CN110469052A - 钢-混凝土组合梁连接件、钢-混凝土组合梁及制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及钢‑混凝土组合梁技术领域，公开了一种钢‑混凝土组合梁连接件、钢‑混凝土组合梁及制造方法，其中钢‑混凝土组合梁连接件包括预埋件和卡持件，所述预埋件和所述卡持件可拆卸地连接，所述预埋件和所述卡持件之间形成有翼缘板卡持腔。本发明能够实现负弯矩区混凝土板的开裂性能和耐久性大幅提高，且能方便结构的维修与更换。

Description

钢-混凝土组合梁连接件、钢-混凝土组合梁及制造方法
技术领域
本发明涉及钢-混凝土组合梁技术领域，具体地涉及一种钢-混凝土组合梁连接件、钢-混凝土组合梁及制造方法。
背景技术
目前，钢-混凝土组合梁在桥梁工程中普遍应用，这两种材料的弹性模量和变形性能都存在较大差异，为了使得两种材料能够协同变形和受力，需要采用相应的连接件将钢混连接形成整体。常规的连接件均具有抗剪作用，如型钢连接件、栓钉连接件、组合连接件、嵌入连接件等多种模式。抗剪连接件的作用是防止界面处二者水平相互滑移而分离，使弹性模量有很大差别的钢结构和混凝土结构构成一个整体而共同工作。
但由于结构缺陷，钢-混组合梁在支座处会形成负弯矩区，该区域的钢梁受压，混凝土板受拉，容易形成薄弱区，较大的拉应力常常导致混凝土板开裂，严重影响结构的耐久性。
另外，实际工程中对裂缝的控制要求严格，若裂缝宽度超过限值，混凝土板的耐久性将极大的降低，甚至将退出结构的承载受力阶段，此时需要对组合结构进行修补加固甚至是更换相应的构件，由于传统的连接件均埋入混凝土板内部，如若进行构件的更换，则需将混凝土板与钢梁进行整体更换，从而增加了维修成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种钢-混凝土组合梁连接件，能够实现负弯矩区混凝土板的开裂性能和耐久性大幅提高，且能方便结构的维修与更换。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种钢-混凝土组合梁连接件，包括预埋件和卡持件，所述预埋件和所述卡持件可拆卸地连接，所述预埋件和所述卡持件之间形成有翼缘板卡持腔。
优选地，所述预埋件包括预埋部和连接部，所述卡持件与所述连接部可拆卸地连接。
优选地，所述预埋件还包括预埋加强部，所述预埋加强部为柱形，其一端与所述预埋部固定连接，另一端设有端帽。
优选地，所述卡持件包括卡持件本体，所述卡持件本体一侧向外延伸形成卡持部，所述卡持部与所述预埋部之间形成所述翼缘板卡持腔。
优选地，所述连接部为垂直于所述预埋部表面的螺栓杆，所述卡持件本体上设有与所述螺栓杆相配合的穿孔，所述螺栓杆穿过所述穿孔并通过螺母固定。
本发明通过将钢梁的翼缘板卡持在翼缘板卡持腔内，使得钢梁和混凝土板之间可产生一定的滑移，减小了混凝土板的约束应力，从而提高混凝土板的抗裂能力，改进混凝土板的耐久性；并且本发明能够将钢梁和混凝土板进行有效地连接，具有较好的抗拔性能，可以避免混凝土板与钢梁之间的掀起作用。
另外，通过将所述预埋件和所述卡持件可拆卸地连接，从而使得钢梁与混凝土板可拆卸地连接，从而使得在混凝土板丧失使用性能后，可以重新预制混凝土板进行更换，而不需要更换钢梁部分，节约了材料，提高了结构耐久性，有效地解决了传统钢-混凝土组合梁长期使用之后，由于混凝土板开裂漏水导致整梁报废的问题。
同时，本发明实施方式提供的钢-混凝土组合梁连接件可以运用在结构预制拼装中，可在工厂预制混凝土板、钢梁，在现场进行拼接安装，通过本发明所述连接件进行连接，可提高施工效率，有效缩短工期，提高经济性。
本发明还要解决的技术问题是提供一种钢-混凝土组合梁，包括钢梁、混凝土板和上述所述的钢-混凝土组合梁连接件，所述钢梁和所述混凝土板通过所述连接件连接在一起。
