專利名稱：橋用組合梁以及使用該組合梁造橋的方法
技術領域：
本發明涉及一種橋用組合梁以及使用該組合梁造橋的方法。更具體地，本發明涉及一種用于構建連續橋的組合梁以及使用該組合梁造橋的方法，其中組合梁是通過向具有諸如I形等預定橫截面形狀的鋼構件中澆鑄混凝土并加以固化，使鋼與混凝土結合在一起形成的，并通過布置在鋼構件中的PC鋼絲產生預應力。
背景技術：
用于支撐橋的上部結構的各種梁，例如橋板，以及用于將作用在橋上部結構上的通常載荷傳遞到橋下部結構的各種梁，如橋墩或橋臺，都已被研制出來。這種梁的例子包括預應力混凝土(PSC)梁、箱形鋼梁、和預彎梁。
具體來說，預彎梁是指在承受預彎載荷的I形鋼構件的下翼緣處結合有混凝土的組合梁。預彎梁最大程度地利用了鋼和混凝土的材料特性。也就是說，該預彎梁是通過組合鋼和混凝土而被制成的，其中鋼對外部載荷引發的拉應力和壓應力具有高抗性，混凝土對壓應力具有高抗性。
這樣的組合梁具有各種形式，其中之一就是橋用組合梁，其由本發明的申請人開發出，并在韓國專利No.370939中公開。
圖1示出了橋用組合梁的橫截面。
參照圖1，橋用組合梁100具有安置在鋼構件101中的拋物線形的PC鋼絲102，其中所述鋼構件101沿其長度方向具有呈I形的橫截面。
鋼構件101在其上部處彎折，形成水平的上翼緣101c。
在鋼構件101上部處的上翼緣101c的隔開的相對兩端之間形成有開口部分104，其用于向鋼構件101內澆鑄混凝土103。另外，在上翼緣101c的上表面安裝有多個立筋(stud)105，這些立筋105用于把鋼構件101的上翼緣101c和面板用混凝土結合在一起。
接著，通過形成于鋼構件101的上翼緣101c的相對兩端之間的開口部分104，把混凝土103澆入鋼構件101，隨后加以固化，從而使鋼構件101和混凝土103結合。為了促使鋼構件101和混凝土103的結合，在鋼構件101的內表面附加焊接了多個立筋105。
PC鋼絲102布置在固化的混凝土中，這些鋼絲被張緊并被錨定至鋼構件101的兩端，從而向組合梁100施加預定的預應力。
因此，橋用梁的橫截面效率被最大化，梁的剛度增加，撓度和振動減弱。結果，使得大跨度橋的構建成本降低。
可以根據橋的目標長度，利用橋用組合梁來建造單跨橋或者多跨橋。
當為單跨橋安裝橋用組合梁時，組合梁的末端被橋臺之間的橋靴支撐。然后，在梁的上表面安放模具，用來澆注及固化面板用混凝土，由此完成橋的構建。
當為多跨橋安裝橋用組合梁時，在橋臺之間安置有橋墩，組合梁的末端被橋墩之間的橋靴支撐，并且在橋墩和橋臺之間。然后，安裝模具進行面板用混凝土的澆注和固化，這樣就完成了橋的構建。
更具體地，當組合梁用于構建長跨度橋時，就需要將布置在梁中的PC鋼絲連接在一起，從而連續安裝用于長跨度橋的組合梁。
在組合梁的安裝過程中，將使用大尺寸的重型設備來運輸和構建預制的組合梁。然而，由于大尺寸的重型設備受到空間限制，它進入狹窄區域會非常困難，這使得橋的構建難以進行。
其間，當將布置在橋用組合梁內的PC鋼絲連接在一起時，需要進行施壓和錨定操作。為了確保進行這些操作的空間，通常會利用橋墩的頂部(coping)。
然而，由于作為橋的支承部分，在該頂部會產生大的彎曲力矩，所以從構建穩定性的角度來看，在橋的支承部分連接組合梁是不合適的。

發明內容
為了解決上述問題，本發明的一個目的就是提供一種安裝多跨橋的橋用組合梁，從而改善橋的構建效率，使將被構建的橋穩定且成本低。
為了達到上述目的，本發明提供了一種組合梁，在鋼構件內設置、張緊、和錨定多根PC鋼絲，其中鋼構件的形狀與組合梁沿鋼構件長度方向的橫截面的形狀相一致，并通過向鋼構件內澆注混凝土使鋼構件和混凝土結為一體，由此而形成組合梁。在這種情況下，細長件從鋼構件的上下端突出。從而，使得從相鄰組合梁突出的細長件相互接觸，這樣就形成了工作區S。橋用組合梁的PC鋼絲在工作區S被錨定和施壓以改善橋的構建效率。
當連接其上形成有細長件的組合梁時，為了以連續的方式安裝組合梁，使橋用組合梁在工作區S交錯，同時對PC鋼絲進行錨定和施壓。
