CN105421217B - 钢板剪力连接件及其在快速施工钢混组合桥中的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型钢板剪力连接件及其在快速施工桥梁中的施工方法。本发明新型钢板剪力连接件由U型部分和L型部分，施工时U型部分开口背朝桥梁的跨中线，且U型部分内底面同时与钢主梁上翼板通槽的内侧端、加强钢板槽口的内侧端相连接；L型部分的短侧壁穿过钢主梁上翼板通槽和加强钢板槽口，且其长度U型部分内底面长度相同，位置相对应；U型部分的上端外侧壁和L型部分的长侧壁均放置有桥面板主筋。本发明采用钢板剪力连接件，可以有效的减少混凝土桥面板与钢主梁间的滑移量，相对于焊钉和弯起钢筋剪力连接件，钢板剪力连接件的抗剪性能更好、更为可靠。且减少施工现场的工作量，施工更快速，同时焊接质量有保证。

Description

钢板剪力连接件及其在快速施工钢混组合桥中的施工方法

技术领域

本发明属于桥梁工程和组合结构技术领域，具体涉及一种钢板剪力连接件及其在快速施工钢混组合桥中的施工方法。

背景技术

在我国，钢-混组合结构运用越来越广泛，尤其是在桥梁工程领域。钢-混组合结构桥梁为了能够充分发挥钢和混凝土两种材料的性能，需要有可靠的剪力连接件来实现两者之间的连接。在传统的钢-混组合结构桥梁和快速施工钢-混组合结构桥梁中，剪力连接件根据抗剪连接程度分完全抗剪连接和部分抗剪连接两种，常用的剪力连接件有焊钉剪力连接件、槽钢剪力连接件和弯起钢筋剪力连接件。随着城市交通量的增加，为了加快施工速度，减少交通延误，快速施工桥梁技术是未来桥梁建设的一个重要领域。装配化的钢-混组合结构桥梁由于其施工方便，特别适合于快速施工桥梁。

发明内容

在传统钢-混组合结构桥梁施工方法中，采用焊钉剪力连接件并现浇混凝土桥面板。快速施工桥梁中，采用混凝土桥面板，不但能够保证桥梁的质量，而且能显著加快施工进度。但是，快速施工的钢-混组合结构桥梁中需要在混凝土桥面板时预留剪力连接件预留孔及栓钉，待完成桥面板的架设后进行预留孔的填充及养护。本发明提出一种钢板剪力连接件及其在快速施工钢混组合桥中的应用，它应用于快速施工桥梁中，不需要在桥面板中预留孔和后期的预留孔浇筑施工。并针对这种钢板剪力嵌套连接件，提出其在快速施工钢-混组合结构桥梁中的施工方法。

本发明解决技术问题提出技术方案如下：

钢板剪力连接件，由U型部分和L型部分，U型部分开口背朝桥梁的跨中线，且U型部分内底面同时与钢主梁上翼板通槽的内侧端、加强钢板槽口的内侧端相连接；L型部分的短侧壁穿过钢主梁上翼板通槽和加强钢板槽口，且其长度U型部分内底面长度相同，位置相对应；U型部分的上端外侧壁和L型部分的长侧壁均与桥面板主筋焊接。

所述的钢板剪力连接件则是工厂里里的钢板通过焊接或弯折方法成型：其中L型部分用于提供抗剪切能力，U型部分提供抗剪切能力的同时承担与钢主梁上翼板的连接，防止混凝土桥面板与钢主梁分离。

钢板剪力连接件在快速施工钢混组合桥中的施工方法，包括如下步骤：

步骤(1).预制钢主梁上翼板，且预制时相隔固定距离留有通槽；加强钢板中间设置有槽口，且加强钢板焊接在钢主梁上翼板底缘，焊接时钢主梁上翼板的通槽与加强钢板的槽口对应设置；

步骤(2).完成钢板剪力连接件与桥面板主筋焊接后，浇筑混凝土，完成混凝土桥面板的预制；

所述的混凝土桥面板是对桥面板进行横向竖缝，或者同时进行横向竖缝和纵向竖缝划分形成的若干桥面板；

钢板剪力连接件的L型部分和U型部分实现协同受力，起抗剪切作用的L型部分通过焊接与U型部分连接；

所述的钢板剪力连接件，以桥梁的跨中线为对称线，对称线左右钢板剪力连接件的弯折方向相反，具体的：对称线左侧钢板剪力连接件中的L型部分和U型部分的设置，与对称线右侧L型部分和U型部分的设置位置相反；即U型部分的开口始终背朝桥梁的跨中线；

