CN106988200A - 纵向不抗剪开孔钢板抗拔连接件及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种纵向不抗剪开孔钢板抗拔连接件及其施工方法，涉及一种应用于桥梁结构的连接件，属于桥梁结构技术领域。该连接件用于连接钢梁和混凝土板，所述的连接件包括开长圆孔的钢板和贯穿钢筋；在长圆孔内贯穿钢筋的两侧填充有弹性材料，该连接件钢板焊接于钢梁的上翼缘板上。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板的拉应力，提高混凝土板的纵向预应力导入度，改善混凝土板的长期性能和耐久性，同时该连接件具有可靠的抗拔能力，能抵抗混凝土板相对于钢梁的掀起作用。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

纵向不抗剪开孔钢板抗拔连接件及其施工方法

技术领域

本发明涉及桥梁结构技术领域，具体是一种纵向不抗剪开孔钢板抗拔连接件及其施工方法。

背景技术

如图1所示为钢-混凝土连续组合梁桥，其中采用的钢-混凝土组合梁由钢梁和混凝土板组成，两者通常采用栓钉连接件6相连，如图2所示。栓钉连接件6的主要作用包括：

（1）抗剪：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）抗拔：抵抗混凝土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，钢梁与混凝土的组合作用能使混凝土板受压，钢梁大部分受拉，充分发挥钢梁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，钢梁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。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。此外，在连续组合梁桥中，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混凝土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效率。综上所述，在连续组合梁桥的负弯矩区，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拔问题无法得到有效解决。因此，钢-混凝土连续组合梁桥结构目前尚缺少一种有效的用于负弯矩区只抗拔但纵向不抗剪的新型连接件，从而制约了这种结构形式的推广和应用。

发明内容

本发明为了解决现有技术中在连续组合梁桥的负弯矩区，采用栓钉连接件会对结构受力产生不利影响的技术问题，提供了一种纵向不抗剪开孔钢板抗拔连接件及其施工方法，连接件能有效减小负弯矩区混凝土板的拉应力，提高混凝土板的纵向预应力效率，改善混凝土板的长期性能和耐久性，同时具有抗拔作用以抵抗混凝土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。

本发明提供了一种纵向不抗剪开孔钢板抗拔连接件，用于连接钢梁和混凝土板，其中钢梁包括上翼缘板、腹板和底板组成；所述的连接件包括开长圆孔的钢板和贯穿钢筋，贯穿钢筋穿过钢板的长圆孔，贯穿钢筋在长圆孔内的部分两侧填充有弹性材料，所述的开长圆孔的钢板焊接于钢梁的上翼缘板上。

所述的开长圆孔的钢板的长圆孔的长度方向沿钢梁纵向设置。

所述的贯穿钢筋的直径与长圆孔的高度相同。

本发明还提供了一种纵向不抗剪开孔钢板抗拔连接件的施工方法，其特征在于包括以下步骤：

1）在工厂将开长圆孔的钢板焊于钢梁上翼缘板；

2）钢梁现场安装就位后在开长圆孔的钢板的长圆孔内安装贯穿钢筋；

3）在长圆孔内贯穿钢筋的两侧填充弹性材料；

4）绑扎混凝土板钢筋；

5) 浇注混凝土。

本发明有益效果在于：

1.由于混凝土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，纵向预应力的效率相比采用栓钉连接件的组合梁有显著的提高；

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板中的拉应力，改善混凝土板的长期受力性能，提高混凝土板的耐久性；

3.该连接件采用的开孔钢板、贯穿钢筋和弹性材料取材方便，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拔的作用，能有效抵抗混凝土板因整体纵向弯曲、局部横向弯曲以及横向偏载作用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为钢-混凝土连续组合梁桥中组合梁不同区域采用不同连接件类型示意图。

