CN107724232A - 一种用于局部混凝土连接的应力缓解构造 - Google Patents

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郑建中
曹光伦
陈发根
王凯
王胜斌
梅应华
梁长海
刘志权
陈亮
邵亚慧
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Abstract

本发明涉及一种用于局部混凝土连接的应力缓解构造，包括两个间隔设置的局部混凝土连接段、局部混凝土连接段下方的界面钢板，以及界面钢板上的剪力钉群，两个间隔设置的局部混凝土连接段之间为混凝土隔离段，界面钢板上的剪力钉群伸入到局部混凝土连接段内部，以及混凝土隔离段内部，位于混凝土隔离段内的剪力钉群为无粘结剪力钉群，位于局部混凝土连接段内的剪力钉群为有粘结剪力钉群，混凝土隔离段与局部混凝土连接段相隔离，混凝土隔离段的应力状态得到缓解。本发明改变了结构上或结构间局部混凝土连接的传统型式和工作状态，连接处的混凝土应力、钢筋应力、裂缝宽度大幅下降，安全性、耐久性均得到提高。

Description

一种用于局部混凝土连接的应力缓解构造
技术领域
本发明属于土木工程技术领域，尤其是涉及一种用于局部混凝土连接的应力缓解构造。
背景技术
目前，采用结构化的观点、工业化的模式，在规模化、系列化的水平上，实施少土、无土、高效、低价工程的建设，正成为我国绿色公路建设的发展方向。其中，中小结构轻型化成套技术是实施绿色公路建设、公路工业化建造的关键部分。经过多年探索，这一技术虽然得到长足发展，但依然存在很多不足：如关键构造发展滞后、理论研究突破缺乏。
结构中常常存在现浇局部混凝土连接，而其又往往位于结构受力的关键部位，如墩顶连续梁负弯矩区或墩顶简支梁桥面连续处。因此，这些连接处常常处于过大的应力状态。传统采用的强化钢筋配置，进行全断面裂缝验算的方式不仅钢筋使用多，而且裂缝宽度大，连接的安全性、耐久性均难以保证。而这一状态目前尚未得到有效改善，成为制约桥梁工业化建造技术发展的瓶颈之一。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种用于局部混凝土连接的应力缓解构造。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种用于局部混凝土连接的应力缓解构造，包括两个间隔设置的局部混凝土连接段、局部混凝土连接段下方的界面钢板，以及界面钢板上的剪力钉群，两个间隔设置的局部混凝土连接段之间为混凝土隔离段，所述界面钢板上的剪力钉群伸入到局部混凝土连接段内部，以及混凝土隔离段内部，其中局部混凝土连接段内浇筑混凝土，混凝土隔离段内部也浇筑混凝土，位于混凝土隔离段内的剪力钉群为无粘结剪力钉群，位于局部混凝土连接段内的剪力钉群为有粘结剪力钉群，混凝土隔离段与局部混凝土连接段相隔离，混凝土隔离段的应力状态得到缓解。
所述局部混凝土连接段位于一个结构上或两个结构间，当两个间隔设置的局部混凝土连接段位于一个结构上时，所述界面钢板设置一块，位于相间隔的两个局部混凝土连接段的下方，当两个间隔设置的局部混凝土连接段位于两个结构间时，所述界面钢板设置两块，分别位于相间隔的两个局部混凝土连接段的下方。
所述混凝土隔离段在纵向不与局部混凝土连接段连接，作为一个独立单元工作。在一个结构上时，该独立单元与结构之间无剪力流；在两个结构之间时，该独立单元具有更小的线刚度。
进一步地，所述剪力钉群焊接于所述界面钢板顶面。
进一步地，所述无粘结剪力钉群为一群外套柔性护套的剪力钉。
