用于建造拼装预应力混凝土梁的分段及其制造方法转让专利
申请号 : CN200680012166.9
文献号 : CN100595384C
文献日 : 2010-03-24
发明人 : 安挺生
申请人 : 英特康斯泰克株式会社
摘要 :
本发明提供了一种制造分段的方法，通过组合多个所述分段来建造拼装预应力混凝土梁，所述方法包括步骤：制造一个或多个接合块，每个接合块具有第一端和第二端，所述第一端具有抗剪键并被拼装到相邻分段的一端，所述第二端连接到分段的分段主体；和通过使用一个或多个接合块作为在其中制作分段主体的模板的一个或多个端部并通过在模板中浇注和固化混凝土来制造分段主体，其中，在制造分段主体的过程中，一个或多个接合块被固定地连接到分段主体的一个或多个端部。
权利要求 :
1、一种制造分段的方法，通过组合多个所述分段来建造拼装预应力混 凝土梁，所述方法包括步骤：制造一个或多个接合块，每个接合块具有第一端和第二端，所述第一 端具有抗剪键并被拼装到相邻分段的一端，所述第二端连接到分段的分段 主体；和通过使用一个或多个接合块作为在其中制作分段主体的模板的一个或 两个端部并通过在模板中浇注和固化混凝土来制造分段主体，其中，在制造分段主体的过程中，一个或多个接合块被固定地连接到 分段主体的一个或两个端部。
2、根据权利要求1所述的方法，其中钢筋被埋入每个接合块中，并且 钢筋端部从接合块的第二端的表面伸出，其中从接合块的第二端的表面伸出的钢筋端部被固定地插入到分段主 体中。
3、根据权利要求1或2所述的方法，其中形成每个接合块的材料具有 比分段主体的材料更高的强度。
4、用于建造拼装预应力混凝土梁的多个分段，每个分段包括：
一个或多个接合块，每个接合块具有第一端，所述第一端具有抗剪键 并被拼装到相邻段的一端；和通过使用一个或多个接合块作为在其中制作分段主体的模板的一个或 两个端部并通过在模板中浇注和固化混凝土而制造的分段主体，其中，在制造分段主体的过程中，一个或多个接合块被固定连接到分 段主体的一个或两个端部。
5、根据权利要求4所述的分段，其中钢筋被埋入每个接合块中，并且 钢筋的端部从接合块的第二端的表面伸出，其中从接合块第二端的表面伸出的钢筋端部被固定地插入到分段主体 中。
6、根据权利要求4或5所述的分段，其中形成每个接合块的材料具有 比分段主体更高的强度。
说明书 :
技术领域
本发明涉及拼装预应力混凝土梁的分段以及制造这种分段的方法，特别涉 及在接合处具有改进的结构整体性的拼装预应力混凝土梁的分段，以及制造这 种分段的方法。
背景技术
拼装预应力混凝土梁是一种整体式预应力混凝土梁，其被制造为很多分段， 然后被运送到建设现场，在这里这些分段被相互连接起来，钢筋束在梁内沿其 纵向被拉伸。
拼装预应力混凝土梁的分段可通过把分段以预定间距安放在建设现场、连 接钢筋和在钢筋周围浇注混凝土、砂浆或者水泥浆的现浇方法进行连接。在分 段的接合表面薄地涂敷一种粘结剂(比如环氧树脂)的方法，或仅使用钢筋束 的拉力而不用任何粘结剂来安装分段的方法是连接分段的其它方法。
混凝土、砂浆或水泥浆在接合处被浇注的现浇方法具有的优点在于被连接 的分段不必具有匹配的横截面，但缺点是由于钢筋要被安放在分段之间并且混 凝土、砂浆或水泥浆要被浇注和固化，因此其建设过程复杂且建设周期长。
拼装预应力混凝土梁的分段可通过把分段以预定间距安放在建设现场、连 接钢筋和在钢筋周围浇注混凝土、砂浆或者水泥浆的现浇方法进行连接。在分 段的接合表面薄地涂敷一种粘结剂(比如环氧树脂)的方法，或仅使用钢筋束 的拉力而不用任何粘结剂来安装分段的方法是连接分段的其它方法。
混凝土、砂浆或水泥浆在接合处被浇注的现浇方法具有的优点在于被连接 的分段不必具有匹配的横截面，但缺点是由于钢筋要被安放在分段之间并且混 凝土、砂浆或水泥浆要被浇注和固化，因此其建设过程复杂且建设周期长。
发明内容