所述的相邻的混凝土桥面板对接部分做成榫接的形式，混凝土桥面板从桥梁两端往跨中方向进行铺设；

步骤(3).钢主梁的架设就位，完成带有钢板剪力连接件的混凝土桥面板与钢主梁的连接；钢主梁架设后，将预制浇筑好的混凝土桥面板吊装至钢主梁上，按照从桥梁两端向跨中的架设顺序进行架设，完成混凝土桥面板与钢主梁的架设后，钢板剪力连接件通过焊接与钢主梁上翼板底部带槽口的加强钢板连接；

步骤(4).待混凝土桥面板架设完成后，在桥梁的跨中部分进行桥面板现浇混凝土施工；现浇桥面板位置混凝土宜取比混凝土桥面板高一等级的混凝土，按照现浇混凝土方法进行施工；

步骤(5).桥面铺装层的浇筑和附属设施的施工；桥面铺装层包括混凝土铺装层、沥青混凝土铺装层，混凝土铺装层铺装在混凝土桥面板上，沥青混凝土铺装层铺装在混凝土铺装层上；如果直接在桥面板上通车会存在不舒适感，所以桥面铺装层在完成以上步骤(1)-(4)后进行，附属设施的施工也在这一步骤中完成。

所述的钢主梁采用工字型或者箱型截面。

本发明有益效果如下：

1、采用钢板剪力连接件，可以有效的减少混凝土桥面板与钢主梁间的滑移量，相对于焊钉和弯起钢筋剪力连接件，钢板剪力连接件的抗剪性能更好、更为可靠。

2、可以减少施工现场的工作量，施工更快速，同时焊接质量有保证。

3、通过对钢板剪力连接件和钢主梁上翼板的合理设计与嵌套连接，抛弃了原混凝土桥面板时预留孔和后期现场剪力连接件预留孔的混凝土填充与养护等工艺。

附图说明

图1是实施例1中桥梁平面图；

图2是实施例1中I-I断面图；

图3是实施例1中II-II断面图；

图4是实施例1中剪力连接件大样图；

图5混凝土桥面板纵断面图。

图中：1-钢主梁上翼板；2-加强钢板；3-横隔板；4-混凝土桥面板；5-跨中现浇段；6-混凝土铺装层；7-沥青混凝土铺装层；8-钢主梁腹板；9-钢板剪力连接件；10-桥面板主筋。

具体实施方式

下面结合附图1-5对本发明提出的一种钢板剪力连接件及其在快速施工钢混组合桥中的施工方法作进一步详细说明。需要说明的是，本附图并非采用精确的比例，仅用于方便、明晰地说明本发明的实施。

如图2和4所示，钢板剪力连接件由U型部分和L型部分，U型部分开口背朝桥梁的跨中线，且U型部分内底面同时与钢主梁上翼板通槽的内侧端、加强钢板2槽口的内侧端相连接；L型部分的短侧壁穿过钢主梁上翼板通槽和加强钢板2槽口，且其长度与U型部分内底面长度相同，位置相对应；如图4所示；U型部分的上端外侧壁和L型部分的长侧壁均与桥面板主筋10焊接。

如图1-5所示，钢板剪力连接件在快速施工钢混组合桥中的施工方法，具体实施步骤如下：

步骤(1).预制时钢主梁上翼板1，且预制时相隔固定距离留有通槽；加强钢板2中间设置有槽口，且加强钢板2焊接在钢主梁上翼板1底缘，焊接时钢主梁上翼板1的通槽与加强钢板2的槽口对应设置；钢主梁采用工字型或者箱型截面。钢主梁上翼板1与加强钢板2如图4所示：钢主梁上翼板1底缘受钢板剪力连接件9挤压的四周边缘焊接一块带槽口的加强钢板

步骤(2).完成钢板剪力连接件9与桥面板主筋10焊接后，浇筑混凝土，完成混凝土桥面板4的预制。所述的混凝土桥面板4是对桥面板进行横向竖缝，或者同时进行横向竖缝和纵向竖缝划分形成的若干桥面板。所述的钢板剪力连接件9则是工厂里里的钢板通过焊接或弯折等方法成型：其中L型部分用于提供抗剪切能力，U型部分提供抗剪切能力的同时承担与钢主梁上翼板1的连接，防止混凝土桥面板4与钢主梁分离，钢板剪力连接件9的具体形状如图4所示。L型部分和U型部分实现协同受力，起抗剪切作用的L型部分通过焊接与钢主梁上翼板1连接。所述的钢板剪力连接件9，以桥梁的跨中线为对称线，对称线左右钢板剪力连接件9的弯折方向相反，详见图二I-I断面图，具体的：对称线左侧钢板剪力连接件9中的L型部分和U型部分的设置，与对称线右侧L型部分和U型部分的设置位置相反；即U型部分的开口始终背朝桥梁的跨中线。

