CN106835948A - 一种装配式组合梁桥的井式钢板剪力键构造及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种装配式组合梁桥的井式钢板剪力键构造及其施工方法，其包括钢梁、混凝土预制板以及钢板剪力键；其中，所述钢梁具有上翼缘板；所述上翼缘板上表面焊接有所述钢板剪力键；所述混凝土预制板支撑于上翼缘板上，其上预留有柱状多边形槽，柱状多边形槽内的上部裸露有混凝土预制板上层钢筋；所述钢板剪力键收容于柱状多边形槽内；所述混凝土预制板上层钢筋和钢板剪力键之间通过L形钢筋焊接。本发明具有焊接面积大、传力效率高、能消除局部应力集中、纵向变形协调、连接可靠的特点；其连接方式更加有利于钢梁与混凝土板的协同工作，提高组合梁连接部位的可靠性，是一种先进可靠的剪力键连接构造方法。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种装配式组合梁桥的组成构造，具体涉及一种装配式组合梁桥的井式钢板剪力键构造及其施工方法，属于桥梁工程技术领域。
【背景技术】
钢-混凝土组合梁桥可以充分发挥钢与混凝土两种材料的特点，是一种性能优良的桥梁结构形式。剪力连接键构造是连接钢梁与混凝土桥面板的关键部件，合理的剪力键连接构造可以充分保证两者共同工作。
传统组合桥梁的剪力键连接构造主要有栓钉、PBL两种形式，是通过钢梁上的剪力钉与混凝土协同工作来进行连接的。这两种连接方式主要存在以下几种不足：1、栓钉与混凝土接触面积小，焊接可靠性低，传力效率也较低；2、PBL剪力键的纵向是钢板，横向是钢筋，纵横向刚度差别大，整体刚度小，传力不均衡。
因此，为解决上述技术问题，确有必要提供一种创新的装配式组合梁桥的井式钢板剪力键构造及其施工方法，以克服现有技术中的所述缺陷。
【发明内容】
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种装配式组合梁桥的井式钢板剪力键构造，其具有焊接面积大、传力效率高、能消除局部应力集中、纵向变形协调、连接可靠的特点。这种连接方式更加有利于钢梁与混凝土板的协同工作，提高组合梁连接部位的可靠性。
本发明的第二目的在于提供一种装配式组合梁桥的井式钢板剪力键构造的施工方法。
为实现上述第一目的，本发明采取的技术方案为：一种装配式组合梁桥的井式钢板剪力键构造，其包括钢梁、混凝土预制板以及钢板剪力键；其中，所述钢梁具有上翼缘板；所述上翼缘板上表面焊接有所述钢板剪力键；所述混凝土预制板支撑于上翼缘板上，其上预留有柱状多边形槽，柱状多边形槽内的上部裸露有混凝土预制板上层钢筋；所述钢板剪力键收容于柱状多边形槽内；所述混凝土预制板上层钢筋和钢板剪力键之间通过L形钢筋焊接。
本发明的装配式组合梁桥的井式钢板剪力键构造进一步设置为：所述钢板剪力键呈井式框架结构，其由若干纵向长方形钢板和若干横向短钢板焊接形成；所述纵向长方形钢板上竖直开设有若干槽口；所述横向短钢板插入槽口内，并呈正交状穿过纵向长方形钢板。
本发明的装配式组合梁桥的井式钢板剪力键构造进一步设置为：所述纵向长方形钢板具体设置2～3块，其长边尺寸为500～800mm，高度为250～300mm，钢板厚为18～26mm，相邻纵向长方形钢板的中心间距为140～160mm。
本发明的装配式组合梁桥的井式钢板剪力键构造进一步设置为：所述横向短钢板具体设置3～5块，相邻横向短钢板的中心间距为120～160mm，沿纵向长方形钢板均匀对称布置；其长边尺寸为300～400mm，高度为200～250mm，钢板厚为18～24mm。
本发明的装配式组合梁桥的井式钢板剪力键构造进一步设置为：所述槽口高度为210～260mm，槽口宽度为22～28mm。
本发明的装配式组合梁桥的井式钢板剪力键构造进一步设置为：所述L形钢筋与纵向长方形钢板的侧面焊接。
