波形鋼腹板鋼筋混凝土組合結構的製作方法

2023-09-12 22:02:05

專利名稱：波形鋼腹板鋼筋混凝土組合結構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及波形鋼腹板混凝土組合結構，尤其涉及了波形鋼腹板鋼筋混凝土 組合結構。
背景技術：
目前，隨著波形鋼用途越來越廣泛，傳統PC箱梁的腹板逐漸的被用波形鋼板取 代，採用波形鋼腹板能夠大大減輕PC箱梁的自重，改善梁體的受力狀況，節省材料，同時 可以減少下部結構的工程量，從而降低工程造價。如萬水申請的專利號為200820036647. X的實用新型專利，申請日為2008年06月03日，公告日為2009年03月04日，公告號為 CN201202084，名稱為一種波形鋼腹板預應力混凝土組合箱梁節段，所說的波形鋼腹板預應 力混凝土組合箱梁節段，包括鋼筋混凝土頂板，鋼筋混凝土底板和兩波形鋼腹板形成的箱 體，波形鋼腹板的左右兩端為連接區，右端的連接區伸出箱體外，其形狀能與另一個節段的 左端連接區相配合；在鋼筋混凝土頂板和底板上預留有孔道。其波形鋼腹板鋼筋混凝土組 合結構的關鍵部位波形鋼腹板與鋼筋混凝土的連接處，採用的是傳統的拴釘焊接和簡單 的錨固孔貫穿鋼筋等方法，這樣的拴釘焊接方法容易使母材存在應力集中度高、鋼材抗疲 勞性能低、拴釘焊接強度低、貫穿鋼筋沒有準確定位的缺點。
發明內容本實用新型針對現有技術中波形鋼板與混凝土的連接效果欠佳，波形鋼腹板上開 設錨固孔後，在布置鋼筋時容易移位，貫穿鋼筋後的波形鋼腹板通過水泥澆筑後受到在徑 向力作用下容易導致結構破壞等缺點，提供了一種波形鋼腹板表面設置有特殊的結合膜， 能夠使得波形鋼腹板與混凝土更有效的粘合，在錨固孔內設置鋼筋定位裝置，有效的保證 鋼筋位於錨固孔的中心位置，以及在錨固孔上還設置有有利於保持鋼筋位置的開孔榫的波 形鋼腹板鋼筋混凝土組合結構。為了解決上述技術問題，本實用新型通過下述技術方案得以解決波形鋼腹板鋼筋混凝土組合結構，包括波形鋼腹板、鋼筋以及混凝土，所述的波形 鋼腹板的表面製備了 ZOiim-SOOym的粗糙度，波形鋼腹板上設置有錨固孔，錨固孔內設置 鋼筋，波形鋼腹板與鋼筋之間通過混凝土澆築連接。波形鋼腹板表面製備了 100 ym的粗糙 度，因此增大了波形鋼表面的接觸面積，從而使得波形鋼與混凝土之間的連接能夠更有效。 波形鋼腹板上的錨固孔內設置有鋼筋定位裝置，能夠有效的起到保持固定鋼筋的作用，確 保鋼筋位於錨固孔的正中心，從而在通過水泥澆筑後保證了結構的強度。作為優選，所述的波形鋼腹板的表面設置有結合膜，結合膜由鐵的磷化物與矽的 化合物組成。結合膜為一種以鐵的磷化物與矽的化合物為主的塗液通過採用噴塗或塗刷的 方法噴塗在波形鋼腹板的表面，塗液與波形鋼腹板表面發生化學反應從而附著在波形鋼腹 板上而形成。結合膜的厚度為3 u m-50 u m,主要成分為鐵的磷化物與矽的化合物，其中鐵的 磷化物有利於主要成分為鐵的波形鋼腹板連接，而矽的化合物有利於與混凝土連接，因此具備和各種矽酸鹽和特殊水泥組成的混凝土的親和力，從而增強波形鋼腹板與混凝土的結 合能力，提高整個波形鋼腹板鋼筋混凝土組合結構的結構強度。作為優選，所述波形鋼腹板為一塊，波形鋼腹板上均勻設置有錨固孔，錨固孔內設 置鋼筋，鋼筋與波形鋼腹板所在平面垂直，波形鋼腹板與鋼筋連接部分全部澆築在混凝土 內。