CN112376798B - 一种基于螺栓连接的装配式钢-uhpc梁板结构及其制作方法 - Google Patents

一种基于螺栓连接的装配式钢-uhpc梁板结构及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于螺栓连接的装配式钢‑UHPC梁板结构及其制作方法，包括UHPC马蹄梁、UHPC板、翼缘钢、普通螺栓以及异形螺栓，所述翼缘钢包括第一钢板和两个结构相同的第二钢板，两个所述第二钢板垂直固接于所述第一钢板下表面，两个所述第二钢板相互平行，所述第二钢板上开设有螺栓孔，所述UHPC马蹄梁和所述UHPC板通过所述翼缘钢连接，所述翼缘钢上设有普通螺栓和异形螺栓，所述普通螺栓将所述UHPC马蹄梁和所述翼缘钢固定，所述异形螺栓将所述UHPC板和所述翼缘钢固定，所述异形螺栓和所述UHPC板连接处的缝隙设有高强砂浆。本发明重量轻、抗腐蚀能力强以及稳定性强。

Description

一种基于螺栓连接的装配式钢-UHPC梁板结构及其制作方法
技术领域
本发明涉及建筑施工技术领域，具体涉及一种基于螺栓连接的装配式钢-UHPC梁板结构及其制作方法。
背景技术
梁和板之间的连接时常出现在建筑结构中，现有技术中的梁板结构具有总重量较大、抗腐蚀能力差以及稳定性差的问题。
发明内容
针对上述技术问题，本发明旨在提供一种基于螺栓连接的装配式钢-UHPC梁板结构及其制作方法，为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案来实现：
一方面，本发明提供了一种基于螺栓连接的装配式钢-UHPC梁板结构，包括UHPC马蹄梁、UHPC板、翼缘钢、普通螺栓以及异形螺栓，所述翼缘钢包括第一钢板和两个结构相同的第二钢板，两个所述第二钢板垂直固接于所述第一钢板下表面，两个所述第二钢板相互平行，所述第二钢板上开设有螺栓孔；
所述UHPC马蹄梁和所述UHPC板通过所述翼缘钢连接，所述翼缘钢上设有普通螺栓和异形螺栓，所述普通螺栓将所述UHPC马蹄梁和所述翼缘钢固定，所述异形螺栓将所述UHPC板和所述翼缘钢固定，所述异形螺栓和所述UHPC板连接处的缝隙设有高强砂浆。
进一步的，所述异形螺栓包括长方体、第一四棱台、第二四棱台以及螺纹连接部，所述螺纹连接部下端和所述第二四棱台上表面连接，所述第二四棱台下表面和所述第一四棱台上表面连接，所述第一四棱台下表面和所述长方体上表面连接。
另一方面，本发明提供了一种基于螺栓连接的装配式钢-UHPC梁板结构的制作方法，包括以下步骤：
步骤一：
分别对所述UHPC马蹄梁、所述UHPC板以及翼缘钢进行预制；
步骤二：
对预制好的所述UHPC马蹄梁、所述UHPC板以及翼缘钢进行现场拼装；
步骤三：
对所述梁板结构进行后期防腐处理。
进一步的，步骤一包括：
对所述翼缘钢进行预制和打孔，然后进行前期防腐处理；
对所述UHPC马蹄梁进行预制，首先对组成所述UHPC马蹄梁的UHPC材料进行高温蒸汽养护，以降低UHPC材料的收缩徐变，然后在预制时用与所述翼缘钢同样尺寸的模具作为模板，以保证后期安装的贴合度，再根据所述UHPC马蹄梁的受力程度，设置所述预应力筋的种类和数量；
对所述UHPC板进行预制，首先对组成所述UHPC板的UHPC材料进行高温蒸汽养护，以降低UHPC材料的收缩徐变，然后在所述UHPC板上采用尺寸大于所述异形螺栓的已刷油模具进行预埋。
进一步的，步骤二包括：
先在两个所述第二钢板上相对的侧壁涂上一层环氧树脂，并在所述环氧树脂凝固之前把所述翼缘钢和所述UHPC马蹄梁进行拼装，然后在所述UHPC马蹄梁上对准所述螺栓孔的位置进行钻孔；