本发明的装配式组合梁桥的井式钢板剪力键构造进一步设置为：所述柱状多边形槽的长度为500mm～800mm，宽度为400～500mm，深度为320～400mm，倒角一边为50～80mm，倒角另一边为70～110mm。
为实现上述第二目的，本发明采取的技术方案为：一种装配式组合梁桥的井式钢板剪力键构造的施工方法，其包括如下步骤：
1)预制混凝土预制板，预制过程中，按设计预留柱状多边形槽，混凝土预制板在预留多边形槽内的混凝土预制板上层钢筋保持连续；
2)按设计尺寸对钢板进行下料，先焊接纵向长方形钢板和横向短钢板，组装成井式钢板剪力键；
3)将钢板剪力键按预定位置焊接在钢梁的上翼缘板上；
4)将混凝土预制板的预留柱状多边形槽对准井式钢板剪力键位置，安装到钢梁的上翼缘板上；
5)用L形钢筋分别与混凝土预制板上层钢筋及井式钢板剪力键的纵向长方形钢板的侧面进行焊接；
6)在预留多边形槽中现浇微膨胀混凝土，使混凝土预制板和钢梁连接起来，现浇混凝土强度，不得小于混凝土预制板的强度。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明采用井式钢板剪力键作为连接构件，采用多边形的湿接槽口，有效解决连接件局部的应力集中问题，使结构连接部位的纵向变形协调。
2、井式钢板与混凝土的接触面积大，提高了连接件的传力效率。井式钢板剪力键与钢梁翼缘板之间的接触面积大、焊缝长，焊接质量容易得到保证，使井式钢板剪力键与钢梁翼缘板之间连接可靠。
3、用L形钢筋分别与混凝土预制板的上层钢筋网及井式钢板剪力键的纵向长方形钢板侧面进行焊接，有利于增加井式钢板剪力键抗拔效率，增加粘结力，减少相对滑移。
【附图说明】
图1是本发明的装配式组合梁桥的井式钢板剪力键构造的组装示意图。
图2是图1中A-A的剖面图。
图3是图1中B-B的剖面图。
图4是钢板剪力键的平面图。
图5a和图5b是钢板剪力键的纵向长方形钢板的构造图。
图6a和图6b是钢板剪力键的横向短钢板的构造图。
【具体实施方式】
请参阅说明书附图1至附图6b所示，本发明为一种装配式组合梁桥的井式钢板剪力键构造，其由钢梁5、混凝土预制板4以及钢板剪力键9等几部分组成。
其中，所述钢梁5具有上翼缘板51；所述上翼缘板51上表面焊接有所述钢板剪力键9。
所述混凝土预制板4支撑于上翼缘板51上，其上预留有柱状多边形槽3，柱状多边形槽3内的上部裸露有混凝土预制板上层钢筋6。进一步的，所述柱状多边形槽3长度L1为500mm～800mm，宽度B1为400～500mm，深度H1为320～400mm，倒角一边B2为50～80mm，倒角另一边L2为70～110mm。
所述钢板剪力键9收容于柱状多边形槽3内。该钢板剪力键9呈井式框架结构，其由若干纵向长方形钢板1和若干横向短钢板2焊接形成；所述纵向长方形钢板1上竖直开设有若干槽口11；所述横向短钢板2插入槽口11内，并呈正交状穿过纵向长方形钢板1。
进一步的，所述纵向长方形钢板1具体设置2～3块，其长边尺寸L3为500～800mm，高度H2为250～300mm，钢板厚t1为18～26mm，相邻纵向长方形钢板的中心间距B3为140～160mm。所述横向短钢板2具体设置3～5块，相邻横向短钢板的中心间距L4为120～160mm，沿纵向长方形钢板均匀对称布置；其长边尺寸L5为300～400mm，高度H3为200～250mm，钢板厚t2为18～24mm。所述槽口高度H4为210～260mm，槽口宽度t3为22～28mm。
本发明的纵向长方形钢板1和横向短钢板2的尺寸可适当调整，使柱状多边形槽3位置和井式钢板剪力键9相匹配，周边与预制混凝土的最小空隙达到40mm以上，使井式钢板剪力键9的纵向长方形钢板1与柱状多边形槽3内的上层钢筋6相靠近但不冲突，同时保证混凝土预制板4在柱状多边形槽3内的上层钢筋6保持连续。
所述混凝土预制板上层钢筋6和钢板剪力键9之间通过L形钢筋7焊接。具体的说，所述L形钢筋7分别与混凝土预制板上层钢筋6及纵向长方形钢板1的侧面焊接。
