波形钢腹板钢筋混凝土组合结构 【技术领域】
本发明涉及波形钢腹板混凝土组合结构，尤其涉及了波形钢腹板钢筋混凝土组合结构。
背景技术
目前，随着波形钢用途越来越广泛，传统PC箱梁的腹板逐渐的被用波形钢板取代，采用波形钢腹板能够大大减轻PC箱梁的自重，改善梁体的受力状况，节省材料，同时可以减少下部结构的工程量，从而降低工程造价。如万水申请的专利号为200820036647.X的实用新型专利，申请日为2008年06月03日，公告日为2009年03月04日，公告号为CN201202084，名称为一种波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁节段，所说的波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁节段，包括钢筋混凝土顶板，钢筋混凝土底板和两波形钢腹板形成的箱体，波形钢腹板的左右两端为连接区，右端的连接区伸出箱体外，其形状能与另一个节段的左端连接区相配合；在钢筋混凝土顶板和底板上预留有孔道。其波形钢腹板钢筋混凝土组合结构的关键部位：波形钢腹板与钢筋混凝土的连接处，采用的是传统的拴钉焊接和简单的锚固孔贯穿钢筋等方法，这样的拴钉焊接方法容易使母材存在应力集中度高、钢材抗疲劳性能低、拴钉焊接强度低、贯穿钢筋没有准确定位的缺点。
【发明内容】
本发明针对现有技术中波形钢板与混凝土的连接效果欠佳，波形钢腹板上开设锚固孔后，在布置钢筋时容易移位，贯穿钢筋后的波形钢腹板通过水泥浇筑后受到在径向力作用下容易导致结构破坏等缺点，提供了一种波形钢腹板表面设置有特殊的结合膜，能够使得波形钢腹板与混凝土更有效的粘合，在锚固孔内设置钢筋定位装置，有效的保证钢筋位于锚固孔的中心位置，以及在锚固孔上还设置有有利于保持钢筋位置的开孔榫的波形钢腹板钢筋混凝土组合结构。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：
波形钢腹板钢筋混凝土组合结构，包括波形钢腹板、钢筋以及混凝土，所述的波形钢腹板的表面制备了50μm-500μm的粗糙度，波形钢腹板上设置有锚固孔，锚固孔内安装有钢筋定位装置，钢筋定位装置内设置钢筋，波形钢腹板与钢筋之间通过混凝土浇筑连接。波形钢腹板表面制备了50μm的粗糙度，因此增大了波形钢表面的接触面积，从而使得波形钢与混凝土之间的连接能够更有效。波形钢腹板上的锚固孔内设置有钢筋定位装置，能够有效的起到保持固定钢筋的作用，确保钢筋位于锚固孔的正中心，从而在通过水泥浇筑后保证了结构的强度。
作为优选，所述的波形钢腹板的表面设置有结合膜，结合膜由铁的磷化物与硅的化合物组成。结合膜为一种以铁的磷化物与硅的化合物为主的涂液通过采用喷涂或涂刷的方法喷涂在波形钢腹板的表面，涂液与波形钢腹板表面发生化学反应从而附着在波形钢腹板上而形成。结合膜的厚度为3μm-50μm，主要成分为铁的磷化物与硅的化合物，其中铁的磷化物有利于主要成分为铁的波形钢腹板连接，而硅的化合物有利于与混凝土连接，因此具备和各种硅酸盐和特殊水泥组成的混凝土的亲和力，从而增强波形钢腹板与混凝土的结合能力，提高整个波形钢腹板钢筋混凝土组合结构的结构强度。
