CN109930467B - 钢-ecc-混凝土组合梁及其制备方法 - Google Patents

钢-ecc-混凝土组合梁及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109930467B
CN109930467B CN201910285653.1A CN201910285653A CN109930467B CN 109930467 B CN109930467 B CN 109930467B CN 201910285653 A CN201910285653 A CN 201910285653A CN 109930467 B CN109930467 B CN 109930467B
Authority
CN
China
Prior art keywords
ecc
supporting plate
steel
bonding layer
concrete panel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910285653.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109930467A (zh
Inventor
王斌杰
肖林
周迅
初晓雷
熊港
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southwest Jiaotong University
Original Assignee
Southwest Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southwest Jiaotong University filed Critical Southwest Jiaotong University
Priority to CN201910285653.1A priority Critical patent/CN109930467B/zh
Publication of CN109930467A publication Critical patent/CN109930467A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109930467B publication Critical patent/CN109930467B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/30—Adapting or protecting infrastructure or their operation in transportation, e.g. on roads, waterways or railways

Landscapes

  • Rod-Shaped Construction Members (AREA)
  • Bridges Or Land Bridges (AREA)

Abstract

本发明公开了一种钢‑ECC‑混凝土组合梁及其制备方法，属于建筑结构领域。钢‑ECC‑混凝土组合梁包括钢梁、ECC托板、混凝土面板以及多个剪力键；ECC托板的纵截面呈倒梯形，倒梯形下底的长度等于钢梁上翼缘的宽度，其腰与下底形成的夹角大于等于135°，ECC托板和所有剪力键均位于钢梁上翼缘；ECC托板的顶面设置有结合层；混凝土面板位于结合层顶面，混凝土面板内配置有构造钢筋；所有剪力键沿钢梁轴线方向呈矩形阵列分布，每个剪力键均贯穿ECC托板和结合层，并延伸至混凝土面板内。

