一种内置箱型型钢的再生混合梁及其施工工艺.pdf

本发明公开了一种内置箱型型钢的再生混合梁及其施工工艺，该梁由上翼缘多处预留投放口的箱型型钢、纵筋、箍筋、腰筋、新混凝土、废旧混凝土块体组成。所述箱型型钢由下翼缘板、多处预留投放口的上翼缘板，以及前、后两块腹板组成；所述上翼缘板由新混凝土和废旧混凝土块体浇筑之前就已等间隔布置并与前、后两块腹板焊接的多个无洞矩形钢板，以及废旧混凝土块体投放完毕之后再布设就位并与无洞矩形钢板焊接的多个带洞带加强条矩形钢板组成。本发明的一种内置箱型型钢的再生混合梁，通过在传统箱型型钢的上翼缘板预留多处投放口，用以投放废旧混凝土块体，从而解决了因投放困难而无法在传统箱型型钢混凝土梁中循环利用废旧混凝土块体的问题。

1.  一种内置箱型型钢的再生混合梁，包括箱型型钢和布置于箱型型钢外部的纵筋、箍筋、腰筋，其特征在于：还包括交替浇筑在箱型型钢内部的新混凝土和废旧混凝土块体；所述箱型型钢由下翼缘板、多处预留投放口的上翼缘板，以及前、后两块腹板组成，上翼缘板和下翼缘板相互平行且与两块腹板垂直，两块腹板位于上翼缘板和下翼缘板之间并与上翼缘板和下翼缘板焊接；所述多处预留投放口的上翼缘板由新混凝土和废旧混凝土块体交替浇筑之前就已等间隔布置并与前、后两块腹板焊接的多个无洞矩形钢板，以及废旧混凝土块体投放完毕之后再布设就位并与无洞矩形钢板焊接的多个带洞带加强条矩形钢板组成，无洞矩形钢板的横向宽度与带洞带加强条矩形钢板的横向宽度相同，带洞带加强条矩形钢板的纵向长度与相邻两个无洞矩形钢板之间的间隔相等，相邻两个无洞矩形钢板之间的间隔不小于300mm。

2.  根据权利要求1所述的内置箱型型钢的再生混合梁，其特征在于：所述无洞矩形钢板和带洞带加强条矩形钢板在二者紧邻处的横边均预制斜坡，从而形成开口向上的V形槽以便施焊连接；所述带洞带加强条矩形钢板上开有直径100~150mm的孔洞，在靠近孔洞前、后边缘的钢板上表面沿混合梁纵向各焊接一根钢加强条；所述钢加强条的厚度与带洞带加强条矩形钢板的厚度相同，纵向长度为孔洞直径的1.2倍，宽度为孔洞直径的0.5倍。

3.  根据权利要求1所述的内置箱型型钢的再生混合梁，其特征在于：所述废旧混凝土块体为旧有建筑物、构筑物、道路、桥梁或堤坝拆除并去除保护层和全部或部分钢筋之后的废旧混凝土块体。

4.  根据权利要求1所述的内置箱型型钢的再生混合梁，其特征在于：所述新混凝土为天然骨料混凝土或再生骨料混凝土，且抗压强度不小于30MPa。

5.  根据权利要求1所述的内置箱型型钢的再生混合梁，其特征在于：所述废旧混凝土块体的特征尺寸不低于100mm，且废旧混凝土块体与新混凝土
的质量比为1:4~1:1。

6.  权利要求1所述的内置箱型型钢的再生混合梁的施工工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将下翼缘板、等间隔布置的多个无洞矩形钢板，以及前、后两块腹板焊接形成上翼缘多处预留投放口的箱型型钢，相邻无洞矩形钢板之间的间隔作为投放口；
（2）首先安装混合梁底模，然后将上翼缘多处预留投放口的箱型型钢吊装就位，绑扎纵筋、腰筋和箍筋，并将位于投放口处的箍筋沿混合梁纵向临时移动，以便更好地露出投放口，最后安装好侧模；
