CN112376799A - 一种新型trc永久模板钢-混凝土组合梁及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种新型TRC永久模板钢‑混凝土组合梁及其制备方法，由高性能细骨料混凝土、不锈钢板网衬固定的织物网、箱形钢梁、钢筋骨架、现浇混凝土、侧模腔、上部模腔、凸起楞条、外侧板、内侧板、内部横板组成；TRC模板作为永久模板，不需要另设模板，简化了现浇钢筋混凝土结构支模拆模的施工工艺，提高建造效率、降低工程成本、缩短施工时间；钢‑混凝土组合梁的下部是空心的箱形钢梁，节约材料，使梁的重量较小，充分利用钢材的抗拉性能和混凝土的抗压性能；箱形钢梁外部有致密的TRC模板保护，抗氯离子渗透和抗水渗透性能远优于普通混凝土，有效防止钢梁的锈蚀，同时也能增强钢‑混凝土组合梁的防火性，提高结构的耐久性。

Description

一种新型TRC永久模板钢-混凝土组合梁及其制备方法
技术领域
本发明涉及组合梁技术领域，特别涉及一种新型TRC永久模板钢-混凝土组合梁及其制备方法。
背景技术
模板作为现浇混凝土结构施工中的重要工具，模板的技术性能直接影响施工工程的质量、造价和企业的经济效益。据统计，在现浇混凝土结构施工中，每1m2混凝土工程模板用量高达4～5m2，其工程费用占现浇混凝土结构造价的30%～35%，劳动用量占40%～50%，工期的50%左右。模板工程占用了较多的费用成本和工期，是影响工程施工进度、造价及工程施工质量的重要因素。
钢--混凝土组合梁是在钢结构和混凝土结构基础上发展起来的一种新型梁，通常其肋部采用钢梁，翼板采用混凝土板，两者间用抗剪连接件或开孔钢板连成整体。两种材料按组合梁的形式结合在一起，可以避免各自的缺点，充分发挥两种材料的优势，形成强度高、刚度大、延性好的结构形式。相对于混凝土梁，钢--混凝土组合梁具有质量轻、承载力大、跨越能力强等优点；与钢板梁相比，钢--混凝土组合梁节省钢材约20%--40%，可以降低造价。然而，常见的型钢外露钢-混凝土组合梁的主要缺陷是由于钢材暴露在外，易于锈蚀及防火性能不如钢筋混凝土。
织物增强混凝土（Textile Reinforced Concrete，简称TRC）是由高性能细骨料混凝土与多轴耐碱纤维网（如碳纤维、耐碱玻璃纤维、玄武岩纤维等）的结合而成的新型复合材料，它具有良好的承载能力、限裂能力、壁薄轻质高强、耐腐蚀及可塑性强等优点，常用于轻型预制构件和结构加固领域。
发明内容
解决的技术问题：本申请为了降低模板的工程用量，提高建造效率，克服钢-混凝土组合梁易锈蚀和防火性能差的问题，提高结构的耐久性，本申请提供一种新型TRC永久模板钢-混凝土组合梁及其制备方法。TRC薄板做U形永久模板，在U形永久模板的U形腔下半部设置箱形钢梁，形成U形TRC组合永久模板，箱形钢梁的高度是组合梁高度的一半。在U形TRC组合永久模板的上半部U形腔内的受压区，放置钢筋骨架，浇筑混凝土形成TRC永久模板钢-混凝土组合梁。
技术方案：
一种新型TRC永久模板钢-混凝土组合梁，所述新型TRC永久模板钢-混凝土组合梁由高性能细骨料混凝土、不锈钢板网衬固定的织物网、箱形钢梁、钢筋骨架、现浇混凝土、侧模腔、上部模腔、凸起楞条、外侧板、内侧板、内部横板组成，所述内侧板与外侧板各设有两块，内侧板与外侧板均平行设置，两块内侧板设在两块外侧板之间，两块内侧板的底部与两块外侧板底部相连，两块内侧板顶部通过内部横板相连，所述内侧板和外侧板之间形成侧模腔，内部横板和外侧板之间形成上部模腔，在内侧板的模腔侧面设有凸起楞条，所述箱形钢梁设在内部横板上，所述不锈钢板网衬固定的织物网设在侧模腔和上部模腔内，所述高性能细骨料混凝土浇筑于除了箱形钢梁的侧模腔和上部模腔内，所述钢筋骨架放置于箱形钢梁上，现浇混凝土设于高性能细骨料混凝土与箱形钢梁形成的U形腔内。
