CN114319080A - 一种基于uhpc外壳的高强度盖梁结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及建筑结构领域，具体公开了一种基于UHPC外壳的高强度盖梁结构，包括墩柱与盖梁，盖梁包括两侧的侧板与位于底部呈C字形的底板，侧板与底板的材质均为UHPC，侧板相向面上均设置有波纹钢腹板，波纹钢腹板两侧均设置有剪力钉，波纹钢腹板之间设置有若干内支撑架；底板上开设有与正对墩柱的连接槽，连接槽两端均转动连接有若干水平设置的连接螺杆，连接螺杆端部固定连接有驱动套；连接槽两端均设置有用于与墩柱贴合的弧形的夹板，夹板与对应连接螺杆螺纹连接，夹板相反端面均固定有上板与下板，上板与下板分别与底板的上下表面贴合，上板表面开设有灌浆孔；本发明意在达到降低大悬臂盖梁自重，也能够避免现场使用模板，加快安装效率的目的。
Description
技术领域
本发明涉及建筑结构技术领域，具体公开了一种基于UHPC外壳的高强度盖梁结构。
背景技术
随着城市桥梁建设的不断发展，桥梁高度宽度越来越大，随之而来的便是盖梁悬臂长度屡创新高，导致盖梁自重不断加大，施工难度显著增加。大悬臂盖梁当前的施工方式主要以整体现浇、全预制吊装、预制拼装三种为主。整体现浇与预制拼装均需要模板辅助，需要在施工现场进行支模、拆模，即费时费力，也影响到施工的效率；而全预制吊装采取工厂预制的方式，直接吊运至现场进行安装，无需模板辅助，但大悬臂盖梁体积越发巨大、沉重，传统的大型工程机具已无法满足运输和吊装需求。因此，急需一种大悬臂盖梁结构，既能够降低自重，也能够避免现场使用模板，加快安装效率。
发明内容
本发明意在提供一种基于UHPC外壳的高强度盖梁结构，以达到降低大悬臂盖梁自重，也能够避免现场使用模板，加快安装效率的目的。
为了达到上述目的，本发明的基础方案为：
一种基于UHPC外壳的高强度盖梁结构，包括墩柱与盖梁壳体，所述盖梁壳体包括两侧的侧板与位于底部呈C字形的底板，所述侧板与底板的材质均为UHPC，所述侧板相向面上均设置有波纹钢腹板，波纹钢腹板两侧均设置有剪力钉，波纹钢腹板之间设置有若干内支撑架；所述底板上开设有与正对墩柱的连接槽，所述连接槽两端均转动连接有若干水平设置的连接螺杆，连接螺杆端部固定连接有驱动套；所述连接槽两端均设置有用于与墩柱贴合的弧形的夹板，夹板与对应连接螺杆螺纹连接，夹板相反端面均固定有上板与下板，所述上板与下板分别与底板的上下表面贴合，且上板与下板均为扇形，所述上板表面开设有灌浆孔；所述墩柱顶部开设有若干容纳驱动套的凹槽，凹槽一侧上设置有与驱动套啮合的凸起。
在本方案中，在波纹钢腹板两侧安装剪力钉，并将两侧的波纹钢腹板与内支撑架焊接固定，在工厂内将侧板、底板与波纹钢腹板进行浇筑，再将连接螺杆等结构组装，完成盖梁壳体的预制。通过传统的机械设备对盖梁壳体进行吊装，由于此时的盖梁仅为壳体，大幅度的降低了重量，易于传统的机械设备进行吊装，解决了因大悬臂盖梁自重过大，吊装难的问题。
通过机械设备将盖梁壳体吊运至墩柱上方，保持连接螺杆正对凹槽将盖梁壳体放下，放下过程中，连接螺杆端部的驱动套与凹槽侧壁上的凸起不断接触碰撞，从而使驱动套发生转动，驱动套转动过程中带动连接螺杆转动，通过连接螺杆的转动驱动夹板朝向墩柱方向移动，连接螺杆运动至凹槽底部，两侧的夹板夹持在墩柱上，利用连接螺杆将盖梁壳体悬挂在墩柱上，并通过夹板的夹持提高盖梁壳体与墩柱的连接稳定性；利用上板与下板对连接槽进行封闭，使盖梁壳体自身形成模板，在预埋防落梁装置后，仅需往盖梁壳体内灌注混凝土，混凝土凝固后形成NC内芯即可，无需现场再次支模、拆模，节省了施工过程，提高了施工效率；此外，混凝土浇灌过程中，混凝土通过上板的灌浆孔流入至上板与下板之间，此时的连接螺杆充当钢筋的作用，在连接槽处形成钢筋混凝土结构，加强盖梁与墩柱连接处的连接强度。