技术问题
带有或不带有环氧树脂的使用钢筋束的拉力来固定分段的方法与现浇方法 相比可极大地缩短建设周期时间并产生低成本，这是由于如图1和2所示，梁9 是通过使用带抗剪键2的接合处来连接预制分段1而建造的。但是，使用钢筋 束的拉力来固定分段的方法的缺点在于被连接的分段应具有精确匹配的横截 面。同样，因为尽管事实上分段1的接合处由于抗剪键2、导向键、钢筋管等等 而具有复杂的形状，但连接的分段1之间的抗剪键的对应凹凸部应完全匹配或 者在薄的粘结剂厚度范围内匹配，所以制造分段1是很困难的。此外，因为纵 向钢筋在接合处是分散的，并且接合处的应力集中可能会由于制造误差或者不 适当的环氧树脂配制或涂敷而发生，所以梁9在结构上是不牢固的。
同样，由于现有的在其中制造分段1的模板很昂贵，因此分段的长度已经 标准化，且只有具有标准长度的梁或分段已经被制造出来，由此使得制造不同 长度的分段或梁很困难。
技术方案
上述技术问题可通过所提供的本发明得以解决，所述本发明即一种在接合 处具有改进的结构整体性的拼装预应力混凝土梁的分段，以及制造这种分段的 方法。制造被组合起来以建造拼装预应力混凝土梁的分段的方法，包括步骤： 制造一个或多个接合块，每个接合块具有第一端和第二端，所述第一端具有抗 剪键并被拼装到相邻分段的一端，所述第二端连接到分段的分段主体；通过使 用一个或多个接合块作为在其中制作分段主体的模板的一个或多个端部并通过 在模板中浇注和固化混凝土来制造分段主体，其中，在制造分段主体的过程中， 一个或多个接合块被固定地连接到分段主体的一个或多个端部。
有益效果
所提供的是一种在接合处具有改进的结构整体性的拼装预应力混凝土梁的 分段以及制造这种分段的方法。制造这种被组合起来以建造拼装预应力混凝土 梁的分段的方法，包括步骤：制造一个或多个接合块，每个接合块具有第一端 和第二端，所述第一端具有抗剪键并被拼装到相邻分段的一端，所述第二端连 接到分段的分段主体；通过使用一个或多个接合块作为在其中制作分段主体的 模板的一个或多个端部并通过在模板中浇注和固化混凝土来制造分段主体，其 中，在制造分段主体的过程中，一个或多个接合块被固定地连接到分段主体的 一个或多个端部。
带有或不带有环氧树脂的使用钢筋束的拉力来固定分段的方法与现浇方法 相比可极大地缩短建设周期时间并产生低成本，这是由于如图1和2所示，梁9 是通过使用带抗剪键2的接合处来连接预制分段1而建造的。但是，使用钢筋 束的拉力来固定分段的方法的缺点在于被连接的分段应具有精确匹配的横截 面。同样，因为尽管事实上分段1的接合处由于抗剪键2、导向键、钢筋管等等 而具有复杂的形状，但连接的分段1之间的抗剪键的对应凹凸部应完全匹配或 者在薄的粘结剂厚度范围内匹配，所以制造分段1是很困难的。此外，因为纵 向钢筋在接合处是分散的，并且接合处的应力集中可能会由于制造误差或者不 适当的环氧树脂配制或涂敷而发生，所以梁9在结构上是不牢固的。
同样，由于现有的在其中制造分段1的模板很昂贵，因此分段的长度已经 标准化，且只有具有标准长度的梁或分段已经被制造出来，由此使得制造不同 长度的分段或梁很困难。
技术方案
上述技术问题可通过所提供的本发明得以解决，所述本发明即一种在接合 处具有改进的结构整体性的拼装预应力混凝土梁的分段，以及制造这种分段的 方法。制造被组合起来以建造拼装预应力混凝土梁的分段的方法，包括步骤： 制造一个或多个接合块，每个接合块具有第一端和第二端，所述第一端具有抗 剪键并被拼装到相邻分段的一端，所述第二端连接到分段的分段主体；通过使 用一个或多个接合块作为在其中制作分段主体的模板的一个或多个端部并通过 在模板中浇注和固化混凝土来制造分段主体，其中，在制造分段主体的过程中， 一个或多个接合块被固定地连接到分段主体的一个或多个端部。
有益效果
