CN112921806A - 一种采用对拉螺栓加强uhpc-nc界面粘结的装置及制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于结构工程领域,具体涉及一种采用对拉螺栓加强UHPC‑NC界面粘结的装置及制作方法。由优质钢板(1)和对拉螺栓(2)构成,其特征在于选择优质钢板(1)作为对拉螺栓(2)两端固定物,对拉螺栓(2)采用两端套丝的圆钢螺栓,对优质钢板(1)长度方向的中轴线上开孔,用于插入对拉螺栓(2),在优质钢板(1)开孔两侧的对拉螺栓(2)上穿入铸钢垫片(3),用螺母(4)将优质钢板(1)与对拉螺栓(2)固定拧紧。本发明通过对拉螺栓(2)连接UHPC‑NC两种梁内部的优质钢板(1),提高了UHPC‑NC界面的粘结强度,有利于UHPC‑NC叠合梁两种材料的协同工作,充分发挥UHPC‑NC叠合梁的优良特性。
Description
技术领域
本发明属于结构工程技术领域,具体涉及一种采用对拉螺栓加强UHPC-NC(Ultra-High Performance Concrete与Normal Concrete,Ultra-High Performance Concrete,即超高性能混凝土,简称:UHPC,Normal Concrete,即普通混凝土,简称:NC)界面粘结的装置及制作方法。
背景技术
超高性能混凝土,简称UHPC(Ultra-High Performance Concrete),也称作活性粉末混凝土(RPC,Reactive Powder Concrete),活性成分硅灰的掺入和较低的水灰比可大幅降低UHPC材料内部的缺陷(空隙与微裂缝等),因而获得优异的力学性能和耐久性能。UHPC具有较高的抗拉强度和抗折强度、超高的断裂能力,目前,UHPC抗压强度大于150MPa,抗拉强度大于5MPa,均约为普通混凝土的4倍,由于钢纤维的桥接作用,UHPC在开裂后,能继续承载。使用UHPC可以有效的减小结构自重,在具有相同的抗弯能力的前提下,UHPC的结构自重仅为普通混凝土自重的1/3~1/2,几乎与钢结构相近。掺钢纤维的UHPC具有较高的抗拉强度和极好的韧性,这样就可以避免抗剪刚筋的使用,适用于桥梁工程中的梁体结构。
目前,UHPC已经在一些实际工程中应用,由于其高昂的价格,在结构工程技术领域全部使用UHPC会很不经济,而且其超高的力学性能无法全部利用使得UHPC部分功能性浪费。因此,在结构工程技术领域内普遍采用UHPC与NC叠合的方式,这样既能充分发挥UHPC较高的抗拉性能,避免抗剪刚筋的使用,又能充分利用NC较高的抗压性能,达到经济可观、适用、耐久的效果。
在实际工程中,为了使UHPC-NC接触界面有效粘结,工程师普遍采用在连接面凿毛、切槽等方法进行处理。此类方法会使UHPC产生微裂缝,且无法保证UHPC-NC界面具有足够的粘结强度,当UHPC-NC叠合梁承受较大荷载时,结合面易造成剪切破坏。
发明内容
本发明涉及一种采用对拉螺栓加强UHPC-NC界面粘结的装置及制作方法。在浇筑UHPC-NC叠合梁时,先浇筑20cm~30cm厚的UHPC,倒入一半UHPC抹平后将对拉螺栓一端已固定拧紧的优质钢板水平地放在UHPC上,然后倒入剩下部分的UHPC完成UHPC的浇筑,待UHPC完全凝固后将另一块优质钢板固定在对拉螺栓的另一端,接着浇筑上部的NC形成叠合梁,最后对UHPC-NC叠合梁进行养护。本发明通过对拉螺栓连接UHPC-NC两种梁内部的优质钢板,提高了UHPC-NC界面的粘结强度,有利于UHPC-NC叠合梁两种材料的协同工作,充分发挥UHPC-NC叠合梁的优良特性。解决了目前处理UHPC-NC界面的粘结不够的问题,同时也能更好的研究UHPC-NC叠合梁的力学性能。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:一种采用对拉螺栓加强UHPC-NC界面粘结的装置,由优质钢板和对拉螺栓构成,选择优质钢板作为对拉螺栓两端固定物,对优质钢板长度方向的中轴线上开孔,用于插入对拉螺栓,在优质钢板开孔两侧的对拉螺栓上穿入铸钢垫片,用螺母将优质钢板与对拉螺栓固定拧紧,优质钢板的宽度为叠合梁宽度的1/3~1/2,长度较叠合梁小15cm~20cm,厚度设定在2cm~3cm,优质钢板各向边缘距梁边缘的混凝土保护层厚度不小于5cm。
所述的一种采用对拉螺栓加强UHPC-NC界面粘结的装置,优质钢板选择优质高强度合金钢来制作。
所述的一种采用对拉螺栓加强UHPC-NC界面粘结的装置,对拉螺栓采用两端套丝的圆钢螺栓。
所述的一种采用对拉螺栓加强UHPC-NC界面粘结的装置,两块优质钢板均水平浇筑在两种梁的中部。
所述的一种采用对拉螺栓加强UHPC-NC界面粘结的装置,优质钢板的宽度为叠合梁宽度的1/3~1/2,长度较叠合梁小15cm~20cm。
所述的一种采用对拉螺栓加强UHPC-NC界面粘结的装置,在两块优质钢板的长度方向,每80cm~100cm间距用一个对拉螺栓进行连接。