這樣，通過使用梁高度較小的組合梁，多跨連續橋就能夠建造了。結果，能夠以低成本構建橋。
另外，組合梁的連接部分應位于彎曲力矩為零的部分，對應于工作區S，以構造穩定的橋。
當橋用組合梁連續地安裝在橋臺和橋墩上時，把模具安置在作為組合梁連接部分的工作區內，以澆注和固化連接混凝土，從而完成橋的建造。
此外，把模具安置在完成構建的組合梁上，隨后澆鑄面板用混凝土到模具內并加以固化，就完成了橋用組合梁的建造。


圖1是傳統的橋用組合梁的截面圖。
圖2是根據本發明實施例的橋用組合梁的透視圖。
圖3是根據本發明實施例的橋用組合梁的連接部分的透視圖。
圖4和5示出了使用根據本發明實施例的橋用組合梁造橋的方法。
圖6示出了根據本發明使連續橋內的橋用組合梁的PC鋼絲張緊和錨定的方法。
圖7是根據本發明實施例的錨定裝置的透視圖。
具體實施例方式
接下來，參照附圖對本發明的實施例進行具體描述。
現在，參照附圖對本發明進行更充分地描述，其中將示出本發明的示例性實施例。
圖2是根據本發明實施例的組合梁200的透視圖。參照圖2，為了使PC鋼絲202能夠水平地或者以拋物線的形式安置在鋼筋鞘管207內，把鋼筋鞘管207事先安置在組合梁200的鋼構件201中。
鋼構件201形成為具有I形的橫截面，包括下翼緣201a、腹部201b和上翼緣201c，但不僅限于此。也就是說，鋼構件201可能形成為具有U形的橫截面或者箱形的橫截面。
與混凝土結合的鋼構件201主要作為外殼，并作為能夠抵抗外部載荷的構件發揮作用。因此，疲勞硬度增加時，組合梁200的振幅和撓度都能被有效抑制。因為這些原因，鋼構件201既可以當作外殼，也可以作為外部加強件。
在鋼構件201的內表面上焊接有多個立筋，從而加強相對于混凝土的結合效率。
鋼構件201的上部開有口以便澆注混凝土203。在圖2中，上翼緣201c相對的兩端彎折形成開口部分201d，使得上翼緣201c相對的末端彼此分隔，從而在上翼緣201c的上部形成開口。
另外，在具有開口部分201d的上翼緣201c的上表面安裝有多個立筋208，以結合面板用混凝土。
由于事先安裝了鋼筋鞘管207，在組合梁200內形成有通孔，這樣可以把PC鋼絲202插入鋼筋鞘管207中。
另外，在鋼構件201端部安裝有矩形側板205，這樣混凝土203就能夠被容納在鋼構件201中。
在側板205上預制有孔206，以使設置在鋼構件201內的PC鋼絲202的末端可以延伸并外突出來。這里，孔206要足夠大，以使用于錨定和張緊相鄰組合梁300的PC鋼絲302的錨定裝置207能夠插入其中。
另外，水平突出的細長件204形成在鋼構件201的下翼緣201a和上翼緣201c上。
細長件204包括一塊鋼板形式的下細長件204a，該下細長件從下翼緣201a突出；以及兩塊鋼板形式的上細長件204b，所述上細長件從上翼緣201c突出，在上細長件204之間形成開口部分201d。
優選的，細長件204與鋼構件201一體成形。或者，細長件204可以附加連接至鋼構件201。
圖3是根據本發明實施例，具有細長件304的組合梁300與圖2中具有細長件204的組合梁200連接的連接部分的透視圖。
當安裝好組合梁300，使得細長件204和304能夠彼此接觸時，細長件204和304形成了一個空間，該空間在本發明中稱之為工作區S。
工作區S用于對從鋼構件201和301延長安裝的PC鋼絲202和302進行錨定和張緊。
另外，工作區S作為組合梁200和300的連接部分發揮作用。換句話說，組合梁200和300在工作區S中彼此連接。
PC鋼絲202和302穿過至少兩個組合梁200和300，并交叉錨定，從而把組合梁200和300連接起來。在另一實施例中，組合梁200和300可以通過在工作區S內澆注和固化結合混凝土來進行連接。
在其中形成有細長件204和304的鋼構件201，301內設置了鋼筋鞘管后，向鋼構件201，301內澆注混凝土203，303并加以固化，鋼構件201，301和混凝土203，303結合為一體。結果，根據本發明所述的組合梁200，300就制造完成了。