所述的相邻的混凝土桥面板4对接部分做成榫接的形式，如图5混凝土桥面板纵断面图所示。混凝土桥面板4从桥梁两端往跨中方向进行铺设。

步骤(3).钢主梁的架设就位，完成带有钢板剪力连接件9的混凝土桥面板4与钢主梁的连接。钢主梁架设后，将预制浇筑好的混凝土桥面板4吊装至钢主梁上，按照从桥梁两端向跨中的架设顺序进行架设，完成混凝土桥面板4与钢主梁的架设后，钢板剪力连接件9通过焊接与钢主梁上翼板底部带槽口的加强钢板2连接。

步骤(4).待混凝土桥面板4架设完成后，在桥梁的跨中部分进行桥面板现浇混凝土施工。现浇桥面板位置混凝土宜取比混凝土桥面板4高一等级的混凝土，按照现浇混凝土方法进行施工。

步骤(5).桥面铺装层的浇筑和附属设施的施工。桥面铺装层包括混凝土铺装层6、沥青混凝土铺装层7，混凝土铺装层6铺装在混凝土桥面板4上，沥青混凝土铺装层7铺装在混凝土铺装层6上；如果直接在桥面板上通车会存在不舒适感，所以桥面铺装层在完成以上步骤(1)-(4)后进行，附属设施的施工也在这一步骤中完成。

实施例1：

下面结合附图，特举实施例1进行本发明的详细说明。

步骤(1).含有带槽口的加强钢板2的钢主梁上翼板1的预制。如图1桥梁平面图和图3II-II断面图所示，本实施例1中桥梁长度为L，宽度B，钢主梁采用工字型截面钢主梁，钢主梁上翼板1宽度为b，在钢主梁腹板8两侧对应的钢主梁上翼板1留有通槽，预留通槽大小取为m*n，顺桥向相邻预留通槽的中心距为s。加强钢板2开槽口，设置在钢主梁上翼板1的下表面，且与钢主梁上翼板1留有的通槽与的加强钢板2上的槽口位置相对应；剪力连接件9分两部分，一部分为L型，另一部分为U型；

钢主梁上翼板1与加强钢板2的连接如图4所示。所述加强钢板2在钢主梁预制时通过焊接或其他方法与钢主梁上翼板1连接，主要是防止开槽后的应力集中及疲劳裂缝。

步骤(2).完成钢板剪力连接件9与桥面板主筋10焊接后，浇筑混凝土，完成桥面板4的预制。本实施例中的混凝土桥面板4对桥面板进行横向竖缝划分形成若干桥面板，混凝土桥面板4宽度为桥宽B，长度为t。所述的钢板剪力连接件9，是在工厂里的钢板通过焊接或弯折等方法成型，其中L型部分用于提供抗剪切能力，U型部分提供抗剪切能力的同时承担与钢主梁上翼板1的连接，防止混凝土桥面板4与钢主梁分离，钢板剪力连接件9的具体形状如图4所示。L型部分和U型部分实现协同受力，起抗剪切作用的L型部分通过焊接与U型部分连接。所述的钢板剪力连接件9的与桥面板主筋10焊接长度为B₂，下部弯折长度为B₁，抗剪切高度为H，详见图4剪力连接件大样图。所述的钢板剪力连接件9，以桥梁的跨中线为对称线，对称线左右钢板剪力连接件9的弯折方向相反，详见图2I-I断面图，具体的：对称线左侧钢板剪力连接件9中的L型部分和U型部分的设置，与对称线右侧L型部分和U型部分的设置位置相反；即U型部分的开口始终背朝桥梁的跨中线。如图5所示，混凝土桥面板4从桥梁两端往跨中方向进行铺设。