Description

钢-ECC-混凝土组合梁及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑结构技术领域，具体涉及一种钢-ECC-混凝土组合梁及其制备方法。
背景技术
钢-混凝土组合结构是一种集合了钢材与混凝土两种材料性能优点的结构，在桥梁工程中，其结构形式通常由上部混凝土面板以及下部钢梁所组成，混凝土面板与钢梁通常使用剪力件进行连接。相比于钢筋混凝土结构，它能更充分地发挥材料性能，减轻结构自重，增加结构延性，缩短施工工期。但是，在钢-混凝土组合梁承受荷载后，混凝土容易产生裂缝，为腐蚀物质的侵入创造了条件。腐蚀介质的侵入将使得剪力键锈蚀而造成结构刚度减小、承载力降低，影响结构的使用性能甚至导致结构提前失效。
发明内容
针对现有技术中的上述不足，本发明旨在提供一种能够减缓剪力键锈蚀而导致的结构刚度减小、承载力降低的钢-ECC-混凝土组合梁及其制备方法。
为了达到上述发明创造的目的，本发明采用的技术方案为：
提供一种钢-ECC-混凝土组合梁，其包括钢梁、ECC托板、混凝土面板以及多个剪力键；ECC托板的纵截面呈倒梯形，倒梯形下底的长度等于钢梁上翼缘的宽度，其腰与下底形成的夹角大于等于135°，ECC托板和所有剪力键均位于钢梁上翼缘；ECC托板的顶面设置有结合层；混凝土面板位于结合层顶面，混凝土面板内配置有构造钢筋；所有剪力键沿钢梁轴线方向呈矩形阵列分布，每个剪力键均贯穿ECC托板和结合层，并延伸至混凝土面板内。
进一步地，ECC托板的厚度不小于3cm，且不超过剪力键高度的1/2。
进一步地，剪力键为栓钉。
进一步地，混凝土面板的厚度大于等于180mm，且大于等于ECC托板厚度的1.5倍。
本方案还提供一种上述钢-ECC-混凝土组合梁的制备方法，其包括：
S1、准备并放置经过防腐处理的钢梁；
S2、在钢梁上翼缘固定多个剪力键，所有剪力键呈矩形阵列分布；
S3、在钢梁上翼缘浇筑ECC托板；ECC托板的厚度小于剪力键的高度，ECC托板的纵截面呈倒梯形，倒梯形下底的长度等于钢梁上翼缘的宽度，其腰与下底形成的夹角大于等于135°；
S4、当ECC托板达到设计强度，在ECC托板的顶面设置结合层；
S5、当结合层达到设计强度，在结合层顶部绑扎构造钢筋，并对绑扎好的构造钢筋层进行模板搭建，向搭建好的模板内浇筑混凝土形成混凝土面板；混凝土面板顶部的高度高于剪力键顶部的高度。
进一步地，步骤S4中，结合层的设置方法为：在ECC托板的顶面涂抹胶粘剂后撒上若干摩擦力增加块，摩擦力增加块位于剪力键顶部的下方。
进一步地，胶粘剂为环氧树脂胶，其厚度为2～3mm；摩擦力增加块为碎石子，其粒径为5～10mm。
本发明的有益效果为：在制备阶段，钢梁承受施工荷载以及未形成强度的ECC和混凝土面板的重量；在使用阶段，钢-ECC-混凝土组合梁(以下简称“组合梁”)以组合结构整体共同承担荷载。该组合梁主要用于结构承担弯矩的区域。在正弯矩的作用下，钢梁受拉，混凝土和ECC托板受压；在负弯矩作用下，由于混凝土面板内配置有构造钢筋，构造钢筋承受拉力，钢梁承受压力。
剪力键贯穿ECC托板和结合层并延伸至混凝土面板内，用于传递水平剪力。结合层包括胶粘剂和若干摩擦力增加块，其位于ECC托板顶面和混凝土桥面板之间，使得两者的结合更加紧密，避免了ECC托板与混凝土面板之间产生滑移，进而增强了组合梁的刚度、稳定性和承载力，从而避免组合梁提前失效。
组合梁在承受荷载后，ECC托板产生的裂缝为多个细小裂缝而不是宽大的单个裂缝，从而有效阻止了腐蚀物质的入侵，很好地保护了其内部的剪力键，使得剪力键更好的传递剪力。并且ECC托板具有优越的抗疲劳性能，不易发生疲劳破坏，对提高组合梁的疲劳寿命产生了有益影响，从而避免组合梁提前失效。
同时，ECC托板的纵截面呈倒梯形，其腰与下底形成的夹角大于等于135°。这种结构有助于构件之间的粘结，避免在剪切力作用下接合面出现裂缝；并且有助于更好地将混凝土面板受到的荷载传递到钢梁上，防止组合梁内部出现局部应力过大的情况，大大增强了组合梁的稳定性和承载力；同时也方便施工过程中搭建模板进行混凝土面板现浇，给施工带来方便。
附图说明
图1为具体实施例中钢-ECC-混凝土组合梁的结构示意图；
图2为图1的剖视图；
图3为图1的局部结构示意图。
其中，1、混凝土面板；2、结合层；3、ECC托板；4、H型钢；5、栓钉。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式做详细说明，以便于本技术领域的技术人员理解本发明。但应该清楚，下文所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。在不脱离所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，本领域普通技术人员在没有做出任何创造性劳动所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
如图1所示，该钢-ECC-混凝土组合梁包括钢梁、ECC托板3、混凝土面板1以及多个剪力键；ECC托板3的纵截面呈倒梯形，倒梯形下底的长度等于钢梁上翼缘的宽度，其腰与下底形成的夹角大于等于135°。
如图2和图3所示，ECC托板3和所有剪力键均位于钢梁上翼缘；ECC托板3的顶面设置有结合层2。“ECC”为工程用水泥基增强复合材料的简称。混凝土面板1位于结合层2顶面，混凝土面板1内配置有构造钢筋；关于构造钢筋配置的要求，其符合现行有效的钢-混凝土组合桥梁设计规范，目前有效的设计规范是《GB50917-2013钢-混凝土组合桥梁设计规范》。所有剪力键沿钢梁轴线方向呈矩形阵列分布，每个剪力键均贯穿ECC托板3和结合层2，并延伸至混凝土面板1内。
实施时，选用经过防腐处理的钢梁，本方案优选钢梁为H型钢4。具体地，ECC托板3的厚度不小于3cm，以延长腐蚀物质渗透ECC托板3到达剪力键表面的时间，从而增强组合梁的抗腐蚀性；且ECC托板3的厚度不超过剪力键高度的1/2，以增强混凝土面板与ECC托板3结合的紧密度，从而提高组合梁的承载能力。
其中，剪力键为栓钉5。具体地，混凝土面板1的厚度大于等于180mm，且大于等于ECC托板3厚度的1.5倍，以进一步提高组合梁的耐久性和承载能力，而混凝土面板1的宽度应考虑混凝土翼板有效宽度，通常不应超过按《GB50917-2013》所规定的方法计算出的有效宽度。
另外，结合层2由胶粘剂和位于胶粘剂上的若干摩擦力增加块构成。具体地，胶粘剂为环氧树脂胶，其厚度为2～3mm，摩擦力增加块为碎石子，其粒径为5～10mm。
在另一实施例中，钢梁为方钢。
本方案还提供一种钢-ECC-混凝土组合梁的制备方法，其包括：
S1、准备并放置经过防腐处理的钢梁；
S2、在钢梁上翼缘固定多个剪力键，所有剪力键呈矩形阵列分布；
S3、在钢梁上翼缘浇筑ECC托板3；ECC托板3的厚度小于剪力键的高度，ECC托板3的纵截面呈倒梯形，倒梯形下底的长度等于钢梁上翼缘的宽度，其腰与下底形成的夹角大于等于135°；
S4、当ECC托板3达到设计强度，在ECC托板3的顶面设置结合层2；
S5、当结合层2达到设计强度，在结合层2顶部绑扎构造钢筋，并对绑扎好的构造钢筋层进行模板搭建，向搭建好的模板内浇筑混凝土形成混凝土面板1；混凝土面板1顶部的高度高于剪力键顶部的高度。
在实施时，本方案优选剪力键的固定方法为焊接，结合层的设置方法为：在ECC托板3顶面涂抹胶粘剂后撒上若干摩擦力增加块，摩擦力增加块位于剪力键顶部的下方。具体地，胶粘剂为环氧树脂胶，其厚度为2～3mm；摩擦力增加块为碎石子，其粒径为5～10mm。