图2为正弯矩区采用传统栓钉连接件的组合梁横断面图。

图3为负弯矩区采用纵向不抗剪开孔钢板抗拔连接件的组合梁横断面图。

图4为负弯矩区采用纵向不抗剪开孔钢板抗拔连接件的组合梁纵断面图。

图中标记为，1.上翼缘板；2.腹板；3.底板；4.混凝土板钢筋；5.混凝土；6.栓钉连接件；7. 开长圆孔的钢板；8. 贯穿钢筋；9.弹性材料。

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下。

如图3所示，钢梁由上翼缘板1、腹板2和底板3组成，混凝土板由混凝土板钢筋4和混凝土5组成。本发明的纵向不抗剪开孔钢板抗拔连接件，用以连接钢梁和混凝土板，由开长圆孔的钢板7和贯穿钢筋8组成，贯穿钢筋8穿过钢板7的长圆孔，贯穿钢筋8在长圆孔内的部分两侧填充有弹性材料9，弹性材料9可采用泡沫塑料或橡胶。开长圆孔的钢板7焊接于钢梁的上翼缘板1上，其长度方向沿钢梁纵向设置。

连接件开长圆孔的钢板7的长圆孔的长度方向沿钢梁纵向设置，混凝土板和钢梁之间发生相对滑移时，混凝土板带动贯穿钢筋8在长圆孔内滑动，贯穿钢筋8两侧的间隙量应根据混凝土板和钢梁之间可能发生的相对滑移量进行确定。

连接件中贯穿钢筋8的直径采用与长圆孔的高度相同的尺寸，当混凝土板与钢梁之间产生竖向分离和掀起时，混凝土板带动贯穿钢筋8挤压长圆孔的上侧孔壁，长圆孔发挥限位作用，从而使连接件具有较强的抗拔能力，保证混凝土板和钢梁仍然具有较强的整体性。

本发明的施工方法为：

本发明所述的纵向不抗剪开孔钢板抗拔连接件，其施工方法如下：在工厂将开长圆孔的钢板7焊于钢梁上翼缘板1上，然后将钢梁运至现场安装就位后，在开长圆孔的钢板7的长圆孔内安装贯穿钢筋8，之后在长圆孔内贯穿钢筋8的两侧填充弹性材料9，最后绑扎混凝土板钢筋4，浇注混凝土5，从而形成如图3～图4所示的纵向不抗剪开孔钢板抗拔连接件。

本发明提供了一种纵向不抗剪开孔钢板抗拔连接件，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板的拉应力，提高混凝土板的纵向预应力导入度，改善混凝土板的长期性能和耐久性，同时具有抗拔能力，能抵抗混凝土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。

本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种纵向不抗剪开孔钢板抗拔连接件，用于连接钢梁和混凝土板，其中钢梁包括上翼缘板（1）、腹板（2）和底板（3）组成；其特征在于：所述的连接件包括开长圆孔的钢板（7）和贯穿钢筋（8），贯穿钢筋（8）穿过钢板（7）的长圆孔，贯穿钢筋（8）在长圆孔内的部分两侧填充有弹性材料（9），所述的开长圆孔的钢板（7）焊接于钢梁的上翼缘板（1）上。

2.根据权利要求1所述的纵向不抗剪开孔钢板抗拔连接件，其特征在于：所述的开长圆孔的钢板（7）的长圆孔的长度方向沿钢梁纵向设置。

3.根据权利要求1或2所述的纵向不抗剪开孔钢板抗拔连接件，其特征在于：所述的贯穿钢筋（8）的直径与长圆孔的高度相同。

4.一种纵向不抗剪开孔钢板抗拔连接件的施工方法，其特征在于包括以下步骤：

1）在工厂将开长圆孔的钢板（7）焊于钢梁上翼缘板（1）；

2）钢梁现场安装就位后在开长圆孔的钢板（7）的长圆孔内安装贯穿钢筋（8）；

3）在长圆孔内贯穿钢筋（8）的两侧填充弹性材料（9）；

4）绑扎混凝土板钢筋（4）；

5) 浇注混凝土（5）。