CN107268804A - 一种用于波纹钢板‑混凝土组合结构的剪力连接件 - Google Patents

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Abstract

一种用于波纹钢板‑混凝土组合结构的剪力连接件,属于钢波纹板结构技术领域,用于实现混凝土与钢波纹板结构的协同受力。其技术方案是:弧形钢板的弧度与钢波纹板的波谷的弯曲弧度相匹配,叠合钢板为平钢板,叠合钢板放置在弧形钢板的上方,紧固螺栓自上而下穿过叠合钢板、弧形钢板和钢波纹板的螺孔,下螺母位于钢波纹板下方与紧固螺栓相连接,中间螺母与下螺母共同将弧形钢板与钢波纹板紧固连接,上螺母在叠合钢板的上方将叠合钢板与弧形钢板压紧连接。本发明能够有效传递钢波纹板与混凝土结构间的剪力,充分发挥了剪力连接件在组合结构中的作用,防止钢波纹板与混凝土组合结构在界面处发生滑移,实现了混凝土与钢波纹板结构的协同受力。

Description

一种用于波纹钢板-混凝土组合结构的剪力连接件
技术领域
本发明涉及一种用于波纹钢板-混凝土组合结构的剪力连接件,属于钢波纹板结构技术领域。
背景技术
钢波纹板结构是一种新型建筑结构,具有横向补偿位移的特点,有较好的适应变形能力,已经被广泛应用与隧道、桥涵、地下管廊、地下管道等工程领域。但是在施工中发现,随着钢波纹板桥涵跨度的增大和上覆土层厚度的增加,单层钢波纹板已经不能够满足桥涵的抗拉、抗压要求,必须采用增加钢波纹板厚度或层次等方法改善钢波纹板桥涵的受力特性,减小结构变形。这些方法虽然有一定的效果,但是为了满足实际的需求需要消耗大量的材料,费效比较差,且制作起来比较困难。而采用钢波纹板与混凝土的组合结构代替传统单层钢波纹板成为钢波纹板桥涵工程中提升钢波纹板结构抗拉、抗压强度的重要解决方案,这种组合结构可以使得钢波纹板和混凝土整体受力,协同作用,充分提高整体结构的承载能力。这种组合结构中最重要的部件之一是剪力连接件,剪力连接件不仅要传递纵向剪力还要防止混凝土与钢波纹板竖向分离,如若剪力连接件设计不合理,容易引起两种弹性模量相差很大的材料界面处产生水平相互滑移和竖向分离,造成结构的损坏。目前的剪力连接件是采用焊接栓钉作为剪力连接件,但对于薄钢板焊接困难,且若在工厂预先焊好在板片上会影响主体钢波纹板重叠运输,不能适应生产的需要。为此,设计一种能将钢波纹板与混凝土有效组合在一起共同作用的剪力连接件是十分必要的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于钢波纹板-混凝土组合结构的剪力连接件,这种剪力连接件能够有效传递钢波纹板与混凝土结构间的剪力,充分发挥了剪力连接件在组合结构中的作用,防止钢波纹板与混凝土组合结构在界面处发生滑移,实现了混凝土与钢波纹板结构的协同受力。
解决上述技术问题的技术方案是:
一种用于钢波纹板-混凝土组合结构的剪力连接件,它包括弧形钢板、叠合板钢板、紧固螺栓、上螺母、中间螺母、下螺母,弧形钢板的弧度与钢波纹板的波谷的弯曲弧度相匹配,叠合钢板为平钢板,叠合钢板放置在弧形钢板的上方,叠合钢板的两端分别与弧形钢板上部两侧相接触,弧形钢板的弧形底部有垂直的螺孔,叠合钢板中央有螺孔与弧形钢板的螺孔相对,紧固螺栓自上而下穿过叠合钢板、弧形钢板和钢波纹板的螺孔,下螺母位于钢波纹板下方与紧固螺栓的螺杆下端相连接,中间螺母拧在弧形钢板上方的紧固螺栓的螺杆上与下螺母共同将弧形钢板与钢波纹板紧固连接,上螺母拧在叠合钢板的上方的紧固螺栓的螺杆上将叠合钢板与弧形钢板压紧连接。
上述用于钢波纹板-混凝土组合结构的剪力连接件,所述叠合钢板为两块,两块叠合钢板水平平行放置在弧形钢板的上方,两块叠合钢板上分别有螺孔,弧形钢板上有相应的两个螺孔分别与两块叠合钢板的螺孔相对,两个紧固螺栓分别穿过两块叠合钢板、弧形钢板和钢波纹板的螺孔,两个紧固螺栓上分别有上螺母、中间螺母、下螺母将叠合钢板、弧形钢板和钢波纹板紧固连接。
本发明的有益效果是:
本发明的弧形钢板与钢波纹板紧密连接,能增大剪力连接件传递剪力的面积,增强剪力连接件的抗抜性能,更有效地防止钢波纹板与混凝土组合结构在界面处发生滑移;叠合钢板不仅能通过紧固螺栓将弧形钢板与钢波纹板完全贴紧,又能防止紧固螺栓发生侧向弯曲;紧固螺栓连接能提高使用寿命、施工安全、简化结构细节及施工工艺、缩短施工工期及降低拆除费用等优点。
本发明结构简单、使用方便,能够有效传递钢波纹板与混凝土结构间的剪力,充分发挥了剪力连接件在组合结构中的作用,防止钢波纹板与混凝土组合结构在界面处发生滑移,实现了混凝土与钢波纹板结构的协同受力。本发明克服了目前焊接栓钉作为剪力连接件的方式对于薄钢板焊接困难以及将剪力栓钉预先焊好在板片上造成重叠运输的缺点,达到缩短工期、方便施工与运输、降低造价的目的。
附图说明
图1是本发明的结构示意图;
图2是本发明的使用状态示意图。
图中标记如下:钢波纹板1、弧形钢板2、叠合钢板3、紧固螺栓4、上螺母5、中间螺母6、下螺母7。
具体实施方式
本发明由弧形钢板2、叠合钢板3、紧固螺栓4、上螺母5、中间螺母6、下螺母7组成。
图中显示,弧形钢板2的弧度与钢波纹板1的波谷的弯曲弧度相匹配,弧形钢板2的弧形底部有垂直的螺孔,钢波纹板1上有对应的螺孔。使用时,弧形钢板2压在钢波纹板1的波谷位置,紧固螺栓4穿过弧形钢板2和钢波纹板1由螺母夹紧连接。连接后,弧形钢板2能增大剪力连接件传递剪力的面积,增强剪力连接件的抗抜性能,更有效的防止钢波纹板与混凝土组合结构在界面处发生滑移。
图中显示,叠合钢板3为平钢板,叠合钢板3放置在弧形钢板2的上方,叠合钢板3的两端分别与弧形钢板2上部两侧相接触。叠合钢板3中央有螺孔与弧形钢板2的螺孔相对,紧固螺栓4自上而下穿过叠合钢板3、弧形钢板2和钢波纹板1的螺孔。叠合钢板3不仅能通过紧固螺栓4将弧形钢板2与钢波纹板1完全贴紧,又能防止紧固螺栓4发生侧向弯曲。
图中显示,考虑到钢波纹板1在波峰、波谷长度方向的长度,叠合钢板3采用两块,两块叠合钢板3水平平行放置在弧形钢板2的上方,两块叠合钢板3上分别有螺孔,弧形钢板2上有相应的两个螺孔分别与两块叠合钢板3的螺孔相对,两个紧固螺栓4分别穿过两块叠合钢板3、弧形钢板2和钢波纹板1的螺孔由螺母紧固连接。用两块预制开孔叠合钢板3将一块弧形钢板2压实于钢波纹板1上,再使用施工方便的紧固螺栓4将上述结构紧密结合,这种组合方式在最小用钢量的条件下达到了良好的预期效果
图中显示,两个紧固螺栓4上分别有上螺母5、中间螺母6、下螺母7将叠合钢板3、弧形钢板2和钢波纹板1紧固连接。下螺母7位于钢波纹板1下方与紧固螺栓4的螺杆下端相连接,中间螺母6拧在弧形钢板2上方的紧固螺栓4的螺杆上与下螺母共同将弧形钢板2与钢波纹板1紧固连接,上螺母5拧在叠合钢板3的上方的紧固螺栓4的螺杆上将叠合钢板3与弧形钢板2压紧连接。
紧固螺栓4连接具有能提高使用寿命、施工安全、简化结构细节及施工工艺、缩短施工工期及降低拆除费用等优点。
操作时,首先用钢波纹板1下方的下螺母7和弧形钢板2上方的中间螺母6拧紧,此时弧形钢板2不能和钢波纹板1结构完全贴合,再加大叠合钢板3上的上螺母5的扭力,上螺母5压紧叠合钢板3,叠合钢板3从而压紧弧形钢板2。
本发明的一个实施例采用的弧形钢板2为300mm*145mm*4mm,在弧形钢板2上放置两块85mm*60mm*4mm的平钢板作为叠合钢板3,在钢波纹板1、弧形钢板2和叠合钢板3上都预制直径为17mm的螺孔,用直径为16mm的紧固螺栓4将三者固定连接在一起。