地震时，梁体通过防落梁装置将震动传动至NC内芯，NC内芯容易与UHPC材质的侧板、底板分离，导致盖梁稳定性降低，而在本方案中，通过波纹钢腹板的波纹表面加强波纹钢腹板与NC内芯之间的摩擦力，配合剪力钉，使NC内芯、波纹钢腹板、侧板与底板之间稳定性更强。
可选地，所述剪力钉包括内嵌固定于侧板上的钉体，所述钉体活动端上固定有钉头，所述钉体内沿其轴向均匀嵌入有若干支撑块，所述支撑块周向固定有若干支撑钢筋，相邻支撑块之间固定有钢索；所述钉头内开设有与钉体同轴线的腔体，腔体内滑动连接有圆台形的导块，导块直径小的端部朝向钉体，且导块与相邻的钢索固定连接；所述墙体头周侧开设有若干导槽，所述导槽内均设置有插入钉，插入钉与导块侧壁相抵。
在本方案中，梁体通过防落梁装置将震动传动至NC内芯，NC内芯有相对侧板运动的趋势，此时的剪力钉抗剪切作用，限制NC内芯运动；通过支撑块周侧的支撑钢筋，增强钉体的结构强度，防止钉体锻炼，提高剪力钉的抗剪切强度；当震动过大时，剪力钉断裂，NC内芯与波纹钢腹板、或波纹钢腹板与侧板分别拉伸断裂的剪力钉，利用支撑块之间的钢索两断裂的两端连接起来，起到临时支撑的作用，防止NC内芯、波纹钢腹板以及侧板之间彻底分离，导致盖梁松散，影响其稳定性；此时，支撑块拉伸钢索，从而使腔体内的导块朝钉体方向移动，移动过程中导块将插入钉推出导槽，插入钉插入NC内芯或侧板内，使钉头与NC内芯或侧板之间连接稳定，防止盖梁散体。
可选地，所述插入钉周侧开设有若干均匀分布的驱动槽，所述驱动槽均沿同一角度螺旋设置，所述导槽周侧固定有若干驱动杆，所述驱动杆伸入对应的驱动槽内。
当导块推动插入钉伸出导槽时，通过驱动杆与驱动槽之间的配合，使插入钉在伸出导槽时发生转动，使插入钉更容易插入NC内芯或侧板内，确保插入钉的插入距离，防止钉头从NC内芯或侧板内脱离。
可选地，所述连接螺杆的活动端均开设有同轴线的校对孔，正对的连接螺杆之间均设置有连接杆，所述连接杆的端部分别转动连接与对应的校对孔内。
通过连接杆将正对的连接螺杆连接起来，且不会影响到连接螺杆的正常转动，使连接螺杆悬挂在墩柱凹槽内时，防止连接螺杆断裂。
可选地，所述墩柱顶部设置有预埋钢筋，且预埋钢筋与凹槽间错分布。
可选地，所述支撑块之间均设置有用于包裹钢索的金属壳体。
可选地，所述导槽槽口处设置有橡胶垫层。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为本发明实施例的俯视图；
图3为图2中A处的放大示意图；
图4为图2中A-A方向上的剖视图；
图5为图2中B-B方向上的剖视图；
图6为图5中B处的放大示意图；
图7为本发明实施例中墩柱的结构示意图；
图8为本发明实施例中剪力钉的剖视图；
图9为图8中C处的放大示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
说明书附图中的附图标记包括：墩柱1、侧板2、底板3、波纹钢腹板4、内支撑件5、剪力钉6、连接螺杆7、夹板8、上板9、下板10、灌浆孔11、凸起12、钉体13、钉头14、支撑块15、支撑钢筋16、钢索17、导槽18、导块19、插入钉20、驱动槽21、驱动杆22、连接杆23、预埋钢筋24、金属壳体25、橡胶垫层26、驱动套27。
实施例
如图1、图2、图3、图4、图5、图6与图7所示：