通常，這樣的制造工序是在工廠里進行的。所以，把組合梁200，300從工廠運到建造現場，其長度上就不得不受到限制。
為了打破這個限制，根據本發明所述的組合梁200，300可以造成適應分段橋的組合梁形式，其包括至少兩段組合梁，從而便于根據本發明所述的組合梁200，300的運輸和安裝。
一旦運至建造現場，分段組合梁需要彼此連接。為了達到這個目的，把鋼構件201和301彼此焊接在一起。或者，鋼構件201和301可以通過附加板和螺栓彼此連接。
伴隨焊接和螺栓連接，分段組合梁200和300的連接狀態還可以通過對安裝在鋼構件201，301內的PC鋼絲202和302進行錨定和張緊來增強。
現在，對使用根據本發明所述的組合梁200，300和400來建造連續橋的方法進行說明。
參照圖4，橋靴530安裝在橋臺510或橋墩520上。具有細長件304的組合梁300形成在橋墩520上作為橋的支承部分，對其進行安裝使得組合梁300的大致中部位于橋墩520上。
然后，具有細長件204和404的組合梁200和400分別安裝在組合梁300的兩側，也就是在跨距的中間。在這種情況下，組合梁200和400被臨時排架支撐。
另一種選擇，各組合梁200，300和400可以作為分段橋用組合梁來建造，包括至少兩個分段組合梁，并在現場使用前對組合梁進行連接。另外，根據要建造的橋的長度，組合梁200，300和400可以使用三個或更多的分段橋用分段組合梁來連接。
雖然組合梁200，300和400的整體長度L保持一致，但是為了實現緊密性，各組合梁200，300和400的長度可以縮短，以便可以使用中型或小型的起重設備來運送造橋用的組合梁200，300和400，從而能夠簡便地、以低成本造橋。
在這種情況下，由于組合梁200，300和400的細長件204，304和404彼此接觸，在組合梁200，300和400之間就形成了工作區S。
工作區S對應于組合梁200，300和400間的連接部分。
另外，工作區S形成在跨距的中部和支承部的交接部分，因為跨距中部的彎曲力矩轉化為支承部在交接部分處的彎曲力矩，并且在交接部分處的總彎曲力矩為零。
交接部分位于橋墩和橋臺中部之間距離的四分之一處。
然后，把從連在一起的橋用組合梁200，300和400延伸出來的PC鋼絲202，302和402彼此連接。
由此，把組合梁200，300和400連續連接，一座連接橋就建造起來了。
圖6示出了對PC鋼絲202，302和402進行連接、張緊和錨定的方法。
首先，在一個橋用組合梁200內安裝四條PC鋼絲202a，202b，202c，202d的情況中，把第一PC鋼絲202a的一端錨定在安裝于左鄰組合梁上的錨定裝置209a內。
對相鄰組合梁的第一PC鋼絲進行錨定，或者張緊并錨定至錨定裝置209a。
然后，PC鋼絲202a穿過組合梁200并錨定至右鄰組合梁300的錨定裝置209b。
圖6中所示的第二PC鋼絲202b穿過組合梁200和300，并安裝、錨定或張緊至安裝在組合梁200上的錨定裝置209c。
圖7是PC鋼絲202b、302b連接于錨定裝置209c的透視圖。
參照圖7，錨定裝置209c包括周緣具有凹槽211的內板210。多個PC鋼絲202b固定至內板201上。多個PC鋼絲302b通過使用楔子固定至凹槽211，然后把錨定裝置209c插入橋用組合梁的側板內。
這樣，連接多個組合梁的PC鋼絲的錨定部分由于錨定裝置而彼此交接。結果，增強了橋對應力或載荷的抗力，從而提高了橋的耐久性和穩定性。
第三和第四PC鋼絲202c和202d分別類同于第一和第二PC鋼絲202a和202b進行安裝。
從而，根據本發明所述的PC鋼絲202在一個工作區S內彼此交接、并且固定或者錨定。
另外，在工作區S進行這樣的操作，從而改善了造橋效率。
如圖5所示，在連接了多個橋用組合梁后，在工作區S內澆注連接混凝土212，使橋用組合梁結合為一體。
在這種情況中，為了澆注連接混凝土212，使用腹板連接件作為模具來連接鄰近組合梁的腹板。然后把連接混凝土212澆注入腹板連接件。通過在彼此面對、且工作區設置在其間的鋼構件腹板之間額外安裝腹板連接件，并且通過安裝在腹板連接件上部的開口部分澆注混凝土，而形成連接混凝土。
