一種預應力鋼管混凝土桁片及其構建的桁架制造技術

本發明專利技術提供了一種預應力鋼管混凝土桁片，桁片標準節由2根上、下弦桿，3根豎桿和6根斜桿組成，桁片高2.2m，標準節單片長6米，其中上、下弦桿采用Ф200×5mm的圓鋼管，管內填充混凝土，管的中心留有用于穿預應力鋼筋的圓孔，豎桿采用Ф120×4mm的圓鋼管，管內填充混凝土，斜桿采用Ф80×4mm的圓鋼管。由該桁片構建成的桁架，兩兩桁片標準節通過桁片接頭進行對接，對接完成后在上、下弦桿中心的圓孔內加入預應力鋼筋，兩排桁片標準節之間通過水平連接節和橫向連接節進行連接，各部件相互配合的銷頭之間采用插銷進行鎖定。本桁片比傳統貝雷片剛性和穩定性更好，組成桁架時承載能力高，拆裝方便，滿足現代施工的要求。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術提供了一種預應力鋼管混凝土桁片，桁片標準節由2根上、下弦桿，3根豎桿和6根斜桿組成，桁片高2.2m，標準節單片長6米，其中上、下弦桿采用Ф200×5mm的圓鋼管，管內填充混凝土，管的中心留有用于穿預應力鋼筋的圓孔，豎桿采用Ф120×4mm的圓鋼管，管內填充混凝土，斜桿采用Ф80×4mm的圓鋼管。由該桁片構建成的桁架，兩兩桁片標準節通過桁片接頭進行對接，對接完成后在上、下弦桿中心的圓孔內加入預應力鋼筋，兩排桁片標準節之間通過水平連接節和橫向連接節進行連接，各部件相互配合的銷頭之間采用插銷進行鎖定。本桁片比傳統貝雷片剛性和穩定性更好，組成桁架時承載能力高，拆裝方便，滿足現代施工的要求。【專利說明】
本專利技術涉及一種桁片及桁架，尤其是一種預應力鋼管混凝土桁片及由該桁片構建 成的桁架，屬于建筑鋼結構
。 一種預應力鋼管混凝土桁片及其構建的桁架
技術介紹
桁片又稱貝雷片，最先在二戰時由一名英國工程兵專利技術，以解決戰爭期間橋梁快 速架設的需要，并以他的名字命名。桁片具有結構簡單、運輸方便、架設快捷、載重量大、互 換性好、適應性強的特點。"321"鋼橋是在原英制貝雷桁架橋基礎上，結合我國國情和實際 情況研制而成的快速組裝橋梁，于1965年定型生產，在我國得到了很大發展，廣泛應用于 國防、戰備、交通工程、市政水利工程，是我國應用最為廣泛，最好的組裝式橋梁。 在上世紀90年代中交公路規劃設計院研制出"HD200"型裝配式公路鋼橋，其桁片 的主桁高度由1. 4米增加到2. 13米，從而增加了桁架高度，提高了桁架的承載能力，也增強 了桁架的穩定性能和可靠度。 由于傳統貝雷片已有將近70年的歷史，在當時的年代主要考慮是輕便，便于人力 組裝，因此一片老式桁片只有270公斤，幾個人可抬得動，而目前施工工地有大量的起吊設 備，反而是人工成本越來越高，由于單片較輕型化，有大量接頭需要人工安裝，因此輕便在 某些方面反而成為了劣勢，也由于較輕便，造成了傳統貝雷片結構上存在以下一些不適應 現代土木工程需要的缺點： 1)、由于桁高只有1.4米，抗彎能力存在不足。 2)、由于節段只有3米，相應接頭較多，插銷與銷孔間存在間隙，整排堅向剛度大 受影響。 3)、由于堅桿為8#工字鋼，構件較單薄，承壓能力偏弱。 4)、由于厚度較薄，單片橫向剛度較弱。 5)、由于支撐架為角鋼焊制，與桁片用螺栓連接，雙排或多排的貝雷梁橫向穩定性 不強。 6)、由于主要作為純受彎構件，并且多排間橫向和縱向剛度較弱，堅向承壓能力也 不強，不宜用于支架的墩柱部位。 針對傳統貝雷片的缺點，本專利技術從結構上對傳統貝雷片進行了改進，并創造性地 為桁片引入了預應力鋼筋混凝土的相關技術特征。 套箍鋼管混凝土 (簡稱鋼管混凝土 )，是指在鋼管中填充混凝土而形成的組合構 件，是一種將鋼管和鋼筋混凝土的優點相結合而發展起來的新型組合結構型式。由于鋼管 混凝土結構適應了現代土木工程結構向大跨、高聳、重載發展的趨勢，并且符合現代化施工 技術和工業化制造要求，近20年來，鋼管混凝土的設計和制造技術得到了迅速發展并被廣 泛地應用于高層建筑、大跨橋粱、工業建筑、輸變桿塔以及地下等結構等眾多土木工程結構 中，取得了良好的經濟和社會效益。 為了擴展鋼管混凝土結構的應用范圍，進一步發揮它的特點，研究學者們還將預 應力技術運用到鋼管混凝土結構中，充分發揮兩者的優越性，提出了"預應力鋼管混凝土結 構"。這種結構是指在鋼管混凝土構件中加設高強鋼部件，施加預應力，從而改變構件中的 內力分布，使鋼管混凝土構件部分承受軸心壓力或小偏心受壓。這樣，預應力鋼管混凝土結 構不僅可以作為長細比較大的長柱和大偏心受壓構件，而且還可用于受彎構件，這就使得 鋼管混凝土的應用領域大為擴展。