进一步地，所述柔性护套为聚氨酯柔性护套。
进一步地，无粘结剪力钉群采用的剪力钉直径22mm，高度225mm，横向间距165mm，纵向间距200mm，有粘结剪力钉群采用的剪力钉直径22mm，高度225mm，横向间距165mm，纵向间距200mm。
本发明具有独特的工作原理，混凝土隔离段在一个结构上时，由于与结构上的现浇局部混凝土连接段之间无剪力流，混凝土隔离段上拉压应力变化缓解，应力峰值降低；混凝土隔离段在两个结构之间时，由于混凝土隔离段段长大于结构间净距，混凝土隔离段具有更小的线刚度，分配到的内力减少，应力相应减少。
与现有技术相比，本发明改变了结构上或结构间局部混凝土连接的传统型式和工作状态，连接处的混凝土应力、钢筋应力、裂缝宽度大幅下降，安全性、耐久性均得到提高，对桥梁工业化建造技术的发展起到了积极作用。
附图说明
图1为本发明结构上用于局部混凝土连接的应力缓解构造工作原理示意图；
图2为本发明结构上用于局部混凝土连接的应力缓解构造结构示意图；
图3为本发明结构上用于局部混凝土连接的应力缓解构造无粘结剪力钉群示意图。
图4为本发明结构间用于局部混凝土连接的应力缓解构造工作原理示意图；
图5为本发明结构间用于局部混凝土连接的应力缓解构造结构示意图；
图6为本发明结构间用于局部混凝土连接的应力缓解构造无粘结剪力钉群示意图。
图中：1-现浇局部混凝土连接段；2-界面钢板；3-无粘结剪力钉群；4-有粘结剪力钉群；5-混凝土隔离段；6-柔性护套。
具体实施方式
一种用于局部混凝土连接的应力缓解构造，包括两个间隔设置的局部混凝土连接段、局部混凝土连接段下方的界面钢板，以及界面钢板上的剪力钉群，两个间隔设置的局部混凝土连接段之间为混凝土隔离段，所述界面钢板上的剪力钉群伸入到局部混凝土连接段内部，以及混凝土隔离段内部，其中局部混凝土连接段内浇筑混凝土，混凝土隔离段内部也浇筑混凝土，位于混凝土隔离段内的剪力钉群为无粘结剪力钉群，位于局部混凝土连接段内的剪力钉群为有粘结剪力钉群，混凝土隔离段与局部混凝土连接段相隔离，混凝土隔离段的应力状态得到缓解。
所述局部混凝土连接段位于一个结构上或两个结构间，当两个间隔设置的局部混凝土连接段位于一个结构上时，所述界面钢板设置一块，位于相间隔的两个局部混凝土连接段的下方，当两个间隔设置的局部混凝土连接段位于两个结构间时，所述界面钢板设置两块，分别位于相间隔的两个局部混凝土连接段的下方。
所述混凝土隔离段在纵向不与局部混凝土连接段连接，作为一个独立单元工作。在一个结构上时，该独立单元与结构之间无剪力流；在两个结构之间时，该独立单元具有更小的线刚度。
所述剪力钉群焊接于所述界面钢板顶面。
所述无粘结剪力钉群为一群外套柔性护套的剪力钉。所述柔性护套为聚氨酯柔性护套。
无粘结剪力钉群和有粘结剪力钉群采用的剪力钉直径22mm，高度225mm，横向间距165mm，纵向间距200mm。
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
如图2，一种用于连续梁上的局部混凝土连接的应力缓解构造，包括一段厚350mm的局部混凝土连接段1、一块局部混凝土连接段1下的界面钢板2、界面钢板1中部的无粘结剪力钉群3和界面钢板1两侧的有粘结剪力钉群4。局部混凝土连接段1位于连续钢板组合梁在中墩顶的负弯矩区。
如图3，无粘结剪力钉群3和有粘结剪力钉群4采用的剪力钉直径22mm，高度225mm，横向间距165mm，纵向间距200mm。起关键隔离作用的无粘结剪力钉群3为一群外套厚0.5mm的聚氨酯柔性护套6的剪力钉。