作为优选，所述波形钢腹板为一块，波形钢腹板上均匀设置有锚固孔，锚固孔内设置钢筋，钢筋与波形钢腹板所在平面垂直，波形钢腹板与钢筋连接部分全部浇筑在混凝土内。波形钢腹板上锚固孔上的开孔榫通过冲压的方式自然形成，钢筋设置在一般的锚固孔内，受到与波形钢腹板平行的力时，波形钢腹板与钢筋产生剪切力时容易造成波形钢腹板与钢筋之间的混凝土破碎，从而影响了整个结构的强度。而在锚固孔上设置开孔榫后，增加了波形钢腹板与钢筋的接触面积，使得波形钢腹板钢筋混凝土组合结构在受到相同情况的力时，吸收部分剪切力，减少了波形钢腹板与钢筋之间的混凝土的破碎，从而延长了整个结构的使用寿命。
作为优选，所述地锚固孔上设置有开孔榫，开孔榫与波形钢腹板为一整体，开孔榫垂直于波形钢腹板所在平面，开孔榫为沿锚固孔向外的凸出，其截面形状为一圆环，波形钢腹板上相邻锚固孔上的开孔榫的凸出方向相反。开孔榫与波形钢腹板为一整体，通过冲压的方式一次性加工而成，节约了生产成本。开孔榫为沿锚固孔向外的凸出的圆环，增大了钢筋与波形钢腹板的接触面积，提高了波形钢腹板钢筋混凝土组合结构的整体结构强度，延长了结构的使用寿命。
作为优选，所述的锚固孔内设置有套管，套管包括上套管与下套管，上套管与下套管的内径大小相等，上套管的中心线与下套管直径所在平面成垂直，上套管的外径小于锚固孔的孔径大小，下套管的外径大于锚固孔的孔径大小。因此套管的上套管部分能够穿过波形钢腹板，而下套管与波形钢腹板卡住，不容易脱落。
作为优选，所述波形钢腹板为两块，波形钢腹板的两端设置有锚固孔，锚固孔内设置有钢筋，钢筋与波形钢腹板所在平面成一锐角，波形钢腹板与钢筋连接的两端浇筑在混凝土内。锚固孔内设置套管后可以有效的增加钢筋与波形钢腹板的接触面积，降低波形钢腹板与钢筋之间的混凝土的破损，提高波形钢腹板钢筋混凝土组合结构的整体结构强度，延长了结构的使用寿命。
作为优选，所述的锚固孔上设置有开孔榫，开孔榫与波形钢腹板为一整体，开孔榫与波形钢腹板所在平面成一角度，开孔榫为沿锚固孔向外的凸出，其截面形状为一圆环，波形钢腹板上相邻锚固孔上的开孔榫的凸出方向相反。开孔榫与波形钢腹板所在平面相交成一锐角，因此当波形钢腹板倾斜的放置时，同样可以增加钢筋与波形钢腹板的接触面积，提高波形钢腹板钢筋混凝土组合结构的整体结构强度，延长了结构的使用寿命。
作为优选，所述的锚固孔内设置有套管，套管包括上套管与下套管，上套管与下套管的内径大小相等，上套管的中心线与下套管直径所在平面成一夹角，上套管的外径小于锚固孔的孔径大小，下套管的外径大于锚固孔的孔径大小。锚固孔内设置套管后可以有效的增加钢筋与波形钢腹板的接触面积，降低波形钢腹板与钢筋之间的混凝土的破损，提高波形钢腹板钢筋混凝土组合结构的整体结构强度，延长了结构的使用寿命。
作为优选，所述的钢筋定位装置包括一个圆弧形的弹性环以及焊接在弹性环上的支撑脚，弹性环上设置有便于安装钢筋的开口。弹性环上设置有三个支撑脚，通过设置钢筋定位装置可以方便准确的定位钢筋的安放位置，减少了因钢筋靠边而引起的剪切应力局部集中的现象，有效保证钢筋与波形钢腹板浇筑后钢筋位于锚固孔的中心位置，确保了整体结构的结构强度。
作为优选，所述的波形钢腹板与混凝土连接部分焊接有拴钉。焊接拴钉时，有目的的选择波形钢腹板成型时的压应力区作为焊接点，尽量避开或减少拉应力区作为焊接点，焊接前、焊接中、焊接后均对波形钢腹板及拴钉进行50°-500°的加温、持温和保温措施，同时在焊接后热状态下立即对焊接部位热影响区域，进行适当频率击打或振动采用类似气锤式简单易行的振动装置或振动台，达到消除焊接应力，提高组合结构抗疲劳性能和使用寿命。
本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：波形钢腹板表面设置有特殊的结合膜，能够使得波形钢腹板与混凝土更有效的粘合，在锚固孔内设置钢筋定位装置，有效的保证钢筋位于锚固孔的中心位置，减少了因钢筋靠边而引起的剪切应力局部集中，以及在锚固孔上还设置有有利于保持钢筋位置的开孔榫，增加了波形钢腹板与钢筋的接触面积，使得整体结构在受到外力时，有效的降低波形钢腹板与钢筋之间的混凝土破碎情况，延长了整个结构的使用寿命。
【附图说明】
图1是本发明实施例1与实施例2的立体示意图。
图2是图1中I部主视图，也是本发明实施例1的结构示意图。
图3是图1中I部主视图，也是本发明实施例2的结构示意图。
图4是本发明实施例3与实施例4的立体示意图。
图5是图4中II部的放大图，也是本发明实施例3的结构示意图。
图6是图4中II部的放大图，也是本发明实施例4的结构示意图。
图7是本发明中钢筋定位装置的结构示意图。
图8是本发明中波形钢腹板的主视图。
图9是本发明中波形钢腹板的俯视图。
以上附图中各数字标号所指代的部位名称如下：其中1-波形钢腹板、2-钢筋、3-混凝土、4-钢筋定位装置、5-套管、6-拴钉、13-锚固孔、14-开孔榫、41-弹性环、42-支撑脚、43-开口、51-上套管、52-下套管。
【具体实施方式】
下面结合附图1至图9与实施例对本发明作进一步详细描述：
实施例1
波形钢腹板钢筋混凝土组合结构，如图1、2、7、8、9所示，包括波形钢腹板1、钢筋2以及混凝土3，所述的波形钢腹板1的表面制备了50μm的粗糙度，波形钢腹板1上设置有锚固孔13，锚固孔13内安装有钢筋定位装置4，钢筋定位装置4内设置钢筋2，波形钢腹板1与钢筋2之间通过混凝土3浇筑连接。
所述的波形钢腹板1的表面设置有结合膜，结合膜由铁的磷化物与硅的化合物组成。
如图1所示，所述波形钢腹板1为一块，波形钢腹板1上均匀设置有锚固孔13，锚固孔13内设置钢筋2，钢筋2与波形钢腹板1所在平面垂直。波形钢腹板1与钢筋2连接部分全部浇筑在混凝土3内。
如图2所示，所述的锚固孔13上设置有开孔榫14，开孔榫14与波形钢腹板1为一整体，开孔榫14垂直于波形钢腹板1所在平面，开孔榫14为沿锚固孔13向外的凸出，其截面形状为一圆环，波形钢腹板1上相邻锚固孔13上的开孔榫14的凸出方向相反。
如图7所示，所述的钢筋定位装置4包括一个圆弧形的弹性环41以及焊接在弹性环41上的三个支撑脚42，弹性环41上设置有便于安装钢筋2的开口43。
所述的波形钢腹板1与混凝土3连接部分焊接有拴钉6。
实施例2
波形钢腹板钢筋混凝土组合结构，如图1、3、7、8、9所示，包括波形钢腹板1、钢筋2以及混凝土3，所述的波形钢腹板1的表面制备了100μm的粗糙度，波形钢腹板1上设置有锚固孔13，锚固孔13内安装有钢筋定位装置4，钢筋定位装置4内设置钢筋2，波形钢腹板1与钢筋2之间通过混凝土3浇筑连接。
所述的波形钢腹板1的表面设置有结合膜，结合膜由铁的磷化物与硅的化合物组成。
如图1所示，所述的波形钢腹板1为一块，波形钢腹板1上均匀设置有锚固孔13，锚固孔13内设置钢筋2，钢筋2与波形钢腹板1所在平面垂直。波形钢腹板1与钢筋2连接部分全部浇筑在混凝土3内。
如图2所示，所述的锚固孔13内设置有套管5，套管5包括上套管51与下套管52，上套管51与下套管52的内径大小相等，上套管51的中心线与下套管52直径所在平面成垂直，上套管51的外径小于锚固孔13的孔径大小，下套管52的外径大于锚固孔13的孔径大小。
如图7所示，所述的钢筋定位装置4包括一个圆弧形的弹性环41以及焊接在弹性环41上的三个支撑脚42，弹性环41上设置有便于安装钢筋2的开口43。
所述的波形钢腹板1与混凝土3连接部分焊接有拴钉6。
实施例3
波形钢腹板钢筋混凝土组合结构，如图4、5、7、8、9所示，包括波形钢腹板1、钢筋2以及混凝土3，所述的波形钢腹板1的表面制备了200μm的粗糙度，波形钢腹板1上设置有锚固孔13，锚固孔13内安装有钢筋定位装置4，钢筋定位装置4内设置钢筋2，波形钢腹板1与钢筋2之间通过混凝土3浇筑连接。
所述的波形钢腹板1的表面设置有结合膜，结合膜由铁的磷化物与硅的化合物组成。
如图4所示，所述的形钢腹板1为两块，波形钢腹板1的两端设置有锚固孔13，锚固孔13内设置有钢筋2，钢筋2与波形钢腹板1所在平面成60°夹角，波形钢腹板1与钢筋2连接的两端浇筑在混凝土3内。
如图5所示，所述的锚固孔13上设置有开孔榫14，开孔榫14与波形钢腹板1为一整体，开孔榫14与波形钢腹板1所在平面成一角度，开孔榫14为沿锚固孔13向外的凸出，其截面形状为一圆环，波形钢腹板1上相邻锚固孔13上的开孔榫14的凸出方向相反。
如图7所示，所述的钢筋定位装置4包括一个圆弧形的弹性环41以及焊接在弹性环41上的三个支撑脚42，弹性环41上设置有便于安装钢筋2的开口43。
所述的波形钢腹板1与混凝土3连接部分焊接有拴钉6。
实施例4
波形钢腹板钢筋混凝土组合结构，如图4、6、7、8、9所示，包括波形钢腹板1、钢筋2以及混凝土3，所述的波形钢腹板1的表面制备了400μm的粗糙度，波形钢腹板1上设置有锚固孔13，锚固孔13内安装有钢筋定位装置4，钢筋定位装置4内设置钢筋2，波形钢腹板1与钢筋2之间通过混凝土3浇筑连接。
所述的波形钢腹板1的表面设置有结合膜，结合膜由铁的磷化物与硅的化合物组成。
如图4所示，所述波形钢腹板1为两块，波形钢腹板1的两端设置有锚固孔13，锚固孔13内设置有钢筋2，钢筋2与波形钢腹板1所在平面成60°夹角，波形钢腹板1与钢筋2连接的两端浇筑在混凝土3内。
如图6所示，所述的锚固孔13内设置有套管5，套管5包括上套管51与下套管52，上套管51与下套管52的内径大小相等，上套管51的中心线与下套管52直径所在平面成一夹角，上套管51的外径小于锚固孔13的孔径大小，下套管52的外径大于锚固孔13的孔径大小。
如图7所示，所述的钢筋定位装置4包括一个圆弧形的弹性环41以及焊接在弹性环41上的三个支撑脚42，弹性环41上设置有便于安装钢筋2的开口43。
所述的波形钢腹板1与混凝土3连接部分焊接有拴钉6。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。