所提供的是一种在接合处具有改进的结构整体性的拼装预应力混凝土梁的 分段以及制造这种分段的方法。制造这种被组合起来以建造拼装预应力混凝土 梁的分段的方法，包括步骤：制造一个或多个接合块，每个接合块具有第一端 和第二端，所述第一端具有抗剪键并被拼装到相邻分段的一端，所述第二端连 接到分段的分段主体；通过使用一个或多个接合块作为在其中制作分段主体的 模板的一个或多个端部并通过在模板中浇注和固化混凝土来制造分段主体，其 中，在制造分段主体的过程中，一个或多个接合块被固定地连接到分段主体的 一个或多个端部。
附图说明
本发明的上述和其它特征和优点将通过参照附图对详细实施例的说明而变 得更显而易见，其中：
图1为传统的被分成分段的匹配浇注的拼装预应力混凝土梁的分解透视 图；
图2为图1中梁的透视图，示出了分段被相互连接处的状态；
图3为根据本发明的一个实施例被分成分段的拼装预应力混凝土梁的分解 透视图；
图4为图3中的拼装预应力混凝土梁的透视图，示出了分段被互相连接处 的状态；
图5A到5C为图3中的分段的接合块的透视图；
图6和7为示出根据本发明的一个实施例的分段的制造方法的透视图。
优选实施方式
现将参照附图更充分地描述本发明，附图中示出了发明的示例性实施例。
图3为根据本发明的一个实施例的被分成分段10的拼装预应力混凝土梁 100的分解透视图。图4为图3中的拼装预应力混凝土梁100的透视图，示出了 分段10被相互连接处的状态。
参照图3和4，分段10被组合以建造拼装预应力混凝土梁100。分段10 包括两接合块30和一分段主体40。图5A到5C为图3中的接合块的示例的透 视图。
两接合块30中的每个的第一端具有抗剪键20，并可被拼装到另一分段。 容纳钢筋束的钢筋套管50被安装于接合块30内。钢筋90埋入接合块30内。 钢筋90的端部从接合块30的第二端的表面伸出。
接合块30可具有与分段主体40相同的横截面。然而，接合块30可具有与 分段主体40不同的横截面以减少施加到接合处的应力并增大抗剪面积，从而为 接合处安装张力调整器或抗拉增强装置，或者将横梁连接到接合处。图5A到 5C示出了接合块30的各种示例。如图5B所示的使用钢材的用于连接分段10 的钢制孔70，或者外部钢筋束通过其中的外部钢筋束孔80可形成在如图5C所 示的接合块30的横截面内。但是，接合块30不限于这些示例，并可在不背离 本发明精神和范围内进行改进。
分段主体40被连接到接合块30以形成如图3所示的分段10。参照图6描 述制造分段10的方法。分段主体40通过使用接合块30作为在其中制作分段主 体40的模板60的两端而进行制造，也就是说，通过将接合块30定位于模板60 的两端并在模板60内浇注和固化混凝土进行制造。
从每个接合块30的第二端伸出的钢筋90被安放在模板60内浇注的混凝土 中，从而使钢筋90被插入分段主体40中。
接合块30的混凝土的强度可比分段主体40的混凝土的强度高。与接合块 30和分段主体40由相同强度的混凝土制成的情况相比，在这种情况下，由于纵 向钢筋90的破裂或接合处的误差而产生的应力集中引起的接合处的结构缺陷可 更有效地被处理。具有抗压强度为35-55MPa的混凝土常被用于分段体，而具有 更高强度为100-200MPa的混凝土偶尔被用到。为了使接合块30能够具有比分 段主体40更高的强度，分段主体40可由35-55MPa的混凝土制成而接合块30 可由100-200MPa的高强混凝土制成。
现将说明根据本发明的一个实施例的拼装预应力混凝土梁100的分段10 的制造方法。
首先，每个接合块30用单独的模板制成，使得要被拼装到另一分段10的 接合块30的第一端可具有抗剪键20，并且埋入接合块30的钢筋90的端部可从 接合块30的第二端伸出。
