CN102086629B - 纵向可滑动的钢-混凝土抗掀起连接件及其施工方法 - Google Patents

Abstract

纵向可滑动的钢-混凝土抗掀起连接件及其施工方法，应用于公路桥梁及铁路桥梁，属于桥梁结构技术领域。该连接件用以连接钢梁和混凝土桥面板，由槽型钢和螺栓组成，槽型钢预埋于混凝土桥面板中，槽型钢和钢梁上翼缘板通过螺栓连接起来，螺栓穿过的钢梁上翼缘板孔的形状为椭圆，长轴沿纵桥向，螺栓相对于钢梁上翼缘板可纵向滑动，但不可横向滑动。在钢-混凝土连续组合梁桥的负弯矩区采用该连接件，能有效减小负弯矩区混凝土桥面板的拉应力，提高混凝土桥面板的纵向预应力导入度，改善混凝土桥面板的长期性能和耐久性，并能抵抗混凝土桥面板的竖向分离和掀起作用。本发明的连接件取材方便、构造简单、施工快速、受力合理，具有良好的技术经济效益。

Description

纵向可滑动的钢-混凝土抗掀起连接件及其施工方法

技术领域

本发明涉及一种可应用于公路桥梁及铁路桥梁的纵向可滑动的钢-混凝土抗掀起连接件，属于桥梁结构技术领域。

背景技术

现有技术中的钢-混凝土连续组合梁桥，由钢梁和混凝土板组成，两者沿梁全长通常采用栓钉连接件6相连，如图1所示。栓钉连接件6(如图2所示)的主要作用包括：1.抗滑移：承担钢梁与混凝土板之间的界面纵向剪力，限制两者之间的界面纵向自由滑动，从而保证钢梁与混凝土板协同变形、共同工作，充分发挥组合作用，提高截面刚度和承载能力；2.抗掀起：抵抗混凝土桥面板因整体纵向弯曲以及局部横向弯曲导致的竖向分离和掀起。

对于正弯矩区的组合梁，钢与混凝土的组合作用能使混凝土板受压，钢梁大部分受拉，充分发挥钢与混凝土各自的材料性能，大幅提高截面刚度和承载力，降低结构高度。

然而，对于负弯矩区的组合梁，钢与混凝土的组合作用会使混凝土板受拉，导致其更容易开裂，钢梁下翼缘压应力增大，导致其更容易失稳。为了降低混凝土板中的拉应力，避免其开裂，需要在组合梁负弯矩区桥面板内布置大量的纵向预应力束，但施加的预应力会通过栓钉连接件传递至钢梁上翼缘，从而大大降低纵向预应力的导入度，此外收缩徐变以及温度效应所产生的混凝土板中的拉应力由于栓钉连接件的约束而得不到有效释放，会对混凝土板的长期性能和耐久性产生不利的影响。综上所述，在连续组合梁的负弯矩区，采用栓钉连接件会对结构受力产生不利的影响，但如果不采用栓钉连接件使钢与混凝土不发生组合作用，虽然能改善上述问题，但混凝土板的竖向抗分离和掀起问题无法得到有效解决。因此，钢-混凝土连续组合梁桥目前尚缺少一种用于负弯矩区只抗掀起不抗滑移的新型连接件，从而制约了连续组合梁桥的推广和应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种纵向可滑动的钢-混凝土抗掀起连接件，可用于钢-混凝土连续组合梁桥的负弯矩区(如图3所示)。该连接件能有效减小负弯矩区混凝土桥面板的拉应力，提高混凝土桥面板的纵向预应力导入度，改善混凝土桥面板的长期性能和耐久性，同时能抵抗混凝土桥面板的竖向分离和掀起作用，构造简单，施工方便，经济性能较优。