Claims (6)

1.钢-ECC-混凝土组合梁，其特征在于，包括钢梁、ECC托板(3)、混凝土面板(1)以及多个剪力键；所述ECC托板(3)的纵截面呈倒梯形，所述倒梯形下底的长度等于所述钢梁上翼缘的宽度，其腰与下底形成的夹角大于等于135°，所述ECC托板(3)和所有剪力键均位于所述钢梁上翼缘；所述ECC托板(3)的顶面设置有结合层(2)；所述结合层(2)用于使所述ECC托板(3)和所述混凝土面板(1)的结合更加紧密并避免所述ECC托板(3)与所述混凝土面板(1)之间产生滑移；
所述混凝土面板(1)位于所述结合层(2)顶面，所述混凝土面板(1)内配置有构造钢筋；所有剪力键沿钢梁轴线方向呈矩形阵列分布，每个所述剪力键均焊接在所述钢梁上且贯穿所述ECC托板(3)和结合层(2)，并延伸至所述混凝土面板(1)内；
所述ECC托板(3)的厚度不小于3cm，且不超过所述剪力键高度的1/2。
2.根据权利要求1所述的钢-ECC-混凝土组合梁，其特征在于，所述剪力键为栓钉(5)。
3.根据权利要求1-2任一所述的钢-ECC-混凝土组合梁，其特征在于，所述混凝土面板(1)的厚度大于等于180mm，且大于等于所述ECC托板(3)厚度的1.5倍。
4.一种权利要求1-3任一所述的钢-ECC-混凝土组合梁的制备方法，其特征在于，包括：
S1、准备并放置经过防腐处理后的钢梁；
S2、在钢梁上翼缘固定多个剪力键，所有剪力键呈矩形阵列分布；
S3、在钢梁上翼缘浇筑ECC托板(3)；所述ECC托板(3)的厚度小于所述剪力键的高度，所述ECC托板(3)的纵截面呈倒梯形，所述倒梯形下底的长度等于所述钢梁上翼缘的宽度，其腰与下底形成的夹角大于等于135°；
S4、当所述ECC托板(3)达到设计强度，在所述ECC托板(3)的顶面设置结合层(2)；
S5、当所述结合层(2)达到设计强度，在所述结合层(2)顶部绑扎构造钢筋，并对绑扎好的构造钢筋层进行模板搭建，向搭建好的所述模板内浇筑混凝土形成混凝土面板(1)；所述混凝土面板(1)顶部的高度高于所述剪力键顶部的高度。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤S4中，结合层的设置方法为：在ECC托板(3)的顶面涂抹胶粘剂后撒上若干摩擦力增加块，所述摩擦力增加块位于所述剪力键顶部的下方。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述胶粘剂为环氧树脂胶，其厚度为2～3mm；摩擦力增加块为碎石子，其粒径为5～10mm。
CN201910285653.1A 2019-04-10 2019-04-10 钢-ecc-混凝土组合梁及其制备方法 Active CN109930467B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910285653.1A CN109930467B (zh) 2019-04-10 2019-04-10 钢-ecc-混凝土组合梁及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910285653.1A CN109930467B (zh) 2019-04-10 2019-04-10 钢-ecc-混凝土组合梁及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109930467A CN109930467A (zh) 2019-06-25
CN109930467B true CN109930467B (zh) 2023-10-10

