一種防錯動工字梁、自預應力工字梁及自預應力跨度橋的制作方法

本發明涉及拉壓構件技術領域，尤其涉及一種防錯動工字梁、自預應力工字梁及自預應力跨度橋。

背景技術：

工字梁是鋼質型材的一種，是橫截面為工字形的長條鋼材。工字梁的機構包括上翼板、下翼板以及中間的腹板。

工字梁的結構技術參數包括高度h、寬度b、翼板厚度tf、腹板厚度tw、截面面積a、慣性矩ix、iy以及截面模量wx、wy等。

傳統的工字梁，上翼板和下翼板均為平直的結構，當多個工字梁拼合組成受力組件時，容易在受到不同壓力的情況下發生上下錯位，影響了組件的承載能力。并且，在較大壓力下，工字梁容易發生彎曲下陷，從而喪失整體支撐功能。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種防錯動工字梁、自預應力工字梁及自預應力跨度橋，以解決現有技術中的工字梁存在的錯動、承載力不足等問題。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

本發明提供的一種防錯動工字梁，包括型材本體和卡接槽；所述卡接槽位于所述型材本體的翼板上；相鄰的兩個所述型材本體沿寬度方向拼接，所述卡接槽能夠與對接的翼板咬合，形成上下表面均平整的工字梁組合。

進一步，所述卡接槽包括第一卡槽和第二卡槽；當橫向切斷所述型材本體時，所述第一卡槽位于上翼板的左側末端的上表面，所述第二卡槽位于下翼板的左側末端的下表面。該技術方案的技術效果在于：位置不同的第一卡槽和第二卡槽，在多個防錯動工字梁平行拼接時，任一個防錯動工字梁都能夠防止相鄰的防錯動工字梁上下錯動。而由于第一卡槽和第二卡槽設置在工字梁的同一側，那么工字梁呈現水平對稱結構，重心較穩便于搬運。

或者，所述卡接槽包括第一卡槽和第二卡槽；當橫向切斷所述型材本體時，所述第一卡槽位于上翼板的左側末端的上表面，所述第二卡槽位于下翼板的右側末端的下表面。該技術方案的技術效果在于：同樣，位置不同的第一卡槽和第二卡槽，在多個防錯動工字梁平行拼接時，任一個防錯動工字梁都能夠防止相鄰的防錯動工字梁上下錯動。而由于第一卡槽和第二卡槽設置在工字梁的不同側，那么單個工字梁承受錯動受力更加均勻。

或者，所述卡接槽包括第一卡槽和第二卡槽；當橫向切斷所述型材本體時，所述第一卡槽位于上翼板的左側末端的上表面，所述第二卡槽位于上翼板的右側末端的上表面。該技術方案的技術效果在于：同樣，位置不同的第一卡槽和第二卡槽，在多個防錯動工字梁平行拼接時，任一個防錯動工字梁都能夠防止相鄰的防錯動工字梁上下錯動。而由于第一卡槽和第二卡槽均設置在工字梁的上翼板，那么下翼板的結構保持平整，利于搬運存放。

或者，所述卡接槽包括第一卡槽、第二卡槽和第三卡槽；當橫向切斷所述型材本體時，所述第一卡槽位于上翼板的左側末端的上表面，所述第二卡槽位于下翼板的左側末端的下表面，所述第三卡槽位于下翼板的右側末端的上表面。該技術方案的技術效果在于：同樣，第一卡槽、第二卡槽和第三卡槽能夠防止相鄰的兩個防錯動工字梁發生上下錯動。設置三個卡槽，結構特征很明顯，方便了施工人員安裝操作。

或者，所述卡接槽包括第一卡槽、第二卡槽、第三卡槽和第四卡槽；當橫向切斷所述型材本體時，所述第一卡槽位于上翼板的左側末端的下表面，所述第二卡槽位于上翼板的右側末端的上表面，所述第三卡槽位于下翼板的左側末端的下表面，所述第四卡槽位于下翼板右側末端的上表面。該技術方案的技術效果在于：四個卡槽的結構設計除了防止相鄰的兩個防錯動工字梁發生上下錯動，更使得每一個防錯動工字梁具有各向同性，即任一個安裝角度都合適，不需要安裝人員專門調整其安裝角度。

進一步，所述型材本體的材料為纖維增強復合材料。該技術方案的技術效果在于：纖維增強復合材料(fiberreinforcedpolymer或fiberreinforcedplastic，簡稱frp)是由增強纖維材料如玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維等材料與基體材料經過纏繞、模壓或拉擠等成型工藝而形成的復合材料。frp材料具有如下特點：