在所述普通螺栓上涂上一层环氧树脂使用所述普通螺栓对所述翼缘钢和所述UHPC马蹄梁进行螺栓连接；
通过吊装将所述UHPC板放置于所述翼缘钢上并使用所述异形螺栓进行固定，然后在所述异形螺栓和所述UHPC板的缝隙处倒入高强砂浆，待所述基于螺栓连接的装配式钢-UHPC梁板结构整体成型后，对其进行吊装上桥。
进一步的，步骤三包括：
对所述普通螺栓和所述异形螺栓上的外露螺栓头和螺母采用防腐环氧树脂进行涂覆。
进一步的，所述前期防腐处理是给所述翼缘钢表面涂上防腐蚀油漆。
进一步的，采用电镀的方式给所述翼缘钢表面涂上防腐蚀油漆。
本发明具有以下有益效果为：
采用本发明的梁板结构，能够减轻梁板结构自重的同时，增强梁板结构的承载能力，且通过UHPC材料制成的UHPC马蹄梁和UHPC板能够实现良好的防腐防火性能。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明图1中A处的放大图；
图3是本发明图2中的B-B方向的剖切图；
图4是本发明图3中C处的放大图；
图5是本发明的立体图；
图6是本发明异形螺栓的立体图。
附图标记：UHPC马蹄梁1，UHPC板2，翼缘钢3，第二钢板31，第一钢板32，螺栓孔311，普通螺栓4，异形螺栓5，长方体51，第一四棱台52，第二四棱台53，螺纹连接部54。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者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。此外，“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。
本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限制，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1-图4所示，一种基于螺栓连接的装配式钢-UHPC梁板结构，包括UHPC马蹄梁1、UHPC板2、翼缘钢3、普通螺栓4以及异形螺栓5，所述翼缘钢3包括第一钢板32和两个结构相同的第二钢板31，两个所述第二钢板31垂直固接于所述第一钢板32下表面，两个所述第二钢板31相互平行，所述第二钢板31上开设有螺栓孔311；
所述UHPC马蹄梁1和所述UHPC板2通过所述翼缘钢3连接，所述翼缘钢3上设有普通螺栓4和异形螺栓5，所述普通螺栓4将所述UHPC马蹄梁1和所述翼缘钢3固定，所述异形螺栓5将所述UHPC板2和所述翼缘钢3固定，所述异形螺栓5和所述UHPC板2连接处的缝隙设有高强砂浆。
根据本发明的一种可选的实施方式中，所述异形螺栓5包括长方体51、第一四棱台52、第二四棱台53以及螺纹连接部54，所述螺纹连接部54下端和所述第二四棱台53上表面连接，所述第二四棱台53下表面和所述第一四棱台52上表面连接，所述第一四棱台52下表面和所述长方体51上表面连接。
实施过程：
所述异形螺栓5，在垂直于梁长方向的面的构造形式为阶梯型，另外两个面的构造形式为平滑的斜面，整体结构类似于四棱台，以起到良好的抗剪与抗拔作用。
UHPC马蹄梁1内设有预先给UHPC马蹄梁1施加压应力的预应力筋。
本发明中采用UHPC作为UHPC马蹄梁1和UHPC板2的制作材料，增强了UHPC马蹄梁1和UHPC板2的耐火性、抗侵蚀能力和延性，在进行配置预应力筋后性质堪比钢材，相对于普通凝土材料更加轻薄，能良好的减轻结构的自重，增强结构的承载能力；