Family

ID=66989687

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910285653.1A Active CN109930467B (zh) 2019-04-10 2019-04-10 钢-ecc-混凝土组合梁及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109930467B (zh)

Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006219901A (ja) * 2005-02-10 2006-08-24 Kajima Corp 合成床版
KR100693872B1 (ko) * 2005-10-17 2007-03-12 한국건설기술연구원 모서리부에 단차부가 형성된 합성바닥판 및 교량용 거더의시공방법 및 그 연결구조
JP2007077746A (ja) * 2005-09-16 2007-03-29 Kajima Corp 鋼床版の補強構造及び補強工法
KR100939970B1 (ko) * 2009-07-28 2010-02-03 (주)한주에스티 건축물의 복합보 공법 및 그 구조
CN201901841U (zh) * 2010-11-25 2011-07-20 同济大学 钢与混凝土组合异形孔肋板连接件
CN102561181A (zh) * 2012-01-10 2012-07-11 东南大学 钢-纤维增强水泥基复合材料组合桥面板
CN104674649A (zh) * 2015-03-26 2015-06-03 大连海事大学 一种新型薄壁空心桥墩地震损伤控制体系
CN105821973A (zh) * 2015-01-04 2016-08-03 占玉林 一种有机聚合物剪力键的构造及其施工工艺
CN205775782U (zh) * 2016-06-18 2016-12-07 中国路桥工程有限责任公司 一种钢混凝土组合板梁
CN106638302A (zh) * 2016-11-28 2017-05-10 四川省交通运输厅公路规划勘察设计研究院 钢混凝土组合桥面板及施工方法
CN206385460U (zh) * 2016-12-30 2017-08-08 西南交通大学 组合型桥面板
CN206667035U (zh) * 2017-03-01 2017-11-24 华汇工程设计集团股份有限公司 一种装配式组合梁桥的井式钢板剪力键构造
CN207017160U (zh) * 2017-07-04 2018-02-16 中铁上海设计院集团有限公司 一种钢‑钢砼组合桥面板组合梁
CN107938511A (zh) * 2017-10-18 2018-04-20 重庆大学 一种正交异性钢板‑混凝土组合桥面板及其施工方法
CN108193588A (zh) * 2017-12-29 2018-06-22 西南交通大学 一种装配式钢-混结合梁剪力键
CN208455463U (zh) * 2017-10-17 2019-02-01 青海省高等级公路建设管理局 一种钢-混凝土组合梁湿接缝防腐构件
CN109930466A (zh) * 2019-04-10 2019-06-25 西南交通大学 钢-ecc-混凝土组合梁及其制备方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE840688A (fr) * 1976-04-13 1976-08-02 Pont composite en acier veton
AU2014221234B2 (en) * 2013-12-11 2015-07-30 Quickcell Technology Pty Ltd Precast concrete beam