作为本发明的一种优选技术方案，所述侧模腔的内侧板的高度为设计梁高的一半。
作为本发明的一种优选技术方案，所述箱形钢梁的高度为设计梁高的一半。
作为本发明的一种优选技术方案，所述箱形钢梁每个侧边超出内侧板1-2cm。
作为本发明的一种优选技术方案，所述箱形钢梁外表面布设有花纹样凸起。
作为本发明的一种优选技术方案，所述不锈钢板网衬固定的织物网由U形不锈钢板网与织物网组成。
一种新型TRC永久模板钢-混凝土组合梁的制备方法，包括如下步骤：
第一步，制作U形TRC组合永久模板：根据梁设计，制作用于浇筑U形TRC组合永久模板的倒凹形模板；将凹形模板倒置，形成倒凹形；倒凹形模板的模腔由两翼侧模腔和上部模腔组成，两翼侧模腔对应U形TRC组合永久模板的两侧TRC模板，上部模腔则对应U形TRC组合永久模板的底部TRC横模板和箱形钢梁，每个侧模腔由内侧板和外侧板组成，上部模腔由内部横板和侧模腔的外侧板组成；所述侧模腔的内侧板的高度为设计梁高的一半，且在内侧板的模腔侧面设有凸起楞条，用于形成U形TRC组合永久模板两侧模板的内凹槽；
第二步：将箱形钢梁在内部横板上中心放置，并在钢梁的两端用木工夹把箱形钢梁与内部横板夹住；所述箱形钢梁的高度为设计梁高的一半，钢梁每个侧边超出内侧板1-2cm；箱形钢梁由花纹钢板轧制或焊接制成，箱形钢梁外表面布设有花纹样凸起；
第三步：根据梁的设计尺寸裁剪多轴耐碱织物网和不锈钢板网，将裁剪好的不锈钢板网轧制成U形网衬，再把织物网用细铁丝绑扎在不锈钢板网衬表面，使织物网和不锈钢板网衬紧紧的固定在一起；绑扎织物网时，同时拉直织物网，并且在绑扎过程中保持拉直状态形成不锈钢板网衬固定的织物网；
第四步：将不锈钢板网衬固定的织物网放入倒凹形模板的两翼侧模腔和上部模腔中；
第五步：从倒凹形模板的上部开口处，浇筑高性能细骨料混凝土并振捣；
第六步：养护结束后拆除倒凹形模板，形成U形TRC组合永久模板；所述TRC中的高性能细骨料混凝土常用配合比为：水泥（C）:砂（S）:水（W）:外加减水剂（JM－PCA（Ⅰ））=1:1.4:0.32:0.015；水泥为52.5普通硅酸盐水泥；试验用砂为细度模数为2.6Ⅱ区的中砂，表观密度为1.2g/cm3；外加减水剂为JM－PCA（Ⅰ）型超塑化剂；
第七步：将绑扎好的钢筋骨架放入U形TRC组合永久模板的U形腔内，钢筋骨架放置于箱形钢梁上，距离两侧TRC模板的距离相等；
第八步，向U形腔内现浇混凝土：将拌好的现浇混凝土充满整个TRC永久模板的U形腔，然后抹平混凝土表面，养护混凝土至规定龄期，完成TRC永久模板钢-混凝土组合梁的制备。
有益效果：本申请所述一种新型TRC永久模板钢-混凝土组合梁及其制备方法采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
1、由于TRC具有轻质高强、抗裂性、耐腐蚀性等优点，使得TRC可以做得很薄，尤其适合作永久性模板；
2、一方面，TRC自重轻，便于施工；另一方面，TRC能够承担施工时的外部荷载；