隨后，用模具在結為一體的組合梁上連續形成面板用混凝土，從而完成橋的建造。
工業實用性根據本發明所述，由于橋用組合梁采取分段制作的方式，從而使得造橋的方式簡單而且費用低廉。另外，由于多個PC鋼絲相互錨定或交接固定，因此，對于應力和載荷的抵抗力得到增強，從而提高了橋的耐用性和穩定性。
權利要求
1.一種橋用組合梁，其具有與混凝土結合的鋼構件，其中使用鋼筋鞘管沿鋼構件長度方向預先設置有多根PC鋼絲，鋼構件的橫截面與組合梁的橫截面相符，向鋼構件內澆注混凝土后，PC鋼絲被張緊和錨定，組合梁包括從鋼構件的上端和下端突出的細長件。
2.如權利要求1所述的組合梁，其中，鋼構件是具有I型橫截面的鋼構件，其具有上翼緣、腹板和下翼緣。
3.如權利要求2所述的組合梁，其中，細長件包括由一塊鋼板形成的下細長件，其從鋼構件的下翼緣突出；以及由兩塊鋼板形成的上細長件，其從上翼緣的相對兩邊突出，兩塊鋼板彼此分隔開，以便在其間形成開口部分。
4.如權利要求2所述的組合梁，還包括多個立筋，所述立筋連接在鋼構件內表面和具有開口部分的上翼緣的上表面上。
5.如權利要求2所述的組合梁，還包括位于鋼構件相對末端的側板，所述側板上形成有孔。
6.如權利要求3所述的組合梁，其中，細長件與鄰近組合梁的細長件相連接，用以形成對PC鋼絲進行錨定和張緊操作的工作區。
7.如權利要求6所述的組合梁，其中，在工作區的側板中的孔處還安裝有錨定裝置，所述錨定裝置具有延其周緣形成有凹槽的內板，并且PC鋼絲被交叉地錨定在所述錨定裝置內，從而使得PC鋼絲被固定在每個固定裝置的內板上，并且鄰近組合梁的PC鋼絲被張緊且錨定在固定裝置的凹槽內。
8.一種建造連續橋的方法，所述方法包括安裝橋臺和橋墩；在支承部安裝橋用組合梁，從而使得組合梁的中間部分被定位在安放在橋墩上的橋靴上，向鋼構件內澆注混凝土后，多根PC鋼絲被張緊和錨定，所述組合梁是由鋼構件和混凝土結合而形成的，從而利用鋼筋鞘管沿鋼構件長度方向預先設置多根PC鋼絲，并且所述組合梁具有從鋼構件的翼緣的上下末端突出的細長件，所述鋼構件具有與組合梁的橫截面相符的橫截面；通過連接具有細長件的鄰接組合梁和安裝于橋墩上的組合梁的一側而形成工作區，以便使得鄰接組合梁安裝在跨距的中部，然后相互連接各組合梁的細長件；通過交叉錨定在工作區內的各組合梁的PC鋼絲來連續地連接組合梁；在工作區內形成連接混凝土，以便一體地形成橋用組合梁；以及在一體形成的組合梁上形成面板用混凝土，以便完成該橋。
9.如權利要求8所述的方法，其中，通過相互連接至少兩段的組合梁來安裝具有細長件的組合梁。
10.如權利要求8所述的方法，其中，安裝在跨距中部的組合梁被安置在其下的臨時排架支撐。
11.如權利要求8所述的方法，其中，組合梁的PC鋼絲包括把具有內板的錨定裝置安裝在組合梁任一側處的側板上的孔內，其中所述內板沿其周邊形成有凹槽；將PC鋼絲交叉錨定到錨定裝置上。
12.如權利要求11所述的方法，其中，組合梁被連續安裝，以使至少一個PC鋼絲的一端被固定到安裝在相鄰組合梁上的錨定裝置上，所述PC鋼絲的另一端被張緊和錨定到錨定裝置，并且其它的PC鋼絲穿過連續安裝的組合梁。
13.如權利要求8所述的方法，其中，通過在彼此面對、且工作區設置于其間的各鋼構件腹板之間附加安裝腹板連接件，并且通過在腹板連接件上部處安裝的開口部分澆注混凝土，而形成連接混凝土。
全文摘要
本發明提供了一種橋用組合梁以及使用該組合梁造橋的方法。在該組合梁中，鋼構件與混凝土結合為一體，這樣沿鋼構件長度方向利用鋼筋鞘管就預置了多個PC鋼絲，該鋼構件的橫截面與所述組合梁的橫截面相一致，把混凝土澆灌入鋼構件后，PC鋼絲被張緊并且被錨定。此外，組合梁還包括從鋼構件翼緣的上下端突出的細長件。
文檔編號E01D2/02GK1886557SQ200480034856
公開日2006年12月27日 申請日期2004年11月27日 優先權日2003年11月28日
發明者沈泰榮, 沈俊起 申請人:韓國建設技術研究院, 韓國新星建設株式會社, 株式會社韓國橋梁開發研究所, 沈泰榮, 沈俊起