U形梁和装配式轨道的制作方法

u形梁和装配式轨道
技术领域
1.本实用新型涉及桥梁工程技术领域，具体而言，涉及一种u形梁和装配式轨道。


背景技术：

2.随着城市轨道交通系统的设计水平、施工方法和集成能力的不断提高和改进，轨道交通的高架桥梁体形式也在不断发展中，轨道交通高架桥的结构形式经历了由箱梁、t形梁、槽形梁等传统结构向u形梁的演化。u形梁具有建筑高度低、隔音效果较好、建筑占地面积较小、断面利用率高和可防止列车脱轨倾覆以及外形美观等优点，近年来在城市轨道交通建设中广泛应用。
3.传统的混凝土u形梁存在以下缺陷：(1)预制装配化程度低，混凝土上翼缘板和底板需通过现场浇筑混凝土的方式施工，浇筑过程中需中断桥梁下方交通，混凝土的浇筑质量难以保证，施工周期长，对环境影响大；(2)全混凝土浇筑使得梁体自重较大，工程造价偏高；(3)腹板混凝土的吸能、缓冲和抗冲击性能较差，影响结构安全性。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种u形梁和装配式轨道，其预制装配化程度高，能够缩短施工周期，降低工程造价，以及减小对环境的影响；而且能够使得桥梁自重降低，提高预应力效率，改善隔音和抗冲击性能，受力整体性更强，提高结构的安全性。
5.本实用新型的实施例是这样实现的：
6.第一方面，本实用新型提供一种u形梁，u形梁包括底板、两个腹板以及两个上翼缘板；
7.两个腹板分别连接于底板沿预设方向的两侧，且相对于底板对称设置；两个上翼缘板分别与两个腹板连接，并位于腹板远离底板的一端；
8.其中，腹板内置有聚酯吸音棉层及泡沫金属层。
9.在可选的实施方式中，腹板朝向底板的外侧倾斜设置；腹板至少包括三个波形钢板，三个波形钢板依次层叠设置，聚酯吸音棉层及泡沫金属层分别设置于相邻的两个波形钢板之间，且聚酯吸音棉层及泡沫金属层之间至少间隔有一个波形钢板。
10.在可选的实施方式中，腹板包括多个沿预设方向设置的子板体，且相邻的两个子板体的部分重叠，相邻的两个子板体的重叠处安装有紧固螺栓。
11.在可选的实施方式中，u形梁还包括两个第一连接板及两个第二连接板；
12.两个第一连接板均连接于底板，且每个腹板与底板连接的一端均与第一连接板连接；
13.每个腹板与上翼缘板连接的一端均与第二连接板连接，且两个上翼缘板分别连接于两个第二连接板。
14.在可选的实施方式中，每个腹板均与第一连接板及第二连接板焊接连接；第一连接板设置有与底板连接的第一集束式剪力钉群；第二连接板设置有与上翼缘板连接的第二
集束式剪力钉群。
15.在可选的实施方式中，上翼缘板还包括沿预设方向设置的多个子体以及连接相邻的两个子体的第一湿接缝；
16.每个子体均设置有多个凸出的闭合连接钢筋，多个闭合连接钢筋依次间隔设置，且相邻的子体的多个闭合连接钢筋均伸入湿接缝内。
17.在可选的实施方式中，底板包括多个预制板体，以及多个连接相邻的两个预制板体的第二湿接缝；多个预制板体沿预设方向阵列式布置；
18.每个预制板体均包括至少一层钢筋网组；每个钢筋网组均包括多个纵向连接钢筋和横向连接钢筋；
19.其中，每个纵向连接钢筋和每个横向连接钢筋均沿其延伸方向伸入相邻的第二湿接缝中。
20.在可选的实施方式中，u形梁还包括沿预设方向贯穿底板的预应力筋管道以及设置于预应力筋管道内的预应力钢绞线。
21.在可选的实施方式中，每个预制板体均包括两层钢筋网组；
22.每个预制板体均开设有预应力筋管道，且预应力筋管道位于下层的横向连接钢筋的下部。
23.第二方面，本实用新型提供一种装配式轨道，装配式轨道包括多个上述的u形梁；
24.多个u形梁沿预设方向依次设置。
25.本实用新型实施例的有益效果包括：
26.该u形梁包括底板、两个腹板以及两个上翼缘板；其中，底板、两个腹板以及两个上翼缘板均可采用预制的方式制作，进而能够在施工现场进行装配，在装配的过程中，两个腹板分别连接于底板沿预设方向的两侧，且相对于底板对称设置；两个上翼缘板分别与两个腹板连接，并位于腹板远离底板的一端；其中，腹板内置有聚酯吸音棉层及泡沫金属层。