优选地，所述钢梁包括上翼缘板、下翼缘板和腹板，所述混凝土板铺设在所述上翼缘板上端，所述上翼缘板两侧对称设有多个沿着所述钢梁轴线均匀分布的所述连接件，其中，各所述连接件的预埋件均埋设在所述混凝土板内部，所述上翼缘板两侧分别卡持在各所述连接件的翼缘板卡持腔内。
相应地，本发明还要解决的技术问题是提供一种钢-混凝土组合梁的制造方法，包括以下步骤：
S1、预制混凝土板：将多个钢-混凝土组合梁连接件的预埋件均预埋入混凝土板内，使各所述预埋件与所述混凝土板形成为一个整体；
S2、将混凝土板与钢梁进行拼装：将预制好的混凝土板铺设在钢梁的上翼缘板上端，将各所述连接件的卡持件与各所述预埋件一一对应固定在一起，并使所述上翼缘板两侧分别卡持在各所述连接件的翼缘板卡持腔内。
优选地，所述步骤S1中，各所述预埋件的预埋部均预埋入所述混凝土板内，并使各所述预埋件的螺栓杆均位于所述混凝土板外。
优选地，所述步骤S2中，各所述预埋件的螺栓杆分别穿过对应的各所述卡持件上的穿孔，并将上翼缘板两侧分别卡持在各所述翼缘板卡持腔内，然后将螺母与螺栓杆进行初步拧紧，待所有的连接件都初步拧紧后，再进行最终拧紧。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
图1是本发明钢-混凝土组合梁连接件一个实施例的结构示意图；
图2是本发明钢-混凝土组合梁连接件一个实施例中预埋件的结构示意图；
图3是本发明钢-混凝土组合梁连接件一个实施例中卡持件的结构示意图；
图4是本发明钢-混凝土组合梁一个实施例的主视图；
图5是本发明钢-混凝土组合梁一个实施例的立体图。
附图标记说明
1预埋件 11预埋部
12连接部 13预埋加强部
2卡持件 21卡持件本体
211穿孔 22卡持部
3翼缘板卡持腔 4螺母
5混凝土板 6钢梁
61上翼缘板 62下翼缘板
63腹板
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”指示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。其中，“上”、“下”均是基于附图所示的方向。
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明实施方式提供一种钢-混凝土组合梁连接件，如图1至图3所示，包括预埋件1和卡持件2，所述预埋件1和所述卡持件2可拆卸地连接，所述预埋件1和所述卡持件2之间形成有翼缘板卡持腔3。
本发明实施方式提供的钢-混凝土组合梁连接件用于钢梁6和混凝土板5的连接，所述预埋件1埋设在混凝土板5内部，所述翼缘板卡持腔3用于对钢梁6的翼缘板进行卡持，通过将预埋件1和卡持件2固定连接在一起，从而将钢梁6和混凝土板5有效地连接在一起。
根据负弯矩区混凝土板的受力过程可知，混凝土板的拉应力由混凝土板自身的弯曲应力以及约束应力构成，约束应力由钢梁对混凝土板界面的剪力作用产生，因此可通过释放界面的剪力降低混凝土板的拉应力，从而改善混凝土板的开裂。因此，本发明通过将钢梁6的翼缘板卡持在翼缘板卡持腔3内，使得钢梁6和混凝土板5之间可产生一定的滑移，减小了混凝土板5的约束应力，从而提高混凝土板5的抗裂能力，改进混凝土板5的耐久性；并且本发明能够将钢梁6和混凝土板5进行有效地连接，具有较好的抗拔性能，可以避免混凝土板5与钢梁6之间的掀起作用。
另外，通过将所述预埋件1和所述卡持件2可拆卸地连接，从而使得钢梁6与混凝土板5可拆卸地连接，从而使得在混凝土板5丧失使用性能后，可以重新预制混凝土板5进行更换，而不需要更换钢梁6部分，节约了材料，提高了结构耐久性，有效地解决了传统钢-混凝土组合梁长期使用之后，由于混凝土板5开裂漏水导致整梁报废的问题。
