底板开孔式组合箱梁结构

本技术涉及建筑，尤其涉及桥梁用组合箱梁技术。

背景技术：

1、组合箱梁结合了混凝土和钢材的优点，具有较高的承载力、良好的延性和抗震性能，广泛用于桥梁工程、建筑工程以及一些工业结构中。

2、组合箱梁在结构上包括顶板、底板和连接在顶板和底板之间的腹板（包括左腹板和右腹板）。作为一种常见的组合箱梁结构，顶板采用混凝土顶板，腹板采用波纹钢腹板，底板采用钢底板或钢筋混凝土底板。

3、组合箱梁的底板采用钢筋混凝土底板具有如下不足之处：

4、1、施工时需搭设满堂红脚手架支撑底板模板，现场作业难度大，施工时影响桥下正常交通，施工完毕还需要拆除模板及脚手架，施工成本高。

5、2、底板与腹板无法焊接，接触面积有限，通过栓钉或开洞穿钢筋的方式相连接，底板与腹板间连接强度有限，受拉易过早开裂，对结构刚度及耐久性产生不利影响。

6、组合箱梁的底板采用钢底板具有如下不足之处：

7、1、钢板较薄，容易失稳，只能用于简支梁。

8、2、预应力筋只能体外（混凝土外）布置，受力性能较差。

9、另外，基于剪力滞后效应、组合箱梁底板中部弯曲应力较小，采用本实用新型中的中部开孔设计能够优化底板受力，提高受力效率。

10、本实用新型的改进思路在于：

11、1、通过结构设计，充分发挥钢底板和钢筋混凝土底板的组合效应，克服钢底板稳定性差和钢筋混凝土底板自重大的不足。

12、2、设计底板中部开孔构造，并设洞口加劲肋板，在抗弯承载力保持不变或小幅降低的条件下，进一步优化结构受力，降低自重，同时保持闭口箱梁截面扭转刚度和侧向弯曲刚度较大的性能优势。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种底板开孔式组合箱梁结构，通过底板中部开孔，使组合箱梁的各处结构与受力状况更为匹配，节约底板用材。

2、为实现上述目的，本实用新型的底板开孔式组合箱梁结构包括顶板和底板，顶板和底板之间连接有左腹板和右腹板，其特征在于：以组合箱梁的延伸方向为前后方向，以组合箱梁的宽度方向为左右方向；底板于左右方向的中部设有若干开孔，各开孔沿前后方向均匀间隔设置。

3、各开孔周向边缘处的底板向上凸起有环形的加劲肋板。

4、底板为复合结构，包括位于底端的钢板层和浇筑在钢板层上的钢筋混凝土层，钢板层和钢筋混凝土层之间设有连接件，腹板与钢筋混凝土层之间也设有连接件，所述连接件均为栓钉、穿孔钢板或穿孔型钢；腹板底端与钢板层相焊接。

5、所述钢筋混凝土层内设有若干预应力筋，各预应力筋均沿前后方向延伸。

6、本实用新型具有如下的优点：

7、本实用新型在组合箱梁的底板上沿前后方向均匀间隔设置多个开孔，降低开孔对钢梁承载力和刚度的影响；通过在结构受力小处设置开孔，使组合箱梁各处结构与受力状况更为匹配，既不影响组合箱梁的整体受力性能，又节约了底板用材，降低组合箱梁的成本，降低了组合箱梁自重，提高受力效率。

8、加劲肋板具有双重技术作用，其一是强化了开孔处底板的结构强度，使钢板层结构更稳定、更不容易发生畸变，不仅在一定程度上弥补了开孔对结构强度的负面影响，而且相比平板钢板结构受力更稳定，更不易因桥面荷载而发生畸变；另一个技术作用是可以作为浇筑底板钢筋混凝土时的模板，施工前无须搭设满堂红脚手架，不会影响桥下正常交通，施工后也没有拆除满堂红脚手架的麻烦，既提高施工效率并降低施工成本，又不影响交通。

9、本实用新型中，底板采用钢板层和钢筋混凝土层的复合结构，以钢板层为主受力结构，钢筋混凝土层刚度大，对底板钢板屈曲及畸变起到约束作用，使得组合底板整体受压稳定性更好，使得这种整体结构的组合箱梁不仅可用于简支梁，还可用于连续梁设计。连接件保证了钢板层和钢筋混凝土层的共同受力性能。

10、腹板底端与钢板层焊接，腹板底部与钢筋混凝土层之间通过连接件相连接，使波纹钢腹板与组合底板（底板的复合结构）连接刚度大，避免因连接面过小引起的局部开裂问题。

11、本实用新型的整体结构具有近似闭口截面抗扭和横向抗弯性能，扭转刚度和横向弯曲刚度大。

12、在底板的钢筋混凝土层中可以设置若干预应力筋，减少体外预应力筋数量，提高结构受力性能可靠性。

技术特征：

1.底板开孔式组合箱梁结构，包括顶板和底板，顶板和底板之间连接有左腹板和右腹板，其特征在于：以组合箱梁的延伸方向为前后方向，以组合箱梁的宽度方向为左右方向；底板于左右方向的中部设有若干开孔，各开孔沿前后方向均匀间隔设置。

2.根据权利要求1所述的底板开孔式组合箱梁结构，其特征在于：各开孔周向边缘处的底板向上凸起有环形的加劲肋板。

3.根据权利要求1或2所述的底板开孔式组合箱梁结构，其特征在于：底板为复合结构，包括位于底端的钢板层和浇筑在钢板层上的钢筋混凝土层，钢板层和钢筋混凝土层之间设有连接件，腹板与钢筋混凝土层之间也设有连接件，所述连接件均为栓钉、穿孔钢板或穿孔型钢；腹板底端与钢板层相焊接。

4.根据权利要求3所述的底板开孔式组合箱梁结构，其特征在于：所述钢筋混凝土层内设有若干预应力筋，各预应力筋均沿前后方向延伸。

技术总结
本技术公开了一种底板开孔式组合箱梁结构，包括顶板和底板，顶板和底板之间连接有左腹板和右腹板，以组合箱梁的延伸方向为前后方向，以组合箱梁的宽度方向为左右方向；底板于左右方向的中部设有若干开孔，各开孔沿前后方向均匀间隔设置。各开孔周向边缘处的底板向上凸起有环形的加劲肋板。底板为复合结构，包括位于底端的钢板层和浇筑在钢板层上的钢筋混凝土层，钢筋混凝土层内设有若干预应力筋。开孔使组合箱梁各处结构与受力状况更为匹配，既不影响组合箱梁的整体受力性能，又节约了底板用材，降低组合箱梁的成本，降低了组合箱梁自重，提高受力效率。加劲肋板使钢板层结构更稳定、更不容易发生畸变，加劲肋板作为浇筑底板钢筋混凝土时的模板，既提高施工效率并降低施工成本，又不影响交通。

技术研发人员：裴升,段沣珂,李姣,李开元,武化杭
受保护的技术使用者：河南工程学院
技术研发日：20240730
技术公布日：2025/4/17