3、相较于通过浸胶硬化织物网，采用不锈钢板网固定，更加简单易行，而且能提高TRC模板的刚度和抗冲剪能力，避免运输和施工过程中变形过大或者破损。
8、U形TRC组合永久模板下半部为空心的箱形钢梁，能够显著减小梁的重量，并且承受梁受拉区的拉力；
4、形成受拉区主要是钢梁，受压区是上部现浇混凝土的钢-混凝土组合梁形式；
5、下部的TRC不仅起模板的作用，也能作结构的一部分，承担受拉区的部分拉力，提高组合梁的承载力；
6、钢梁外表面的花纹凸起需满足一定的高度要求，从而有效增大钢梁与现浇混凝土以及细骨料混凝土的粘结咬合作用。并且，TRC组合永久模板的两侧模板的内侧有凹槽，使现浇混凝土和细骨料混凝土更好地粘结一起；
7、该TRC永久模板钢-混凝土组合梁，在现浇上部混凝土的阶段，TRC模板作为永久模板，不需要另设模板，简化了现浇钢筋混凝土结构支模拆模的施工工艺，提高建造效率、降低工程成本、缩短施工时间；该钢-混凝土组合梁的下部是空心的箱形钢梁，节约材料，使梁的重量较小，能够充分利用钢材的抗拉性能和混凝土的抗压性能；箱形钢梁外部有致密的TRC模板保护，其抗氯离子渗透和抗水渗透性能远优于普通混凝土，能有效防止钢梁的锈蚀，同时也能增强钢-混凝土组合梁的防火性，提高结构的耐久性。
附图说明：
图1为TRC永久模板钢-混凝土组合梁的示意图。
图2为倒凹形模板结构示意图，其中图2(a) 倒凹形模板的正视图；图2(b) 倒凹形模板的俯视图。
图3为不锈钢板网衬固定的织物网和箱形钢梁放入倒凹形模板后的示意图。
图4为有花纹样凸起的箱形钢梁图。
图5为U形TRC组合永久模板的结构示意图，其中图5(a) U形TRC组合永久模板的正视图；图5(b) U形TRC组合永久模板的俯视图。
附图标记说明：1高性能细骨料混凝土；2不锈钢板网衬固定的织物网；3箱形钢梁；4钢筋骨架；5现浇混凝土；6侧模腔；7上部模腔；8凸起楞条；9外侧板；10内侧板；11内部横板。
具体实施方式
实施例1：
一种新型TRC永久模板钢-混凝土组合梁，所述新型TRC永久模板钢-混凝土组合梁由高性能细骨料混凝土1、不锈钢板网衬固定的织物网2、箱形钢梁3、钢筋骨架4、现浇混凝土5、侧模腔6、上部模腔7、凸起楞条8、外侧板9、内侧板10、内部横板11组成，所述内侧板10与外侧板9各设有两块，内侧板10与外侧板9均平行设置，两块内侧板10设在两块外侧板9之间，两块内侧板10的底部与两块外侧板9底部相连，两块内侧板10顶部通过内部横板11相连，所述内侧板10和外侧板9之间形成侧模腔6，内部横板11和外侧板9之间形成上部模腔7，在内侧板10的模腔侧面设有凸起楞条8，所述箱形钢梁3设在内部横板11上，所述不锈钢板网衬固定的织物网2设在侧模腔6和上部模腔7内，所述高性能细骨料混凝土1浇筑于除了箱形钢梁3的侧模腔6和上部模腔7内，所述钢筋骨架4放置于箱形钢梁3上，现浇混凝土5设于高性能细骨料混凝土1与箱形钢梁3形成的U形腔内。
所述新型TRC永久模板钢-混凝土组合梁的制备方法，包括如下步骤：
第一步，制作U形TRC组合永久模板：根据梁设计，制作用于浇筑U形TRC组合永久模板的倒凹形模板；将凹形模板倒置，形成倒凹形；倒凹形模板的模腔由两翼侧模腔6和上部模腔7组成，两翼侧模腔6对应U形TRC组合永久模板的两侧TRC模板，上部模腔7则对应U形TRC组合永久模板的底部TRC横模板和箱形钢梁3，每个侧模腔6由内侧板10和外侧板9组成，上部模腔7由内部横板11和侧模腔6的外侧板9组成；所述侧模腔6的内侧板10的高度为设计梁高的一半，且在内侧板10的模腔侧面设有凸起楞条8，用于形成U形TRC组合永久模板两侧模板的内凹槽；