27.由此，该u形梁的预制装配化程度高，能够缩短施工周期，降低工程造价，以及减小对环境的影响；而且能够使得桥梁自重降低，提高预应力效率，改善隔音和抗冲击性能，受力整体性更强，提高结构的安全性。
附图说明
28.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
29.图1为本实用新型实施例中u形梁的结构示意图；
30.图2为本实用新型实施例中底板的结构示意图；
31.图3为本实用新型实施例中腹板的结构示意图；
32.图4为本实用新型实施例中上翼缘板的结构示意图。
33.图标:100-u形梁；110-底板；120-腹板；130-上翼缘板；121-聚酯吸音棉层；122-泡沫金属层；123-波形钢板；124-子板体；125-紧固螺栓；140-第一连接板；150-第二连接板；141-第一集束式剪力钉群；151-第二集束式剪力钉群；131-子体；132-第一湿接缝；133-闭
合连接钢筋；111-预制板体；112-第二湿接缝；113-钢筋网组；114-纵向连接钢筋；115-横向连接钢筋；116-预应力钢绞线。
具体实施方式
34.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
35.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
36.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
37.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
38.此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
39.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
40.请参照图1-图4，图1示出了本实用新型实施例中u形梁的结构，图2示出了本实用新型实施例中底板的结构，图3示出了本实用新型实施例中腹板的结构，图4示出了本实用新型实施例中上翼缘板的结构；
41.本实施例提供一种u形梁100，u形梁100包括底板110、两个腹板120以及两个上翼缘板130；
42.两个腹板120分别连接于底板110沿预设方向的两侧，且相对于底板110对称设置；两个上翼缘板130分别与两个腹板120连接，并位于腹板120远离底板110的一端；
43.其中，腹板120内置有聚酯吸音棉层121及泡沫金属层122。
44.需要说明的是，在本实施例中，预设方向即为轨道的延伸方向。
45.该u形梁100的工作原理是：
46.请参照图1-图4，该u形梁100包括底板110、两个腹板120以及两个上翼缘板130；其
中，底板110、两个腹板120以及两个上翼缘板130均可采用预制的方式制作，进而能够在施工现场进行装配，在装配的过程中，两个腹板120分别连接于底板110沿预设方向的两侧，且相对于底板110对称设置；两个上翼缘板130分别与两个腹板120连接，并位于腹板120远离底板110的一端；其中，腹板120内置有聚酯吸音棉层121及泡沫金属层122。
47.由此，该u形梁100的预制装配化程度高，能够缩短施工周期，降低工程造价，以及减小对环境的影响；而且能够使得桥梁自重降低，提高预应力效率，改善隔音和抗冲击性能，受力整体性更强，提高结构的安全性。
48.进一步地，请参照图1-图4，在本实施例中，在设置腹板120时，腹板120朝向底板110的外侧倾斜设置；而且腹板120至少包括三个波形钢板123，三个波形钢板123依次层叠设置，聚酯吸音棉层121及泡沫金属层122分别设置于相邻的两个波形钢板123之间，且聚酯吸音棉层121及泡沫金属层122之间至少间隔有一个波形钢板123。