一种基于UHPC外壳的高强度盖梁结构，包括墩柱1与盖梁壳体，所述盖梁壳体包括两侧的侧板2与位于底部呈C字形的底板3，所述侧板2与底板3的材质均为UHPC，所述侧板2相向面上均设置有波纹钢腹板4，波纹钢腹板4两侧均设置有剪力钉6，波纹钢腹板4之间设置有若干内支撑架；所述底板3上开设有与正对墩柱1的连接槽，所述连接槽两端均转动连接有若干水平设置的连接螺杆7，连接螺杆7端部固定连接有驱动套27；所述连接槽两端均设置有用于与墩柱1贴合的弧形的夹板8，夹板8与对应连接螺杆7螺纹连接，夹板8相反端面均固定有上板9与下板10，所述上板9与下板10分别与底板3的上下表面贴合，且上板9与下板10均为扇形，所述上板9表面开设有灌浆孔11；所述墩柱1顶部开设有若干容纳驱动套27的凹槽，凹槽一侧上设置有与驱动套27啮合的凸起12。
在本方案中，在波纹钢腹板4两侧安装剪力钉6，并将两侧的波纹钢腹板4与内支撑架焊接固定，在工厂内将侧板2、底板3与波纹钢腹板4进行浇筑，再将连接螺杆7等结构组装，完成盖梁壳体的预制。通过传统的机械设备对盖梁壳体进行吊装，由于此时的盖梁仅为壳体，大幅度的降低了重量，易于传统的机械设备进行吊装，解决了因大悬臂盖梁自重过大，吊装难的问题。
通过机械设备将盖梁壳体吊运至墩柱1上方，保持连接螺杆7正对凹槽将盖梁壳体放下，放下过程中，连接螺杆7端部的驱动套27与凹槽侧壁上的凸起12不断接触碰撞，从而使驱动套27发生转动，驱动套27转动过程中带动连接螺杆7转动，通过连接螺杆7的转动驱动夹板8朝向墩柱1方向移动，连接螺杆7运动至凹槽底部，两侧的夹板8夹持在墩柱1上，利用连接螺杆7将盖梁壳体悬挂在墩柱1上，并通过夹板8的夹持提高盖梁壳体与墩柱1的连接稳定性；利用上板9与下板10对连接槽进行封闭，使盖梁壳体自身形成模板，在预埋防落梁装置后，仅需往盖梁壳体内灌注混凝土，混凝土凝固后形成NC内芯即可，无需现场再次支模、拆模，节省了施工过程，提高了施工效率；此外，混凝土浇灌过程中，混凝土通过上板9的灌浆孔11流入至上板9与下板10之间，此时的连接螺杆7充当钢筋的作用，在连接槽处形成钢筋混凝土结构，加强盖梁与墩柱1连接处的连接强度。
地震时，梁体通过防落梁装置将震动传动至NC内芯，NC内芯容易与UHPC材质的侧板2、底板3分离，导致盖梁稳定性降低，而在本方案中，通过波纹钢腹板4的波纹表面加强波纹钢腹板4与NC内芯之间的摩擦力，配合剪力钉6，使NC内芯、波纹钢腹板4、侧板2与底板3之间稳定性更强，使盖梁整体的强度更高。
如图8与图9所示：所述剪力钉6包括内嵌固定于侧板2上的钉体13，所述钉体13活动端上固定有钉头14，所述钉体13内沿其轴向均匀嵌入有若干支撑块15，所述支撑块15周向固定有若干支撑钢筋16，相邻支撑块15之间固定有钢索17；所述钉头14内开设有与钉体13同轴线的腔体，腔体内滑动连接有圆台形的导块19，导块19直径小的端部朝向钉体13，且导块19与相邻的钢索17固定连接；所述墙体头周侧开设有若干导槽18，所述导槽18内均设置有插入钉20，插入钉20与导块19侧壁相抵。
在本方案中，梁体通过防落梁装置将震动传动至NC内芯，NC内芯有相对侧板2运动的趋势，此时的剪力钉6抗剪切作用，限制NC内芯运动；通过支撑块15周侧的支撑钢筋16，增强钉体13的结构强度，防止钉体13锻炼，提高剪力钉6的抗剪切强度；当震动过大时，剪力钉6断裂，NC内芯与波纹钢腹板4、或波纹钢腹板4与侧板2分别拉伸断裂的剪力钉6，利用支撑块15之间的钢索17两断裂的两端连接起来，起到临时支撑的作用，防止NC内芯、波纹钢腹板4以及侧板2之间彻底分离，导致盖梁松散，影响其稳定性；此时，支撑块15拉伸钢索17，从而使腔体内的导块19朝钉体13方向移动，移动过程中导块19将插入钉20推出导槽18，插入钉20插入NC内芯或侧板2内，使钉头14与NC内芯或侧板2之间连接稳定，防止盖梁散体。