由于分段10的接合块是被单独制作的，因此接合块30可小于分段10，并 且可通过在接合块30的第一端的截面向下浇注混凝土，从而使得将接合块30 精确地制造成具有复杂形状成为可能。如果具有抗剪键20的部分设置于模板的 一侧并浇注混凝土，尽管未凝固的混凝土具有流动性，但由于混凝土中含有砂 子或石子，所以用混凝土密实地填满模板仍然是很困难的。但是，当具有抗剪 键20的部分设置于下侧且如本实施例一样浇注混凝土时，即使截面复杂，也可 密实地填充混凝土，从而获得比将具有抗剪键20的部分设置于模板侧边上的情 况下更精确的制造工艺。同样，可以使用匹配浇注法，在匹配浇注法中，成对 的接合块30中的一个要提前制造出来，然后使用先前制造出的接合块30作为 模板60的一部分来制造成对的接合块30中的另一个，从而使得容易制造匹配 浇注的成对的接合块30。甚至当使用不同的模板而不是使用匹配浇注法制造成 对的接合块30时，接合块30比分段10轻得多，因此可比分段10的精确试验 更容易地进行接合块30的精确试验。相应地，可避免当整个分段10由于接合 误差而需要重新制造时所导致的损失。
接合块30被制造好之后，接合块30被布置于在其中制造分段主体40的模 板60的两端，通过将接合块30用作模板60的两端来浇注混凝土。然后，从接 合块30伸出的钢筋90被安放在被浇注以形成分段主体40的混凝土中。
经过一段预定的时间后，浇注在模板60内的混凝土被固化，并同时与接合 块30接触以形成分段主体40。相应地，当分段主体40完成时，接合块30被连 接到分段主体40。在此期间，安放在浇注以形成分段主体40的混凝土内的钢筋 90被插入到分段主体40中以加强分段主体40与接合块30之间的结合强度，并 避免发生在接合块30和分段主体40之间出现的结构缺陷。
在分段主体40和接合块30具有相同横截面时，如图7所示，具有不同长 度的分段10可通过改变接合块30中的至少一个的位置而采用相同的模板60制 成。为了使模板60适用于具有不同长度的分段10，边模应可以纵向移动。由于 钢筋束的位置随着边模板的移动而改变，因此钢筋束套管50的位置应能够改变。 如果边模由钢制成，在改变钢筋束套管50的位置是困难的，因此相应于每个长 度的边模应被单独制造。然而，由于接合块30是单独制造的，所以可根据钢筋 束改变后的位置来安装钢筋束套管50。因此，当接合块30被用作模板60的两 端时，可容易地制造出各种长度的分段10。
如上所述，由于接合块30可被单独制造，然后被连接到分段主体40，因 此具有复杂且精确的接合部的分段10和在接合处具有改进的结构整体性的相应 梁可被制造出来。
尽管在上述实施例中接合块30被用作模板60的两端，但是本发明并不限 于此，并且可以仅仅使用单个接合块作为模板60的一端。
虽然已经参照本发明的示例性实施例具体地示出和描述了本发明，但是在 不脱离如权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，本领域普通技术人 员可以在形式和细节上对本发明作出各种改变。
本发明实施例
根据本发明的一方面，提供了一种制造分段的方法，将多个所述分段组合 起来以建造拼装预应力混凝土梁，所述方法包括步骤：制造一个或多个接合块， 每个接合块具有第一端和第二端，所述第一端具有抗剪键并被拼装到相邻分段 的一端，所述第二端连接到分段的分段主体；通过使用一个或多个接合块作为 在其中制作分段主体的模板的一个或多个端部并通过在模板中浇注和固化混凝 土来制造分段主体，其中，在制造分段主体的过程中，一个或多个接合块被固 定地连接到分段主体的一个或多个端部。
根据本发明的另一方面，提供了用于建造拼装预应力混凝土梁的多个分段， 每个分段包括：一个或多个接合块，每个接合块具有第一端，所述第一端具有 抗剪键并被拼装到相邻分段的一端；通过使用一个或多个接合块作为在其中制 作分段主体的模板的一个或多个端部并通过在模板中浇注和固化混凝土来制造 分段主体，其中，在制造分段主体的过程中，一个或多个接合块被固定地连接 到分段主体的一个或多个端部。