同时，本发明实施方式提供的钢-混凝土组合梁连接件可以运用在结构预制拼装中，可在工厂预制混凝土板5、钢梁6，在现场进行拼接安装，通过本发明所述连接件进行连接，可提高施工效率，有效缩短工期，提高经济性。
为了便于理解本发明，下面参照图1至图3对本发明实施方式提供的钢-混凝土组合梁连接件的各部件进行具体描述。
如图2所示，所述预埋件1包括预埋部11和连接部12，所述预埋部11用于埋设在混凝土板5内部，所述连接部12位于混凝土板5外部，用于与所述卡持件2进行可拆卸地连接。
如图3所示，所述卡持件2包括卡持件本体21，所述卡持件本体21一侧向外延伸形成卡持部22，所述卡持部22用于与所述预埋部11组合在一起形成所述翼缘板卡持腔3。
具体地，所述连接部12为垂直于所述预埋部11表面的螺栓杆，所述卡持件本体21上设有与所述螺栓杆相配合的穿孔211，如图1所示，所述螺栓杆穿过所述穿孔211并通过螺母4固定，从而将预埋件1和卡持件2固定连接在一起，通过松开螺母4，可以将卡持件2从预埋件1上拆卸下来。
为了防止卡持件2相对螺栓杆转动，所述螺栓杆的杆体为多棱柱形，对应地，所述穿孔211为与所述螺栓杆相配合的多棱柱形穿孔，从而保证预埋件1和卡持件2地紧固连接。
优选地，如图2所示，所述预埋件1还包括预埋加强部13，所述预埋加强部13为柱形，其一端与所述预埋部11固定连接，另一端设有端帽。
通过设置预埋加强部13，能够增强预埋件1与混凝土板5的结合程度。在实际使用时，所述预埋加强部13可以采用栓钉、销钉或铆钉等，成本低，使用简单方便。
综上所述，本发明针对提高钢-混凝土组合梁负弯矩区正常使用极限状态承载能力的重大需求，从传统抗剪连接件的缺陷和局限性入手，以提高钢-混凝土组合梁负弯矩区的抗裂性能、降低后期运营维护成本为目标，采用本发明的钢-混凝土组合梁连接件，能够实现负弯矩区混凝土板的防开裂性能和耐久性大幅提高，实现结构补强与耐久维护的双重功效，并获得良好的全寿命周期成本，经济效益显著，实用性强，具有重要的工程意义和实用价值。
另外，本发明实施方式还提供一种钢-混凝土组合梁，包括钢梁6、混凝土板5和上述所述的钢-混凝土组合梁连接件，所述钢梁6和所述混凝土板5通过所述连接件连接在一起。
具体地，如图4和图5所示，所述钢梁6包括上翼缘板61、下翼缘板62和腹板63，所述混凝土板5铺设在所述上翼缘板61上端，所述上翼缘板61两侧对称设有多个沿着所述钢梁6轴线均匀分布的所述连接件，其中，各所述连接件的预埋件1均埋设在所述混凝土板5内部，所述上翼缘板61两侧分别卡持在各所述连接件的翼缘板卡持腔3内。
本发明实施方式提供的钢-混凝土组合梁可以避免混凝土板5与钢梁6之间的掀起作用，同时由于钢梁6的上翼缘板61卡持在翼缘板卡持腔3内，使得钢梁6和混凝土板5之间可产生一定的滑移，减小了混凝土板5的约束应力，从而提高混凝土板5的抗裂能力，改进混凝土板5的耐久性。
另外，所述钢梁6和所述混凝土板5通过所述连接件可拆卸地连接，从而使得在混凝土板5丧失使用性能后，可以重新预制混凝土板5进行更换，而不需要更换钢梁6部分，节约了材料，提高了结构耐久性，有效地解决了传统钢-混凝土组合梁长期使用之后，由于混凝土板5开裂漏水导致整梁报废的问题。
同时，本发明实施方式提供的钢-混凝土组合梁可以运用在结构预制拼装中，可在工厂预制混凝土板5、钢梁6，在现场进行拼接安装，从而能够提高施工效率，有效缩短工期，提高经济性。
相应地，本发明实施方式还提供一种钢-混凝土组合梁的制造方法，包括以下步骤：
S1、预制混凝土板5：将多个钢-混凝土组合梁连接件的预埋件1均预埋入混凝土板5内，使各所述预埋件1与所述混凝土板5形成为一个整体；
S2、将混凝土板5与钢梁6进行拼装：将预制好的混凝土板5铺设在钢梁6的上翼缘板61上端，将各所述连接件的卡持件2与各所述预埋件1一一对应固定在一起，并使所述上翼缘板61两侧分别卡持在各所述连接件的翼缘板卡持腔3内。