（3）提前将废旧混凝土块体充分湿润，首先在上翼缘多处预留投放口的箱型型钢内部灌入20~30mm厚的新混凝土，然后在相邻无洞矩形钢板之间的投放口处向箱型型钢内部投入一层湿润的废旧混凝土块体，并人工拨动使废旧混凝土块体均匀分布于箱型型钢内部，随后在箱型型钢内部浇筑一层新混凝土并充分振捣，使得废旧混凝土块体与新混凝土均匀混合成一体；重复交替浇筑新混凝土和废旧混凝土块体，直至箱型型钢内部的混凝土浇筑完成；
（4）将带洞带加强条矩形钢板安放在相邻无洞矩形钢板之间的投放口处，并与紧邻的无洞矩形钢板焊接，随后将步骤（2）中沿混合梁纵向临时移动后的箍筋移回原处并绑扎固定；
（5）在由底模和侧模形成的空腔内部，浇筑新混凝土直至内置箱型型钢的再生混合梁的上表面并不断振捣，同时将振动棒插入带洞带加强条矩形钢板上开有的孔洞进行振捣，以确保箱型型钢内部的混凝土密实度。

一种内置箱型型钢的再生混合梁及其施工工艺
技术领域
    本发明涉及废旧混凝土循环利用技术领域，具体涉及一种内置箱型型钢的再生混合梁及其施工工艺。
背景技术
箱型型钢混凝土梁是指在焊接的箱型型钢周围配置纵筋、腰筋和箍筋, 然后浇筑混凝土而形成的梁式构件，它相比常规钢筋混凝土梁具有刚度大、承载力高等优点。由于天然砂石的开采破坏环境且储量日渐减少，废旧混凝土作为一种宝贵的“特殊资源”，其循环再生利用已越来越引起国内外广泛关注。与再生粗骨料和再生细骨料相比，采用尺度更大的废旧混凝土块体能大大简化废旧混凝土的循环利用过程。但是，对于传统的箱型型钢混凝土梁来说，由于受到箱型型钢的一整块上翼缘板的阻挡，施工过程中废旧混凝土块体无法投放到箱型型钢内部，这一问题亟待解决。本发明中相邻无洞矩形钢板之间的间隔处正好可以用来投放废旧混凝土块体，不失为解决该问题的一条有效途径。
综上所述，现有技术存在因投放困难而无法在传统箱型型钢混凝土梁中循环利用废旧混凝土块体的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，通过将传统箱型型钢的一整块上翼缘板改为分阶段焊接的两组钢板（即新混凝土和废旧混凝土块体浇筑之前就已等间隔布置并与前、后两块腹板焊接的多个无洞矩形钢板，以及废旧混凝土块体投放完毕之后再布设就位并与无洞矩形钢板焊接的多个带洞带加强条矩形钢板），一方面可以利用相邻无洞矩形钢板之间的间隔处向箱型型钢内部投放废旧混凝土块体，从而解决因投放困难而无法在传统箱型型钢混凝土梁中循环利用废旧混凝土块体的问题；另一方面在由底模和侧模形成的空腔内部浇筑新混凝土时，带洞带加强条矩形钢板的孔洞可以用来插入振动棒进行振捣，以确保箱型型钢内部的混凝土密实度，同时带洞带加强条矩形钢板的加强条还可以弥补因开洞造成的强度缺失。
本发明的另一个目的在于提供一种内置箱型型钢的再生混合梁的施工工艺。
本发明实现上述目的的技术方案为：
所述内置箱型型钢的再生混合梁，包括箱型型钢和布置于箱型型钢外部的纵筋、箍筋、腰筋，其还包括交替浇筑在箱型型钢内部的新混凝土和废旧混凝土块体；所述箱型型钢由下翼缘板、多处预留投放口的上翼缘板，以及前、后两块腹板组成，上翼缘板和下翼缘板相互平行且与两块腹板垂直，两块腹板位于上翼缘板和下翼缘板之间并与上翼缘板和下翼缘板焊接；所述多处预留投放口的上翼缘板由新混凝土和废旧混凝土块体交替浇筑之前就已等间隔布置并与前、后两块腹板焊接的多个无洞矩形钢板，以及废旧混凝土块体投放完毕之后再布设就位并与无洞矩形钢板焊接的多个带洞带加强条矩形钢板组成，无洞矩形钢板的横向宽度与带洞带加强条矩形钢板的横向宽度相同，带洞带加强条矩形钢板的纵向长度与相邻两个无洞矩形钢板之间的间隔相等，相邻两个无洞矩形钢板之间的间隔不小于300mm。