(1)比強度高、比模量大；

(2)材料性能具有可設計性；

(3)抗腐蝕性和耐久性能好；

(4)熱膨脹系數與混凝土的相近等特點。

故frp材料的防錯動工字梁大大改善了構件的力學性能和工程效果，發揮了復合材料在拉壓構件應用方面的優勢。

本發明還提供一種自預應力工字梁，包括上述的防錯動工字梁；所述型材本體的上翼板和下翼板均為弧形彎板，且均繞與上翼板寬度方向平行的一根軸線彎曲。

進一步，所述型材本體拉擠成型。該技術方案的技術效果在于：防錯動工字梁的型材本體整體拉壓成型，與澆鑄或者模具成型的型材本體相比，其預應力更大，力學性能更出色。

本發明還提供一種自預應力跨度橋，包括螺紋絲杠和多個上述的自預應力工字梁；多個所述自預應力工字梁的腹板上設置有連接通孔，多個所述自預應力工字梁沿寬度方向依次通過所述卡接槽拼接，并由所述螺紋絲杠和所述連接通孔夾緊固定。

本發明的有益效果是：

1、防錯動工字梁在翼板上設置卡接槽，相鄰的兩個防錯動工字梁通過卡接槽與翼板的咬合，有效解決了型材與型材之間受力不均衡、容易發生上下錯動的問題。

2、自預應力工字梁采用上述防錯動工字梁，消除了工字梁容易出現的錯位現象，并且將型材本體設計為弧形結構，改善了型材的力學性能，提高了其承載力，突破了構件跨度小的局限。

3、自預應力跨度橋由多個自預應力工字梁相互咬合拼接，不僅消除了工字梁容易出現的錯位現象，且預設了應力載荷，實現了橋體的大跨度延伸，同時，還采用螺紋絲杠來夾緊安裝，與現有的鋼筋水泥橋相比，施工速度快效率高、維護保養成本低，還減少了橋梁搭建的人力和財力支出。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明具體實施方式的技術方案，下面將對具體實施方式描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例一提供的防錯動工字梁的斷面圖；

圖2為本發明實施例二提供的防錯動工字梁的斷面圖；

圖3為本發明實施例三提供的防錯動工字梁的斷面圖；

圖4為本發明實施例四提供的防錯動工字梁的斷面圖；

圖5為本發明實施例五提供的防錯動工字梁的斷面圖；

圖6為本發明實施例提供的自預應力工字梁的結構示意圖；

圖7為本發明實施例提供的自預應力跨度橋的結構示意圖。

附圖標記：

1-型材本體；2-卡接槽；101-上翼板；

102-下翼板；103-腹板；201-第一卡槽；

202-第二卡槽；203-第三卡槽；204-第四卡槽；

3-連接通孔。

具體實施方式

下面將結合附圖對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

在本發明的描述中，需要說明的是，術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

本發明提供了一種防錯動工字梁，包括型材本體1和卡接槽2。其中，卡接槽2位于型材本體1的翼板上。其設計要求如下：當相鄰的兩個型材本體1沿寬度方向拼接時，卡接槽2能夠與對接的翼板咬合，形成上下表面均平整的工字梁組合。

在現有技術中，工字梁的上翼板101和下翼板102均為平直的結構，當多個工字梁拼合組成受力組件時，容易在受到不同壓力的情況下發生上下錯位，影響了組件的承載能力。并且，在較大壓力下，工字梁容易發生彎曲下陷，從而喪失整體支撐功能。

本發明的防錯動工字梁，在翼板上設置卡接槽2，相鄰的兩個防錯動工字梁通過卡接槽2與翼板的咬合，有效解決了型材與型材之間受力不均衡、容易發生上下錯動的問題。

實施例一：

圖1為本發明實施例一提供的防錯動工字梁的斷面圖。如圖1所示，卡接槽2包括第一卡槽201和第二卡槽202。當橫向切斷型材本體1時，第一卡槽201位于上翼板101的左側末端的上表面，第二卡槽202位于下翼板102的左側末端的下表面。在本實施例中，位置不同的第一卡槽201和第二卡槽202，當多個防錯動工字梁平行拼接時，任一個防錯動工字梁都能夠防止相鄰的防錯動工字梁上下錯動。而由于第一卡槽201和第二卡槽202設置在工字梁的同一側，工字梁呈現水平對稱結構，重心較穩便于搬運。

實施例二：

圖2為本發明實施例二提供的防錯動工字梁的斷面圖。如圖2所示，卡接槽2包括第一卡槽201和第二卡槽202。當橫向切斷型材本體1時，第一卡槽201位于上翼板101的左側末端的上表面，第二卡槽202位于下翼板102的右側末端的下表面。在本實施例中，同樣地，位置不同的第一卡槽201和第二卡槽202，當多個防錯動工字梁平行拼接時，任一個防錯動工字梁都能夠防止相鄰的防錯動工字梁上下錯動。而由于第一卡槽201和第二卡槽202設置在工字梁的不同側，單個工字梁承受錯動受力更加均勻。