本发明的装配式组合梁桥的井式钢板剪力键构造的施工方法，其包括如下步骤：
1)预制混凝土预制板4，预制过程中，按设计预留柱状多边形槽3，混凝土预制板4在预留多边形槽3内的混凝土预制板上层钢筋6保持连续；
2)按设计尺寸对钢板进行下料，先焊接纵向长方形钢板1和横向短钢板2，组装成井式钢板剪力键9；
3)将钢板剪力键9按预定位置焊接在钢梁5的上翼缘板51上；
4)将混凝土预制板4的预留柱状多边形槽3对准井式钢板剪力键9位置，安装到钢梁5的上翼缘板51上；
5)用L形钢筋7分别与混凝土预制板上层钢筋6及井式钢板剪力键9的纵向长方形钢板1的侧面进行焊接；
6)在预留柱状多边形槽3中现浇微膨胀混凝土，使混凝土预制板4和钢梁5连接起来，现浇混凝土强度，不得小于混凝土预制板的强度。
以上的具体实施方式仅为本专利的较佳实施例，并不用以限制本专利，凡在本专利的精神及原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本创作的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种装配式组合梁桥的井式钢板剪力键构造，其特征在于：包括钢梁、混凝土预制板以及钢板剪力键；其中，所述钢梁具有上翼缘板；所述上翼缘板上表面焊接有所述钢板剪力键；所述混凝土预制板支撑于上翼缘板上，其上预留有柱状多边形槽，柱状多边形槽内的上部裸露有混凝土预制板上层钢筋；所述钢板剪力键收容于柱状多边形槽内；所述混凝土预制板上层钢筋和钢板剪力键之间通过L形钢筋焊接。
2.如权利要求1所述的装配式组合梁桥的井式钢板剪力键构造，其特征在于：所述钢板剪力键呈井式框架结构，其由若干纵向长方形钢板和若干横向短钢板焊接形成；所述纵向长方形钢板上竖直开设有若干槽口；所述横向短钢板插入槽口内，并呈正交状穿过纵向长方形钢板。
3.如权利要求2所述的装配式组合梁桥的井式钢板剪力键构造，其特征在于：所述纵向长方形钢板具体设置2～3块，其长边尺寸为500～800mm，高度为250～300mm，钢板厚为18～26mm，相邻纵向长方形钢板的中心间距为140～160mm。
4.如权利要求2所述的装配式组合梁桥的井式钢板剪力键构造，其特征在于：所述横向短钢板具体设置3～5块，相邻横向短钢板的中心间距为120～160mm，沿纵向长方形钢板均匀对称布置；其长边尺寸为300～400mm，高度为200～250mm，钢板厚为18～24mm。
5.如权利要求2所述的装配式组合梁桥的井式钢板剪力键构造，其特征在于：所述槽口高度为210～260mm，槽口宽度为22～28mm。
6.如权利要求2所述的装配式组合梁桥的井式钢板剪力键构造，其特征在于：所述L形钢筋与纵向长方形钢板的侧面焊接。
7.如权利要求1所述的装配式组合梁桥的井式钢板剪力键构造，其特征在于：所述柱状多边形槽的长度为500mm～800mm，宽度为400～500mm，深度为320～400mm，倒角一边为50～80mm，倒角另一边为70～110mm。
8.一种装配式组合梁桥的井式钢板剪力键构造的施工方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)预制混凝土预制板，预制过程中，按设计预留柱状多边形槽，混凝土预制板在预留多边形槽内的混凝土预制板上层钢筋保持连续；
2)按设计尺寸对钢板进行下料，先焊接纵向长方形钢板和横向短钢板，组装成井式钢板剪力键；
3)将钢板剪力键按预定位置焊接在钢梁的上翼缘板上；
4)将混凝土预制板的预留柱状多边形槽对准井式钢板剪力键位置，安装到钢梁的上翼缘板上；
5)用L形钢筋分别与混凝土预制板上层钢筋及井式钢板剪力键的纵向长方形钢板的侧面进行焊接；
6)在预留多边形槽口中现浇微膨胀混凝土，使混凝土预制板和钢梁连接起来，现浇混凝土强度，不得小于混凝土预制板的强度。
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