本发明的技术方案如下(如图4和图5所示)：

一种纵向可滑动的钢-混凝土抗掀起连接件，用以在负弯矩区连接钢梁和混凝土桥面板，所述钢梁由上翼缘板1、腹板2和底板3组成，所述混凝土桥面板由桥面板钢筋4和混凝土5组成；其特征在于：纵向可滑动的钢-混凝土抗掀起连接件由槽型钢7和螺栓8组成；所述槽型钢7预埋于混凝土桥面板中，所述螺栓8穿过槽型钢7和所述上翼缘板1，将槽型钢7与所述上翼缘板1连接起来，并且，所述螺栓8能够相对于所述上翼缘板1纵向移动。

所述的上翼缘板1上设置有孔9，孔9的长轴沿纵桥向，所述螺栓8穿过孔9，并相对于所述上翼缘板1能够纵向滑动，但不能横向滑动。

所述的孔9为椭圆形。

所述的孔9的横向宽度为螺杆直径+2mm。

所述的孔9的纵向长度为螺杆直径的2～3倍。

一种根据权利要求权1至5中任一项所述的纵向可滑动的钢-混凝土抗掀起连接件的施工方法，其特征在于：施工工序由钢梁上翼缘板1打孔9、绑扎桥面板钢筋4、安装槽型钢7和螺栓8、以及桥面板混凝土5浇注四部分组成：

a.钢梁在工厂加工时预先在上翼缘板1上开椭圆形的上翼缘板孔9；

b.钢梁现场安装就位后绑扎桥面板钢筋4；

c.安装槽型钢7，安装时可根据桥面板钢筋4的位置定位，并穿上螺栓8，拧上螺帽；

d.浇筑桥面板混凝土5。

本发明相对于现有技术具有以下优点：

(1)由于混凝土桥面板和钢梁之间纵向能发生自由滑动，能有效释放钢-混凝土连续组合梁负弯矩区混凝土板中的拉应力，从而达到少用甚至不用桥面板纵向预应力的目的，纵向预应力的导入度相比采用栓钉连接件的组合梁也有显著的提高；(2)能有效降低混凝土收缩徐变以及温度效应引起的混凝土桥面板中的拉应力，改善桥面板的长期受力性能，提高桥面板的耐久性。(3)该连接件采用的槽型钢和螺栓取材方便，同时构造简单，施工快速，经济性能较优；(4)该连接件保留了传统栓钉连接件抗混凝土板掀起的作用，能有效抵抗混凝土桥面板因整体纵向弯曲以及局部横向弯曲导致的竖向分离和掀起；(5)相比采用栓钉连接件的负弯矩区组合截面，由于混凝土板和钢梁不发生组合作用，钢梁底板压应力能得到显著降低，有利于提高钢梁底板的局部稳定性。

附图说明

图1为现有技术的钢-混凝土连续组合梁连接件布置示意图。

图2为采用传统栓钉连接件的组合梁横断面示意图。

图3为钢-混凝土连续组合梁不同区域采用不同连接件类型示意图。

图4为本发明纵向可滑动的钢-混凝土抗掀起连接件的构造图。

图5为本发明的纵向可滑动的钢-混凝土抗掀起连接件应用于负弯矩区的组合梁横断面图。

图6为本发明的纵向可滑动的钢-混凝土抗掀起连接件应用于负弯矩区钢梁上翼缘板俯视图。

图中：1-钢梁上翼缘板；2-钢梁腹板；3-钢梁底板；4-桥面板钢筋；5-桥面板混凝土；6-栓钉连接件；7-槽型钢；8-螺栓；9-钢梁上翼缘椭圆形螺栓孔。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明的结构、施工过程作进一步描述。

如图4和图5所示，钢梁由上翼缘板1、腹板2和底板3组成，混凝土桥面板由板内钢筋4和混凝土5组成。本发明提供的连接件用以连接钢梁和混凝土桥面板，由槽型钢7和螺栓8组成，所述的槽型钢7预埋于混凝土桥面板中，所述的螺栓8穿过槽型钢7和钢梁上翼缘板1，将槽型钢7与钢梁上翼缘板1连接起来。螺栓7穿过的钢梁上翼缘板孔9的形状为椭圆形(如图6所示)，长轴沿纵桥向，螺栓相对于钢梁上翼缘板可纵向滑动，但不可横向滑动。

