專(zhuān)利名稱(chēng)：一種pbl加勁型薄壁鋼箱混凝土結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋼箱混凝土結(jié)構(gòu)，尤其是涉及一種PBL加勁型薄壁鋼箱混凝土結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
兩孔和兩孔以上的橋梁中，除兩端與路堤銜接的橋臺(tái)外，其余的中間支撐結(jié)構(gòu)稱(chēng)為橋墩。橋墩分為實(shí)體墩、柱式墩、排架墩等。建筑橋墩的材料可用木料、石料、混凝土、鋼筋混凝土、鋼材等。目前，所施工的橋墩一般為用混凝土或石砌成的實(shí)體結(jié)構(gòu)。墩身上設(shè)墩帽，下接基礎(chǔ)，其特點(diǎn)是能充分利用圬工材料的抗壓性能，借自身的較大截面尺寸和重量承受豎直方向和水平方向的外力，具有堅(jiān)固耐久、施工簡(jiǎn)易、取材方便、節(jié)約鋼材等優(yōu)點(diǎn)，但其缺點(diǎn)是所用的圬工材料量大，外形粗大笨重，減少了橋下的有效孔徑，增大了地基負(fù)荷，并且當(dāng)橋墩較高且地基承載力較低時(shí)尤為不利。雖現(xiàn)如今出現(xiàn)一些鋼箱混凝土橋墩，但也均為實(shí)體墩，所施工成型的鋼管混凝土橋墩自重很大。針對(duì)實(shí)體橋墩的缺點(diǎn)而出現(xiàn)的空心橋墩，其外形似重力式橋墩，但它是中空的薄壁墩，具有外形輕盈美觀、圬工材料量少、可減輕地基負(fù)荷、節(jié)省基礎(chǔ)工程、便于用拼裝結(jié)構(gòu)或用滑升模板施工、有利于加速施工進(jìn)度、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率等優(yōu)點(diǎn)，目前正得到迅速發(fā)展。但現(xiàn)如今，所采用的空心橋墩均不同程度地存在施工不便、受力性能較差、易發(fā)生局部屈曲等缺陷和不足。另外，現(xiàn)如今在橋梁跨徑不斷被刷新的今天，斜拉橋和懸索橋以其獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)，在大跨徑橋梁中發(fā)揮著重要的作用。橋塔作為斜拉橋和懸索橋的共有結(jié)構(gòu)，隨著斜拉橋和懸索橋的發(fā)展，也經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的發(fā)展過(guò)程。橋塔是纜索支承橋梁中的重要受力構(gòu)件，承擔(dān)著將橋梁的恒載和活載傳遞到下部結(jié)構(gòu)的作用，橋塔常用的材料有鋼筋混凝土和鋼材，或者將兩者結(jié)合形成鋼-混凝土橋塔。60年代以前，大跨徑懸索橋一般都采用鋼橋塔；60年代后，隨著高聳結(jié)構(gòu)混凝土澆注技術(shù)的發(fā)展，大跨徑懸索橋開(kāi)始廣泛采用混凝土橋塔；而80年代以后，因鋼橋塔具有工廠化加工、體積小，自重輕，施工進(jìn)度快等特點(diǎn)，大量斜拉橋多采用鋼橋塔。對(duì)于橋塔材料的選擇，鋼橋塔和混凝土橋塔各有利弊。在相同重量下前者的承載能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于后者，因此，在滿(mǎn)足橋梁承載能力的情況下，鋼橋塔可以比混凝土橋塔更為輕巧，對(duì)基礎(chǔ)承載力的要求也可以降低。并且，鋼結(jié)構(gòu)可以在工廠加工生產(chǎn)、現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拼裝，施工要比混凝土結(jié)構(gòu)方便快捷。但由于鋼材的自身性質(zhì)，鋼橋塔結(jié)構(gòu)存在著易發(fā)生局部屈曲和失穩(wěn)、耐火性能差、造價(jià)較高、維護(hù)工作量大等缺陷。近年來(lái)，鋼-混凝土組合橋塔因其優(yōu)良的性能，逐漸被發(fā)掘應(yīng)用。利用鋼壁板和混凝土在受力過(guò)程中的相互作用，即鋼壁板對(duì)其核心混凝土的約束作用，使混凝土的強(qiáng)度得以提高，塑性和韌性性能大為改善。同時(shí)，核心混凝土的存在又對(duì)鋼壁板有很好的支承作用，可以提高鋼塔臂抵抗局部失穩(wěn)的能力，避免或延緩鋼壁板發(fā)生局部屈曲，從而保證其材料性能的充分發(fā)揮。另外，在鋼-混凝土組合橋塔的施工過(guò)程中，鋼壁板還可以作為澆筑其核心混凝土的模板，節(jié)省模板費(fèi)用，加快施工進(jìn)度?？傊?，組合橋塔通過(guò)鋼壁板和混凝土的結(jié)合，不僅可以彌補(bǔ)兩種材料各自的缺點(diǎn)，而且能夠充分發(fā)揮二者的優(yōu)點(diǎn)，克服了鋼橋塔的局部穩(wěn)定問(wèn)題，并且比鋼橋塔具有更高的承載力。但目前的鋼-混凝土組合橋塔結(jié)構(gòu)核心混凝土的體積大，結(jié)構(gòu)笨重，對(duì)地基要求高，且鋼與混凝土兩種材料界面性能有待進(jìn)一步優(yōu)化。