第二步：将箱形钢梁3在内部横板11上中心放置，并在钢梁的两端用木工夹把箱形钢梁与内部横板夹住；所述箱形钢梁3的高度为设计梁高的一半，钢梁每个侧边超出内侧板1-2cm；箱形钢梁3由花纹钢板轧制或焊接制成，箱形钢梁3外表面布设有花纹样凸起；
第三步：根据梁的设计尺寸裁剪多轴耐碱织物网和不锈钢板网，将裁剪好的不锈钢板网轧制成U形网衬，再把织物网用细铁丝绑扎在不锈钢板网衬表面，使织物网和不锈钢板网衬紧紧的固定在一起；绑扎织物网时，同时拉直织物网，并且在绑扎过程中保持拉直状态形成不锈钢板网衬固定的织物网2；
第四步：将不锈钢板网衬固定的织物网2放入倒凹形模板的两翼侧模腔6和上部模腔7中；
第五步：从倒凹形模板的上部开口处，浇筑高性能细骨料混凝土1并振捣；
第六步：养护结束后拆除倒凹形模板，形成U形TRC组合永久模板；所述TRC中的高性能细骨料混凝土常用配合比为：水泥（C）:砂（S）:水（W）:外加减水剂（JM－PCA（Ⅰ））=1:1.4:0.32:0.015；水泥为52.5普通硅酸盐水泥；试验用砂为细度模数为2.6Ⅱ区的中砂，表观密度为1.2g/cm3；外加减水剂为JM－PCA（Ⅰ）型超塑化剂；
第七步：将绑扎好的钢筋骨架4放入U形TRC组合永久模板的U形腔内，钢筋骨架4放置于箱形钢梁3上，距离两侧TRC模板的距离相等；
第八步，向U形腔内现浇混凝土5：将拌好的现浇混凝土5充满整个TRC永久模板的U形腔，然后抹平混凝土表面，养护混凝土至规定龄期，完成TRC永久模板钢-混凝土组合梁的制备。
以上所述仅为本发明专利的较佳实施例而已，并不用以限制本发明专利，凡在本发明专利的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明专利的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种新型TRC永久模板钢-混凝土组合梁，其特征在于：所述新型TRC永久模板钢-混凝土组合梁由高性能细骨料混凝土（1）、不锈钢板网衬固定的织物网（2）、箱形钢梁（3）、钢筋骨架（4）、现浇混凝土（5）、侧模腔（6）、上部模腔（7）、凸起楞条（8）、外侧板（9）、内侧板（10）、内部横板（11）组成，所述内侧板（10）与外侧板（9）各设有两块，内侧板（10）与外侧板（9）均平行设置，两块内侧板（10）设在两块外侧板（9）之间，两块内侧板（10）的底部与两块外侧板（9）底部相连，两块内侧板（10）顶部通过内部横板（11）相连，所述内侧板（10）和外侧板（9）之间形成侧模腔（6），内部横板（11）和外侧板（9）之间形成上部模腔（7），在内侧板（10）的模腔侧面设有凸起楞条（8），所述箱形钢梁（3）设在内部横板（11）上，所述不锈钢板网衬固定的织物网（2）设在侧模腔（6）和上部模腔（7）内，所述高性能细骨料混凝土（1）浇筑于除了箱形钢梁（3）的侧模腔（6）和上部模腔（7）内，所述钢筋骨架（4）放置于箱形钢梁（3）上，现浇混凝土（5）设于高性能细骨料混凝土（1）与箱形钢梁（3）形成的U形腔内。
2.根据权利要求1所述一种新型TRC永久模板钢-混凝土组合梁，其特征在于：所述侧模腔（6）的内侧板（10）的高度为设计梁高的一半。
3.根据权利要求1所述一种新型TRC永久模板钢-混凝土组合梁，其特征在于：所述箱形钢梁（3）的高度为设计梁高的一半。