其中，所述步骤S1中，各所述预埋件1的预埋部11均预埋入所述混凝土板5内，并使各所述预埋件1的螺栓杆均位于所述混凝土板5外。
所述步骤S2中，各所述预埋件1的螺栓杆分别穿过对应的各所述卡持件2上的穿孔211，并将上翼缘板61两侧分别卡持在各所述翼缘板卡持腔3内，然后将螺母4与螺栓杆进行初步拧紧，待所有的连接件都初步拧紧后，再进行最终拧紧，从而将混凝土板5与钢梁6进行有效的连接，达到共同受力的目的。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种钢-混凝土组合梁连接件，其特征在于，包括预埋件(1)和卡持件(2)，所述预埋件(1)和所述卡持件(2)可拆卸地连接，所述预埋件(1)和所述卡持件(2)之间形成有翼缘板卡持腔(3)。
2.根据权利要求1所述的钢-混凝土组合梁连接件，其特征在于，所述预埋件(1)包括预埋部(11)和连接部(12)，所述卡持件(2)与所述连接部(12)可拆卸地连接。
3.根据权利要求2所述的钢-混凝土组合梁连接件，其特征在于，所述预埋件(1)还包括预埋加强部(13)，所述预埋加强部(13)为柱形，其一端与所述预埋部(11)固定连接，另一端设有端帽。
4.根据权利要求2所述的钢-混凝土组合梁连接件，其特征在于，所述卡持件(2)包括卡持件本体(21)，所述卡持件本体(21)一侧向外延伸形成卡持部(22)，所述卡持部(22)与所述预埋部(11)之间形成所述翼缘板卡持腔(3)。
5.根据权利要求4所述的钢-混凝土组合梁连接件，其特征在于，所述连接部(12)为垂直于所述预埋部(11)表面的螺栓杆，所述卡持件本体(21)上设有与所述螺栓杆相配合的穿孔(211)，所述螺栓杆穿过所述穿孔(211)并通过螺母(4)固定。
6.一种钢-混凝土组合梁，其特征在于，包括钢梁(6)、混凝土板(5)和权利要求1-5中任一项所述的钢-混凝土组合梁连接件，所述钢梁(6)和所述混凝土板(5)通过所述连接件连接在一起。
7.根据权利要求6所述的钢-混凝土组合梁，其特征在于，所述钢梁(6)包括上翼缘板(61)、下翼缘板(62)和腹板(63)，所述混凝土板(5)铺设在所述上翼缘板(61)上端，所述上翼缘板(61)两侧对称设有多个沿着所述钢梁(6)轴线均匀分布的所述连接件，其中，各所述连接件的预埋件(1)均埋设在所述混凝土板(5)内部，所述上翼缘板(61)两侧分别卡持在各所述连接件的翼缘板卡持腔(3)内。
8.一种钢-混凝土组合梁的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、预制混凝土板(5)：将多个钢-混凝土组合梁连接件的预埋件(1)均预埋入混凝土板(5)内，使各所述预埋件(1)与所述混凝土板(5)形成为一个整体；
S2、将混凝土板(5)与钢梁(6)进行拼装：将预制好的混凝土板(5)铺设在钢梁(6)的上翼缘板(61)上端，将各所述连接件的卡持件(2)与各所述预埋件(1)一一对应固定在一起，并使所述上翼缘板(61)两侧分别卡持在各所述连接件的翼缘板卡持腔(3)内。
9.根据权利要求8所述的钢-混凝土组合梁的制造方法，其特征在于，所述步骤S1中，各所述预埋件(1)的预埋部(11)均预埋入所述混凝土板(5)内，并使各所述预埋件(1)的螺栓杆均位于所述混凝土板(5)外。
10.根据权利要求8所述的钢-混凝土组合梁的制造方法，其特征在于，所述步骤S2中，各所述预埋件(1)的螺栓杆分别穿过对应的各所述卡持件(2)上的穿孔(211)，并将上翼缘板(61)两侧分别卡持在各所述翼缘板卡持腔(3)内，然后将螺母(4)与螺栓杆进行初步拧紧，待所有的连接件都初步拧紧后，再进行最终拧紧。
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