[发明专利]波纹拱板、钢筋桁架与混凝土组合拱壳结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型波纹拱板、钢筋桁架与混凝土组合拱壳结构，属于结构工程技术领域。

技术背景

钢筋混凝土拱壳与钢结构拱在土木工程应用中已经非常普遍，但其有以下缺点：(1)钢筋混凝土拱壳在建造过程中必须采用支承模板系统，消耗大量的模板材料且支模工程量极大，费工又费时，使结构建造过程成本提高，在土木工程中逐步被淘汰；(2)实腹式截面钢拱在制作成型时，由于构件腹板要产生较大的塑性变形才能形成弧形，无论采用冷加工或热加工，其成型过程极其困难；(3)欲建造一个承受冲击荷载能力较强的防护工程，钢筋纯混凝土拱壳或纯钢结构拱都将不能完成这一使命。前者尽管具有较大的刚度，但缺乏延性易于脆断而脱落，伤害被保护的重要设备。后者尽管具有很好的延性，但钢拱之间仍需要填充其它结构材料，因而承载力低无法承受较大的冲击荷载，而且抗局部冲击能力差，不能满足功能要求。

为了克服钢筋混凝土拱壳与钢结构拱的上述缺点，本发明提出了一种新型的组合拱壳结构，其由波纹拱板结构、钢筋桁架拱结构与混凝土结构组合而成，见图1所示。波纹拱板结构不仅作为其混凝土结构施工浇筑时的模板，而且在混凝土凝固后与其一块参与工作，既方便了施工，也节约了施工成本，同时也提高了结构的整体承载力；将钢筋桁架拱与波纹拱板焊接成为一个整体结构，在混凝土浇筑时成为其坚强的支承模板，比单独利用波纹拱板作为施工过程中的支承模板，其可以承受更大的混凝土浇筑厚度及应用于更大的跨度，同时在混凝土浇注完成后，钢筋桁架拱、波纹拱板与混凝土所形成的组合拱壳结构，比波纹拱板与钢筋混凝土所形成的组合拱壳结构的承载力更高，跨越的空间更大。这种组合拱壳结构的最大优点是能够承受更大的整体与局部冲击荷载，而且用于跨度更大的防护工程。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型的组合拱壳结构，用于防护工程，承载力高，且施工方便节约成本。

本发明提出的波纹拱板、钢筋桁架与混凝土组合拱壳结构，其特征在于，所述组合拱壳结构由波纹拱板1、钢筋桁架与混凝土组成；所述钢筋桁架由上弦纵向筋2、下弦纵向筋3、腹筋4、腹杆6及横向钢筋5组成；所述波纹拱板1通过波纹拱板咬边7组合成任意长度的拱壳；所述上弦纵向筋2、下弦纵向筋3与腹筋4通过与斜置的腹杆6焊接，形成钢筋桁架拱；所述横向钢筋5与钢筋桁架拱焊接或绑扎，并在波纹拱板咬合7处通过点焊连接；所述波纹拱板1与钢筋桁架拱形成拱形模板体系，再浇筑混凝土，待混凝土凝固后，便形成所述的波纹拱板、钢筋桁架与混凝土组合拱壳结构。

在述组合拱壳结构中，所述波纹拱板1采用热轧薄钢板轧制而成。

在述组合拱壳结构中，所述钢筋混凝土拱壳的厚度依防护要求变化。

在述组合拱壳结构中，所述腹杆6采用直径为3～6mm的细钢筋，与所述纵向钢筋通过点焊连接。

本发明提供的波纹拱板、钢筋桁架与混凝土组合拱壳结构，整体性能好，承载力高，方便野外施工，节约成本，具有很高的整体抗力和承受局部打击的能力，是一种优秀的防护工程结构形式。

附图说明

图1为本发明波纹拱板、钢筋桁架与混凝土组合拱壳结构示意图。

图2为本发明波纹拱板、钢筋桁架与混凝土组合拱壳结构截面示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明。

如图1～2所示，1-波纹拱板  2-上弦纵向筋  3-下弦纵向筋  4-腹筋  5-横向钢筋  6-腹杆  7-波纹拱板咬边。

本发明的波纹拱板、钢筋桁架拱与混凝土组合拱壳结构，由波纹拱板1、钢筋桁架与混凝土组成。波纹拱板通过咬边7可组合成任意长度的拱壳，上弦纵向筋2、下弦纵向筋3与腹筋通过与斜置的腹杆焊接，可形成钢筋桁架拱。横向钢筋与钢筋桁架拱焊接(或绑扎)，并在波纹拱板咬合7处通过点焊连接起来。于是，波纹拱板1可以与钢筋桁架拱形成拱形模板体系。再浇筑混凝土，待混凝土凝固后，便形成波纹拱板、钢筋桁架与混凝土组合拱壳结构。

理论和实验证明，该组合柱面拱壳结构具有如下明显的优点：

参加组合的两种结构形式的缺点在组合结构中得到克服，而且二者协同受力。受压能力出众的钢筋混凝土置于上部，而受拉能力优越的压型钢板板置于下部，这样各部分都能够充分发挥各自的优势。

由钢筋制作的钢筋桁架受力合理，其加工在工厂里可直接完成，避免现场绑扎钢筋，可加快施工速度，方便快捷。

钢筋桁架拱与压型钢板在浇筑混凝土后，便形成受力整体，作为防护结构应用，能够更有效地抵抗冲击荷载对结构的破坏。