綜上，現(xiàn)有的橋塔結(jié)構(gòu)普遍存在幾個(gè)問(wèn)題:第一、混凝土橋塔自重大、施工不便；第二、鋼橋塔易發(fā)生局部屈曲，耐火耐久性能差；第三、目前的鋼-混凝土組合橋塔結(jié)構(gòu)圬工材料體積較大，自重大，且混凝土組合作用較差，不能充分發(fā)揮兩種材料的強(qiáng)度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種PBL加勁型薄壁鋼箱混凝土結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理、施工方便且施工成本較低、力學(xué)性能優(yōu)良、使用效果好，能有效解決現(xiàn)有橋梁塔墩結(jié)構(gòu)存在的自重大、施工不便、鋼箱側(cè)壁易發(fā)生局部失穩(wěn)、鋼箱對(duì)混凝土套箍作用小等問(wèn)題。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種PBL加勁型薄壁鋼箱混凝土結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括外層鋼箱、套裝于外層鋼箱內(nèi)的內(nèi)層鋼箱、多個(gè)分別布設(shè)在外層鋼箱內(nèi)側(cè)壁上的加勁肋板組一、多個(gè)分別布設(shè)在內(nèi)層鋼箱外側(cè)壁上的加勁肋板組二和由填充于外層鋼箱與內(nèi)層鋼箱之間的混凝土澆筑成型的混凝土結(jié)構(gòu)，所述外層鋼箱和內(nèi)層鋼箱的縱向長(zhǎng)度相同且二者的上下端部均平齊，所述混凝土結(jié)構(gòu)的上下端部分別與外層鋼箱的上下端部相平齊；所述外層鋼箱的橫截面形狀為矩形或正多邊形，且內(nèi)層鋼箱的橫截面形狀為矩形或正多邊形；多個(gè)所述加勁肋板組一的組數(shù)與外層鋼箱的內(nèi)側(cè)壁數(shù)量相同，且多個(gè)所述加勁肋板組一分別布設(shè)在外層鋼箱的多個(gè)內(nèi)側(cè)壁上；多個(gè)所述加勁肋板組二的組數(shù)與內(nèi)層鋼箱的外側(cè)壁數(shù)量相同，且多個(gè)所述加`勁肋板組二分別布設(shè)在內(nèi)層鋼箱的多個(gè)外側(cè)壁上；每一個(gè)所述加勁肋板組一均包括多道呈平行布設(shè)的PBL加勁肋一，多道所述PBL加勁肋一的結(jié)構(gòu)和尺寸均相同且多道所述PBL加勁肋一均為長(zhǎng)條形鋼肋板一，每一道所述長(zhǎng)條形鋼肋板一的縱向延伸方向均與外層鋼箱的中心軸線方向一致，且每一道所述長(zhǎng)條形鋼肋板一均與其所布設(shè)外層鋼箱的內(nèi)側(cè)壁呈垂直布設(shè)；每一道所述長(zhǎng)條形鋼肋板一的縱向長(zhǎng)度均與外層鋼箱的縱向長(zhǎng)度相同，且每一道所述長(zhǎng)條形鋼肋板一的橫向?qū)挾染鶠槠渌荚O(shè)
位置處外層鋼箱和內(nèi)層鋼箱之間間距的！~ !丨每一個(gè)所述加勁肋板組二均包括多道呈平
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行布設(shè)的PBL加勁肋二，多道所述PBL加勁肋二的結(jié)構(gòu)和尺寸均相同且多道所述PBL加勁肋二均為長(zhǎng)條形鋼肋板二，每一道所述長(zhǎng)條形鋼肋板二的縱向延伸方向均與內(nèi)層鋼箱的中心軸線方向一致，且每一道所述長(zhǎng)條形鋼肋板二均與其所布設(shè)內(nèi)層鋼箱的外側(cè)壁呈垂直布設(shè)；每一道所述長(zhǎng)條形鋼肋板二的縱向長(zhǎng)度均與內(nèi)層鋼箱的縱向長(zhǎng)度相同，且每一道所述
長(zhǎng)條形鋼肋板二的橫向?qū)挾染鶠槠渌荚O(shè)位置處外層鋼箱和內(nèi)層鋼箱之間間距的I ~與;
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多個(gè)所述加勁肋板組一中的所有PBL加勁肋一和多個(gè)所述加勁肋板組二中的所有PBL加勁肋二均與混凝土結(jié)構(gòu)緊固連接為一體，所述外層鋼箱、內(nèi)層鋼箱、多個(gè)所述加勁肋板組一、多個(gè)所述加勁肋板組二和所述混凝土結(jié)構(gòu)組成一個(gè)整體式鋼箱混凝土柱形結(jié)構(gòu)件或一個(gè)鋼箱混凝土柱形節(jié)段，多個(gè)所述鋼箱混凝土柱形節(jié)段由上至下拼裝組成一個(gè)組合式鋼箱混凝土柱形結(jié)構(gòu)件。上述一種PBL加勁型薄壁鋼箱混凝土結(jié)構(gòu)，其特征是:所述外層鋼箱和內(nèi)層鋼箱的橫截面形狀相同，且所述外層鋼箱和內(nèi)層鋼箱呈同軸布設(shè)。上述一種PBL加勁型薄壁鋼箱混凝土結(jié)構(gòu)，其特征是:所述鋼箱混凝土柱形節(jié)段中內(nèi)層鋼箱的上下兩端內(nèi)側(cè)均設(shè)置有一個(gè)橫隔板，所述橫隔板與內(nèi)層鋼箱呈垂直布設(shè)，且橫隔板的結(jié)構(gòu)和尺寸均與內(nèi)層鋼箱的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和尺寸相同，所述橫隔板的中部開(kāi)有一個(gè)多邊形孔。