波形鋼腹板上錨固孔上的開孔榫通過衝壓的方式自然形成，鋼筋設置在一般的錨固孔 內，受到與波形鋼腹板平行的力時，波形鋼腹板與鋼筋產生剪切力時容易造成波形鋼腹板 與鋼筋之間的混凝土破碎，從而影響了整個結構的強度。而在錨固孔上設置開孔榫後，增加 了波形鋼腹板與鋼筋的接觸面積，使得波形鋼腹板鋼筋混凝土組合結構在受到相同情況的 力時，吸收部分剪切力，減少了波形鋼腹板與鋼筋之間的混凝土的破碎，從而延長了整個結 構的使用壽命。作為優選，所述的錨固孔上設置有開孔榫，開孔榫與波形鋼腹板為一整體，開孔榫 垂直于波形鋼腹板所在平面，開孔榫為沿錨固孔向外的凸出，其截面形狀為一圓環，波形鋼 腹板上相鄰錨固孔上的開孔榫的凸出方向相反。開孔榫與波形鋼腹板為一整體，通過衝壓 的方式一次性加工而成，節約了生產成本。開孔榫為沿錨固孔向外的凸出的圓環，增大了鋼 筋與波形鋼腹板的接觸面積，提高了波形鋼腹板鋼筋混凝土組合結構的整體結構強度，延 長了結構的使用壽命。作為優選，所述的錨固孔內設置有套管，套管包括上套管與下套管，上套管與下套 管的內徑大小相等，上套管的中心線與下套管直徑所在平面成垂直，上套管的外徑小於錨 固孔的孔徑大小，下套管的外徑大於錨固孔的孔徑大小。因此套管的上套管部分能夠穿過 波形鋼腹板，而下套管與波形鋼腹板卡住，不容易脫落。作為優選，所述波形鋼腹板為兩塊，波形鋼腹板的兩端設置有錨固孔，錨固孔內設 置有鋼筋，鋼筋與波形鋼腹板所在平面成一銳角，波形鋼腹板與鋼筋連接的兩端澆築在混 凝土內。錨固孔內設置套管後可以有效的增加鋼筋與波形鋼腹板的接觸面積，降低波形鋼 腹板與鋼筋之間的混凝土的破損，提高波形鋼腹板鋼筋混凝土組合結構的整體結構強度， 延長了結構的使用壽命。作為優選，所述的錨固孔上設置有開孔榫，開孔榫與波形鋼腹板為一整體，開孔榫 與波形鋼腹板所在平面成一角度，開孔榫為沿錨固孔向外的凸出，其截面形狀為一圓環，波 形鋼腹板上相鄰錨固孔上的開孔榫的凸出方向相反。開孔榫與波形鋼腹板所在平面相交成 一銳角，因此當波形鋼腹板傾斜的放置時，同樣可以增加鋼筋與波形鋼腹板的接觸面積，提 高波形鋼腹板鋼筋混凝土組合結構的整體結構強度，延長了結構的使用壽命。作為優選，所述的錨固孔內設置有套管，套管包括上套管與下套管，上套管與下套 管的內徑大小相等，上套管的中心線與下套管直徑所在平面成一夾角，上套管的外徑小於 錨固孔的孔徑大小，下套管的外徑大於錨固孔的孔徑大小。上套管的中心線與下套管直徑 所在平面成一銳角，錨固孔內設置套管後可以有效的增加鋼筋與波形鋼腹板的接觸面積， 降低波形鋼腹板與鋼筋之間的混凝土的破損，提高波形鋼腹板鋼筋混凝土組合結構的整體 結構強度，延長了結構的使用壽命。作為優選，所述的錨固孔內安裝有鋼筋定位裝置，鋼筋定位裝置包括一個圓弧形 的彈性環以及焊接在彈性環上的支撐腳，彈性環上設置有便於安裝鋼筋的開口。彈性環上 設置有三個支撐腳，通過設置鋼筋定位裝置可以方便準確的定位鋼筋的安放位置，減少了因鋼筋靠邊而引起的剪切應力局部集中的現象，有效保證鋼筋與波形鋼腹板澆筑後鋼筋位 於錨固孔的中心位置，確保了整體結構的結構強度。作為優選，所述的波形鋼腹板與混凝土連接部分焊接有拴釘。焊接拴釘時，有目的 的選擇波形鋼腹板成型時的壓應力區作為焊接點，儘量避開或減少拉應力區作為焊接點， 焊接前、焊接中、焊接後均對波形鋼腹板及拴釘進行50° -500°的加溫、持溫和保溫措施， 同時在焊接後熱狀態下立即對焊接部位熱影響區域，進行適當頻率擊打或振動採用類似氣 錘式簡單易行的振動裝置或振動臺，達到消除焊接應力，提高組合結構抗疲勞性能和使用 壽命o本實用新型由於採用了以上技術方案，具有顯著的技術效果波形鋼腹板表面設 置有特殊的結合膜，能夠使得波形鋼腹板與混凝土更有效的粘合，在錨固孔內設置鋼筋定 位裝置，有效的保證鋼筋位於錨固孔的中心位置，減少了因鋼筋靠邊而引起的剪切應力局 部集中，以及在錨固孔上還設置有有利於保持鋼筋位置的開孔榫，增加了波形鋼腹板與鋼 筋的接觸面積，使得整體結構在受到外力時，有效的降低波形鋼腹板與鋼筋之間的混凝土 破碎情況，延長了整個結構的使用壽命。