49.由于u形梁100需要沿轨道的延伸方向布置，故，u形梁100具备一定的长度，由此，在制作波形钢板123时，为增加腹板120的结构强度，故，腹板120包括多个沿预设方向设置的子板体124，且相邻的两个子板体124的部分重叠，相邻的两个子板体124的重叠处安装有紧固螺栓125。
50.综上，通过采用上述的腹板120结构取代u形梁100中的混凝土腹板120，能够从根本上解决混凝土u形梁100的腹板120开裂问题，减轻了结构自重，由于上述的腹板120结构呈波形结构，其纵向刚度小，提高了作用于u形梁100底板110的预应力效率；同时，设计为三层波形钢板123，并在各层波形钢腹板120间分别填充聚酯棉和泡沫金属，可提高u形梁100的隔音降噪和减震抗冲击的性能。
51.在将腹板120与上翼缘板130及底板110连接时，为提高连接处的结构强度，故，u形梁100还包括两个第一连接板140及两个第二连接板150；两个第一连接板140均连接于底板110，且每个腹板120与底板110连接的一端均与第一连接板140连接；每个腹板120与上翼缘板130连接的一端均与第二连接板150连接，且两个上翼缘板130分别连接于两个第二连接板150。
52.具体的，在将腹板120与上翼缘板130及底板110连接时，每个腹板120均与第一连接板140及第二连接板150焊接连接；第一连接板140设置有与底板110连接的第一集束式剪力钉群141；第二连接板150设置有与上翼缘板130连接的第二集束式剪力钉群151。
53.在设置第一连接板140及第二连接板150时，第一连接板140及第二连接板150均为钢板，而且位于第一连接板140上的第一集束式剪力钉群141及位于第二连接板150上的第二集束式剪力钉群151间隔1m-1.5m设置。
54.在设置上翼缘板130时，为提高上翼缘板130的结构强度，上翼缘板130还包括沿预设方向设置的多个子体131以及连接相邻的两个子体131的第一湿接缝132；每个子体131均设置有多个凸出的闭合连接钢筋133，多个闭合连接钢筋133依次间隔设置，且相邻的子体131的多个闭合连接钢筋133均伸入湿接缝内。
55.在设置底板110时，为提高底板110的结构强度，底板110包括多个预制板体111，以及多个连接相邻的两个预制板体111的第二湿接缝112；多个预制板体111沿预设方向阵列式布置；每个预制板体111均包括至少一层钢筋网组113；每个钢筋网组113均包括多个纵向连接钢筋114和横向连接钢筋115；
56.其中，每个纵向连接钢筋114和每个横向连接钢筋115均沿其延伸方向伸入相邻的第二湿接缝112中。
57.而且，u形梁100还包括沿预设方向贯穿底板110的预应力筋管道以及设置于预应力筋管道内的预应力钢绞线116。
58.进一步地，请参照图1-图4，在设置底板110时，每个预制板体111均包括两层钢筋网组113；
59.每个预制板体111均开设有预应力筋管道，且预应力筋管道位于下层的横向连接钢筋115的下部。
60.基于上述内容，请参照图1-图4，在本实施例中，底板110的设置步骤如下：
61.采用超高性能混凝土uhpc(ultra-high performance concrete)在混凝土构件加工厂预制底板110；
62.在制作底板110时，底板110包括多个预制板体111，每个预制板体111均包括至少一层钢筋网组113，每个钢筋网组113均包括多个纵向连接钢筋114和横向连接钢筋115，而且每个预制板体111均预留有贯穿底板110的预应力筋管道；
