CN106436553A - 一种桥梁及其抗剪组合结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种桥梁的抗剪组合结构，包括支撑结构和设置于其上的剪力键，剪力键包括第一抗剪板、第二抗剪板和剪力杆，第一抗剪板和第二抗剪板的顶端互相连接，且两者的底端分别与支撑结构的两侧边连接，剪力杆横向贯穿两者；第一、二抗剪板上均设置有若干个用于嵌固钢筋混凝土的通孔。如此，通过第一、第二抗剪板所呈的三角形或梯形的形状，大幅提高结构抗剪性能，同时通过通孔嵌固钢筋混凝土，抵抗由于桥梁左右两侧不均匀受力的产生的向上的拔起力，而剪力杆能够强化剪力键与钢筋混凝土结合的整体性，有效地提高抗拔和抗倾覆能力，在施工时能够降低施工成本，提高施工效率。本发明还公开一种包括上述抗剪组合结构的桥梁，其有益效果如上所述。

Description

一种桥梁及其抗剪组合结构

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，特别涉及一种桥梁的抗剪组合结构。本发明还涉及一种包括上述抗剪组合结构的桥梁。

背景技术

随着中国社会的发展，越来越多的各类工程设施已得到广泛应用。

在桥梁设计领域中，为适应不同的地理环境和通行需求，衍生出了不同类型的桥梁，比如梁式桥、拱式桥、刚架桥、悬索桥和斜拉桥等。桥梁结构所承受的载荷比较全面，其中剪力是比较重要的部分，剪力键即是桥梁抗剪结构中的重要部件，其主要作用为使桥梁纵向水平剪力能够有效地传递，同时保证桥梁横截面各部分能够构成一体承担载荷。

目前，使用最为广泛的剪力键主要为栓钉剪力键。其中，栓钉剪力键是一种具有较强变形能力的柔性连接件，允许钢梁与钢筋混凝土板出现微小滑移，并发生剪力重分布。在外荷载作用下，栓钉所受的剪力大部分作用在栓钉圆形焊缝上，栓钉自身截面仅是小部分。

然而，通过栓钉剪力键的方式实现桥梁抗剪，虽然简单易行，但是单个栓钉剪力键的承载力较弱，在实际施工时，往往需要设置大量的栓钉剪力键，多个栓钉剪力键共同作用才能起到足够的抗剪作用，如此导致了施工成本的增加，同时也降低了施工效率。同时，考虑到桥梁左右两侧行车道会由于受力的不均衡性，导致桥梁发生左右倾覆桥面现象，然而现有技术中的栓钉剪力键，并不具备抗拔、抗倾覆能力。

因此，如何在使桥梁具有足够的抗剪性能的基础上，提高抗拔、抗倾覆能力，降低施工成本，提高施工效率，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种桥梁的抗剪组合结构，能够使桥梁具有足够的抗剪性能，提高抗拔、抗倾覆能力，同时在施工时能够降低施工成本，提高施工效率。本发明的另一目的是提供一种包括上述抗剪组合结构的桥梁。

为解决上述技术问题，本发明提供一种桥梁的抗剪组合结构，包括支撑结构和设置于所述支撑结构上的剪力键，所述剪力键包括第一抗剪板、第二抗剪板和横向贯穿两者的多根剪力杆，所述第一抗剪板和第二抗剪板的顶端互相连接，且所述第一抗剪板和第二抗剪板的底端分别与所述支撑结构的两侧边连接；所述第一抗剪板和第二抗剪板上均设置有若干个用于嵌固钢筋混凝土的通孔。