采用发明的连接方式，相较于传统的T型梁，在预制的时候可降低配筋的复杂程度，本发明可在增强结构强度的同时，起到缩短工期的作用，而采用本申请的翼缘钢3不仅能连接UHPC马蹄梁1和UHPC板2，并能起到一部分承压作用，能进一步减少UHPC板2的厚度；
如果只采用UHPC预制T型梁，会由于结构过于轻薄，限制结构连接处的配筋，而设置翼缘钢3能很好地解决这一问题。
传统钢材在雨水的侵蚀下易锈蚀，尤其是对于桥梁结构的边梁，下部采用钢梁更容易收到雨水的侵蚀。同时，有研究证明，钢材在长期拉应力集中和腐蚀环境下，易产生应力腐蚀，即钢结构在应力和腐蚀环境共同作用下，钢结构表面的氧化膜或发生破坏，拉力和腐蚀作用相互作用，两者会加剧这一进程，故而在海洋环境或其他恶劣环境下以属性相当的采用UHPC作为UHPC马蹄梁1和UHPC板2的制作材料，代替一部分钢梁，能良好的解决这一问题，UHPC良好的耐火性也可保证所述梁板结构在遇到火灾时能保证结构更加稳定，相对于下部纯钢梁的组合结构更加安全。
根据本发明的一种可选的实施方式中，一种基于螺栓连接的装配式钢-UHPC梁板结构的制作方法，包括以下步骤：
步骤一：
分别对所述UHPC马蹄梁1、所述UHPC板2以及翼缘钢3进行预制；
步骤二：
对预制好的所述UHPC马蹄梁1、所述UHPC板2以及翼缘钢3进行现场拼装；
步骤三：
对所述梁板结构进行后期防腐处理。
根据本发明的一种可选的实施方式中，步骤一包括：
对所述翼缘钢3进行预制和打孔，然后进行前期防腐处理；
对所述UHPC马蹄梁1进行预制，首先对组成所述UHPC马蹄梁1的UHPC材料进行高温蒸汽养护，以降低UHPC材料的收缩徐变，然后在预制时用与所述翼缘钢3同样尺寸的模具作为模板，以保证后期安装的贴合度，再根据所述UHPC马蹄梁1的受力程度，设置所述预应力筋的种类和数量；
对所述UHPC板2进行预制，首先对组成所述UHPC板2的UHPC材料进行高温蒸汽养护，以降低UHPC材料的收缩徐变，然后在所述UHPC板2上采用尺寸大于所述异形螺栓5的已刷油模具进行预埋。
刷油便于模具的拆卸和后期构件的现场拼装。
根据本发明的一种可选的实施方式中，步骤二包括：
步骤二包括：
先在两个所述第二钢板31上相对的侧壁涂上一层环氧树脂，并在所述环氧树脂凝固之前把所述翼缘钢3和所述UHPC马蹄梁1进行拼装，然后在所述UHPC马蹄梁1上对准所述螺栓孔311的位置进行钻孔；
在所述普通螺栓4上涂上一层环氧树脂使用所述普通螺栓4对所述翼缘钢3和所述UHPC马蹄梁1进行螺栓连接；
通过吊装将所述UHPC板2放置于所述翼缘钢3上并使用所述异形螺栓5进行固定，然后在所述异形螺栓5和所述UHPC板2的缝隙处倒入高强砂浆，待所述基于螺栓连接的装配式钢-UHPC梁板结构整体成型后，对其进行吊装上桥。
根据本发明的一种可选的实施方式中，步骤三包括：
对所述普通螺栓4和所述异形螺栓5上的外露螺栓头和螺母采用防腐环氧树脂进行涂覆。
根据本发明的一种可选的实施方式中，所述前期防腐处理是给所述翼缘钢3表面涂上防腐蚀油漆。
根据本发明的一种可选的实施方式中，采用电镀的方式给所述翼缘钢3表面涂上防腐蚀油漆。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (7)

1.一种基于螺栓连接的装配式钢-UHPC梁板结构，其特征是，包括UHPC马蹄梁(1)、UHPC板(2)、翼缘钢(3)、普通螺栓(4)以及异形螺栓(5)，所述翼缘钢(3)包括第一钢板(32)和两个结构相同的第二钢板(31)，两个所述第二钢板(31)垂直固接于所述第一钢板(32)下表面，两个所述第二钢板(31)相互平行，所述第二钢板(31)上开设有螺栓孔(311)；