63.将多个预制板体111沿预设方向阵列式布置，具体的，多个预制板体111呈井字形排布，并沿预设方向延伸，由此，使得每个预制板体111的纵向及横向均与其他预制板体111相邻，而且每块预制板体111中的纵向连接钢筋114和横向连接钢筋115分别伸入纵向和横向相邻的预制板体111中，然后分别通过现浇横向湿接缝混凝土和纵向湿接缝混凝土连接，纵向预应力钢绞线116在湿接缝浇筑完初凝后，整根穿过多个预制板体111中预留的预应力筋管道，采用后张法施加预应力。
64.由此，在任意两个预制板体111的相邻处，均设置有连接两个相邻的预制板体111的第二湿接缝112，第二湿接缝112为浇筑混凝土形成，并且由于每个第二湿接缝112中均预埋有纵向连接钢筋114或横向连接钢筋115；其外，预应力筋管道中采用后张法施加预应力设置有预应力钢绞线116，从而能够前述的结构设置以及成型的方式，提高底板110的整体结构强度。
65.在本实施例中，腹板120的设置步骤如下：
66.将腹板120分段制作为多个子板体124，每个子板体124均包括三层波形钢板123，并在相邻的两个波形钢板123间分别填充聚酯棉和泡沫金属；
67.将多个子板体124对接为腹板120，由于每个波形钢板123在工厂预制时预留螺栓孔，故在将多个子板体124连接为一体时，可以将相邻的两个子板体124的部分重叠，即，将相邻的两个子板体124的波形钢板123重叠，并使得重叠处预留的螺栓孔连通，以便于安装紧固螺栓125，从而能够通过这样的方式，将多个子板体124连接为一体。
68.在本实施例中，上翼缘板130的设置步骤如下：
69.采用超高性能混凝土uhpc(ultra-high performance concrete)在混凝土构件加工厂预制上翼缘板130；
70.在制作上翼缘板130时，上翼缘板130还包括沿预设方向设置的多个子体131，每个子体131均设置有多个凸出的闭合连接钢筋133；在制作底板110时，底板110包括多个预制板体111，每个预制板体111均包括至少一层钢筋网组113，每个钢筋网组113均包括多个纵向连接钢筋114和横向连接钢筋115，而且每个预制板体111均预留有贯穿底板110的预应力
筋管道；
71.在将多个子体131连接形成上翼缘板130时，由于每块子体131中的每根闭合连接钢筋133伸入相邻的子体131两侧，相邻两个子体131之间再通过现浇混凝土的第一湿接缝132连接；由此，在任意两个子体131的相邻处，均设置有连接两个相邻的子体131的第一湿接缝132，第一湿接缝132为浇筑混凝土形成，并且由于每个第一湿接缝132中均预埋有闭合连接钢筋133，从而能够前述的结构设置以及成型的方式，提高上翼缘板130的整体结构强度。
72.综上，该u形梁100通过上述内能够实现全部构件的工厂预制化，大幅度提高桥梁轨道的施工速度与施工质量；以波形钢板123制作的腹板120取代混凝土腹板120，能够从根本上解决了混凝土腹板120的开裂问题，减轻了结构自重，由于腹板120的纵向刚度小，提高了作用于u形梁100的底板110的预应力效率；同时，设计为三层的腹板120中填充有聚酯棉和泡沫金属，可提高u形梁100的隔音降噪和减震抗冲击的性能；而且利用uhpc材料的高强度、耐久性能和施工性能的特点，在uhpc制作的底板110采用预应力钢绞线116可提高底板110的耐久性、刚度和抗裂性能，从而有效提高预应力效率，并且在相同承载力的要求下可以减小截面面积，从而进一步减轻u梁自重。
73.基于上述内容，请参照图1-图4，本实用新型还提供一种装配式轨道，装配式轨道包括多个上述的u形梁100；多个u形梁100沿预设方向依次设置。
74.该装配式轨道利用uhpc材料高强度、较好的耐久性能和施工性能的特点，通过全部构件的工厂预制化，能够大幅度提高装配式轨道的施工速度与施工质量；而且在具备良好的耐久性、刚度和抗裂性能，并且在相同承载力的要求下可以减小截面面积，从而进一步减轻装配式轨道的自重。
75.以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。