所述插入钉20周侧开设有若干均匀分布的驱动槽21，所述驱动槽21均沿同一角度螺旋设置，所述导槽18周侧固定有若干驱动杆22，所述驱动杆22伸入对应的驱动槽21内。
当导块19推动插入钉20伸出导槽18时，通过驱动杆22与驱动槽21之间的配合，使插入钉20在伸出导槽18时发生转动，使插入钉20更容易插入NC内芯或侧板2内，确保插入钉20的插入距离，防止钉头14从NC内芯或侧板2内脱离。
所述连接螺杆7的活动端均开设有同轴线的校对孔，正对的连接螺杆7之间均设置有连接杆23，所述连接杆23的端部分别转动连接与对应的校对孔内。
通过连接杆23将正对的连接螺杆7连接起来，且不会影响到连接螺杆7的正常转动，使连接螺杆7悬挂在墩柱1凹槽内时，防止连接螺杆7断裂。
所述墩柱1顶部设置有预埋钢筋24，且预埋钢筋24与凹槽间错分布；通过预埋钢筋24，使NC内芯凝固后与墩柱1之间的连接更加稳定。
所述支撑块15之间均设置有用于包裹钢索17的金属壳体25；利用金属壳体25对钢索17进行保护，当剪力钉6断裂时，利用金属壳体25的断裂进行耗能，防止剪力钉6断裂时动能过大，导致钢索17断裂。
所述导槽18槽口处设置有橡胶垫层26；通过橡胶垫层26对导槽18进行封闭，防止混凝土进行导槽18内，将插入钉20堵住。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和本发明的实用性。
Claims (7)
1.一种基于UHPC外壳的高强度盖梁结构，包括墩柱与盖梁壳体，所述盖梁壳体包括两侧的侧板与位于底部呈C字形的底板，其特征在于：所述侧板与底板的材质均为UHPC，所述侧板相向面上均设置有波纹钢腹板，波纹钢腹板两侧均设置有剪力钉，波纹钢腹板之间设置有若干内支撑架；所述底板上开设有与正对墩柱的连接槽，所述连接槽两端均转动连接有若干水平设置的连接螺杆，连接螺杆端部固定连接有驱动套；所述连接槽两端均设置有用于与墩柱贴合的弧形的夹板，夹板与对应连接螺杆螺纹连接，夹板相反端面均固定有上板与下板，所述上板与下板分别与底板的上下表面贴合，且上板与下板均为扇形，所述上板表面开设有灌浆孔；所述墩柱顶部开设有若干容纳驱动套的凹槽，凹槽一侧上设置有与驱动套啮合的凸起。
2.根据权利要求1所述的一种基于UHPC外壳的高强度盖梁结构，其特征在于：所述剪力钉包括内嵌固定于侧板上的钉体，所述钉体活动端上固定有钉头，所述钉体内沿其轴向均匀嵌入有若干支撑块，所述支撑块周向固定有若干支撑钢筋，相邻支撑块之间固定有钢索；所述钉头内开设有与钉体同轴线的腔体，腔体内滑动连接有圆台形的导块，导块直径小的端部朝向钉体，且导块与相邻的钢索固定连接；所述墙体头周侧开设有若干导槽，所述导槽内均设置有插入钉，插入钉与导块侧壁相抵。
3.根据权利要求2所述的一种基于UHPC外壳的高强度盖梁结构，其特征在于：所述插入钉周侧开设有若干均匀分布的驱动槽，所述驱动槽均沿同一角度螺旋设置，所述导槽周侧固定有若干驱动杆，所述驱动杆伸入对应的驱动槽内。
4.根据权利要求3所述的一种基于UHPC外壳的高强度盖梁结构，其特征在于：所述连接螺杆的活动端均开设有同轴线的校对孔，正对的连接螺杆之间均设置有连接杆，所述连接杆的端部分别转动连接与对应的校对孔内。
5.根据权利要求4所述的一种基于UHPC外壳的高强度盖梁结构，其特征在于：所述墩柱顶部设置有预埋钢筋，且预埋钢筋与凹槽间错分布。
6.根据权利要求5所述的一种基于UHPC外壳的高强度盖梁结构，其特征在于：所述支撑块之间均设置有用于包裹钢索的金属壳体。
7.根据权利要求6所述的一种基于UHPC外壳的高强度盖梁结构，其特征在于：所述导槽槽口处设置有橡胶垫层。
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