CN207686136U - 一种可布置多向钢筋的钢-混凝土组合梁 - Google Patents

Abstract

本实用新型的可布置多向钢筋的钢‑混凝土组合梁，包括工字钢、槽钢板、下混凝土层和上混凝土层，工字钢上固定有槽钢板；槽钢板由底板、侧腹板组成；特征在于：槽钢板的两侧腹板之间设置有横隔板，侧腹板、横隔板上均开设有钢筋孔道；钢筋孔道中贯穿有横向钢筋、纵向钢筋；上、下混凝土层之间设置有钢垫板；槽钢板的底板与工字钢经多功能螺栓的下端相连接。本实用新型的钢‑混凝土组合梁，通过横向钢筋和纵向钢筋，形成交织的钢筋网，保证了浇筑混凝土后其横向和纵向的抗弯剪能力，工字钢、槽钢板和钢垫板通过贯穿的多功能螺栓相连接，使得钢筋混凝土与工字钢形成一个整体，解决了以往混凝土与工字钢铆接处易发生拉裂破坏的问题。

Description

一种可布置多向钢筋的钢-混凝土组合梁

技术领域

本实用新型涉及一种钢-混凝土组合梁，更具体的说，尤其涉及一种可布置多向钢筋的钢-混凝土组合梁。

背景技术

钢混凝土组合结构能够充分发挥钢和混凝土两种材料的优点，是现代结构的重要发展方向之一。与钢梁相比，利用钢梁上钢筋混凝土翼板的受压作用，增加梁截面的有效高度，提高梁的抗弯承载能力和抗弯刚度，从而节省钢材和降低造价；与钢筋混凝土梁相比，能减少桥的建筑高度，减少工期，并能提高耐久性。

组合结构中钢构件和混凝土构件通过剪力连接件实现协同受力，剪力连接件是钢混凝土组合结构中最重要的受力构件之一，其设计是组合结构设计的核心。通过钢混结合段传递的荷载大，而钢混结合段的结合长度短，这就要求钢混结合段以最为有效的形式实现钢构件和混凝土构件的荷载传递。剪力连接件主要传递钢梁和混凝土翼缘板之间的剪力，同时要求连接件有抵抗拉拔的应力。

传统钢混组合梁结合段连接件分为柔性连接件和刚性连接件，其中我国使用较多的是柔性连接件例如栓钉连接。目前利用现有连接构件进行钢混组合连接时，会有以下缺点：1．现有钢混凝土连接件往往只是用铆钉将混凝土与钢梁锚固，连接件容易在外荷载作用下产生拉裂破坏，铆钉脱落等现象。2．传统连接件只是简单的在构件表面铺设一层钢筋网，这样混凝土与钢梁的整体性能就会下降，容易导致承载力不足。3．传统连接件底部钢结构与顶部混凝土接触面积较小，粘聚力小，容易产生混凝土局部开裂。4．传统连接件通过铆钉与混凝土锚固，螺栓处容易与混凝土脱落，进而导致钢梁连接失效，不利于结构的耐久性。

发明内容

本实用新型为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种可布置多向钢筋的钢-混凝土组合梁。

本实用新型的可布置多向钢筋的钢-混凝土组合梁，包括工字钢（1）、槽钢板（2）、下混凝土层（4）和上混凝土层（5），工字钢起固定和支撑作用，工字钢的上表面上固定有两根或两根以上的槽钢板（2）；槽钢板由底板（2-4）及固定于其两侧的侧腹板（2-2）组成；其特征在于：槽钢板的两侧腹板之间设置有横隔板（2-5），侧腹板、横隔板上均开设有钢筋孔道（2-3）；侧腹板的钢筋孔道中贯穿有横向钢筋（3），横隔板的钢筋孔道中贯穿有纵向钢筋（8）；下混凝土层浇筑于槽钢板、横隔板、横向钢筋和纵向钢筋所在区域，上混凝土层与下混凝土层之间设置有钢垫板（6）；槽钢板的底板与工字钢经多功能螺栓（7）的下端相连接，多功能螺栓的上端穿过钢垫板（6）并经顶端螺母（7-1）固定。

本实用新型的可布置多向钢筋的钢-混凝土组合梁，相邻的槽钢板（2）之间也设置有横隔板（2-5），槽钢板内及槽钢板之间的横隔板均通过角钢（2-6）固定于侧腹板（2-2）上，角钢的两侧面上均间隔设置有起固定作用的摩擦型螺栓（2-7）。

