一种钢竹组合箱梁的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于桥梁结构领域，具体涉及一种钢竹组合箱梁。
【背景技术】
[0002] 波形钢腹板组合箱桥梁是20世纪80年代出现的一种新型桥梁，是一种用波形钢 板置换预应力混凝土箱梁混凝土腹板的新型钢-混凝土组合结构。与常规结构相比，其优 越性在于它的结构自重较轻，可以减少下部结构的工程量，进而降低其工程总造价；避免了 腹板开裂的问题，结构耐久性能好。但是波形钢腹板的结合部较多，其连接构造较为复杂， 导致底板和顶板浇筑过程中，模板和支架安装很困难，施工难度较大；并且混凝土底板极易 产生受拉裂缝，耐久性较差。
[0003] 现有的波形钢腹板组合箱梁的顶板和底板的主要材料钢筋混凝土材料，长安大学 曾研宄用木材部分替代混凝土，提出了钢木组合箱梁，但其钢腹板与木板连接处仍采用现 浇混凝土，不能解决模板施工难的问题；并且我国木材资源稀缺，人均森林面积仅有0. 13 平方公顷，不到世界平均水平的1/4,居世界第134位，统计数据显示我国森林存在的主要 问题：资源总量不足；森林质量不高、分布不均；森林资源增长缓慢，现在国内木结构已经 很少应用。
[0004] 竹材及竹结构的以下特点： 1、 我国竹林资源丰富，居于世界首位。且竹材生长速度快，成材周期小； 2、 抗拉强度高，竹材的抗拉强度可达370 MPa，相当于HRB400钢材抗拉强度，能很好地 解决底板开裂的问题，较好地提高箱梁的耐久性； 3、 抵抗变形能力强，其弹性模量可达2000MPa，约为木材的2倍，与钢材能更好地协调 变形； 4、 良好的抗压能力，实验验证竹材抗压强度在47MPa和62. SMPa之间，远超过我国现行 GB50010-2010《混凝土结构设计规范》的C30混凝土抗压强度设计值（14. 3 MPa); 5、 竹材是绿色可再生材料，可回收利用，对环境伤害小，符合可持续发展的要求。
[0005] 基于竹材具有以上诸多有点，国家林业部门近些年也大力支持竹胶板的推广使 用。
【发明内容】
[0006] 本发明目的是：提供一种充分发挥了波形钢腹板的抗屈曲、抗裂能力以及竹胶板 抗拉能力，结构整体性好，不易开裂，现场施工容易，周期短，材料环保耐久，并能满足各类 不同跨径桥梁要求的钢竹组合箱梁。
[0007] 本发明的技术方案是：一种钢竹组合箱梁，包括顶板，以及至少1个设于所述顶板 下方的底板，每个底板与所述顶板之间均通过两对称设置的波形钢腹板连接，所述顶板由 若干个并排等高、且长度沿桥梁行车方向设置的单片竹胶板通过预应力钢筋压紧而成，所 述底板由若干个并排等高、且长度沿桥梁宽度方向设置的单片竹胶板通过预应力钢筋压紧 而成，同时所述波形钢腹板与所述顶板和所述底板之间均通过抗剪钢片连接。
[0008] 作为优选的技术方案，在所述顶板和所述底板内设置有供预应力钢筋穿过的安装 孔，该预应力钢筋水平布设在同一高度且两端用墩头锚具固定。
[0009] 作为优选的技术方案，所述单片竹胶板由若干个长条形竹板榫接而成，且相邻长 条形竹板的榫接处设有环氧树脂胶。
[0010] 作为优选的技术方案，在所述单片竹胶板和所述波形钢腹板的连接处设有槽宽沿 进槽方向逐渐增大的榫槽，所述抗剪钢片插入榫槽内并通过环氧树脂胶固定，所述波形钢 腹板和所述抗剪钢片通过双面角焊缝连接。
[0011] 作为优选的技术方案，所述波形钢腹板的形状为锯齿形或正弦波形，所述波形钢 腹板的板厚为8-25mm，且其内侧弯曲半径大于板厚的15倍。