圖1是本實用新型實施例1與實施例2的立體示意圖。圖2是圖1中I部主視圖，也是本實用新型實施例1的結構示意圖。圖3是圖1中I部主視圖，也是本實用新型實施例2的結構示意圖。圖4是本實用新型實施例3與實施例4的立體示意圖。圖5是圖4中II部的放大圖，也是本實用新型實施例3的結構示意圖。圖6是圖4中II部的放大圖，也是本實用新型實施例4的結構示意圖。圖7是本實用新型中鋼筋定位裝置的結構示意圖。圖8是本實用新型中波形鋼腹板的主視圖。圖9是本實用新型中波形鋼腹板的俯視圖。以上附圖中各數字標號所指代的部位名稱如下其中1-波形鋼腹板、2-鋼筋、 3-混凝土、4-鋼筋定位裝置、5-套管、6-拴釘、13-錨固孔、14-開孔榫、41-彈性環、42-支 撐腳、43-開口、51-上套管、52-下套管。
具體實施方式
以下結合附圖1至圖9與實施例對本實用新型作進一步詳細描述實施例1波形鋼腹板鋼筋混凝土組合結構，如圖1、2、7、8、9所示，包括波形鋼腹板1、鋼筋2 以及混凝土 3，所述的波形鋼腹板1的表面製備了 50 y m的粗糙度，波形鋼腹板1上設置有 錨固孔13，錨固孔13內設置鋼筋2，波形鋼腹板1與鋼筋2之間通過混凝土 3澆築連接。所述的波形鋼腹板1的表面設置有結合膜，結合膜由鐵的磷化物與矽的化合物組 成。如圖1所示，所述波形鋼腹板1為一塊，波形鋼腹板1上均勻設置有錨固孔13，錨 固孔13內設置鋼筋2，鋼筋2與波形鋼腹板1所在平面垂直。波形鋼腹板1與鋼筋2連接部分全部澆築在混凝土 3內。如圖2所示，所述的錨固孔13上設置有開孔榫14，開孔榫14與波形鋼腹板1為一 整體，開孔榫14垂直于波形鋼腹板1所在平面，開孔榫14為沿錨固孔13向外的凸出，其截 面形狀為一圓環，波形鋼腹板1上相鄰錨固孔13上的開孔榫14的凸出方向相反。如圖7所示，所述的錨固孔13內安裝有鋼筋定位裝置4，鋼筋定位裝置4包括一個 圓弧形的彈性環41以及焊接在彈性環41上的三個支撐腳42，彈性環41上設置有便於安裝 鋼筋2的開口 43。所述的波形鋼腹板1與混凝土 3連接部分焊接有拴釘6。實施例2波形鋼腹板鋼筋混凝土組合結構，如圖1、3、7、8、9所示，包括波形鋼腹板1、鋼筋2 以及混凝土 3，所述的波形鋼腹板1的表面製備了 100 u m的粗糙度，波形鋼腹板1上設置有 錨固孔13，錨固孔13內設置鋼筋2，波形鋼腹板1與鋼筋2之間通過混凝土 3澆築連接。所述的波形鋼腹板1的表面設置有結合膜，結合膜由鐵的磷化物與矽的化合物組 成。如圖1所示，所述的波形鋼腹板1為一塊，波形鋼腹板1上均勻設置有錨固孔13， 錨固孔13內設置鋼筋2，鋼筋2與波形鋼腹板1所在平面垂直。波形鋼腹板1與鋼筋2連 接部分全部澆築在混凝土 3內。如圖2所示，所述的錨固孔13內設置有套管5，套管5包括上套管51與下套管52， 上套管51與下套管52的內徑大小相等，上套管51的中心線與下套管52直徑所在平面成 垂直，上套管51的外徑小於錨固孔13的孔徑大小，下套管52的外徑大於錨固孔13的孔徑 大小。