钢筋可被埋入每个接合块内，钢筋的端部可从接合块的第二端的表面伸出， 其中从接合块的第二端的表面的端部伸出的钢筋的端部被固定插入到分段主体 中。
形成每个接合块的材料可具有比分段主体更高的强度。
工业实用性
本发明可应用于用于建造预应力混凝土梁的分段的生产。
图1为传统的被分成分段的匹配浇注的拼装预应力混凝土梁的分解透视 图；
图2为图1中梁的透视图，示出了分段被相互连接处的状态；
图3为根据本发明的一个实施例被分成分段的拼装预应力混凝土梁的分解 透视图；
图4为图3中的拼装预应力混凝土梁的透视图，示出了分段被互相连接处 的状态；
图5A到5C为图3中的分段的接合块的透视图；
图6和7为示出根据本发明的一个实施例的分段的制造方法的透视图。
优选实施方式
现将参照附图更充分地描述本发明，附图中示出了发明的示例性实施例。
图3为根据本发明的一个实施例的被分成分段10的拼装预应力混凝土梁 100的分解透视图。图4为图3中的拼装预应力混凝土梁100的透视图，示出了 分段10被相互连接处的状态。
参照图3和4，分段10被组合以建造拼装预应力混凝土梁100。分段10 包括两接合块30和一分段主体40。图5A到5C为图3中的接合块的示例的透 视图。
两接合块30中的每个的第一端具有抗剪键20，并可被拼装到另一分段。 容纳钢筋束的钢筋套管50被安装于接合块30内。钢筋90埋入接合块30内。 钢筋90的端部从接合块30的第二端的表面伸出。
接合块30可具有与分段主体40相同的横截面。然而，接合块30可具有与 分段主体40不同的横截面以减少施加到接合处的应力并增大抗剪面积，从而为 接合处安装张力调整器或抗拉增强装置，或者将横梁连接到接合处。图5A到 5C示出了接合块30的各种示例。如图5B所示的使用钢材的用于连接分段10 的钢制孔70，或者外部钢筋束通过其中的外部钢筋束孔80可形成在如图5C所 示的接合块30的横截面内。但是，接合块30不限于这些示例，并可在不背离 本发明精神和范围内进行改进。
分段主体40被连接到接合块30以形成如图3所示的分段10。参照图6描 述制造分段10的方法。分段主体40通过使用接合块30作为在其中制作分段主 体40的模板60的两端而进行制造，也就是说，通过将接合块30定位于模板60 的两端并在模板60内浇注和固化混凝土进行制造。
从每个接合块30的第二端伸出的钢筋90被安放在模板60内浇注的混凝土 中，从而使钢筋90被插入分段主体40中。
接合块30的混凝土的强度可比分段主体40的混凝土的强度高。与接合块 30和分段主体40由相同强度的混凝土制成的情况相比，在这种情况下，由于纵 向钢筋90的破裂或接合处的误差而产生的应力集中引起的接合处的结构缺陷可 更有效地被处理。具有抗压强度为35-55MPa的混凝土常被用于分段体，而具有 更高强度为100-200MPa的混凝土偶尔被用到。为了使接合块30能够具有比分 段主体40更高的强度，分段主体40可由35-55MPa的混凝土制成而接合块30 可由100-200MPa的高强混凝土制成。
现将说明根据本发明的一个实施例的拼装预应力混凝土梁100的分段10 的制造方法。
首先，每个接合块30用单独的模板制成，使得要被拼装到另一分段10的 接合块30的第一端可具有抗剪键20，并且埋入接合块30的钢筋90的端部可从 接合块30的第二端伸出。