本实用新型的可布置多向钢筋的钢-混凝土组合梁，所述侧腹板（2-2）的上端固定有侧耳（2-1）。

本实用新型的可布置多向钢筋的钢-混凝土组合梁，所述多功能螺栓（7）由下至上依次设置有固定螺母（7-5）、中螺母（7-3）和顶端螺母（7-1），顶端螺母与中螺母之间为固定下混凝土层（4）和钢垫板（6）的第一自由段（7-2），固定螺母与中螺母之间为固定工字钢（1）和底板（2-4）的第二自由段（7-4）。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的钢-混凝土组合梁，由工字钢、槽钢板、横隔板、横向钢筋、纵向钢筋、多功能螺栓、钢垫板以及上下混凝土层组成，通过在槽钢板和横隔板上穿插横向钢筋和纵向钢筋，形成交织的钢筋网，保证了浇筑混凝土后其横向和纵向的抗弯剪能力，有效地增强了所形成钢-混凝土组合梁的强度；工字钢、槽钢板和钢垫板通过贯穿的多功能螺栓相连接，实现了混凝土与工字钢、槽钢板的稳固连接，使得钢筋混凝土与工字钢形成一个整体，解决了以往混凝土与工字钢铆接处易发生拉裂破坏的问题。

同时，通过在槽钢板的侧腹板上设置侧耳，有效地增加了槽钢板与混凝土的接触面积，提高了钢板与混凝土之间的粘合力。穿插在槽型钢板和横隔板上的钢筋省却了绑扎固定的程序，增加了混凝土的强度，增大了钢梁和混凝土梁的结合力和抗扭能力，使钢梁和混凝土梁协同变形。

附图说明

图1为本实用新型的钢-混凝土组合梁的立体结构示意图；

图2为本实用新型中槽钢板的布设结构示意图；

图3为本实用新型中角钢的结构示意图；

图4为本实用新型中多功能螺栓的结构示意图；

图5、图6和图7为本实用新型的钢-混凝土组合梁的构建原理图。

图中：1工字钢，2槽钢板，3横向钢筋，4下混凝土层，5上混凝土层，6钢垫板，7多功能螺栓，8纵向钢筋；2-1侧耳，2-2侧腹板，2-3钢筋孔道，2-4底板，2-5横隔板，2-6角钢，2-7摩擦型螺栓；7-1顶端螺母，7-2第一自由段，7-3中螺母，7-4第二自由段，7-5固定螺母。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，给出了本实用新型的钢-混凝土组合梁的立体结构示意图，所示的钢-混凝土组合梁由工字钢1、槽钢板2、横向钢筋3、下混凝土层4、上混凝土层5、钢垫板6、多功能螺栓7、纵向钢筋8组成，所示的工字钢1起固定和支撑作用，两根或多根槽钢板2通过多功能螺栓7固定于工字钢1的上表面上。工字钢1为整个钢混凝土梁提供底板所承受的张拉力以及来自顶部混凝土的压力，工字钢1的构造既可以提供足够的抗弯能力和张拉能力，是钢混凝土组合梁中钢结构的最优选择，同时工字钢的结构构造降低了自重，有着质量轻、强度高的特点。

如图2所示，给出了本实用新型中槽钢板的布设结构示意图，槽钢板2是整个构件中的主要连接件，它由以下几部分组成：侧耳2-1、侧腹板2-2、钢筋孔道2-3、底板2-4、横隔板2-5，侧耳2-1是槽钢侧腹板顶部焊接的一段钢板形成的，它主要是增大整个连接件与混凝土的接触面积，增加粘结力，防止钢梁与混凝土脱落。侧腹板2-2的表面钻孔两层，形成钢筋孔道2-3，钢筋孔道2-3用来穿放横向钢筋3。底板2-4通过多功能螺栓7的下部与工字钢1连接，底板2-4的厚度较大，可以为整个构件提供足够的抵抗力。

所示同一槽钢板2的侧腹板2-2之间以及相邻两槽钢板2之间均设置有横隔板2-5，横隔板2-5可以提高槽钢结构整体稳定性。横隔板2-5上面也设置有钢筋孔道2-3，用于穿设纵向钢筋8，纵向钢筋8与横向钢筋3交织形成一个整体，提高结构整体稳定性。横向钢筋3和纵向钢筋8穿插在槽钢孔道2-3内，组成一个钢筋网，与混凝土一起浇注成一个整体，增加整个桥面板的强度和耐久性。

如图3所示，给出了本实用新型中角钢的结构示意图，所示的角钢2-6是用来连接横隔板2-5与侧腹板2-2的一个连接部件，通过摩擦型螺栓2-7和角钢2-6将横隔板2-5固定在侧腹板2-2上，摩擦型螺栓2-7可以提供足够的承压力和抗拔力，与角钢2-6共同起作用将横隔板2-5固定在侧腹板2-2上。

所示的下混凝土层4形成于槽钢板2、横向钢筋3、纵向钢筋8、横隔板2-5和多功能螺栓7所在的区域，钢垫板6位于下混凝土层4与上混凝土层5之间，多功能螺栓7穿出于钢垫板6，且多功能螺栓7的上端用顶端螺母7-1进行固定，以实现工字钢1、槽钢板2和钢垫板6的紧固连接。钢垫板6是当第一层混凝土浇筑完毕并凝固有一定强度后，被多功能螺栓7穿过，上部用顶端螺母7-1拧紧，防止螺栓从混凝土中脱落。