[0012] 本发明的优点是： 1. 本发明充分发挥了波形钢腹板的抗屈曲、抗裂能力以及竹胶板抗拉能力，结构整体 性好，不易开裂，现场施工容易，周期短，材料环保耐久，并能满足各类不同跨径桥梁要求； 2. 本发明的单片竹胶板通过预应力钢筋固定，通过设置不同的顶板和底板的预应力方 向，可以有效地降低预应力损失，提高了预应力的使用效率； 3. 本发明的单片竹胶板由若干个长条形竹板榫接而成，榫接处可同时承受拉力、压力、 剪力和弯矩作用，并具有很好的弹性，表现出较强的半刚性连接特性，且允许产生一定的变 形，能够吸收部分汽车动载产生的振动能量；且竹材具有良好的物理力学性能和加工性能， 能很好地解决箱梁底板开裂的问题，较好地提高箱梁的耐久性； 4. 本发明节约建筑材料，改善经济指标，采用波形钢腹板和竹胶板代替混凝土后，上部 结构重量显著降低，减少了下部结构工程量，从而降低了工程总造价，同时通过工厂预制、 现场拼装的施工方式大大提高施工效率，并且材料绿色环保、可回收利用，能够替代常规混 凝土箱梁； 5. 本发明减少现场作业，加快施工进程，钢竹组合箱梁在工厂进行预制加工和焊接，然 后直接运输到施工现场进行吊装固定，在施工过程中，可以大量地减少模板、支架以及混凝 土浇筑工程，从而方便施工，缩短工期； 6. 本发明充分利用的竹材和波形钢腹板各自的材料优势，通过镶嵌型抗剪钢片有效地 将钢、竹两种材料组合成一整体，避免了常规箱梁的诸多缺陷。
【附图说明】
[0013] 下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述： 图1为本发明的立体结构示意图； 图2为本发明的顶板结构示意图； 图3为本发明的底板结构示意图； 图4为本发明顶板与波形钢腹板连接的结构示意图； 图5为本发明的单波段波形钢腹板结构示意图； 其中：1顶板，2底板，3波形钢腹板，4单片竹胶板，5预应力钢筋，6抗剪钢片，7墩头锚 具，8双面角焊缝。
【具体实施方式】
[0014] 实施例：参照图1至4所示，一种钢竹组合箱梁，包括顶板1，以及2个设于顶板1 下方的底板2,每个底板2与顶板1之间均通过两对称设置的波形钢腹板3连接，顶板1由 若干个并排等高、且长度沿桥梁行车方向设置的单片竹胶板4通过预应力钢筋5压紧而成， 底板2由若干个并排等高、且长度沿桥梁宽度方向设置的单片竹胶板4通过预应力钢筋5 压紧而成，同时波形钢腹板3与顶板1和底板2之间均通过抗剪钢片6连接。
[0015] 本发明在顶板1和底板2内设置有供预应力钢筋5穿过的安装孔，该预应力钢筋5 水平布设在同一高度且两端用墩头锚具7固定，该预应力钢筋5采用国产的25号和32号 的精轧螺纹钢筋。
[0016] 本发明的单片竹胶板4由若干个长条形竹板榫接而成，且相邻长条形竹板的榫接 处设有环氧树脂胶，桥梁跨径40m，而长条形竹板长度一般不大于4m，顶板至少需要10个长 条形竹板榫接，并且在榫接处采用环氧树脂胶来增加连接的刚度，抵抗可能存在的扭矩作 用，同时相邻榫接位置应错开设置；为防止顶板1收缩而造成预应力损失，顶板1的单片竹 胶板4为竖立纵向放置，为防止底板2过小的预应力钢筋5长度造成较大的预应力损失，底 板2的单片竹板4为竖立横向放置。
[0017] 本发明在单片竹胶板4和波形钢腹板3的连接处设有槽宽沿进槽方向逐渐增大的 榫槽，抗剪钢片6插入榫槽内并通过环氧树脂胶固定，波形钢腹板3和抗剪钢片6通过双面 角焊缝8连接，该抗剪钢片6为l-2cm厚的钢板。
[0018] 本发明波形钢腹板3的形状为锯齿形或正弦波形，采用Q345钢材冷弯加工制作， 为了适应桥梁不同跨径的需要，将冷加工后的钢板进行纵向接长，在工