由于分段10的接合块是被单独制作的，因此接合块30可小于分段10，并 且可通过在接合块30的第一端的截面向下浇注混凝土，从而使得将接合块30 精确地制造成具有复杂形状成为可能。如果具有抗剪键20的部分设置于模板的 一侧并浇注混凝土，尽管未凝固的混凝土具有流动性，但由于混凝土中含有砂 子或石子，所以用混凝土密实地填满模板仍然是很困难的。但是，当具有抗剪 键20的部分设置于下侧且如本实施例一样浇注混凝土时，即使截面复杂，也可 密实地填充混凝土，从而获得比将具有抗剪键20的部分设置于模板侧边上的情 况下更精确的制造工艺。同样，可以使用匹配浇注法，在匹配浇注法中，成对 的接合块30中的一个要提前制造出来，然后使用先前制造出的接合块30作为 模板60的一部分来制造成对的接合块30中的另一个，从而使得容易制造匹配 浇注的成对的接合块30。甚至当使用不同的模板而不是使用匹配浇注法制造成 对的接合块30时，接合块30比分段10轻得多，因此可比分段10的精确试验 更容易地进行接合块30的精确试验。相应地，可避免当整个分段10由于接合 误差而需要重新制造时所导致的损失。
接合块30被制造好之后，接合块30被布置于在其中制造分段主体40的模 板60的两端，通过将接合块30用作模板60的两端来浇注混凝土。然后，从接 合块30伸出的钢筋90被安放在被浇注以形成分段主体40的混凝土中。
经过一段预定的时间后，浇注在模板60内的混凝土被固化，并同时与接合 块30接触以形成分段主体40。相应地，当分段主体40完成时，接合块30被连 接到分段主体40。在此期间，安放在浇注以形成分段主体40的混凝土内的钢筋 90被插入到分段主体40中以加强分段主体40与接合块30之间的结合强度，并 避免发生在接合块30和分段主体40之间出现的结构缺陷。
在分段主体40和接合块30具有相同横截面时，如图7所示，具有不同长 度的分段10可通过改变接合块30中的至少一个的位置而采用相同的模板60制 成。为了使模板60适用于具有不同长度的分段10，边模应可以纵向移动。由于 钢筋束的位置随着边模板的移动而改变，因此钢筋束套管50的位置应能够改变。 如果边模由钢制成，在改变钢筋束套管50的位置是困难的，因此相应于每个长 度的边模应被单独制造。然而，由于接合块30是单独制造的，所以可根据钢筋 束改变后的位置来安装钢筋束套管50。因此，当接合块30被用作模板60的两 端时，可容易地制造出各种长度的分段10。
如上所述，由于接合块30可被单独制造，然后被连接到分段主体40，因 此具有复杂且精确的接合部的分段10和在接合处具有改进的结构整体性的相应 梁可被制造出来。
尽管在上述实施例中接合块30被用作模板60的两端，但是本发明并不限 于此，并且可以仅仅使用单个接合块作为模板60的一端。
虽然已经参照本发明的示例性实施例具体地示出和描述了本发明，但是在 不脱离如权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，本领域普通技术人 员可以在形式和细节上对本发明作出各种改变。
本发明实施例
根据本发明的一方面，提供了一种制造分段的方法，将多个所述分段组合 起来以建造拼装预应力混凝土梁，所述方法包括步骤：制造一个或多个接合块， 每个接合块具有第一端和第二端，所述第一端具有抗剪键并被拼装到相邻分段 的一端，所述第二端连接到分段的分段主体；通过使用一个或多个接合块作为 在其中制作分段主体的模板的一个或多个端部并通过在模板中浇注和固化混凝 土来制造分段主体，其中，在制造分段主体的过程中，一个或多个接合块被固 定地连接到分段主体的一个或多个端部。
根据本发明的另一方面，提供了用于建造拼装预应力混凝土梁的多个分段， 每个分段包括：一个或多个接合块，每个接合块具有第一端，所述第一端具有 抗剪键并被拼装到相邻分段的一端；通过使用一个或多个接合块作为在其中制 作分段主体的模板的一个或多个端部并通过在模板中浇注和固化混凝土来制造 分段主体，其中，在制造分段主体的过程中，一个或多个接合块被固定地连接 到分段主体的一个或多个端部。
钢筋可被埋入每个接合块内，钢筋的端部可从接合块的第二端的表面伸出， 其中从接合块的第二端的表面的端部伸出的钢筋的端部被固定插入到分段主体 中。
形成每个接合块的材料可具有比分段主体更高的强度。
工业实用性
本发明可应用于用于建造预应力混凝土梁的分段的生产。