上述一種PBL加勁型薄壁鋼箱混凝土結(jié)構(gòu)，其特征是:多個(gè)所述加勁肋板組一的組數(shù)和多個(gè)所述加勁肋板組二的組數(shù)相同，且多個(gè)所述加勁肋板組二分別與多個(gè)所述加勁肋板組一呈一一正對(duì)布設(shè)；每一個(gè)所述加勁肋板組二中的多道所述長(zhǎng)條形鋼肋板二均和與該加勁肋板組二正對(duì)的加勁肋 板組一中的多道所述長(zhǎng)條形鋼肋板一呈交錯(cuò)布設(shè)，每一個(gè)所述加勁肋板組二中所包括長(zhǎng)條形鋼肋板二的數(shù)量=與該加勁肋板組二正對(duì)的加勁肋板組一中所包括長(zhǎng)條形鋼肋板一的數(shù)量-1。上述一種PBL加勁型薄壁鋼箱混凝土結(jié)構(gòu)，其特征是:每一個(gè)所述加勁肋板組二中的多道所述長(zhǎng)條形鋼肋板二呈均勻布設(shè)，且每一個(gè)所述加勁肋板組一中的多道所述長(zhǎng)條形鋼肋板一呈均勻布設(shè)。上述一種PBL加勁型薄壁鋼箱混凝土結(jié)構(gòu)，其特征是:所述外層鋼箱和內(nèi)層鋼箱的壁厚均為8mm 20mm，且Al: A2=l: (0.6 0.8)，其中Al為外層鋼箱內(nèi)側(cè)中空部分的橫截面積，A2為內(nèi)層鋼箱內(nèi)側(cè)中空部分的橫截面積。上述一種PBL加勁型薄壁鋼箱混凝土結(jié)構(gòu)，其特征是:每一道所述長(zhǎng)條形鋼肋板一的中部均由上至下開(kāi)有多個(gè)通孔一，且每一道所述長(zhǎng)條形鋼肋板二的中部均由上至下開(kāi)有多個(gè)通孔二。上述一種PBL加勁型薄壁鋼箱混凝土結(jié)構(gòu)，其特征是:多個(gè)所述加勁肋板組一中所有PBL加勁肋一的結(jié)構(gòu)和尺寸均相同，且多個(gè)所述加勁肋板組二中所有PBL加勁肋二的結(jié)構(gòu)和尺寸均相同；多個(gè)所述加勁肋板組一中所有長(zhǎng)條形鋼肋板一上所開(kāi)設(shè)通孔一的數(shù)量和各通孔一的布設(shè)位置均相同；多個(gè)所述通孔一呈均勻布設(shè)，且多個(gè)所述通孔一的結(jié)構(gòu)和尺寸均相同；多個(gè)所述加勁肋板組二中所有長(zhǎng)條形鋼肋板二上所開(kāi)設(shè)通孔二的數(shù)量和各通孔二的布設(shè)位置均相同；多個(gè)所述通孔二呈均勻布設(shè)，且多個(gè)所述通孔二的結(jié)構(gòu)和尺寸均相同。上述一種PBL加勁型薄壁鋼箱混凝土結(jié)構(gòu)，其特征是:所述外層鋼箱和內(nèi)層鋼箱的壁厚均優(yōu)選為 16mm,所述外層鋼箱的橫截面積優(yōu)選為8m2 20m2,所述鋼箱混凝土橋墩中所述縱向加勁肋一和縱向加勁肋二的橫向?qū)挾染鶅?yōu)選為200mm 350mm且其厚度
均優(yōu)選為12mm 14mm;所述通孔一為圓形孔一，所述圓形孔一的孔徑dl=(丄 丄)d2,
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其中d2為所述圓形孔一所處長(zhǎng)條形鋼肋板一的橫向?qū)挾?；所述通孔二為圓形孔二，所述圓
形孔二的孔徑d3=d4，其中d4為所述圓形孔二所處長(zhǎng)條形鋼肋板二的橫向?qū)?br> 5 3
度；相鄰兩個(gè)所述圓形孔一和相鄰兩個(gè)所述圓形孔二之間的間距均優(yōu)選為200mm 300mm。
上述一種PBL加勁型薄壁鋼箱混凝土結(jié)構(gòu)，其特征是所述鋼箱混凝土柱形節(jié)段的縱向長(zhǎng)度為3m 4m ;所述橫隔板的板厚d6= (O. 8 1. 2) Xd5，其中d5為內(nèi)層鋼箱的壁厚。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理且施工成本較低。2、施工方便、使用效果好、力學(xué)性能好且結(jié)構(gòu)輕盈，內(nèi)外兩層鋼箱之間通過(guò)所澆注的混凝土連接成為一個(gè)整體。實(shí)際使用時(shí)，本發(fā)明能充分改善現(xiàn)有橋墩結(jié)構(gòu)自重大、施工不便等缺陷，其利用外層鋼箱較大的截面積來(lái)提供較大的截面抗扭與抗彎慣性矩，利用內(nèi)層鋼箱形成的空間有效減小混凝土體積來(lái)減輕自重，夾層混凝土處于三向受壓狀態(tài)并將內(nèi)外兩層鋼箱連成整體，內(nèi)層鋼箱形成的空間有利于布設(shè)管線。3、傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，鋼筋網(wǎng)較密，本發(fā)明將鋼筋網(wǎng)用內(nèi)層鋼箱代替，不僅使結(jié)構(gòu)承載力提高，同時(shí)內(nèi)外層鋼箱可以兼作模板，使施工方便、快速。另外，結(jié)構(gòu)輕盈，利用內(nèi)層鋼箱形成的空間，減小混凝土體積，節(jié)省材料，同時(shí)由于自重減輕，降低了對(duì)基礎(chǔ)的要求，而大大減低工程造價(jià)。4、內(nèi)外兩層鋼箱之間通過(guò)所澆注的混凝土連接成為一個(gè)整體。同時(shí)兩層鋼箱對(duì)夾層混凝土的約束作用，使混凝土處于三向受壓狀態(tài)，充分利用了兩種材料的優(yōu)缺點(diǎn)，達(dá)到了最好的使用效果。5、抗震、抗彎、抗扭性能良好，設(shè)置有內(nèi)外兩層鋼箱結(jié)構(gòu)，且利用外層鋼箱較大的截面積提供較大的抗扭、抗彎慣性矩，增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。6、通過(guò)對(duì)在鋼箱混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)布設(shè)開(kāi)孔加勁肋(簡(jiǎn)稱(chēng)PBL加勁肋)后鋼管混凝土的力學(xué)性能進(jìn)行研究，表面PBL加勁肋的增設(shè)提高了核心混凝土的抗壓強(qiáng)度，增強(qiáng)了鋼管管壁的穩(wěn)定性；同時(shí)PBL加勁肋充當(dāng)了剪力件的作用，使鋼管與混凝土連成整體，提高了鋼與混凝土的組合作用。而本發(fā)明利用PBL加勁肋增強(qiáng)鋼箱鋼壁板的面外穩(wěn)定性，并相應(yīng)大幅度增強(qiáng)結(jié)構(gòu)抗剪能力，同時(shí)將整個(gè)橋墩、橋塔等柱形結(jié)構(gòu)件的各組成部分緊密連成整體，增強(qiáng)了整個(gè)鋼箱混凝土結(jié)構(gòu)的整體性。所設(shè)置的開(kāi)孔加勁肋不僅提高了夾層混凝土的抗壓強(qiáng)度，增強(qiáng)鋼箱箱壁的穩(wěn)定性；同時(shí)開(kāi)孔加勁肋充當(dāng)了剪力件的作用，使鋼箱與混凝土連成整體，提高了鋼與混凝土的組合作用。7、兩層薄壁鋼箱之間所澆注的混凝土既可以采用高強(qiáng)混凝土，也可以采用輕質(zhì)鋼纖維混凝土。并且，所述鋼纖維混凝土為纖維體積率為1% 2%且密度為300kg/m3 1800kg/m3的輕質(zhì)鋼纖維混凝土。8、本發(fā)明能充分改善現(xiàn)有橋塔結(jié)構(gòu)自重大、施工不便等缺陷，其利用外層鋼箱較大的截面積來(lái)提供較大的截面抗扭與抗彎慣性矩，利用內(nèi)層鋼箱形成的空間有效減小混凝土體積來(lái)減輕自重，夾層混凝土處于三向受壓狀態(tài)并將內(nèi)外兩層鋼箱連成整體，內(nèi)層鋼箱形成的空間有利于布設(shè)索纜錨固和布置管線。9、適用范圍廣且推廣應(yīng)用前景廣泛，不僅適用于橋墩和橋塔，同時(shí)也可適用于橋拱、承重梁等其它類(lèi)型的柱形結(jié)構(gòu)件。綜上所述，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理、施工方便且施工成本較低、力學(xué)性能優(yōu)良、使用效果好，能有效解決現(xiàn)有橋梁塔墩結(jié)構(gòu)存在的自重大、施工不便、鋼箱側(cè)壁易發(fā)生局部失穩(wěn)、鋼箱對(duì)混凝土套箍作用小等問(wèn)題。
下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明PBL加勁肋一的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本發(fā)明實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為本發(fā)明實(shí)施例5的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為本發(fā)明實(shí)施例6的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明:I一外層鋼箱；2—內(nèi)層鋼箱； 3-1—PBL加勁肋一；3-2一PBL加勁肋二 ； 4一混凝土結(jié)構(gòu)；5-1—通孔一；6—橫隔板。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1`
如圖1所示，本發(fā)明包括外層鋼箱1、套裝于外層鋼箱I內(nèi)的內(nèi)層鋼箱2、多個(gè)分別布設(shè)在外層鋼箱I內(nèi)側(cè)壁上的加勁肋板組一、多個(gè)分別布設(shè)在內(nèi)層鋼箱2外側(cè)壁上的加勁肋板組二和由填充于外層鋼箱I與內(nèi)層鋼箱2之間的混凝土澆筑成型的混凝土結(jié)構(gòu)4，所述外層鋼箱I和內(nèi)層鋼箱2的縱向長(zhǎng)度相同且二者的上下端部均平齊，所述混凝土結(jié)構(gòu)4的上下端部分別與外層鋼箱I的上下端部相平齊。所述外層鋼箱I的橫截面形狀為矩形或正多邊形，且內(nèi)層鋼箱2的橫截面形狀為矩形或正多邊形。多個(gè)所述加勁肋板組一的組數(shù)與外層鋼箱I的內(nèi)側(cè)壁數(shù)量相同，且多個(gè)所述加勁肋板組一分別布設(shè)在外層鋼箱I的多個(gè)內(nèi)側(cè)壁上。多個(gè)所述加勁肋板組二的組數(shù)與內(nèi)層鋼箱2的外側(cè)壁數(shù)量相同，且多個(gè)所述加勁肋板組二分別布設(shè)在內(nèi)層鋼箱2的多個(gè)外側(cè)壁上。每一個(gè)所述加勁肋板組一均包括多道呈平行布設(shè)的PBL加勁肋一 3-1，多道所述PBL加勁肋一 3-1的結(jié)構(gòu)和尺寸均相同且多道所述PBL加勁肋一 3-1均為長(zhǎng)條形鋼肋板一，每一道所述長(zhǎng)條形鋼肋板一的縱向延伸方向均與外層鋼箱I的中心軸線方向一致，且每一道所述長(zhǎng)條形鋼肋板一均與其所布設(shè)外層鋼箱I的內(nèi)側(cè)壁呈垂直布設(shè)。每一道所述長(zhǎng)條形鋼肋板一的縱向長(zhǎng)度均與外層鋼箱I的縱向長(zhǎng)度相同，且每一道所述長(zhǎng)條形鋼肋板一的橫向?qū)挾染鶠槠渌荚O(shè)位置處外層鋼箱I和內(nèi)層鋼
箱2之間間距的i I。每一個(gè)所述加勁肋板組二均包括多道呈平行布設(shè)的PBL加勁肋二 5 4
3-2，多道所述PBL加勁肋二 3-2的結(jié)構(gòu)和尺寸均相同且多道所述PBL加勁肋二 3_2均為長(zhǎng)條形鋼肋板二，每一道所述長(zhǎng)條形鋼肋板二的縱向延伸方向均與內(nèi)層鋼箱2的中心軸線方向一致，且每一道所述長(zhǎng)條形鋼肋板二均與其所布設(shè)內(nèi)層鋼箱2的外側(cè)壁呈垂直布設(shè)。每一道所述長(zhǎng)條形鋼肋板二的縱向長(zhǎng)度均與內(nèi)層鋼箱2的縱向長(zhǎng)度相同，且每一道所述長(zhǎng)條
形鋼肋板二的橫向?qū)挾染鶠槠渌荚O(shè)位置處外層鋼箱I和內(nèi)層鋼箱2之間間距的!~與。
5 4多個(gè)所述加勁肋板組一中的所有PBL加勁肋一 3-1和多個(gè)所述加勁肋板組二中的所有PBL加勁肋二 3-2均與混凝土結(jié)構(gòu)4緊固連接為一體，所述外層鋼箱1、內(nèi)層鋼箱2、多個(gè)所述加勁肋板組一、多個(gè)所述加勁肋板組二和所述混凝土結(jié)構(gòu)4組成一個(gè)整體式鋼箱混凝土柱形結(jié)構(gòu)件或一個(gè)鋼箱混凝土柱形節(jié)段，多個(gè)所述鋼箱混凝土柱形節(jié)段由上至下拼裝組成一個(gè)組合式鋼箱混凝土柱形結(jié)構(gòu)件。本實(shí)施例中，所述外層鋼箱1、內(nèi)層鋼箱2、多個(gè)所述加勁肋板組一、多個(gè)所述加勁肋板組二和所述混凝土結(jié)構(gòu)4組成所施工橋梁的鋼箱混凝土橋墩，即所述組合式鋼箱混凝土柱形結(jié)構(gòu)件為鋼箱混凝土橋墩。實(shí)際施工時(shí)，所述外層鋼箱1、內(nèi)層鋼箱2、多個(gè)所述加勁肋板組一、多個(gè)所述加勁肋板組二和所述混凝土結(jié)構(gòu)4也可以組成其它類(lèi)型的整體式柱形結(jié)構(gòu)件，如承重梁、拱等結(jié)構(gòu)件。同時(shí)，所述外層鋼箱1、內(nèi)層鋼箱2、多個(gè)所述加勁肋板組一、多個(gè)所述加勁肋板組二和所述混凝土結(jié)構(gòu)4所組成的柱形結(jié)構(gòu)件也可以應(yīng)用其它土建項(xiàng)目，如房屋、隧道等的支撐結(jié)構(gòu)件。本實(shí)施例中，所述外層鋼箱I和內(nèi)層鋼箱2的縱向長(zhǎng)度，均與所施工鋼箱混凝土橋墩的高度相同。實(shí)際加工時(shí)，所述外層鋼箱I和內(nèi)層鋼箱2的壁厚均為8mm 20mm，且Al A2=l (O. 6 O. 8)，其中Al為外層鋼箱I內(nèi)側(cè)中空部分的橫截面積，A2為內(nèi)層鋼箱2內(nèi)側(cè)中空部分的橫截面積。本實(shí)施例中，所述外層鋼箱I和內(nèi)層鋼箱2的壁厚均優(yōu)選為12mm 16mm,所述外層鋼箱I的橫截面積優(yōu)選為8m2 20m2，所述鋼箱混凝土橋墩中所述縱向加勁肋一 3_1和縱向加勁肋二 3-2的橫向?qū)挾染鶅?yōu)選為200mm 350mm且其厚度均優(yōu)選為12mm 14mm。本實(shí)施例中，實(shí)際加工制作時(shí)，所述外層鋼箱I和內(nèi)層鋼箱2的橫截面形狀相同，且所述外層鋼箱I和內(nèi)層鋼箱2呈同軸布設(shè)。實(shí)際加工時(shí)，所述外層鋼箱I和內(nèi)層鋼箱2的橫截面形狀也可以不相同，相應(yīng)地，多個(gè)所述加勁肋板組一的組數(shù)和多個(gè)所述加勁肋板組二的組數(shù)也不相同。多個(gè)所述加勁肋板組一的組數(shù)和多個(gè)所述加勁肋板組二的組數(shù)相同，且多個(gè)所述加勁肋板組二分別與多個(gè)所述加勁肋板組一呈一一正對(duì)布設(shè)；每一個(gè)所述加勁肋板組二中的多道所述長(zhǎng)條形鋼肋板二均和與該加勁肋板組二正對(duì)的加勁肋板組一中的多道所述長(zhǎng)條形鋼肋板一呈交錯(cuò)布設(shè)，每一個(gè)所述加勁肋板組二中所包括長(zhǎng)條形鋼肋板二的數(shù)量=與該加勁肋板組二正對(duì)的加勁肋板組一中所包括長(zhǎng)條形鋼肋板一的數(shù)量-1。也就是說(shuō)，每一個(gè)所述加勁肋板組二中所包括長(zhǎng)條形鋼肋板二的數(shù)量，比與該加勁肋板組二正對(duì)的加勁肋板組一中所包括長(zhǎng)條形鋼肋板一的數(shù)量少一個(gè)。本實(shí)施例中，每一個(gè)所述加勁肋板組二中的多道所述長(zhǎng)條形鋼肋板二呈均勻布設(shè)，且每一個(gè)所述加勁肋板組一中的多道所述長(zhǎng)條形鋼肋板一呈均勻布設(shè)。本實(shí)施例中，所述外層鋼箱I和內(nèi)層鋼箱2的橫截面形狀均為長(zhǎng)方形。并且，每一個(gè)所述加勁肋板組二中相鄰兩道所述長(zhǎng)條形鋼肋板二之間的間距和每一個(gè)所述加勁肋板組一中相鄰兩道所述長(zhǎng)條形鋼肋板一之間的間距相同。實(shí)際加工時(shí)，所述外層鋼箱I和內(nèi)層鋼箱2的橫截面形狀也可以為其它正多邊形。本實(shí)施例中，所述外層鋼箱I的四個(gè)內(nèi)側(cè)壁包括呈左右對(duì)稱(chēng)布設(shè)的左側(cè)壁和右側(cè)壁以及呈前后對(duì)稱(chēng)布設(shè)的前側(cè)壁和后側(cè)壁，所述外層鋼箱I的前側(cè)壁和后側(cè)壁上所布設(shè)縱向加勁肋一 3-1的數(shù)量均為NI，且所述外層鋼箱I的左側(cè)壁和右側(cè)壁上所布設(shè)縱向加勁肋一 3-1的數(shù)量均為N2，其中NI彡N2，其中NI和N2均為正整數(shù)且N2彡2 ;所述外層鋼箱I中，LI > L2，其中LI為所述外層鋼箱I的前側(cè)壁和后側(cè)壁的橫向?qū)挾?，且L2為所述外層鋼箱I的左側(cè)壁和右側(cè)壁的橫向?qū)挾取Ｋ鰞?nèi)層鋼箱2的四個(gè)外側(cè)壁包括呈左右對(duì)稱(chēng)布設(shè)的左側(cè)壁和右側(cè)壁以及呈前后對(duì)稱(chēng)布設(shè)的前側(cè)壁和后側(cè)壁，所述內(nèi)層鋼箱2的前側(cè)壁和后側(cè)壁上所布設(shè)縱向加勁肋二 3-2的數(shù)量均為N3，且所述內(nèi)層鋼箱2的左側(cè)壁和右側(cè)壁上所布設(shè)縱向加勁肋二 3-2的數(shù)量均為N4，其中N3 ^ N4，其中N3和N4均為正整數(shù)且N4 ^ 2 ;所述內(nèi)層鋼箱2中，L3 > L4，其中L3為所述內(nèi)層鋼箱2的前側(cè)壁和后側(cè)壁的橫向?qū)挾?，且L4為所述內(nèi)層鋼箱2的左側(cè)壁和右側(cè)壁的橫向?qū)挾?。其中，N3=N1-1，且N4=N2-1。本實(shí)施例中，所述PBL加勁肋一 3-1焊接固定在外層鋼箱I的內(nèi)側(cè)壁上，且PBL加勁肋二 3-2焊接固定在內(nèi)層鋼箱2的外側(cè)壁上。實(shí)際加工時(shí)，所述PBL加勁肋一 3-1也可以采用臨時(shí)緊固件等其它方式固定在外層鋼箱I的內(nèi)側(cè)壁上，且PBL加勁肋二 3-2也可以采用臨時(shí)緊固件等其它方式固定在內(nèi)層鋼箱2的外側(cè)壁上。本實(shí)施例中，多個(gè)所述加勁肋板組一中所有PBL加勁肋一 3-1的結(jié)構(gòu)和尺寸均相同，且多個(gè)所述加勁肋板組二中所有PBL加勁肋二 3-2的結(jié)構(gòu)和尺寸均相同。并且，多個(gè)所述加勁肋板組一中所有PBL加勁肋一 3-1的結(jié)構(gòu)和尺寸和多個(gè)所述加勁肋板組二中所有PBL加勁肋二 3-2的結(jié)構(gòu)和尺寸均相同。實(shí)際加工時(shí)，多個(gè)所述加勁肋板組一中所有PBL加勁肋一 3-1的橫向?qū)挾群秃穸纫部梢圆幌嗤?，且多個(gè)所述加勁肋板組二中所有PBL加勁肋二 3-2的的橫向?qū)挾群秃穸纫部梢圆幌嗤?。本?shí)施例中，結(jié)合圖2，每一道所述長(zhǎng)條形鋼肋板一的中部均由上至下開(kāi)有多個(gè)通孔一 5-1，且多個(gè)所述通孔一 5-1布設(shè)在同一直線上；每一道所述長(zhǎng)條形鋼肋板二的中部均由上至下開(kāi)有多個(gè)通孔二，且多個(gè)所述通孔二布設(shè)在同一直線上。本實(shí)施例中，多個(gè)所述加勁肋板組一中所有長(zhǎng)條形鋼肋板一上所開(kāi)設(shè)通孔一 5-1的數(shù)量和各通孔一 5-1的布設(shè)位置均相同。多個(gè)所述通孔一 5-1呈均勻布設(shè)，且多個(gè)所述通孔一 5-1的結(jié)構(gòu)和尺寸均相同。多個(gè)所述加勁肋板組二中所有長(zhǎng)條形鋼肋板二上所開(kāi)設(shè)通孔二的數(shù)量和各通孔二的布設(shè)位置均相同。多個(gè)所述通孔二呈均勻布設(shè)，且多個(gè)所述通孔二的結(jié)構(gòu)和尺寸均相同。實(shí)際加工時(shí)，多個(gè)所述通孔一 5-1也可以不均勻布設(shè)，且多個(gè)所述通孔二也可以不均勻布設(shè)。所述通孔一 5-1為圓形孔一，所述圓形孔一的孔徑
權(quán)利要求
1.一種PBL加勁型薄壁鋼箱混凝土結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括外層鋼箱(I)、套裝于外層鋼箱(I)內(nèi)的內(nèi)層鋼箱(2)、多個(gè)分別布設(shè)在外層鋼箱(I)內(nèi)側(cè)壁上的加勁肋板組一、多個(gè)分別布設(shè)在內(nèi)層鋼箱(2)外側(cè)壁上的加勁肋板組二和由填充于外層鋼箱(I)與內(nèi)層鋼箱(2)之間的混凝土澆筑成型的混凝土結(jié)構(gòu)(4)，所述外層鋼箱(I)和內(nèi)層鋼箱(2)的縱向長(zhǎng)度相同且二者的上下端部均平齊，所述混凝土結(jié)構(gòu)(4)的上下端部分別與外層鋼箱(I)的上下端部相平齊；所述外層鋼箱(I)的橫截面形狀為矩形或正多邊形，且內(nèi)層鋼箱(2)的橫截面形狀為矩形或正多邊形；多個(gè)所述加勁肋板組一的組數(shù)與外層鋼箱(I)的內(nèi)側(cè)壁數(shù)量相同，且多個(gè)所述加勁肋板組一分別布設(shè)在外層鋼箱(I)的多個(gè)內(nèi)側(cè)壁上；多個(gè)所述加勁肋板組二的組數(shù)與內(nèi)層鋼箱(2)的外側(cè)壁數(shù)量相同，且多個(gè)所述加勁肋板組二分別布設(shè)在內(nèi)層鋼箱(2)的多個(gè)外側(cè)壁上；每一個(gè)所述加勁肋板組一均包括多道呈平行布設(shè)的PBL加勁肋一(3-1)，多道所述PBL加勁肋一(3-1)的結(jié)構(gòu)和尺寸均相同且多道所述PBL加勁肋一(3-1)均為長(zhǎng)條形鋼肋板一，每一道所述長(zhǎng)條形鋼肋板一的縱向延伸方向均與外層鋼箱(I)的中心軸線方向一致，且每一道所述長(zhǎng)條形鋼肋板一均與其所布設(shè)外層鋼箱(I)的內(nèi)側(cè)壁呈垂直布設(shè)；每一道所述長(zhǎng)條形鋼肋板一的縱向長(zhǎng)度均與外層鋼箱(I)的縱向長(zhǎng)度相同，且每一道所述長(zhǎng)條形鋼肋板一的橫向?qū)挾染鶠槠渌荚O(shè)位置處外層鋼箱(I)和內(nèi)層鋼箱(2)之間間距的! ~ -每一個(gè)所述加勁肋板組二均包括多道呈平行布設(shè)的PBL加勁肋二 5 4(3-2)，多道所述PBL加勁肋二(3-2)的結(jié)構(gòu)和尺寸均相同且多道所述PBL加勁肋二(3-2)均為長(zhǎng)條形鋼肋板二，每一道所述長(zhǎng)條形鋼肋板二的縱向延伸方向均與內(nèi)層鋼箱(2)的中心軸線方向一致，且每一道所述長(zhǎng)條形鋼肋板二均與其所布設(shè)內(nèi)層鋼箱(2)的外側(cè)壁呈垂直布設(shè)；每一道所述長(zhǎng)條形鋼肋板二的縱向長(zhǎng)度均與內(nèi)層鋼箱(2)的縱向長(zhǎng)度相同，且每一道所述長(zhǎng)條形鋼肋板二的橫向?qū)挾染鶠槠渌荚O(shè)位置處外層鋼箱(I)和內(nèi)層鋼箱(2 )之間間距的I ~ 4 ;多個(gè)所述加勁肋板組一`中的所有PBL加勁肋一(3-1)和多個(gè)所述加勁肋 5 4板組二中的所有PBL加勁肋二(3-2)均與混凝土結(jié)構(gòu)(4)緊固連接為一體，所述外層鋼箱(I)、內(nèi)層鋼箱(2)、多個(gè)所述加勁肋板組一、多個(gè)所述加勁肋板組二和所述混凝土結(jié)構(gòu)(4)組成一個(gè)整體式鋼箱混凝土柱形結(jié)構(gòu)件或一個(gè)鋼箱混凝土柱形節(jié)段，多個(gè)所述鋼箱混凝土柱形節(jié)段由上至下拼裝組成一個(gè)組合式鋼箱混凝土柱形結(jié)構(gòu)件。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種PBL加勁型薄壁鋼箱混凝土結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述外層鋼箱(I)和內(nèi)層鋼箱(2)的橫截面形狀相同，且所述外層鋼箱(I)和內(nèi)層鋼箱(2)呈同軸布設(shè)。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的一種PBL加勁型薄壁鋼箱混凝土結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述鋼箱混凝土柱形節(jié)段中內(nèi)層鋼箱(2)的上下兩端內(nèi)側(cè)均設(shè)置有一個(gè)橫隔板(6)，所述橫隔板(6)與內(nèi)層鋼箱(2)呈垂直布設(shè)，且橫隔板(6)的結(jié)構(gòu)和尺寸均與內(nèi)層鋼箱(2)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和尺寸相同，所述橫隔板(6)的中部開(kāi)有一個(gè)多邊形孔。
4.按照權(quán)利要求2所述的一種PBL加勁型薄壁鋼箱混凝土結(jié)構(gòu)，其特征在于:多個(gè)所述加勁肋板組一的組數(shù)和多個(gè)所述加勁肋板組二的組數(shù)相同，且多個(gè)所述加勁肋板組二分別與多個(gè)所述加勁肋板組一呈一一正對(duì)布設(shè)；每一個(gè)所述加勁肋板組二中的多道所述長(zhǎng)條形鋼肋板二均和與該加勁肋板組二正對(duì)的加勁肋板組一中的多道所述長(zhǎng)條形鋼肋板一呈交錯(cuò)布設(shè)，每一個(gè)所述加勁肋板組二中所包括長(zhǎng)條形鋼肋板二的數(shù)量=與該加勁肋板組二正對(duì)的加勁肋板組一中所包括長(zhǎng)條形鋼肋板一的數(shù)量-1。
5.按照權(quán)利要求4所述的一種PBL加勁型薄壁鋼箱混凝土結(jié)構(gòu)，其特征在于:每一個(gè)所述加勁肋板組二中的多道所述長(zhǎng)條形鋼肋板二呈均勻布設(shè)，且每一個(gè)所述加勁肋板組一中的多道所述長(zhǎng)條形鋼肋板一呈均勻布設(shè)。
6.按照權(quán)利要求1或2所述的一種PBL加勁型薄壁鋼箱混凝土結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述外層鋼箱(I)和內(nèi)層鋼箱(2)的壁厚均為8mm 20mm，且Al: A2=l: (0.6 0.8)，其中Al為外層鋼箱(I)內(nèi)側(cè)中空部分的橫截面積，A2為內(nèi)層鋼箱(2)內(nèi)側(cè)中空部分的橫截面積。
7.按照權(quán)利要求6所述的一種PBL加勁型薄壁鋼箱混凝土結(jié)構(gòu)，其特征在于:每一道所述長(zhǎng)條形鋼肋板一的中部均由上至下開(kāi)有多個(gè)通孔一(5-1)，且每一道所述長(zhǎng)條形鋼肋板二的中部均由上至下開(kāi)有多個(gè)通孔二。
8.按照權(quán)利要求7所述的一種PBL加勁型薄壁鋼箱混凝土結(jié)構(gòu)，其特征在于:多個(gè)所述加勁肋板組一中所有PBL加勁肋一(3-1)的結(jié)構(gòu)和尺寸均相同，且多個(gè)所述加勁肋板組二中所有PBL加勁肋二(3-2)的結(jié)構(gòu)和尺寸均相同；多個(gè)所述加勁肋板組一中所有長(zhǎng)條形鋼肋板一上所開(kāi)設(shè)通孔一(5-1)的數(shù)量和各通孔一(5-1)的布設(shè)位置均相同；多個(gè)所述通孔一(5-1)呈均勻布設(shè)，且多個(gè)所述通孔一(5-1)的結(jié)構(gòu)和尺寸均相同；多個(gè)所述加勁肋板組二中所有長(zhǎng)條形鋼肋板二上所開(kāi)設(shè)通孔二的數(shù)量和各通孔二的布設(shè)位置均相同；多個(gè)所述通孔二呈均勻布設(shè)，且多個(gè)所述通孔二的結(jié)構(gòu)和尺寸均相同。
9.按照權(quán)利要求7所述的一種PBL加勁型薄壁鋼箱混凝土結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述外層鋼箱(I)和內(nèi)層鋼箱(2 )的壁厚均優(yōu)選為12mm 16mm，所述外層鋼箱(I)的橫截面積優(yōu)選為Sm2 20m2，所述鋼箱混凝土橋墩中所述縱向加勁肋一(3-1)和縱向加勁肋二(3-2)的橫向?qū)挾染鶅?yōu)選為200mm 350mm且其厚度均優(yōu)選為12mm 14mm ;所述通孔一(5_1)為圓`形孔一，所述圓形孔一的孔徑《= ( * ~ )〔12，其中d2為所述圓形孔一所處長(zhǎng)條形鋼肋板一的橫向?qū)挾龋凰鐾锥閳A形孔二，所述圓形孔二的孔徑d3= ( * ~ ) d4其中d4為所述圓形孔二所處長(zhǎng)條形鋼肋板二的橫向?qū)挾?；相鄰兩個(gè)所述圓形孔一和相鄰兩個(gè)所述圓形孔二之間的間距均優(yōu)選為200mm 300mm。
10.按照權(quán)利要求3所述的一種PBL加勁型薄壁鋼箱混凝土結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述鋼箱混凝土柱形節(jié)段的縱向長(zhǎng)度為3m 4m ;所述橫隔板(6)的板厚d6= (0.8 1.2) Xd5,其中d5為內(nèi)層鋼箱(2)的壁厚。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種PBL加勁型薄壁鋼箱混凝土結(jié)構(gòu)，包括外層鋼箱、套裝于外層鋼箱內(nèi)的內(nèi)層鋼箱、多個(gè)分別布設(shè)在外層鋼箱內(nèi)側(cè)壁上的加勁肋板組一、多個(gè)分別布設(shè)在內(nèi)層鋼箱外側(cè)壁上的加勁肋板組二和由填充于外層鋼箱與內(nèi)層鋼箱之間的混凝土澆筑成型的混凝土結(jié)構(gòu)，所述外層鋼箱和內(nèi)層鋼箱的縱向長(zhǎng)度相同；外層鋼箱、內(nèi)層鋼箱、多個(gè)加勁肋板組一、多個(gè)加勁肋板組二和混凝土結(jié)構(gòu)組成一個(gè)整體式鋼箱混凝土柱形結(jié)構(gòu)件或一個(gè)鋼箱混凝土柱形節(jié)段，多個(gè)鋼箱混凝土柱形節(jié)段由上至下拼裝組成一個(gè)組合式鋼箱混凝土柱形結(jié)構(gòu)件。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理、施工方便且施工成本較低、力學(xué)性能優(yōu)良、使用效果好，能有效解決現(xiàn)有橋梁塔墩結(jié)構(gòu)存在的多種問(wèn)題。
文檔編號(hào)E01D19/14GK103074848SQ201310030639
公開(kāi)日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2013年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月27日
發(fā)明者劉永健, 江祥林, 龍剛, 王旭, 程高 申請(qǐng)人:長(zhǎng)安大學(xué)