Patent Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006219901A (ja) * 2005-02-10 2006-08-24 Kajima Corp 合成床版
JP2007077746A (ja) * 2005-09-16 2007-03-29 Kajima Corp 鋼床版の補強構造及び補強工法
KR100693872B1 (ko) * 2005-10-17 2007-03-12 한국건설기술연구원 모서리부에 단차부가 형성된 합성바닥판 및 교량용 거더의시공방법 및 그 연결구조
KR100939970B1 (ko) * 2009-07-28 2010-02-03 (주)한주에스티 건축물의 복합보 공법 및 그 구조
CN201901841U (zh) * 2010-11-25 2011-07-20 同济大学 钢与混凝土组合异形孔肋板连接件
CN102561181A (zh) * 2012-01-10 2012-07-11 东南大学 钢-纤维增强水泥基复合材料组合桥面板
CN105821973A (zh) * 2015-01-04 2016-08-03 占玉林 一种有机聚合物剪力键的构造及其施工工艺
CN104674649A (zh) * 2015-03-26 2015-06-03 大连海事大学 一种新型薄壁空心桥墩地震损伤控制体系
CN205775782U (zh) * 2016-06-18 2016-12-07 中国路桥工程有限责任公司 一种钢混凝土组合板梁
CN106638302A (zh) * 2016-11-28 2017-05-10 四川省交通运输厅公路规划勘察设计研究院 钢混凝土组合桥面板及施工方法
CN206385460U (zh) * 2016-12-30 2017-08-08 西南交通大学 组合型桥面板
CN206667035U (zh) * 2017-03-01 2017-11-24 华汇工程设计集团股份有限公司 一种装配式组合梁桥的井式钢板剪力键构造
CN207017160U (zh) * 2017-07-04 2018-02-16 中铁上海设计院集团有限公司 一种钢‑钢砼组合桥面板组合梁
CN208455463U (zh) * 2017-10-17 2019-02-01 青海省高等级公路建设管理局 一种钢-混凝土组合梁湿接缝防腐构件
CN107938511A (zh) * 2017-10-18 2018-04-20 重庆大学 一种正交异性钢板‑混凝土组合桥面板及其施工方法
CN108193588A (zh) * 2017-12-29 2018-06-22 西南交通大学 一种装配式钢-混结合梁剪力键
CN109930466A (zh) * 2019-04-10 2019-06-25 西南交通大学 钢-ecc-混凝土组合梁及其制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
异性连续组合梁桥成桥恒载状态分析;康纪平;四川建筑;第38卷(第4期);正文第191-192页 *
钢-ECC组合梁负弯矩区受弯性能试验研究;樊健生等;土木工程学报;第50卷(第4期);正文第64-72页 *
钢-混凝土组合梁疲劳性能试验研究;李小珍等;桥梁建设;第47卷(第6期);正文第第12-17页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN109930467A (zh) 2019-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2918395C (en) Pre-stressed steel structure and method for pre-stressing a steel structure
CN102704386B (zh) 预制部件装配节段拼装波形钢腹板rpc组合箱梁及方法
CN105672116B (zh) 预制装配式钢混组合梁构造
CN109113189B (zh) 一种腹板带耗能件的自复位圆钢管混凝土框架梁柱节点
CN206385460U (zh) 组合型桥面板
Liew et al. Structural performance of steel-concrete-steel sandwich composite structures
CN108560419B (zh) 钢混组合梁负弯矩区的l形边槽uhpc桥面板及其纵向连接
CN102561181A (zh) 钢-纤维增强水泥基复合材料组合桥面板
CN108118610A (zh) 一种超高性能混凝土与普通钢筋砼组合梁
CN112227199B (zh) 一种冷弯z形钢组成的韧性组合桥面板
Nurbaiah et al. Flexural behaviour of RC beams strengthened with externally bonded (EB) FRP sheets or Near Surface Mounted (NSM) FRP rods method
CN213978594U (zh) 一种钢-混凝土-uhpc组合桥面板
US20240271375A1 (en) Composite rcc deck and prestressed parabolic bottom chord underslung open web steel girder bridge superstructure
CN212773146U (zh) 采用栓钉、环氧砂浆以及螺栓连接的组合梁
CN211312233U (zh) 一种落梁施工用梁端辅助装置
CN109930467B (zh) 钢-ecc-混凝土组合梁及其制备方法
CN114075853A (zh) 一种砼预应力叠合用底板
CN208604499U (zh) 限制局部开裂的内置式混凝土梁桥钢混锚固件
CN207958968U (zh) 一种超高性能混凝土与普通钢筋砼组合梁
CN202610711U (zh) 钢-纤维增强水泥基复合材料组合桥面板
AU2021105107A4 (en) Steel-Concrete Composite Bridge Deck Structure and Bridge
CN211285211U (zh) 一种腹板外包波形钢板的t梁
CN212103669U (zh) 提升钢-混凝土组合梁桥负弯矩区抗裂性能的结构
CN213390768U (zh) 一种装配式砼预应力叠合用底板
CN204703351U (zh) 一种混凝土的组合梁结构

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant