一種預應力鋼管混凝土組合結構的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種預應力鋼管混凝土組合結構，包括防腐加固管和套裝在所述防腐加固管內(nèi)的鋼管，鋼管內(nèi)部設置有十字鋼板架，十字鋼板架由交叉設置的橫向鋼板和縱向鋼板構成，橫向鋼板與縱向鋼板的交叉點處軸向開設有通孔，通孔內(nèi)設置有預應力筋，鋼管與十字鋼板架之間的空腔內(nèi)填充有混凝土，橫向鋼板和縱向鋼板上均設置有多個栓釘。本實用新型結構簡單，設計合理，施工方便且成本低，力學性能優(yōu)良，使用效果良好，能夠有效解決現(xiàn)有鋼管混凝土結構存在的自重大、外側鋼壁與其內(nèi)部混凝土之間的連接性能差的問題，克服外側鋼壁對內(nèi)部混凝土的套箍效應以及沿海地區(qū)鋼管混凝土耐久性差的缺陷。
【專利說明】
一種預應力鋼管混凝土組合結構
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種鋼管混凝土組合結構，具體涉及一種適用于建設沿海地區(qū)超大跨徑鋼管混凝土拱橋的預應力鋼管混凝土組合結構?！颈尘凹夹g】
[0002]隨著橋梁技術的迅速發(fā)展，沿海地區(qū)的橋梁建設呈現(xiàn)出輕型、大跨、環(huán)保、美觀的趨勢，但由于沿海地區(qū)惡劣的海洋氣候環(huán)境和海水腐蝕的影響，橋梁會出現(xiàn)混凝土劣化失效、鋼筋銹蝕以致結構破壞帶來的耐久性問題。
[0003]鋼管混凝土結構是指在鋼圍成的結構中填充混凝土后形成的結構。鋼和混凝土兩種材料相互彌補彼此的弱點，充分發(fā)揮彼此的長處，有優(yōu)良的力學性能?，F(xiàn)如今，鋼管混凝土結構在海洋平臺與大跨、重載、輕型橋梁等結構中有著越來越廣泛的應用，且所采用的鋼管混凝土結構主要有圓形、方形和矩形三種截面形式。但是，目前所使用的鋼管混凝土結構普遍存在鋼管混凝土脫空、鋼管易銹蝕等缺陷，因而在很大程度上限制了沿海地區(qū)超大跨徑鋼管混凝土橋梁的發(fā)展應用。
[0004]目前實際使用過程中，現(xiàn)有的鋼管混凝土結構主要存在以下缺陷:第一、鋼和混凝土相連，而鋼結構與混凝土之間的連接性能差，兩者容易產(chǎn)生脫空現(xiàn)象，造成相對滑移;第二、由于常年經(jīng)受動荷載作用，外側鋼壁對混凝土的套箍作用較弱、易發(fā)生局部屈曲，最終導致鋼管混凝土結構破壞;第三、鋼材的耐火性能較差;第四、鋼管的抗腐蝕能力差，由于以上原因，使得超大跨徑鋼管混凝土拱橋在沿海地區(qū)的發(fā)展與應用受到限制。因而，需對現(xiàn)有的鋼管混凝土結構進行相應改進。【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型所要解決的技術問題在于針對上述現(xiàn)有技術中的不足，提供一種預應力鋼管混凝土組合結構。其結構簡單，設計合理，施工方便且成本低，力學性能優(yōu)良，使用效果良好，能夠有效解決現(xiàn)有鋼管混凝土結構存在的自重大、外側鋼壁與其內(nèi)部混凝土之間的連接性能差的問題，克服外側鋼壁對內(nèi)部混凝土的套箍效應以及沿海地區(qū)鋼管混凝土耐久性差的缺陷。
[0006]為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是:一種預應力鋼管混凝土組合結構，其特征在于:包括防腐加固管和套裝在所述防腐加固管內(nèi)的鋼管，所述鋼管內(nèi)部設置有十字鋼板架，所述十字鋼板架由交叉設置的橫向鋼板和縱向鋼板構成，所述橫向鋼板與縱向鋼板的交叉點處軸向開設有通孔，所述通孔內(nèi)設置有預應力筋，所述鋼管與所述十字鋼板架之間的空腔內(nèi)填充有混凝土，所述橫向鋼板和縱向鋼板上均設置有多個栓釘。
[0007]上述的一種預應力鋼管混凝土組合結構，其特征在于:所述橫向鋼板和縱向鋼板均焊接在所述鋼管的內(nèi)壁上。
[0008]上述的一種預應力鋼管混凝土組合結構，其特征在于:所述防腐加固管的內(nèi)壁與所述鋼管的外壁緊密貼合。
[0009]上述的一種預應力鋼管混凝土組合結構，其特征在于:所述防腐加固管和所述鋼管的橫截面均為圓形或矩形。
[0010]上述的一種預應力鋼管混凝土組合結構，其特征在于:所述防腐加固管的管壁厚度為10cm?40cm。
[0011]本實用新型與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點:[0〇12]1、本實用新型中防腐加固管既增加了鋼管混凝土的承載能力，改善了其受力性能又提高了鋼管的抗腐蝕能力，有利于應用在沿海地區(qū)超大跨徑拱橋的施工建設中，且本實用新型內(nèi)置十字鋼板架，改變了鋼管混凝土結構的受力狀況，受力由傳統(tǒng)的以抗彎、抗壓為主轉變?yōu)榭箯潯⒖辜艉涂箟汗餐饔?，提高了鋼管混凝土結構的整體剛度和變形的協(xié)調能力，有利于結構抗風與抗震。
[0013]2、本實用新型十字鋼板架中內(nèi)嵌預應力筋，增強了鋼管混凝土結構的抗彎、抗壓能力，減輕了結構自重，焊接栓釘結合了鋼管混凝土與鋼-混凝土組合梁的優(yōu)勢，顯著改善了鋼管對核心混凝土約束作用不強的缺點，有效提高了鋼管混凝土組合結構的強度和延性。
[0014]3、本實用新型具有滿足建筑功能的需要、承載能力高、抗震延性好、施工方便及降低成本等優(yōu)勢，各個構件可預制完成，現(xiàn)場組合使用，既可保證質量，又可大大縮短施工工期。
[0015]下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述?！靖綀D說明】
[0016]圖1為本實用新型實施例1的結構示意圖。
[0017]圖2為本實用新型實施例2的結構示意圖。
[0018]附圖標記說明:
[0019]1—防腐加固管；2—鋼管；3—橫向鋼板；
[0020] 4一縱向鋼板；5—通孔；6—預應力筋；
[0021] 7—混凝土；8—栓釘?！揪唧w實施方式】 [〇〇22] 實施例1
[0023]如圖1所示的一種預應力鋼管混凝土組合結構，包括防腐加固管1和套裝在所述防腐加固管1內(nèi)的鋼管2,所述鋼管2內(nèi)部設置有十字鋼板架，所述十字鋼板架由交叉設置的橫向鋼板3和縱向鋼板4構成，所述橫向鋼板3與縱向鋼板4的交叉點處軸向開設有通孔5,所述通孔5內(nèi)設置有預應力筋6,所述鋼管2與所述十字鋼板架之間的空腔內(nèi)填充有混凝土 7,所述橫向鋼板3和縱向鋼板4上均焊接有多個栓釘8。
[0024]如圖1所示，本實施例中，所述橫向鋼板3和縱向鋼板4均焊接在所述鋼管2的內(nèi)壁上。
[0025]如圖1所示，本實施例中，所述防腐加固管1的內(nèi)壁與所述鋼管2的外壁緊密貼合。
[0026]如圖1所示，本實施例中，所述防腐加固管1和所述鋼管2的橫截面均為圓形。[0〇27]本實施例中，所述防腐加固管1的管壁厚度為10cm?40cm。
[0028]實際使用時，防腐加固管1選用CFRP碳素波紋管，混凝土7選用C50微膨脹混凝土， 預應力筋6的橫截面直徑選為10cm?40cm，鋼管2橫截面的外徑選為50cm?200cm，本實用新型預應力鋼管混凝土組合結構能夠有效解決現(xiàn)有鋼管混凝土結構存在的自重大、外側鋼壁與其內(nèi)部混凝土之間的連接性能差的問題，克服外側鋼壁對內(nèi)部混凝土的套箍效應以及沿海地區(qū)鋼管混凝土耐久性差的缺陷，適宜于應用在沿海地區(qū)超大跨徑鋼管混凝土拱橋的施工建設中。[〇〇29] 實施例2
[0030]如圖2所示，本實施例與實施例1的不同之處在于:本實施例中，所述防腐加固管1 和所述鋼管2的橫截面均為矩形。本實施例的其他結構與實施例1相同。
[0031]實際使用時，防腐加固管1選用CFRP碳素波紋管，混凝土7選用C50微膨脹混凝土， 預應力筋6的橫截面直徑選為10cm?40cm，鋼管2橫截面的長度選為100cm?500cm，寬度選為30cm?10cm，本實施例預應力鋼管混凝土組合結構能夠有效解決現(xiàn)有鋼管混凝土結構存在的自重大、外側鋼壁與其內(nèi)部混凝土之間的連接性能差的問題，克服外側鋼壁對內(nèi)部混凝土的套箍效應以及沿海地區(qū)鋼管混凝土耐久性差的缺陷，適宜于應用在沿海地區(qū)超大跨徑鋼管混凝土拱橋的施工建設中。
[0032]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型作任何限制，凡是根據(jù)本實用新型技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍屬于本實用新型技術方案的保護范圍內(nèi)。
【主權項】
1.一種預應力鋼管混凝土組合結構，其特征在于:包括防腐加固管(1)和套裝在所述防 腐加固管(1)內(nèi)的鋼管(2)，所述鋼管(2)內(nèi)部設置有十字鋼板架，所述十字鋼板架由交叉設 置的橫向鋼板(3)和縱向鋼板(4)構成，所述橫向鋼板(3)與縱向鋼板(4)的交叉點處軸向開 設有通孔(5)，所述通孔(5)內(nèi)設置有預應力筋(6)，所述鋼管(2)與所述十字鋼板架之間的 空腔內(nèi)填充有混凝土 (7)，所述橫向鋼板(3)和縱向鋼板(4)上均設置有多個栓釘(8)。2.按照權利要求1所述的一種預應力鋼管混凝土組合結構，其特征在于:所述橫向鋼板 (3)和縱向鋼板(4)均焊接在所述鋼管(2)的內(nèi)壁上。3.按照權利要求1或2所述的一種預應力鋼管混凝土組合結構，其特征在于:所述防腐 加固管(1)的內(nèi)壁與所述鋼管(2)的外壁緊密貼合。4.按照權利要求1或2所述的一種預應力鋼管混凝土組合結構，其特征在于:所述防腐 加固管(1)和所述鋼管(2)的橫截面均為圓形或矩形。5.按照權利要求1所述的一種預應力鋼管混凝土組合結構，其特征在于:所述防腐加固 管(1)的管壁厚度為l〇cm?40cm。
【文檔編號】E01D101/24GK205576719SQ201620333301
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年4月20日
【發(fā)明人】孫榮曉, 屈曉曉, 黃平明, 趙育, 杜朋, 孫亞民, 王思銳, 萬琪
【申請人】長安大學