如图1，浇筑局部混凝土连接段1时，无粘结剪力钉群3处的混凝土被隔离，即混凝土隔离段5纵向不与局部混凝土连接段1连接，该混凝土隔离段5与局部混凝土连接段1之间无剪力流，段上拉应力计算峰值相应由6.50Mpa降低至4.64Mpa。
实施例2
如图5，一种用于简支梁间的局部混凝土连接的应力缓解构造，包括一段厚350mm的局部混凝土连接段1、两块局部混凝土连接段1下的两个界面钢板2、每块界面钢板2内侧的无粘结剪力钉群3和外侧的有粘结剪力钉群4。局部混凝土连接段1位于简支钢板组合梁在桥墩顶的桥面板连续处。
如图6，无粘结剪力钉群3和有粘结剪力钉群4采用的剪力钉直径22mm，高度225mm，横向间距165mm，纵向间距200mm。起关键隔离作用无粘结剪力钉群3为一群外套厚0.5mm的聚氨酯柔性护套6的剪力钉。
如图4，浇筑局部混凝土连接段1时，无粘结剪力钉群3处的混凝土被隔离，即混凝土隔离段5纵向不与局部混凝土连接段1连接，该混凝土隔离段5段长大于两梁间净距，线刚度降低，分配到的弯矩减少，拉应力计算值相应由9.98Mpa降低至4.33Mpa。
本发明改变了结构上或结构间局部混凝土连接的传统型式和工作状态，连接处的混凝土应力、钢筋应力、裂缝宽度大幅下降，安全性、耐久性均得到提高，对桥梁工业化建造技术的发展起到了积极作用。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于局部混凝土连接的应力缓解构造，其特征在于，包括两个间隔设置的局部混凝土连接段(1)、局部混凝土连接段(1)下方的界面钢板(2)，以及界面钢板(2)上的剪力钉群，两个间隔设置的局部混凝土连接段(1)之间为混凝土隔离段(5)，所述界面钢板(2)上的剪力钉群伸入到局部混凝土连接段(1)内部，以及混凝土隔离段(5)内部，其中局部混凝土连接段(1)内浇筑混凝土，混凝土隔离段(5)内部也浇筑混凝土，位于混凝土隔离段(5)内的剪力钉群为无粘结剪力钉群(3)，位于局部混凝土连接段(1)内的剪力钉群为有粘结剪力钉群(4)，混凝土隔离段(5)与局部混凝土连接段(1)相隔离，混凝土隔离段(5)的应力状态得到缓解。
2.根据权利要求1所述的一种用于局部混凝土连接的应力缓解构造，其特征在于，所述局部混凝土连接段(1)位于一个结构上或两个结构间，当两个间隔设置的局部混凝土连接段(1)位于一个结构上时，所述界面钢板(2)设置一块，位于相间隔的两个局部混凝土连接段(1)的下方，当两个间隔设置的局部混凝土连接段(1)位于两个结构间时，所述界面钢板(2)设置两块，分别位于相间隔的两个局部混凝土连接段(1)的下方。
3.根据权利要求1所述的一种用于局部混凝土连接的应力缓解构造，其特征在于，所述混凝土隔离段(5)在纵向不与局部混凝土连接段(1)连接，作为一个独立单元工作。
4.根据权利要求1所述的一种用于局部混凝土连接的应力缓解构造，其特征在于，所述剪力钉群焊接于所述界面钢板(2)顶面。
5.根据权利要求1所述的一种用于局部混凝土连接的应力缓解构造，其特征在于，所述无粘结剪力钉群(3)为一群外套柔性护套的剪力钉。
6.根据权利要求5所述的一种用于局部混凝土连接的应力缓解构造，其特征在于，所述柔性护套为聚氨酯柔性护套。
7.根据权利要求1所述的一种用于局部混凝土连接的应力缓解构造，其特征在于，无粘结剪力钉群(3)采用的剪力钉直径22mm，高度225mm，横向间距165mm，纵向间距200mm，有粘结剪力钉群(4)采用的剪力钉直径22mm，高度225mm，横向间距165mm，纵向间距200mm。
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