如图4所示，给出了本实用新型中多功能螺栓的结构示意图，多功能螺栓7既可以将槽钢板2与工字钢1连接，又可以将连接件与混凝土连接，起到铆钉作用，因此称作多功能螺栓。多功能螺栓7由以下几部分组成：顶端螺母7-1、第一自由段7-2、中螺母7-3、第二自由段7-4、固定螺母7-5。利用该螺栓的第二自由段7-4将槽钢板2固定在工字钢1上面，此时将中螺母7-3拧紧将槽钢板2固定在工字钢1上面，第二自由段7-4与现场浇筑的下混凝土层4相接触，下混凝土层4达到一定强度后将钢垫板6放置于其表面，用顶端螺母7-1将多功能螺栓7固定住，然后浇筑上混凝土层5。

本实用新型的可布置多向钢筋的钢-混凝土组合梁的构建方法，通过以下步骤来实现：

a).布设工字钢，首先根据工程的要求架设工字钢（1）；

b).设置槽钢板，将槽钢板（2）放置于工字钢上，并通过多功能螺栓（7）的下部将槽钢板与工字钢锁紧；

c).设置横隔板，在槽钢板的内部及两槽钢板之间间隔设置横隔板（2-5），并利用角钢（2-6）及其上面的摩擦型螺栓（2-7）将横隔板与侧腹板（2-2）固定连接；

d).穿插钢筋，在侧腹板（2-2）的钢筋孔道（2-3）中穿插横向钢筋（3），在横隔板上的钢筋孔道中穿插纵向钢筋（8），横向钢筋与纵向钢筋形成交叉的钢筋网；

e).浇筑下混凝土层，在槽钢板、多功能螺栓、横向钢筋和纵向钢筋所在的区域浇筑下混凝土层（4），并使多功能螺栓的上端露出下混凝土层的表面；

f).设置钢垫板，在上混凝土层上表面的中央区域铺设钢垫板（6），并使多功能螺栓（7）的上端穿出钢垫板，多功能螺栓穿出钢垫板的部位用顶端螺母（7-1）进行锁紧；

g).浇筑上混凝土层，在下混凝土层和钢垫板的上方浇筑一层混凝土，形成上混凝土层（5），上混凝土层与下混凝土层融为一体；这样，就形成了牢固的钢-混凝土组合梁。

本实用新型与现有装置相比有如下优点：

1．槽钢板顶设有侧耳结构，可以增大钢板与混凝土接触面积，提高构件之间的粘结力。

2．槽钢侧腹板设有多排孔道用来穿插横向钢筋，可以提高组合梁的横向抗弯剪能力。

3．设有横隔板可以穿插纵向钢筋，极大提高了刚混凝土组合梁的纵向抗弯拉能力，另外可以有效提高连接件的整体性能。

4．整个装置既有横向钢筋又可布设纵向钢筋，同时竖向有多功能螺栓起作用，与现浇混凝土形成一个整体，极大提高了钢混组合梁的整体承载力。

5．穿插在槽型钢板和横隔板上的钢筋省却了绑扎固定的程序，增加了混凝土的强度，增大了钢梁和混凝土梁的结合力和抗扭能力，使钢梁和混凝土梁协同变形。

Claims (4)

1.一种可布置多向钢筋的钢-混凝土组合梁，包括工字钢（1）、槽钢板（2）、下混凝土层（4）和上混凝土层（5），工字钢起固定和支撑作用，工字钢的上表面上固定有两根或两根以上的槽钢板（2）；槽钢板由底板（2-4）及固定于其两侧的侧腹板（2-2）组成；其特征在于：槽钢板的两侧腹板之间设置有横隔板（2-5），侧腹板、横隔板上均开设有钢筋孔道（2-3）；侧腹板的钢筋孔道中贯穿有横向钢筋（3），横隔板的钢筋孔道中贯穿有纵向钢筋（8）；下混凝土层浇筑于槽钢板、横隔板、横向钢筋和纵向钢筋所在区域，上混凝土层与下混凝土层之间设置有钢垫板（6）；槽钢板的底板与工字钢经多功能螺栓（7）的下端相连接，多功能螺栓的上端穿过钢垫板（6）并经顶端螺母（7-1）固定。

2.根据权利要求1所述的可布置多向钢筋的钢-混凝土组合梁，其特征在于：相邻的槽钢板（2）之间也设置有横隔板（2-5），槽钢板内及槽钢板之间的横隔板均通过角钢（2-6）固定于侧腹板（2-2）上，角钢的两侧面上均间隔设置有起固定作用的摩擦型螺栓（2-7）。

3.根据权利要求1或2所述的可布置多向钢筋的钢-混凝土组合梁，其特征在于：所述侧腹板（2-2）的上端固定有侧耳（2-1）。

4.根据权利要求1或2所述的可布置多向钢筋的钢-混凝土组合梁，其特征在于：所述多功能螺栓（7）由下至上依次设置有固定螺母（7-5）、中螺母（7-3）和顶端螺母（7-1），顶端螺母与中螺母之间为固定下混凝土层（4）和钢垫板（6）的第一自由段（7-2），固定螺母与中螺母之间为固定工字钢（1）和底板（2-4）的第二自由段（7-4）。