步骤(3).钢主梁的架设就位，完成带有钢板剪力连接件9的混凝土桥面板4与钢主梁的连接。钢主梁架设后，将预制浇筑好的混凝土桥面板4吊装至钢主梁上，按照从桥梁两端向跨中的架设顺序进行架设，完成混凝土桥面板4与钢主梁的架设后，钢板剪力连接件9通过焊接与钢主梁上翼板底部带槽口的加强钢板2连接。如图5混凝土桥面板图所示。在钢主梁上完成混凝土桥面板4的安装后，通过焊接完成钢板剪力连接件9与钢主梁上翼板底部带槽口的加强钢板2的连接，之后封涂保护层及防水层等。

步骤(4).待混凝土桥面板4架设完成后，在桥梁的跨中部分进行桥面板现浇混凝土施工。现浇桥面板位置混凝土宜取比混凝土桥面板4高一等级的混凝土，按照现浇混凝土方法进行施工。

步骤(5).桥面铺装层的浇筑和附属设施的施工。桥面铺装层包括混凝土铺装层6、沥青混凝土铺装层7，混凝土铺装层6铺装在混凝土桥面板4上，沥青混凝土铺装层7铺装在混凝土铺装层6上；如果直接在桥面板上通车会存在不舒适感，所以桥面铺装层在完成以上步骤(1)-(4)后进行，附属设施的施工也在这一步骤中完成。

Claims (4)

1.钢板剪力连接件，其特征在于由U型部分和L型部分构成，U型部分开口背朝桥梁的跨中线，且U型部分内底面同时与钢主梁上翼板通槽的内侧端、加强钢板槽口的内侧端相连接；L型部分的短侧壁穿过钢主梁上翼板通槽和加强钢板槽口，且其长度与U型部分内底面长度相同，位置相对应；U型部分的上端外侧壁和L型部分的长侧壁均与桥面板主筋焊接。

2.如权利要求1所述的钢板剪力连接件，其特征在于所述的钢板剪力连接件则是工厂里的钢板通过焊接或弯折方法成型：其中L型部分用于提供抗剪切能力，U型部分提供抗剪切能力的同时承担与钢主梁上翼板的连接，防止混凝土桥面板与钢主梁分离。

3.如权利要求2所述的钢板剪力连接件在快速施工桥梁中的施工方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤(1).预制钢主梁上翼板，且预制时相隔固定距离留有通槽；加强钢板中间设置有槽口，且加强钢板焊接在钢主梁上翼板底缘，焊接时钢主梁上翼板的通槽与加强钢板的槽口对应设置；

步骤(2).完成钢板剪力连接件与桥面板主筋焊接后，浇筑混凝土，完成混凝土桥面板的预制；

所述的混凝土桥面板是对桥面板进行横向竖缝，或者同时进行横向竖缝和纵向竖缝划分形成的若干桥面板；

钢板剪力连接件的L型部分和U型部分实现协同受力，起抗剪切作用的L型部分通过焊接与U型部分连接；

所述的钢板剪力连接件，以桥梁的跨中线为对称线，对称线左右钢板剪力连接件的弯折方向相反，具体的：对称线左侧钢板剪力连接件中的L型部分和U型部分的设置，与对称线右侧L型部分和U型部分的设置位置相反；即U型部分的开口始终背朝桥梁的跨中线；

相邻的所述混凝土桥面板对接部分做成榫接的形式，混凝土桥面板从桥梁两端往跨中方向进行铺设；

步骤(3).钢主梁的架设就位，完成带有钢板剪力连接件的混凝土桥面板与钢主梁的连接；钢主梁架设后，将预制浇筑好的混凝土桥面板吊装至钢主梁上，按照从桥梁两端向跨中的架设顺序进行架设，完成混凝土桥面板与钢主梁的架设后，钢板剪力连接件通过焊接与钢主梁上翼板底部带槽口的加强钢板连接；

步骤(4).待混凝土桥面板架设完成后，在桥梁的跨中部分进行桥面板现浇混凝土施工；现浇桥面板位置混凝土宜取比混凝土桥面板高一等级的混凝土，按照现浇混凝土方法进行施工；

步骤(5).桥面铺装层的浇筑和附属设施的施工；桥面铺装层包括混凝土铺装层、沥青混凝土铺装层，混凝土铺装层铺装在混凝土桥面板上，沥青混凝土铺装层铺装在混凝土铺装层上；如果直接在桥面板上通车会存在不舒适感，所以桥面铺装层在完成以上步骤(1)-(4)后进行，附属设施的施工也在这一步骤中完成。

4.如权利要求3所述的钢板剪力连接件在快速施工桥梁中的施工方法，其特征在于钢主梁采用工字型或者箱型截面。