Claims (2)

1.一种用于钢波纹板-混凝土组合结构的剪力连接件,其特征在于:它包括弧形钢板(2)、叠合板钢板(3)、紧固螺栓(4)、上螺母(5)、中间螺母(6)、下螺母(7),弧形钢板(2)的弧度与钢波纹板(1)的波谷的弯曲弧度相匹配,叠合钢板(3)为平钢板,叠合钢板(3)放置在弧形钢板(2)的上方,叠合钢板(3)的两端分别与弧形钢板(2)上部两侧相接触,弧形钢板(2)的弧形底部有垂直的螺孔,叠合钢板(3)中央有螺孔与弧形钢板(2)的螺孔相对,紧固螺栓(4)自上而下穿过叠合钢板(3)、弧形钢板(2)和钢波纹板(1)的螺孔,下螺母(7)位于钢波纹板(1)下方与紧固螺栓(4)的螺杆下端相连接,中间螺母(6)拧在弧形钢板(2)上方的紧固螺栓(4)的螺杆上与下螺母(7)共同将弧形钢板(2)与钢波纹板(1)紧固连接,上螺母(5)拧在叠合钢板(3)的上方的紧固螺栓(4)的螺杆上将叠合钢板(3)与弧形钢板(2)压紧连接。
2.根据权利要求1所述的用于钢波纹板-混凝土组合结构的剪力连接件,其特征在于:所述叠合钢板(3)为两块,两块叠合钢板(3)水平平行放置在弧形钢板(2)的上方,两块叠合钢板(3)上分别有螺孔,弧形钢板(2)上有相应的两个螺孔分别与两块叠合钢板(3)的螺孔相对,两个紧固螺栓(4)分别穿过两块叠合钢板(3)、弧形钢板(2)和钢波纹板(2)的螺孔,两个紧固螺栓(4)上分别有上螺母(5)、中间螺母(6)、下螺母(7)将叠合钢板(3)、弧形钢板(2)和钢波纹板(1)紧固连接。
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