4.根据权利要求1所述一种新型TRC永久模板钢-混凝土组合梁，其特征在于：所述箱形钢梁（3）每个侧边超出内侧板（10）1-2cm。
5.根据权利要求1所述一种新型TRC永久模板钢-混凝土组合梁，其特征在于：所述箱形钢梁（3）外表面布设有花纹样凸起。
6.根据权利要求1所述一种新型TRC永久模板钢-混凝土组合梁，其特征在于：所述不锈钢板网衬固定的织物网（2）由U形不锈钢板网与织物网组成。
7.一种权利要求1所述新型TRC永久模板钢-混凝土组合梁的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
第一步，制作U形TRC组合永久模板：根据梁设计，制作用于浇筑U形TRC组合永久模板的倒凹形模板；将凹形模板倒置，形成倒凹形；倒凹形模板的模腔由两翼侧模腔（6）和上部模腔（7）组成，两翼侧模腔（6）对应U形TRC组合永久模板的两侧TRC模板，上部模腔（7）则对应U形TRC组合永久模板的底部TRC横模板和箱形钢梁（3），每个侧模腔（6）由内侧板（10）和外侧板（9）组成，上部模腔（7）由内部横板（11）和侧模腔（6）的外侧板（9）组成；所述侧模腔（6）的内侧板（10）的高度为设计梁高的一半，且在内侧板（10）的模腔侧面设有凸起楞条（8），用于形成U形TRC组合永久模板两侧模板的内凹槽；
第二步：将箱形钢梁（3）在内部横板（11）上中心放置，并在钢梁的两端用木工夹把箱形钢梁与内部横板夹住；所述箱形钢梁（3）的高度为设计梁高的一半，钢梁每个侧边超出内侧板（10）1-2cm；箱形钢梁（3）由花纹钢板轧制或焊接制成，箱形钢梁（3）外表面布设有花纹样凸起；
第三步：根据梁的设计尺寸裁剪多轴耐碱织物网和不锈钢板网，将裁剪好的不锈钢板网轧制成U形网衬，再把织物网用细铁丝绑扎在不锈钢板网衬表面，使织物网和不锈钢板网衬紧紧的固定在一起；绑扎织物网时，同时拉直织物网，并且在绑扎过程中保持拉直状态形成不锈钢板网衬固定的织物网（2）；
第四步：将不锈钢板网衬固定的织物网（2）放入倒凹形模板的两翼侧模腔（6）和上部模腔（7）中；
第五步：从倒凹形模板的上部开口处，浇筑高性能细骨料混凝土（1）并振捣；
第六步：养护结束后拆除倒凹形模板，形成U形TRC组合永久模板；所述TRC中的高性能细骨料混凝土常用配合比为：水泥（C）:砂（S）:水（W）:外加减水剂（JM－PCA（Ⅰ））=1:1.4:0.32:0.015；水泥为52.5普通硅酸盐水泥；试验用砂为细度模数为2.6Ⅱ区的中砂，表观密度为1.2g/cm3；外加减水剂为JM－PCA（Ⅰ）型超塑化剂；
第七步：将绑扎好的钢筋骨架（4）放入U形TRC组合永久模板的U形腔内，钢筋骨架（4）放置于箱形钢梁（3）上，距离两侧TRC模板的距离相等；
第八步，向U形腔内现浇混凝土（5）：将拌好的现浇混凝土（5）充满整个TRC永久模板的U形腔，然后抹平混凝土表面，养护混凝土至规定龄期，完成TRC永久模板钢-混凝土组合梁的制备。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113482239A (zh) * 2021-07-02 2021-10-08 哈尔滨理工大学 一种高性能砼永久模板方钢管组合梁及其制作方法

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