所述UHPC马蹄梁(1)和所述UHPC板(2)通过所述翼缘钢(3)连接，所述翼缘钢(3)上设有普通螺栓(4)和异形螺栓(5)，所述普通螺栓(4)将所述UHPC马蹄梁(1)和所述翼缘钢(3)固定，所述异形螺栓(5)将所述UHPC板(2)和所述翼缘钢(3)固定，所述异形螺栓(5)和所述UHPC板(2)连接处的缝隙设有高强砂浆；
所述异形螺栓(5)包括长方体(51)、第一四棱台(52)、第二四棱台(53)以及螺纹连接部(54)，所述螺纹连接部(54)下端和所述第二四棱台(53)上表面连接，所述第二四棱台(53)下表面和所述第一四棱台(52)上表面连接，所述第一四棱台(52)下表面和所述长方体(51)上表面连接。
2.一种用于权利要求1所述的基于螺栓连接的装配式钢-UHPC梁板结构的制作方法，其特征是，包括以下步骤：
步骤一：
分别对所述UHPC马蹄梁(1)、所述UHPC板(2)以及翼缘钢(3)进行预制；
步骤二：
对预制好的所述UHPC马蹄梁(1)、所述UHPC板(2)以及翼缘钢(3)进行现场拼装；
步骤三：
对所述梁板结构进行后期防腐处理。
3.根据权利要求2所述的一种基于螺栓连接的装配式钢-UHPC梁板结构的制作方法，其特征是，步骤一包括：
对所述翼缘钢(3)进行预制和打孔，然后进行前期防腐处理；
对所述UHPC马蹄梁(1)进行预制，首先对组成所述UHPC马蹄梁(1)的UHPC材料进行高温蒸汽养护，以降低UHPC材料的收缩徐变，然后在预制时用与所述翼缘钢(3)同样尺寸的模具作为模板，以保证后期安装的贴合度，再根据所述UHPC马蹄梁(1)的受力程度，设置预应力筋的种类和数量；
对所述UHPC板(2)进行预制，首先对组成所述UHPC板(2)的UHPC材料进行高温蒸汽养护，以降低UHPC材料的收缩徐变，然后在所述UHPC板(2)上采用尺寸大于所述异形螺栓(5)的已刷油模具进行预埋。
4.根据权利要求3所述的一种基于螺栓连接的装配式钢-UHPC梁板结构的制作方法，其特征是，步骤二包括：
先在两个所述第二钢板(31)上相对的侧壁涂上一层环氧树脂，并在所述环氧树脂凝固之前把所述翼缘钢(3)和所述UHPC马蹄梁(1)进行拼装，然后在所述UHPC马蹄梁(1)上对准所述螺栓孔(311)的位置进行钻孔；
在所述普通螺栓(4)上涂上一层环氧树脂使用所述普通螺栓(4)对所述翼缘钢(3)和所述UHPC马蹄梁(1)进行螺栓连接；
通过吊装将所述UHPC板(2)放置于所述翼缘钢(3)上并使用所述异形螺栓(5)进行固定，然后在所述异形螺栓(5)和所述UHPC板(2)的缝隙处倒入高强砂浆，待所述基于螺栓连接的装配式钢-UHPC梁板结构整体成型后，对其进行吊装上桥。
5.根据权利要求4所述的一种基于螺栓连接的装配式钢-UHPC梁板结构的制作方法，其特征是，步骤三包括：
对所述普通螺栓(4)和所述异形螺栓(5)上的外露螺栓头和螺母采用防腐环氧树脂进行涂覆。
6.根据权利要求5所述的一种基于螺栓连接的装配式钢-UHPC梁板结构的制作方法，其特征是，所述前期防腐处理是给所述翼缘钢(3)表面涂上防腐蚀油漆。
7.根据权利要求6所述的一种基于螺栓连接的装配式钢-UHPC梁板结构的制作方法，其特征是，采用电镀的方式给所述翼缘钢(3)表面涂上防腐蚀油漆。
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