如圖7所示，所述的錨固孔13內安裝有鋼筋定位裝置4，鋼筋定位裝置4包括一個 圓弧形的彈性環41以及焊接在彈性環41上的三個支撐腳42，彈性環41上設置有便於安裝 鋼筋2的開口 43。所述的波形鋼腹板1與混凝土 3連接部分焊接有拴釘6。實施例3波形鋼腹板鋼筋混凝土組合結構，如圖4、5、7、8、9所示，包括波形鋼腹板1、鋼筋2 以及混凝土 3，所述的波形鋼腹板1的表面製備了 200 u m的粗糙度，波形鋼腹板1上設置有 錨固孔13，錨固孔13內設置鋼筋2，波形鋼腹板1與鋼筋2之間通過混凝土 3澆築連接。所述的波形鋼腹板1的表面設置有結合膜，結合膜由鐵的磷化物與矽的化合物組 成。如圖4所示，所述的形鋼腹板1為兩塊，波形鋼腹板1的兩端設置有錨固孔13，錨 固孔13內設置有鋼筋2，鋼筋2與波形鋼腹板1所在平面成60°夾角，波形鋼腹板1與鋼 筋2連接的兩端澆築在混凝土 3內。如圖5所示，所述的錨固孔13上設置有開孔榫14，開孔榫14與波形鋼腹板1為一 整體，開孔榫14與波形鋼腹板1所在平面成一角度，開孔榫14為沿錨固孔13向外的凸出， 其截面形狀為一圓環，波形鋼腹板1上相鄰錨固孔13上的開孔榫14的凸出方向相反。如圖7所示，所述的錨固孔13內安裝有鋼筋定位裝置4，鋼筋定位裝置4包括一個 圓弧形的彈性環41以及焊接在彈性環41上的三個支撐腳42，彈性環41上設置有便於安裝鋼筋2的開口 43。所述的波形鋼腹板1與混凝土 3連接部分焊接有拴釘6。實施例4波形鋼腹板鋼筋混凝土組合結構，如圖4、6、7、8、9所示，包括波形鋼腹板1、鋼筋2 以及混凝土 3，所述的波形鋼腹板1的表面製備了 400 u m的粗糙度，波形鋼腹板1上設置有 錨固孔13，錨固孔13內設置鋼筋2，波形鋼腹板1與鋼筋2之間通過混凝土 3澆築連接。所述的波形鋼腹板1的表面設置有結合膜，結合膜由鐵的磷化物與矽的化合物組 成。如圖4所示，所述波形鋼腹板1為兩塊，波形鋼腹板1的兩端設置有錨固孔13，錨 固孔13內設置有鋼筋2，鋼筋2與波形鋼腹板1所在平面成60°夾角，波形鋼腹板1與鋼 筋2連接的兩端澆築在混凝土 3內。如圖6所示，所述的錨固孔13內設置有套管5，套管5包括上套管51與下套管52， 上套管51與下套管52的內徑大小相等，上套管51的中心線與下套管52直徑所在平面成 一夾角，上套管51的外徑小於錨固孔13的孔徑大小，下套管52的外徑大於錨固孔13的孔 徑大小。如圖7所示，所述的錨固孔13內安裝有鋼筋定位裝置4，鋼筋定位裝置4包括一個 圓弧形的彈性環41以及焊接在彈性環41上的三個支撐腳42，彈性環41上設置有便於安裝 鋼筋2的開口 43。所述的波形鋼腹板1與混凝土 3連接部分焊接有拴釘6。總之，以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，凡依本實用新型申請專利範圍所 作的均等變化與修飾，皆應屬本實用新型專利的涵蓋範圍。
權利要求波形鋼腹板鋼筋混凝土組合結構，包括波形鋼腹板(1)、鋼筋(2)以及混凝土(3)，其特徵在於所述的波形鋼腹板(1)的表面製備了20μm-800μm的粗糙度，波形鋼腹板(1)上設置有錨固孔(13)，錨固孔(13)內設置鋼筋(2)，波形鋼腹板(1)與鋼筋(2)之間通過混凝土(3)澆築連接。
2.根據權利要求1所述的波形鋼腹板鋼筋混凝土組合結構，其特徵在於所述的波形 鋼腹板(1)的表面設置有結合膜。
