：
钢拱100；外壁板110；腹板120；加劲肋130；素混凝土140；隔离剂150；
连接件200；剪力钉210；橡胶220；
超高性能混凝土层300；钢筋310。
具体实施方式
本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
参照图1至图6，本发明的实施例提供了一种超高性能混凝土裹包钢筒混凝土夹层组合结构，包括钢拱100、连接件200、超高性能混凝土层300、隔离剂150与素混凝土140。
通过钢拱100的外壁设置有超高性能混凝土层300，超高性能混凝土层300包裹于钢拱100的外部使钢拱100免受设置于水中所产生的腐蚀问题，同时还可提高钢拱100的防撞能力，另外，钢拱100的外壁与超高性能混凝土层300之间通过间隔设置若干的连接件200，连接件200一端固结在钢拱100外壁，一端设置于超高性能混凝土层300内部，将钢拱外壁与超高性能混凝土层300在轴向牢固连接起来，加强钢拱100与超高性能混凝土层300之间的连接强度。外壁板110设置有隔离剂150，用于减少超高性能混凝土层300与钢拱100主体结构的相互作用，降低超高性能混凝土层300受力，减小厚度，提高经济效益，也可以增强钢拱100的防水性能。
进一步地，连接件200由细长剪力钉210和橡胶220组成，橡胶220包裹细长剪力钉210的外部，细长剪力钉210具有轴向高强度连接的优点，细长剪力钉210一端固结在钢拱100外壁，一端设置于超高性能混凝土层300内部，将钢拱100外壁与超高性能混凝土层300在轴向牢固连接起来；细长剪力钉210在剪力方向刚度较小，细长剪力作用下会产生变形，同时在细长剪力钉210外部包裹橡胶220，橡胶220有一定变形能力，两者结合，可适应超高混凝土层300与钢拱100间的相对位移，减小超高性能混凝土层300参与主体结构受力，降低超超高性能混凝土层300厚度，提高经济效益。另外，细长剪力钉210外部包裹橡胶220，可对细长剪力钉210起保护作用，防止细长剪力钉210被腐蚀。
进一步地，钢拱100为箱型结构，钢拱100由外壁板110和腹板120组成，腹板120设置于由外壁板110环绕组成的内腔内，腹板120的两端与外壁板110固定连接。腹板120对外壁板110起支撑加固作用，可提高钢拱100的稳固性。
进一步地，钢拱100内部还设置有若干加劲肋130，加劲肋130间隔固定设置于外壁板110的内壁和腹板120上，可以提高钢拱100的稳定性和抗扭性能，提高桥梁的安全性能。
进一步地，隔离剂150由聚氨酯制成，可以减小超高混凝土层与钢拱主体结构的相互作用，同时聚氨酯具有良好的耐腐、耐老化、防水性能，可进一步地提高钢拱100的防腐蚀和抗震性能，其耐老化性能还可延长钢拱100的使用寿命，并且聚氨酯对金属的附着力强，可更好地贴合钢拱100以保护钢拱100。
进一步地，超高性能混凝土层300内部设置有若干钢筋310，钢筋310为纵横交叉的间隔设置形成钢筋310网结构，可提高钢筋310与混凝体的锚固性，使超高性能混凝土层300承受的载荷均匀扩散分布，有助于提高超高性能混凝土层300结构的抗震裂性能从而有效地保护钢拱100，降低外界环境对钢拱100的影响，提高钢拱100的使用寿命。
进一步地，钢拱100内部浇筑有素混凝土140，可增加结构整体刚度，增强钢拱100的防撞能力，从而提高桥梁的安全性能。需要说明的是，当钢当有船舶撞击风险时，钢拱100内部浇筑有素混凝土140，若为若无撞击风险，则可根据实际情况需要是否浇筑素混凝土140。
钢拱100内灌注素混凝土140可以提高结构整体刚度，加强防撞性能；而钢拱100外围采用超高性能混凝土包裹，利用其超高的力学性能及耐久性，可以起到优异的防撞及防腐效果；同时采用橡胶220包裹的细长剪力钉210及钢拱100外表面涂隔离剂150等构造措施，减少超高性能混凝土层300不参与主体结构受力，降低超高性能混凝土层130厚度，提高经济效益。
本申请还提供了装配施工的方法：施工时，首先在预制厂加工钢拱100，焊接连接件200，随后架设模板、布置钢筋310并整体浇筑外层超高性能混凝土层300，进行高温蒸汽养护，接着运至现场，焊接钢拱100节段，而外层超高性能混凝土层300通过湿接缝连接，钢拱100施工完成后，最后直接灌注钢拱100内的素混凝土140即可，施工便捷。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：一种公路桥梁减震支架