實施例三：

圖3為本發明實施例三提供的防錯動工字梁的斷面圖。如圖3所示，卡接槽2包括第一卡槽201和第二卡槽202。當橫向切斷型材本體1時，第一卡槽201位于上翼板101的左側末端的上表面，第二卡槽202位于上翼板101的右側末端的上表面。在本實施例中，同樣地，位置不同的第一卡槽201和第二卡槽202，當多個防錯動工字梁平行拼接時，任一個防錯動工字梁都能夠防止相鄰的防錯動工字梁上下錯動。而由于第一卡槽201和第二卡槽202均設置在工字梁的上翼板101，下翼板102的結構保持平整，利于搬運存放。

實施例四：

圖4為本發明實施例四提供的防錯動工字梁的斷面圖。如圖4所示，卡接槽2包括第一卡槽201、第二卡槽202和第三卡槽203。當橫向切斷型材本體1時，第一卡槽201位于上翼板101的左側末端的上表面，第二卡槽202位于下翼板102的左側末端的下表面，第三卡槽203位于下翼板102的右側末端的上表面。在本實施例中，同樣地，第一卡槽201、第二卡槽202和第三卡槽203能夠防止相鄰的兩個防錯動工字梁發生上下錯動。設置三個卡槽，結構特征很明顯，方便了施工人員安裝操作。

實施例五：

圖5為本發明實施例五提供的防錯動工字梁的斷面圖。如圖5所示，卡接槽2包括第一卡槽201、第二卡槽202、第三卡槽203和第四卡槽204。當橫向切斷型材本體1時，第一卡槽201位于上翼板101的左側末端的下表面，第二卡槽202位于上翼板101的右側末端的上表面，第三卡槽203位于下翼板102的左側末端的下表面，第四卡槽204位于下翼板102右側末端的上表面。在本實施例中，四個卡槽的結構設計除了防止相鄰的兩個防錯動工字梁發生上下錯動，更使得每一個防錯動工字梁具有各向同性，即任一個安裝角度都合適，不需要安裝人員專門調整其安裝角度。

如圖1～5所示，在上述任一種實施例中，型材本體1的材料選用纖維增強復合材料(fiberreinforcedpolymer或fiberreinforcedplastic，簡稱frp)。纖維增強復合材料是由增強纖維材料如玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維等材料與基體材料經過纏繞、模壓或拉擠等成型工藝而形成的復合材料。frp材料具有如下特點：

(1)比強度高、比模量大；

(2)材料性能具有可設計性；

(3)抗腐蝕性和耐久性能好；

(4)熱膨脹系數與混凝土的相近等特點。

故frp材料的防錯動工字梁大大改善了構件的力學性能和工程效果，發揮了復合材料在拉壓構件應用方面的優勢。

本發明還提供一種自預應力工字梁，圖6為本發明實施例提供的自預應力工字梁的結構示意圖。如圖6所示，自預應力工字梁包括上述的防錯動工字梁。并且，型材本體1的上翼板101和下翼板102均為弧形彎板，均繞與上翼板101寬度方向平行的一根軸線彎曲。

如圖6所示，進一步地，型材本體1采用拉擠工藝一體成型。防錯動工字梁的型材本體1整體拉壓成型，與澆鑄或者模具成型的型材本體1相比，其預應力更大，力學性能更出色。

本發明的自預應力工字梁，采用上述防錯動工字梁，消除了工字梁容易出現的錯位現象，并且將型材本體1設計為弧形結構，改善了型材的力學性能，提高了其承載力，突破了構件跨度小的局限。

本發明還提供一種自預應力跨度橋，圖7為本發明實施例提供的自預應力跨度橋的結構示意圖。如圖7所示，自預應力跨度橋包括螺紋絲杠(未標注)和多個上述的自預應力工字梁。具體地，多個自預應力工字梁的腹板103上設置有連接通孔3，多個自預應力工字梁沿寬度方向依次通過卡接槽2拼接，并由螺紋絲杠和連接通孔3夾緊固定。

本發明的自預應力跨度橋，由多個自預應力工字梁相互咬合拼接，不僅消除了工字梁容易出現的錯位現象，且預設了應力載荷，實現了橋體的大跨度延伸，同時，還采用螺紋絲杠來夾緊安裝，與現有的鋼筋水泥橋相比，施工速度快效率高、維護保養成本低，還減少了橋梁搭建的人力和財力支出。

最后應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的范圍。