一种采用对拉螺栓加强UHPC-NC界面粘结的装置的制作方法,包括以下步骤:
A.根据制作的UHPC-NC叠合梁的长度确定优质钢板的长度;
B.设置模板,先浇筑20cm~30cm厚的UHPC,倒入一半UHPC抹平后将对拉螺栓一端已固定拧紧的优质钢板水平地放在UHPC上;
C.倒入剩下部分的UHPC完成UHPC的浇筑,待UHPC完全凝固后将另一块优质钢板固定在对拉螺栓的另一端;
D.浇筑上部的NC形成叠合梁,最后对UHPC-NC叠合梁进行养护。
本发明具有以下有益效果:
本发明涉及一种采用对拉螺栓加强UHPC-NC界面粘结的装置及制作方法,为保证UHPC-NC界面的有效粘结,目前采用在连接面凿毛、切槽等处理方法,这种方法造成UHPC产生微裂缝,亦无法保证做够的UHPC-NC界面粘结强度,当UHPC-NC叠合梁承受较大荷载时,易造成结合面产生剪切破坏。本发明通过对拉螺栓连接UHPC-NC两种材料内部的优质钢板,改变了过往的粘结方法,也没有破坏原有混凝土结构。由于优质钢板和混凝土浇筑在一起,能很好的与混凝土连接共同工作。解决了目前处理UHPC-NC界面的粘结不够的问题。同时也能更好的研究UHPC-NC叠合梁的力学性能。
附图说明
图1是使用对拉螺栓浇筑的UHPC-NC叠合梁立面剖面示意图;
图2是使用对拉螺栓浇筑的UHPC-NC叠合梁横截面剖面示意图;
图3是对拉螺栓局部示意图。
在附图中,1为优质钢板;2为对拉螺栓;3为铸铁钢片;4为螺母;5为UHPC;6为NC。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更深刻的理解,现对照附图说明本发明的具体实施方式。
请参阅附图1~附图3,本发明实例中,一种采用对拉螺栓加强UHPC-NC界面粘结的装置,包括优质钢板1和对拉螺栓2,选择优质钢板1作为对拉螺栓2两端固定物,对优质钢板1长度方向的中轴线上开孔,用于插入对拉螺栓2,在优质钢板1开孔两侧的对拉螺栓2上穿入铸钢垫片3,用螺母4将优质钢板1与对拉螺栓2固定拧紧,两块优质钢板均水平浇筑在两种梁的中部,在两块优质钢板的长度方向,每80cm~100cm间距用一个对拉螺栓2进行连接。优质钢板1的宽度为叠合梁宽度的1/3~1/2,长度较叠合梁小15cm~20cm,厚度设定在2cm~3cm,优质钢板1各向边缘距梁边缘的混凝土保护层厚度不小于5cm。
在浇筑UHPC-NC叠合梁时,先浇筑20cm~30cm厚的UHPC5,倒入一半UHPC5抹平后将对拉螺栓2一端已固定拧紧的优质钢板1水平地放在UHPC5上,优质钢板1的宽度为叠合梁宽度的1/3~1/2,然后倒入剩下部分的UHPC5完成UHPC5的浇筑,待UHPC5完全凝固后将另一块优质钢板1固定在对拉螺栓2的另一端,接着浇筑上部的NC6形成叠合梁,最后对UHPC-NC叠合梁进行养护。
凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种采用对拉螺栓加强UHPC-NC界面粘结的装置,由优质钢板(1)和对拉螺栓(2)构成,其特征在于选择优质钢板(1)作为对拉螺栓(2)两端固定物,对拉螺栓(2)采用两端套丝的圆钢螺栓,对优质钢板(1)长度方向的中轴线上开孔,用于插入对拉螺栓(2),在优质钢板(1)开孔两侧的对拉螺栓(2)上穿入铸钢垫片(3),用螺母(4)将优质钢板(1)与对拉螺栓(2)固定拧紧。
2.根据权利要求1所述的一种采用对拉螺栓加强UHPC-NC界面粘结的装置,其特征在于,优质钢板(1)选择优质高强度合金钢来制作。
3.根据权利要求1所述的一种采用对拉螺栓加强UHPC-NC界面粘结的装置,其特征在于,对拉螺栓(2)采用两端套丝的圆钢螺栓。
4.根据权利要求1所述的一种采用对拉螺栓加强UHPC-NC界面粘结的装置,其特征在于,两块优质钢板(1)均水平浇筑在两种材料的中部。
5.根据权利要求1所述的一种采用对拉螺栓加强UHPC-NC界面粘结的装置,其特征在于,优质钢板(1)的宽度为叠合梁宽度的1/3~1/2,长度较叠合梁小15cm~20cm。
6.根据权利要求1所述的一种采用对拉螺栓加强UHPC-NC界面粘结的装置,其特征在于,在两块优质钢板(1)的长度方向,每80cm~100cm间距用一个对拉螺栓(2)进行连接。
7.一种采用对拉螺栓加强UHPC-NC界面粘结的装置制作方法,其特征在于,包括以下步骤:
A.根据制作的UHPC-NC叠合梁的长度确定优质钢板(1)的长度;
B.设置模板,先浇筑20cm~30cm厚的UHPC(5),倒入一半UHPC(5)抹平后将对拉螺栓(2)一端已固定拧紧的优质钢板(1)水平地放在UHPC(5)上;
C.倒入剩下部分的UHPC(5)完成UHPC(5)的浇筑,待UHPC(5)完全凝固后将另一块优质钢板(1)固定在对拉螺栓(2)的另一端;
D.浇筑上部的NC(6)形成叠合梁,最后对UHPC-NC叠合梁进行养护。
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