3.根據權利要求1所述的波形鋼腹板鋼筋混凝土組合結構，其特徵在於所述波形鋼 腹板(1)為一塊，波形鋼腹板(1)上均勻設置有錨固孔(13)，錨固孔(13)內設置鋼筋(2)， 鋼筋(2)與波形鋼腹板(1)所在平面垂直，波形鋼腹板(1)與鋼筋(2)連接部分全部澆築 在混凝土(3)內。
4.根據權利要求3所述的波形鋼腹板鋼筋混凝土組合結構，其特徵在於所述的錨固 孔(13)上設置有開孔榫(14)，開孔榫(14)與波形鋼腹板⑴為一整體 開孔榫(14)垂直 于波形鋼腹板(1)所在平面，開孔榫(14)為沿錨固孔(13)向外的凸出，其截面形狀為一圓 環，波形鋼腹板(1)上相鄰錨固孔(13)上的開孔榫(14)的凸出方向相反。
5.根據權利要求3所述的波形鋼腹板鋼筋混凝土組合結構，其特徵在於所述的錨固 孔(13)內設置有套管(5)，套管(5)包括上套管(51)與下套管(52)，上套管(51)與下套 管(52)的內徑大小相等，上套管(51)的中心線與下套管(52)直徑所在平面成垂直，上套 管(51)的外徑小於錨固孔(13)的孔徑大小，下套管(52)的外徑大於錨固孔(13)的孔徑 大小。
6.根據權利要求1所述的波形鋼腹板鋼筋混凝土組合結構，其特徵在於所述波形鋼 腹板⑴為兩塊，波形鋼腹板⑴的兩端設置有錨固孔(13)，錨固孔(13)內設置有鋼筋 (2)，鋼筋⑵與波形鋼腹板⑴所在平面成一銳角，波形鋼腹板⑴與鋼筋⑵連接的兩 端澆築在混凝土(3)內。
7.根據權利要求6所述的波形鋼腹板鋼筋混凝土組合結構，其特徵在於所述的錨固 孔(13)上設置有開孔榫(14)，開孔榫(14)與波形鋼腹板(1)為一整體，開孔榫(14)與波 形鋼腹板(1)所在平面成一銳角，開孔榫(14)為沿錨固孔(13)向外的凸出，其截面形狀為 一圓環，波形鋼腹板⑴上相鄰錨固孔(13)上的開孔榫(14)的凸出方向相反。
8.根據權利要求6所述的波形鋼腹板鋼筋混凝土組合結構，其特徵在於所述的錨固 孔(13)內設置有套管(5)，套管(5)包括上套管(51)與下套管(52)，上套管(51)與下套 管(52)的內徑大小相等，上套管(51)的中心線與下套管(52)直徑所在平面成一銳角，上 套管(51)的外徑小於錨固孔(13)的孔徑大小，下套管(52)的外徑大於錨固孔(13)的孔 徑大小。
9.根據權利要求1所述的波形鋼腹板鋼筋混凝土組合結構，其特徵在於所述的錨固 孔(13)內安裝有鋼筋定位裝置(4)，鋼筋定位裝置(4)包括一個圓弧形的彈性環(41)以及 焊接在彈性環(41)上的支撐腳(42)，彈性環(41)上設置有便於安裝鋼筋(2)的開口(43)。
10.根據權利要求1所述的波形鋼腹板鋼筋混凝土組合結構，其特徵在於所述的波形 鋼腹板(1)與混凝土(3)連接部分焊接有拴釘(6)。
專利摘要本實用新型涉及波形鋼腹板混凝土組合結構，公開了一種波形鋼腹板鋼筋混凝土組合結構，包括波形鋼腹板、鋼筋以及混凝土，所述的波形鋼腹板的表面製備了20μm-800μm的粗糙度，波形鋼腹板上設置有錨固孔，錨固孔內設置鋼筋，波形鋼腹板與鋼筋之間通過混凝土澆築連接。波形鋼腹板表面設置有特殊的結合膜，能夠使得波形鋼腹板與混凝土更有效的粘合，錨固孔內設置鋼筋定位裝置，減少了因鋼筋靠邊而引起的剪切應力局部集中，錨固孔上設置有開孔榫，增加了波形鋼腹板與鋼筋的接觸面積，延長了整個結構的使用壽命。
文檔編號E01D101/26GK201605522SQ20092031539
公開日2010年10月13日 申請日期2009年11月22日 優先權日2009年10月20日
發明者孫天明 申請人:孫天明