CN110258328A - 一种波形钢腹板-混凝土组合箱梁桥结构用剪力连接件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种波形钢腹板‑混凝土组合箱梁桥结构用剪力连接件，属于桥梁建造领域。该剪力连接件结构中，第三肢板和第四肢板对焊构成一竖直板，第一、第二肢板分别对应地垂直焊接于竖直板左、右端面中间位置，第一肢板和第二肢板左右对齐，剪力连接件呈十字形。第一肢板、第二肢板、第三肢板和第四肢板各自外侧中间位置均开有用于穿插钢筋的开口孔。本发明的十字形剪力连接件结构中，通过第一、第二肢板的设置提高横向抗剪能力，第三、第四肢板保证了纵向抗剪需求，从而满足钢‑混凝土组合箱梁桥的连接部位的抗剪承载力及适用性。此外，本发明的十字形剪力连接件还具有结构简单，用料节约，焊接施工容易，焊接量小，可节省造价等优点。
Description
技术领域
本发明属于桥梁建造领域，涉及一种波形钢腹板-混凝土组合箱梁桥结构用剪力连接件。
背景技术
在桥梁结构中，波形钢腹板-混凝土组合箱梁结构是以波形钢板为腹板，钢腹板与混凝土顶底板相连，钢和混凝土间的连接部位是通过剪力连接件连接，实现钢和混凝土构件间的协同工作的。因而，在这种钢-混凝土组合结构中，剪力连接件显得尤为重要，其直接关系到整个箱梁结构的承载能力。
在箱梁结构用剪力连接件的发展过程中，50年代初，主要是用螺旋筋及弯筋连接件，后来逐渐就被栓钉连接件代替。80年代，PBL连接件改变了栓钉连接件的主导地位，近些年，剪力连接件的结构形式逐渐多样化，如国外出现的倒“L”型剪力连接件、“U”型槽剪力连接件等，但部分型钢剪力连接件存在刚度过大、造价高及施工难度大等问题。倒“L”型剪力连接件接触面过小，承载能力差，且焊接时不易操作，而“U”型槽剪力连接件接触面过大，焊接工作量较大，刚度过大，易发生脆性破坏。
从力学角度看，现有的剪力连接件主要考虑了箱梁结构中，波形钢腹板和混凝土之间沿纵向的抗剪问题，由于波形钢腹板-混凝土组合箱梁的腹板刚度远远小于普通混凝土箱梁腹板刚度，空间效应明显，且针对波形钢腹板-混凝土组合箱梁的连接处横向受剪的问题，在传统剪力连接件中并未考虑。
因此，十分有必要提出一种新型的波形钢腹板-混凝土组合箱梁桥结构的剪力连接件对传统剪力连接件的各向抗剪承载力、刚度及施工应用性进行优化。
发明内容
本发明针对现有的波形钢腹板-混凝土组合箱梁的空间效应及横向剪力问题，提出一种可实现横向和纵向抗剪，并且结构简单、施工方便、节省材料、刚度适中、造价低的波形钢腹板-混凝土组合箱梁桥结构用剪力连接件。
本发明所采用的技术方案为：
一种波形钢腹板-混凝土组合箱梁桥结构用剪力连接件，包括第一肢板、第二肢板、第三肢板和第四肢板，所述第三肢板和所述第四肢板对焊构成一竖直板，所述第一肢板垂直焊接于所述竖直板左端面中间位置，所述第二肢板垂直焊接于所述竖直板右端面中间位置，所述第一肢板和所述第二肢板左右对齐，所述剪力连接件呈十字形；所述第一肢板、所述第二肢板、所述第三肢板和所述第四肢板各自外侧均开有用于穿插钢筋的开口孔。
进一步地，所述第一肢板、所述第二肢板、所述第三肢板和所述第四肢板各自外侧的开口孔均位于中间位置。
进一步地，所述开口孔呈“U”形。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
(1)本发明的十字形剪力连接件通过第一、第二肢板的设置提高横向抗剪能力；第三、第四肢板保证了纵向抗剪需求，从而满足钢-混凝土组合箱梁桥的连接部位的抗剪承载力及适用性。