优选地，所述支撑结构为波纹钢腹板结构。

优选地，所述第一抗剪板和第二抗剪板的顶端通过弧形弯板连接。

优选地，所述弧形弯板与所述第一抗剪板和第二抗剪板的相连部位均倒圆角。

优选地，所述通孔在所述第一抗剪板和第二抗剪板上沿其长度方向均匀分布，且所述第一抗剪板上的通孔与所述第二抗剪板上的对应通孔连接成一体。

优选地，各所述通孔均为长直圆孔。

优选地，所述第一抗剪板与第二抗剪板的厚度均为6～46mm。

优选地，各所述通孔的长度为所述第一抗剪板或第二抗剪板宽度的30％～60％。

优选地，各所述通孔的宽度为20～160mm。

本发明还提供一种桥梁，包括桥架和设置于所述桥架上的抗剪组合结构，其中，所述抗剪组合结构为上述任一项所述的抗剪组合结构。

本发明所提供的桥梁的抗剪组合结构，主要包括支撑结构和设置在支撑结构上的剪力键。其中，支撑结构一般用于承载桥梁的主要载荷，比如剪切力等。剪力键是提升结构抗剪能力的核心部件，其主要结构包括第一抗剪板、第二抗剪板和剪力杆。第一抗剪板和第二抗剪板的顶端互相连接，而两者的底端分别设置在支撑结构表面的两侧边上。如此，形成横截面为三角形或梯形的形状的结构。剪力杆设置有多根，均横向贯穿第一抗剪板和第二抗剪板设置，如此，剪力杆的存在能够减小整体结构长度方向上的变形，承受更大载荷的剪力。同时，在第一抗剪板和第二抗剪板上均设置有若干个通孔，该通孔主要用于嵌固钢筋混凝土，使得钢筋混凝土层与钢结构稳定结合。如此，本发明所提供的抗剪组合结构，通过剪力键中的第一抗剪板和第二抗剪板所呈的三角形或梯形的形状，以及横向贯穿第一抗剪板和第二抗剪板的剪力杆，大幅提高了结构抗剪性能，同时还可通过第一抗剪板和第二抗剪板上所设置的通孔嵌固钢筋混凝土，抵抗由于桥梁左右两侧不均匀受力的产生的向上的拔起力，而剪力杆能够强化剪力键与钢筋钢筋混凝土结合的整体性，能够有效地提高抗拔和抗倾覆能力，防止钢筋混凝土层与钢结构的剥离。相比于现有技术，本发明无需在施工时铺设大量的栓钉剪力键，即可使桥梁具有足够的抗剪性能，同时在施工时能够降低施工成本，提高施工效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图。

其中，图1中：

支撑结构—1，第一抗剪板—2，第二抗剪板—3，通孔—4，弧形弯板—5，剪力杆—6。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，图1为本发明所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图。

在本发明所提供的一种具体实施方式中，桥梁的抗剪组合结构主要包括支撑结构1和剪力键。

其中，支撑结构1一般用于承载桥梁的主要载荷，比如剪切力等。在关于支撑结构1的一种优选实施方式中，该支撑结构1可以为波纹钢腹板结构。如此设置，支撑结构1的抗剪能力得到加强。当然，支撑结构1还可以为其余类型的结构，比如H型钢梁等。

剪力键为本发明的核心部件，是一种能够大幅提升支撑结构1抗剪性能的结构，一般设置在支撑结构1的表面上，可与支撑结构1焊接。剪力键的主要结构包括第一抗剪板2、第二抗剪板3和剪力杆6。

具体的，第一抗剪板2和第二抗剪板3并列分布，并且第一抗剪板2和第二抗剪板3的顶端互相连接，而第一抗剪板2和第二抗剪板3的底端并不相连，而是分别设置在支撑结构1表面的两个侧边上。如此，第一抗剪板2和第二抗剪板3就形成了横截面类似三角形或梯形的形状。而剪力杆6横向贯穿第一抗剪板2和第二抗剪板3设置，并且剪力杆6设置有多根，以此提高第一抗剪板2和第二抗剪板3长度方向上的承载力，即剪切载荷，同时减小两者在长度方向上的形变量。此处优选地，该剪力杆6可以为钢筋等。而各根剪力杆6的高度位置可均处在同一水平面上。同时，在第一抗剪板2和第二抗剪板3上还设置有若干个通孔4，该通孔4主要用于浇筑钢筋混凝土，使得第一抗剪板2和第二抗剪板3与钢筋混凝土互相嵌固。

如此，本发明所提供的抗剪组合结构，通过剪力键中的第一抗剪板2和第二抗剪板3所呈的三角形或梯形的形状，以及横向贯穿第一抗剪板2和第二抗剪板3的剪力杆6，大幅提高了结构抗剪性能，同时还可通过第一抗剪板2和第二抗剪板3上所设置的通孔4嵌固钢筋混凝土，抵抗由于桥梁左右两侧不均匀受力的产生的向上的拔起力，而剪力杆6能够强化剪力键与钢筋钢筋混凝土结合的整体性，能够有效地提高抗拔和抗倾覆能力，防止钢筋混凝土层与钢结构的剥离，具有抗倾覆作用。相比于现有技术，本发明无需在施工时铺设大量的栓钉剪力键，即可使桥梁具有足够的抗剪性能，同时在施工时能够降低施工成本，提高施工效率。

在关于剪力键的一种优选实施方式中，其第一抗剪板2和第二抗剪板3的顶端可通过弧形弯板5互相连接。如此设置，第一抗剪板2和第二抗剪板3的顶端能够避免应力集中现象，同时弧形弯板5能够均匀分散应力，提高第一抗剪板2和第二抗剪板3组合结构的承载力。当然，第一抗剪板2和第二抗剪板3顶端的连接方式并不仅限于弧形弯板，其余比如平板等均可以采用。

进一步的，若通过弧形弯板5或其余平板将第一抗剪板2和第二抗剪板3相连，那么在弧形弯板5与第一抗剪板2和第二抗剪板3之间必定存在连接过渡部分，本实施例中，即可在该过渡部分设置圆角，比如15°～30°之间的圆角等，使得过渡更加平滑，进一步提高剪力键的抗载荷能力，更加不容易变形。

另外，在上述任一具体实施例的基础上，可将第一抗剪板2和第二抗剪板3上所设置的通孔4设置为沿着自身长度方向均匀分布的结构形式。比如，在第一抗剪板2和第二抗剪板3的长度方向上，可每隔100mm等距离设置一个通孔4。同时，为方便与钢筋混凝土的嵌固，还可将第一抗剪板2与第二抗剪板3上设置位置互相对应的通孔4互相连接，使其连接成一体。

进一步的，为方便第一抗剪板2和第二抗剪板3上对应通孔4的相连，还可将各个通孔4设置为长直圆孔型，或者跑道型，即两端为半圆弧，而中间部分为矩形的组合结构。当然，各个通孔4的形状并不仅限于长直圆孔型，其余比如圆孔型、椭圆孔型等同样可以采用。

此外，为保证剪力键在开设各个通孔4的同时具有足够的刚度和强度，可将第一抗剪板2和第二抗剪板3的厚度设置为6～46mm，比如20、30或40mm等。

同时，各个通孔4的长度也不宜过长，优选地，可占第一抗剪板2和第二抗剪板3的宽度的30％～60％。而各个通孔4的宽度，一般可为20～160mm之间，比如30、70、110、150mm等。

本实施例还提供一种桥梁，包括桥架和设置在桥架上的抗剪组合结构，其中，该抗剪组合结构与上述相关内容相同，此处不再赘述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种桥梁的抗剪组合结构，包括支撑结构(1)和设置于所述支撑结构(1)上的剪力键，其特征在于，所述剪力键包括第一抗剪板(2)、第二抗剪板(3)和横向贯穿两者的多根剪力杆(6)，所述第一抗剪板(2)和第二抗剪板(3)的顶端互相连接，且所述第一抗剪板(2)和第二抗剪板(3)的底端分别与所述支撑结构(1)的两侧边连接；所述第一抗剪板(2)和第二抗剪板(3)上均设置有若干个用于嵌固钢筋混凝土的通孔(4)。

2.根据权利要求1所述的抗剪组合结构，其特征在于，所述支撑结构(1)为波纹钢腹板结构。

3.根据权利要求2所述的抗剪组合结构，其特征在于，所述第一抗剪板(2)和第二抗剪板(3)的顶端通过弧形弯板(5)连接。

4.根据权利要求3所述的抗剪组合结构，其特征在于，所述弧形弯板(5)与所述第一抗剪板(2)和第二抗剪板(3)的相连部位均倒圆角。

5.根据权利要求1-4任一项所述的抗剪组合结构，其特征在于，所述通孔(4)在所述第一抗剪板(2)和第二抗剪板(3)上沿其长度方向均匀分布，且所述第一抗剪板(2)上的通孔(4)与所述第二抗剪板(3)上的对应通孔(4)连接成一体。

6.根据权利要求5所述的抗剪组合结构，其特征在于，各所述通孔(4)均为长直圆孔。

7.根据权利要求6所述的抗剪组合结构，其特征在于，所述第一抗剪板(2)与第二抗剪板(3)的厚度均为6～46mm。

8.根据权利要求7所述的抗剪组合结构，其特征在于，各所述通孔(4)的长度为所述第一抗剪板(2)或第二抗剪板(3)宽度的30％～60％。

9.根据权利要求8所述的抗剪组合结构，其特征在于，各所述通孔(4)的宽度为20～160mm。

10.一种桥梁，包括桥架和设置于所述桥架上的抗剪组合结构，其特征在于，所述抗剪组合结构为权利要求1-9任一项所述的抗剪组合结构。