本发明的施工方法为：

本发明所述的一种纵向可滑动的钢-混凝土抗掀起连接件，其施工工序由钢梁上翼缘1打孔9、绑扎桥面板钢筋4、安装槽型钢7和螺栓8以及桥面板混凝土5浇注四部分组成。钢梁在工厂加工时预先在上翼缘板1上开椭圆形螺栓孔9(如图6所示)，现场安装就位后绑扎桥面板钢筋4，然后安装槽型钢7，安装时可根据桥面板钢筋4的位置定位，并穿上螺栓8，拧上螺帽，最后浇注桥面板混凝土5，从而形成如图4所示的纵向可滑动的钢-混凝土抗掀起连接件。螺栓8穿过的钢梁上翼缘板孔长轴沿纵桥向，椭圆形螺栓孔9的横向宽度为(螺杆直径+2)mm，纵向长度根据计算得到的钢梁与混凝土板之间的最大滑移量确定，约为螺杆直径的2～3倍。螺栓相对于钢梁上翼缘板可纵向滑动，但不可横向滑动。螺栓8穿过的钢梁上翼缘板孔9的形状为椭圆形(如图5所示)。

本发明提供了一种纵向可滑动的钢-混凝土抗掀起连接件，可用于钢-混凝土连续组合梁桥的负弯矩区。该连接件能有效减小负弯矩区混凝土桥面板的拉应力，提高混凝土桥面板的纵向预应力导入度，改善混凝土桥面板的长期性能和耐久性，同时能抵抗混凝土桥面板的竖向分离和掀起作用，构造简单，施工方便，经济性能较优。

Claims (6)

1.一种纵向可滑动的钢-混凝土抗掀起连接件，用以在负弯矩区连接钢梁和混凝土桥面板，所述钢梁由上翼缘板(1)、腹板(2)和底板(3)组成，所述混凝土桥面板由桥面板钢筋(4)和混凝土(5)组成；其特征在于：纵向可滑动的钢-混凝土抗掀起连接件由槽型钢(7)和螺栓(8)组成；所述槽型钢(7)预埋于混凝土桥面板中，所述螺栓(8)穿过槽型钢(7)和所述上翼缘板(1)，将槽型钢(7)与所述上翼缘板(1)连接起来，并且，所述螺栓(8)能够相对于所述上翼缘板(1)纵向移动。

2.根据权利要求1所述的连接件，其特征在于：所述的上翼缘板(1)上设置有孔(9)，孔(9)的长轴沿纵桥向，所述螺栓(8)穿过孔(9)，并相对于所述上翼缘板(1)能够纵向滑动，但不能横向滑动。

3.根据权利要求2所述的连接件，其特征在于：所述的孔(9)为椭圆形。

4.根据权利要求2或3所述的连接件，其特征在于：所述的孔(9)的横向宽度为螺杆直径+2mm。

5.根据权利要求2或3所述的连接件，其特征在于：所述的孔(9)的纵向长度为螺杆直径的2～3倍。

6.一种根据权利要求1至5中任一项所述的纵向可滑动的钢-混凝土抗掀起连接件的施工方法，其特征在于：施工工序由钢梁上翼缘板(1)打孔(9)、绑扎桥面板钢筋(4)、安装槽型钢(7)和螺栓(8)、以及桥面板混凝土(5)浇注四部分组成：

a.钢梁在工厂加工时预先在上翼缘板(1)上开椭圆形的上翼缘板孔(9)；

b.钢梁现场安装就位后绑扎桥面板钢筋(4)；

c.安装槽型钢(7)，安装时根据桥面板钢筋(4)的位置定位，并穿上螺栓(8)，拧上螺帽；

d.浇筑桥面板混凝土(5)。

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