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種結構新穎的預應力鋼管混凝土桁片及由該桁片構建成 的桁架，該桁片比傳統貝雷片高度更高，長度更長，剛性和穩定性更好，組成桁架時承載能 力高，而且拆裝方便，滿足現代施工要求，特別適用于現代土木工程中構建各種鋼結構桁 架。 本專利技術所采取的具體技術方案如下： 一種預應力鋼管混凝土桁片，其特征是：桁片標準節由2根相互平行的上、下弦桿，連 接上、下弦桿的3根堅桿和6根兩兩交叉的斜桿組成，桁片高2. 2m，標準節單片長6米，其中 上、下弦桿采用Φ200Χ5πιπι的圓鋼管，管內填充混凝土，管的中心留有用于穿預應力鋼筋 的圓孔，堅桿采用 φ 120 X 4mm的圓鋼管，管內填充混凝土，斜桿采用Φ80 X 4mm的圓鋼管； 上、下弦桿在和堅桿連接部位的兩側設有水平銷頭；上、下弦桿在和兩斜桿交匯連接的部位 的兩側既設有水平銷頭，又設有斜向銷頭；上、下弦桿兩端在和斜桿連接部位的兩側設有水 平銷頭。 所述上、下弦桿、堅桿、斜桿采用的圓鋼管也可以用尺寸相近的方鋼管或多邊形鋼 管進行替代。 所述上、下弦桿和堅桿內填充的混凝土可以是高標號水泥混凝土，也可以是浙青 混凝土、樹脂混凝土等。 一種基于上述預應力鋼管混凝土桁片構建的桁架，其特征是：桁架由若干預應力 鋼管混凝土桁片標準節構成，兩兩桁片標準節通過桁片接頭進行對接，對接完成后在上、下 弦桿中心的圓孔內加入預應力鋼筋，兩排桁片標準節之間通過水平連接節和橫向連接節進 行連接，各部件相互配合的銷頭之間采用插銷進行鎖定。 所述水平連接節由兩平行的水平桿和兩平行堅桿構成主要框架，框架內還設有兩 交叉的斜桿，每根水平桿的兩端面均設有一組的水平銷頭。 所述橫向連接節由兩交叉的斜桿構成主要框架，斜桿的四周還設有四周桿和斜桿 連接，每根斜桿的兩端面均設有一組斜向銷頭。 所述桁片接頭為一截鋼管，鋼管的內徑比上、下弦桿的外徑大并可套接于其上，鋼 管內部中間設有隔板，隔板中心開有用于穿預應力鋼筋的圓孔，鋼管的兩側各設有兩組水 平銷頭，鋼管管壁的外側還設有兩個斜向銷頭。 和傳統貝雷片及其構建的桁架相比，本專利技術的預應力鋼管混凝土桁片及其構建的 桁架的優點為： 1 )、增加單片的1?度，提1?抗彎截面系數以提1?抗彎能力。 2 )、增加單片長度以減少接頭提高桁梁整體堅向剛度。 3)、增加單片桁架厚度和縱向連接方式，提高單片桁架橫向剛度。 4)、改進支撐架的結構型式和連接方式，提高橫向穩定性。 5)、利用鋼管混凝土抗壓能力強的特點提高上下弦桿和堅桿的抗壓能力。 6)、利用預應力鋼筋抗拉能力強的特點可方便施加預應力的性能，提高上下弦桿 的抗拉能力，并可作為整排多片桁梁的縱向連接構件。 通過結構初步計算，本桁片與傳統貝雷片相比，單排每米用鋼量只增加約0. 2倍， 每米增加約0. 05方混凝土，每米增加約0. 013噸預應力鋼筋，弦桿理論抗拉能力提高約4 倍，抗壓能力提高約3倍，堅向抗彎能力提高約4倍，橫向抗彎能力提高約3倍，堅向抗剪能 力提高約4倍，支撐架抗剪能力提高約20倍。 本桁片是采用鋼管混凝土和預制力張拉等相對先進的技術對傳統貝雷片革命性 地改進，使其具有較高的承載能力，拼裝拆除方便安全，能有效節省用鋼量，能避免大量的 焊接氧割作業，節省大量人工作本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種預應力鋼管混凝土桁片，其特征是：桁片標準節由2根相互平行的上、下弦桿（1、2），連接上、下弦桿（1、2）的3根豎桿（3）和6根兩兩交叉的斜桿（4）組成，桁片高2.2m，標準節單片長6米，其中上、下弦桿（1、2）采用Ф200×5mm的圓鋼管，管內填充混凝土，管的中心留有用于穿預應力鋼筋的圓孔（5），豎桿（3）采用Ф120×4mm的圓鋼管，管內填充混凝土，斜桿（4）采用Ф80×4mm的圓鋼管；上、下弦桿（1、2）在和豎桿（3）連接部位的兩側設有水平銷頭（6）；上、下弦桿（1、2）在和兩斜桿（4）交匯連接的部位的兩側既設有水平銷頭（6），又設有斜向銷頭（7）；上、下弦桿（1、2）兩端在和斜桿（4）連接部位的兩側設有水平銷頭（6）。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：韋健江，崔昌洪，田世寬，尹波，張強，
申請(專利權)人：中交一公局第四工程有限公司，
類型：發明
國別省市：廣西;45