(2)本发明的十字形剪力连接件结构简单，用料节约，焊接施工容易，焊接量小，可节省造价，其可通过现场易得的钢板或角钢焊接制作，亦可以工厂预制，减少现场施工工作量，缩短工期。
(3)四个肢板上开设的开口孔穿插铺设钢筋方便，钢筋与十字形剪力连接件结合可增强钢-混凝土组合结构的整体受力性能。
(4)由于剪力连接件的横截面形状为十字形，在混凝土浇筑时易于振捣密实，可获得较好的混凝土浇筑效果。
(5)本发明的十字形剪力连接件的刚度适中，即具备一定的变形能力，相比于刚度较大的其它型钢剪力连接件，可避免脆性破坏的发生，而相比于一般柔性剪力连接件，承载能力较高，结构的抗疲劳能力强。
附图说明
图1为实施例一中，剪力连接件的结构示意图；
图2为图1的俯视图；
图3为图1的正视图；
图4为实施例二中，剪力连接件的结构示意图；
图5为图4的俯视图；
图6为图4的正视图；
图7为本发明的十字形剪力连接件安装于混凝土顶底板的结构示意图；
附图标记：1-第一肢板，2-第二肢板，3-第三肢板，4-第四肢板。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施方式对发明的波形钢腹板-混凝土组合箱梁桥结构用剪力连接件作详细说明。
实施例一
如图1至3所示，剪力连接件包括第一肢板1、第二肢板2、第三肢板3和第四肢板4，第三肢板3和第四肢板4对焊构成一竖直板，第一肢板1垂直焊接于竖直板左端面中间位置，第二肢板2垂直焊接于竖直板右端面中间位置，第一肢板1和第二肢板2左右对齐，且从上往下看，剪力连接件呈十字形；第一肢板1、第二肢板2、第三肢板3和第四肢板4各自外侧中间位置均开有用于穿插钢筋的开口孔，开口孔呈“U”形。本实施例中，第一肢板1、第二肢板2、第三肢板3和第四肢板4均采用钢板。
实施例二
如图4至6所示，剪力连接件的结构与实施例一基本相同，不同之处在于，剪力连接件由两角钢肢背相对焊接而成，四个开口孔分别对应开在两角钢的四个边上(四肢)。
本发明的的波形钢腹板-混凝土组合箱梁桥结构用剪力连接件的使用方法为：
如图7所示，混凝土顶底板设置在波形钢腹板上，多个十字形剪力连接件呈阵列式设置在混凝土顶底板上并焊接固定。横向和纵向的钢筋交错地穿过对应剪力连接件上的开口孔，钢筋布置完成后，多个十字形剪力连接件和横、纵向的钢筋构成一整体。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，依据本发明的技术实质，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种波形钢腹板-混凝土组合箱梁桥结构用剪力连接件，其特征在于，包括第一肢板(1)、第二肢板(2)、第三肢板(3)和第四肢板(4)，第三肢板(3)和第四肢板(4)对焊构成一竖直板，第一肢板(1)垂直焊接于所述竖直板左端面中间位置，第二肢板(2)垂直焊接于所述竖直板右端面中间位置，第一肢板(1)和第二肢板(2)左右对齐，所述剪力连接件呈十字形；第一肢板(1)、第二肢板(2)、第三肢板(3)和第四肢板(4)各自外侧均开有用于穿插钢筋的开口孔。
2.根据权利要求1所述的波形钢腹板-混凝土组合箱梁桥结构用剪力连接件，其特征在于，第一肢板(1)、第二肢板(2)、第三肢板(3)和第四肢板(4)各自外侧的开口孔均位于中间位置。
3.根据权利要求1或2所述的波形钢腹板-混凝土组合箱梁桥结构用剪力连接件，其特征在于，所述开口孔呈“U”形。
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