进一步优化的，所述无洞矩形钢板和带洞带加强条矩形钢板在二者紧邻处的横边均预制斜坡，从而形成开口向上的V形槽以便施焊连接；所述带洞带加强条矩形钢板上开有直径100~150mm的孔洞，在靠近孔洞前、后边缘的钢板上表面沿混合梁纵向各焊接一根钢加强条；所述钢加强条的厚度与带洞带加强条矩形钢板的厚度相同，纵向长度为孔洞直径的1.2倍，宽度为孔洞直径的0.5倍。
进一步优化的，所述废旧混凝土块体为旧有建筑物、构筑物、道路、桥梁或堤坝拆除并去除保护层和全部或部分钢筋之后的废旧混凝土块体。
进一步优化的，所述新混凝土为天然骨料混凝土或再生骨料混凝土，且抗压强度不小于30MPa。
本发明的内置箱型型钢的再生混合梁中，所述废旧混凝土块体的特征尺寸不低于100mm，且废旧混凝土块体与新混凝土的质量比为1:4~1:1。
上述内置箱型型钢的再生混合梁的施工工艺，包括以下步骤：
（1）将下翼缘板、等间隔布置的多个无洞矩形钢板，以及前、后两块腹板焊接形成上翼缘多处预留投放口的箱型型钢，相邻无洞矩形钢板之间的间隔作为投放口；
（2）首先安装混合梁底模，然后将上翼缘多处预留投放口的箱型型钢吊装就位，绑扎纵筋、腰筋和箍筋，并将位于投放口处的箍筋沿混合梁纵向临时移动，以便更好地露出投放口，最后安装好侧模；
（3）提前将废旧混凝土块体充分湿润，首先在上翼缘多处预留投放口的箱型型钢内部灌入20~30mm厚的新混凝土，然后在相邻无洞矩形钢板之间的投放口处向箱型型钢内部投入一层湿润的废旧混凝土块体，并人工拨动使废旧混凝土块体均匀分布于箱型型钢内部，随后在箱型型钢内部浇筑一层新混凝土并充分振捣，使得废旧混凝土块体与新混凝土均匀混合成一体；重复交替浇筑新混凝土和废旧混凝土块体，直至箱型型钢内部的混凝土浇筑完成；
（4）将带洞带加强条矩形钢板安放在相邻无洞矩形钢板之间的投放口处，并与紧邻的无洞矩形钢板焊接，随后将步骤（2）中沿混合梁纵向临时移动后的箍筋移回原处并绑扎固定；
（5）在由底模和侧模形成的空腔内部，浇筑新混凝土直至内置箱型型钢的再生混合梁的上表面并不断振捣，同时将振动棒插入带洞带加强条矩形钢板上开有的孔洞进行振捣，以确保箱型型钢内部的混凝土密实度。
本发明相对于现有技术具有如下的优点：
(1)通过利用相邻无洞矩形钢板之间的间隔处投放废旧混凝土块体，解决因投放困难而无法在传统箱型型钢混凝土梁中循环利用废旧混凝土块体的问题。
(2)利用废旧混凝土块体进行浇筑，大大简化了废旧混凝土循环利用时的破碎、筛分、净化等处理过程，节省了大量人力、时间和能源,可实现废旧混凝土的高效循环利用。
附图说明
图1a、图1b、图1c为本发明的内置箱型型钢的再生混合梁的实施例1梁横向剖面图、A-A剖面图以及B-B剖面图。
图2a、 图2b、 图2c为本发明的内置箱型型钢的再生混合梁的实施例2梁横向剖面图、A-A剖面图以及B-B剖面图。
图3a、 图3b、 图3c为本发明的内置箱型型钢的再生混合梁的实施例3梁横向剖面图、A-A剖面图以及B-B剖面图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施
方式不限于此。
实施例1：
参见图1a、1b、1c，内置箱型型钢的再生混合梁包括多处预留投放口的上翼缘板1、腹板2、下翼缘板3、纵筋4、箍筋5、腰筋6、新混凝土7、废旧混凝土块体8、加强条9、V形槽焊缝10。所述梁截面为矩形，梁高850mm，梁宽550mm，梁长8100mm。所述多处预留投放口的上翼缘板由沿梁纵向边长900mm，横向边长350mm，厚度12mm的无洞矩形钢板，以及废旧混凝土块体投放结束后焊接的带洞带加强条矩形钢板组成，两种钢板间隔排列。带洞带加强条矩形钢板的尺寸与无洞矩形钢板尺寸相同，但在其中心开有直径100mm的孔洞，在靠近孔洞前、后边缘的钢板上表面沿纵向各焊接一根纵向长度120mm、横向宽度50mm、厚度12mm的钢加强条。所述箱型型钢的腹板和下翼缘板的厚度均为12mm，腹板的长度和高度分别为8100mm和676mm，下翼缘板的长度和宽度分别为8100mm和350mm，型钢材料为Q235钢，实测屈服强度255.8MPa，极限强度330.7MPa。所述新混凝土的立方体抗压强度42.2MPa，废旧混凝土块体的立方体抗压强度37.6MPa，混合后立方体抗压强度40.67MPa。横向箍筋采用直径8mm的HRB335级钢筋，加密区间隔150mm，非加密区间隔200mm。纵筋采用直径25mm的HRB335级钢筋，上部布置2根，下部布置6根。腰筋采用直径8mm的HRB335级钢筋均匀布置于型钢两侧，每侧均为3根。废旧混凝土块体为一座旧有建筑物拆除并去除保护层和全部钢筋之后的废旧混凝土块状体；新混凝土为天然骨料混凝土。废旧混凝土块体的特征尺寸为100~200mm，且废旧混凝土块体与新混凝土的质量比为1:2。
上述内置箱型型钢的再生混合梁的施工工艺，包括以下步骤：
（1）将下翼缘板、等间隔布置的多个无洞矩形钢板，以及前、后两块腹板焊接形成上翼缘多处预留投放口的箱型型钢，相邻无洞矩形钢板之间的间隔作为投放口；
（2）首先安装混合梁底模，然后将上翼缘多处预留投放口的箱型型钢吊装就位，绑扎纵筋、腰筋和箍筋，并将位于投放口处的箍筋沿混合梁纵向临时移动，以便更好地露出投放口，最后安装好侧模；
（3）提前将废旧混凝土块体充分湿润，首先在上翼缘多处预留投放口的箱型型钢内部灌入约20mm厚的新混凝土，然后在相邻无洞矩形钢板之间的投放口处向箱型型钢内部投入一层湿润的废旧混凝土块体，并人工拨动使废旧混凝土块体均匀分布于箱型型钢内部，随后在箱型型钢内部浇筑一层新混凝土并充分振捣，使得废旧混凝土块体与新混凝土均匀混合成一体；重复交替浇筑新混凝土和废旧混凝土块体，直至箱型型钢内部的混凝土浇筑完成；
（4）将带洞带加强条矩形钢板安放在相邻无洞矩形钢板之间的投放口处，并与紧邻的无洞矩形钢板焊接，随后将步骤（2）中沿混合梁纵向临时移动后的箍筋移回原处并绑扎固定；
（5）在由底模和侧模形成的空腔内部，浇筑新混凝土直至内置箱型型钢的再生混合梁的上表面并不断振捣，同时将振动棒插入带洞带加强条矩形钢板上开有的孔洞进行振捣，以确保箱型型钢内部的混凝土密实度。
为对比起见，取截面尺寸为700mm×350mm×12mm×12mm且材料相同的传统箱型型钢，相同的纵筋、箍筋和腰筋，以及立方体抗压强度40.67MPa的天然骨料混凝土，制作内置传统箱型型钢混凝土梁。通过计算可知两种梁的正截面抗弯承载力相等且均为2505 kN·m，但本实施例内置箱型型钢的再生混合梁可以实现废旧混凝土块体的循环利用。
实施例2：
参见图2a、2b、3c，本发明的内置箱型型钢的再生混合梁包括多处预留投放口的上翼缘板1、腹板2、下翼缘板3、纵筋4、箍筋5、腰筋6、新混凝土7、废旧混凝土块体8、加强条9、V形槽焊缝10。所述梁截面为矩形，梁高850mm，梁宽550mm，梁长8100mm。所述多处预留投放口的上翼缘板由沿梁纵向边长900mm，横向边长400mm，厚度12mm的无洞矩形钢板，以及废旧混凝土块体投放结束后焊接的带洞带加强条矩形钢板组成，两种钢板间隔排列。带洞带加强条矩形钢板的尺寸与无洞矩形钢板尺寸相同，但在其中心开有直径150mm的孔洞，在靠近孔洞前、后边缘的钢板上表面沿纵向各焊接一根纵向长度180mm、横向宽度75mm、厚度12mm的钢加强条。所述箱型型钢的腹板和下翼缘板的厚度均为12mm，腹板的长度和高度分别为8100mm和676mm，下翼缘板的长度和宽度分别为8100mm和400mm，型钢材料为Q235钢，实测屈服强度255.8MPa，极限强度330.7MPa。所述新混凝土的立方体抗压强度42.2MPa，废旧混凝土块体的立方体抗压强度37.6MPa，混合后立方体抗压强度40.67MPa。横向箍筋采用直径8mm的HRB335级钢筋，加密区间隔150mm，非加密区间隔200mm。纵筋采用直径25mm的HRB335级钢筋，上部布置2根，下部布置6根。腰筋采用直径8mm的HRB335级钢筋均匀布置于型钢两侧，每侧均为3根。废旧混凝土块体为一座旧有建筑物拆除并去除保护层和全部钢筋之后的废旧混凝土块状体；新混凝土为天然骨料混凝土。废旧混凝土块体的特征尺寸为100~200mm，且废旧混凝土块体与新混凝土的质量比为1:2。
      上述内置箱型型钢的再生混合梁的施工工艺，包括以下步骤：
（1）将下翼缘板、等间隔布置的多个无洞矩形钢板，以及前、后两块腹板焊接形成上翼缘多处预留投放口的箱型型钢，相邻无洞矩形钢板之间的间隔作为投放口；
（2）首先安装混合梁底模，然后将上翼缘多处预留投放口的箱型型钢吊装就位，绑扎纵筋、腰筋和箍筋，并将位于投放口处的箍筋沿混合梁纵向临时移动，以便更好地露出投放口，最后安装好侧模；
（3）提前将废旧混凝土块体充分湿润，首先在上翼缘多处预留投放口的箱型型钢内部灌入约30mm厚的新混凝土，然后在相邻无洞矩形钢板之间的投放口处向箱型型钢内部投入一层湿润的废旧混凝土块体，并人工拨动使废旧混凝土块体均匀分布于箱型型钢内部，随后在箱型型钢内部浇筑一层新混凝土并充分振捣，使得废旧混凝土块体与新混凝土均匀混合成一体；重复交替浇筑新混凝土和废旧混凝土块体，直至箱型型钢内部的混凝土浇筑完成；
（4）将带洞带加强条矩形钢板安放在相邻无洞矩形钢板之间的投放口处，并与紧邻的无洞矩形钢板焊接，随后将步骤（2）中沿混合梁纵向临时移动后的箍筋移回原处并绑扎固定；
（5）在由底模和侧模形成的空腔内部，浇筑新混凝土直至内置箱型型钢的再生混合梁的上表面并不断振捣，同时将振动棒插入带洞带加强条矩形钢板上开有的孔洞进行振捣，以确保箱型型钢内部的混凝土密实度。
为对比起见，取截面尺寸为700mm×400mm×12mm×12mm且材料相同的传统箱型型钢，相同的纵筋、箍筋和腰筋，以及立方体抗压强度40.67MPa的天然骨料混凝土，制作内置传统箱型型钢混凝土梁。通过计算可知两种梁的正截面抗弯承载力相等且均为2614 kN·m，但本实施例内置箱型型钢的再生混合梁可以实现废旧混凝土块体的循环利用。
实施例3：
参见图3a、3b、3c，本发明的内置箱型型钢的再生混合梁包括多处预留投放口的上翼缘板1、腹板2、下翼缘板3、纵筋4、箍筋5、腰筋6、新混凝土7、废旧混凝土块体8、加强条9、V形槽焊缝10。所述梁截面为矩形，梁高850mm，梁宽550mm，梁长8100mm。所述多处预留投放口的上翼缘板由沿梁纵向边长900mm，横向边长350mm，厚度12mm的无洞矩形钢板，以及废旧混凝土块体投放结束后焊接的带洞带加强条矩形钢板组成，两种钢板间隔排列。带洞带加强条矩形钢板的尺寸与无洞矩形钢板尺寸相同，但在其中心开有直径100mm的孔洞，在靠近孔洞前、后边缘的钢板上表面沿纵向各焊接一根纵向长度120m、横向宽度50mm、厚度12mm的钢加强条。所述箱型型钢的腹板和下翼缘板的厚度均为12mm，腹板的长度和高度分别为8100mm和676mm，下翼缘板的长度和宽度分别为8100mm和350mm，型钢材料为Q235钢，实测屈服强度255.8MPa，极限强度330.7MPa。所述新混凝土的立方体抗压强度42.2MPa，废旧混凝土块体的立方体抗压强度37.6MPa，混合后立方体抗压强度41.05MPa。横向箍筋采用直径8mm的HRB335级钢筋，加密区间隔150mm，非加密区间隔200mm。纵筋采用直径25mm的HRB335级钢筋，上部布置2根，下部布置6根。腰筋采用直径8mm的HRB335级钢筋均匀布置于型钢两侧，每侧均为3根。废旧混凝土块体为一座旧有建筑物拆除并去除保护层和全部钢筋之后的废旧混凝土块状体；新混凝土为天然骨料混凝土。废旧混凝土块体的特征尺寸为100~200mm，且废旧混凝土块体与新混凝土的质量比为1:3。
上述内置箱型型钢的再生混合梁的施工工艺，包括以下步骤：
（1）将下翼缘板、等间隔布置的多个无洞矩形钢板，以及前、后两块腹板焊接形成上翼缘多处预留投放口的箱型型钢，相邻无洞矩形钢板之间的间隔作为投放口；
（2）首先安装混合梁底模，然后将上翼缘多处预留投放口的箱型型钢吊装就位，绑扎纵筋、腰筋和箍筋，并将位于投放口处的箍筋沿混合梁纵向临时移动，以便更好地露出投放口，最后安装好侧模；
（3）提前将废旧混凝土块体充分湿润，首先在上翼缘多处预留投放口的箱型型钢内部灌入约20mm厚的新混凝土，然后在相邻无洞矩形钢板之间的投放口处向箱型型钢内部投入一层湿润的废旧混凝土块体，并人工拨动使废旧混凝土块体均匀分布于箱型型钢内部，随后在箱型型钢内部浇筑一层新混凝土并充分振捣，使得废旧混凝土块体与新混凝土均匀混合成一体；重复交替浇筑新混凝土和废旧混凝土块体，直至箱型型钢内部的混凝土浇筑完成；
（4）将带洞带加强条矩形钢板安放在相邻无洞矩形钢板之间的投放口处，并与紧邻的无洞矩形钢板焊接，随后将步骤（2）中沿混合梁纵向临时移动后的箍筋移回原处并绑扎固定；
（5）在由底模和侧模形成的空腔内部，浇筑新混凝土直至内置箱型型钢的再生混合梁的上表面并不断振捣，同时将振动棒插入带洞带加强条矩形钢板上开有的孔洞进行振捣，以确保箱型型钢内部的混凝土密实度。
为对比起见，取截面尺寸为700mm×350mm×12mm×12mm且材料相同的传统箱型型钢，相同的纵筋、箍筋和腰筋，以及立方体抗压强度41.05MPa的天然骨料混凝土，制作内置传统箱型型钢混凝土梁。通过计算可知两种梁的正截面抗弯承载力相等且均为2514kN·m，但本实施例内置箱型型钢的再生混合梁可以实现废旧混凝土块体的循环利用。
上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。