CN216405063U - 组合梁桥的接缝复合结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种组合梁桥的接缝复合结构，包括由钢梁和沿长度设在钢梁上面具有左右凹槽的连接结构组成的钢结构、分别伸入所述连接结构的左右凹槽内且由螺栓连接件固定的左右混凝土板、覆盖在所述连接结构和左右混凝土板上的覆盖层。本实用新型无需进行焊接作业，所有构件可通过工厂预制，可提高现场施工效率，提高施工质量；高强螺栓同时提供竖向预紧力与平面内抗剪刚度，与贯穿钢筋共同作用，提高了结构抗剪性能，改善了接缝混凝土的受力，有利于增强结构抗力。

Description

组合梁桥的接缝复合结构

技术领域

本实用新型属于桥梁工程技术领域，具体涉及一种组合梁桥的接缝复合结构。

背景技术

钢混组合梁桥是一种充分利用钢材及混凝土材料特性发展而来的一种新型组合结构形式，其钢主梁通常采用工厂预制的形式，桥面板存在着预制拼装后浇筑湿接缝或直接桥面现浇的施工方法，而钢混组合梁桥整体共同工作的关键在于剪力连接件对钢材、混凝土相对滑移的抵抗作用。

目前，常用的剪力连接件形式包括栓钉连接件、型钢连接件、弯筋连接件、PBL连接件，其中，栓钉连接件需进行大量焊接工作，部分栓钉由于实际施工对构造的限制无法于工厂预制，需现场施工，质量难以得到保障；弯筋连接件由于其仅通过弯筋抗拉强度抵抗剪力，抗力较差；型钢连接件抗力较大，但焊接工艺复杂；PBL连接件构造复杂，且需要进行焊接，质量难以保证。

钢混组合结构中，对于钢材与混凝土的连接，采用上述剪力连接件后仍需对含有连接件的区域现浇混凝土，即混凝土板的湿接缝。湿接缝由于在施工现场浇筑，质量相对预制构件较差，成为了控制结构整体抗力的关键部位。我国《钢-混组合梁桥设计规范GB50917-2013》中明确规定，“当桥面板使用预制钢筋混凝土桥面板时，应采用措施使预制板与钢梁间密贴，满足防水要求”，《公路钢混组合桥梁设计与施工规范JTG/T D64 01-2015》中也规定，“应从混凝土配置、构造要求以及施工工艺等方面防止接触面脱空”。因此，如何使接缝构造满足设计、施工以及结构耐久性要求，是当前钢混组合结构设计的一个重点。传统接缝构造对预留剪力件区域直接进行混凝土的浇筑，往往存在着工序复杂、混凝土质量差、新旧混凝土结合性能低、收缩徐变影响难以估算等问题。

实用新型内容

为克服上述问题，本实用新型提供一种组合梁桥的接缝复合结构，以改进传统剪力件的结构形式，加强构件预制拼装化程度和剪力连接件抗剪性能，同时起到增强预制或现浇混凝土板连接性能、改善接缝受力状态的作用。

本实用新型所采用的技术方案是：

本实用新型提供的组合梁桥的接缝复合结构，包括由钢梁和沿长度设在钢梁上面具有左右凹槽的连接结构组成的钢结构、分别伸入所述连接结构的左右凹槽内且由螺栓连接件固定的左右混凝土板、覆盖在所述连接结构和左右混凝土板上的覆盖层。

所述连接结构的左右凹槽之间贯穿有伸入所述左右混凝土板内的横向钢筋。

所述连接结构包括固定在钢梁上的倒T形下拼接件和设在下拼接件顶部的若干板状上拼接件。

所述钢梁为工字钢梁，所述倒T形下拼接件包括固定在所述工字钢梁上翼缘板上的横板和设在横板上的竖板，所述连接结构的左右凹槽形成于各上拼接件与所述下拼接件的横板之间且位于所述竖板的两侧。

在所述连接结构的左右凹槽的位置，分别由所述螺栓连接件穿过上述上拼接件、左右混凝土板、下拼接件的横板和工字钢梁的上翼缘板并紧固。

所述下拼接件的竖板上间隔开有槽口与所述上拼接件配合。

本实用新型的有益效果是：

1.通过螺栓连接件连接的形式使钢结构混凝土板连接为整体，避免了现场焊接作业，提高了施工效率与质量可控性。

2. 螺栓连接件与横向钢筋一方面起到了连接钢梁与混凝土板的作用，另一方面起到了加强左右混凝土板之间现浇缝联系的作用，此外通过横向钢筋与螺栓连接件共同抵抗剪力，相较于传统剪力件起到了复合作用，提高了构造抗力。

3. 剪力件接缝复合结构中钢结构的各组件均可通过工厂化预制加工，并可于施工现场直接进行螺栓拼接，方便快捷，可加快施工进度。

4. 剪力件接缝复合结构中上拼接件板薄，可在螺栓连接件预紧力作用下实现小幅弯曲，可通过自身形变弯曲对现场施工误差加以修正，具有良好的适用性，且上拼接件通过螺栓连接件可对混凝土板及接缝施加预紧力，可改善混凝土板顶部受拉性能，同时起到增强预制或现浇混凝土板连接性能、改善接缝受力状态的作用。

5.本实用新型提出适用于剪力件接缝复合结构的全套施工方法，以更为科学的流程改善剪力件接缝复合结构受力特性，避免错误施工流程引起的结构损伤乃至破坏。

为更为具体地描述本实用新型，现结合附图及具体实施方式对本实用新型技术方案进行详细说明。

附图说明

图1是本实用新型的立体图。

图2是本实用新型的主视图。

图3是本实用新型的侧视图。

图4是本实用新型施工方法顺序图。

具体实施方式

如图1、图2所示，本实用新型提供的组合梁桥的接缝复合结构，包括由钢梁和沿长度设在钢梁上面具有左右凹槽的连接结构组成的钢结构、分别伸入所述连接结构的左右凹槽内且由螺栓连接件4固定的左右混凝土板6、6′、覆盖在所述连接结构和左右混凝土板6、6′上的覆盖层7；所述钢梁的长度根据设计要求确定，一般不超过80米。

所述连接结构的左右凹槽之间横向贯穿有若干伸入所述左右混凝土板6、6′内的横向钢筋5。

所述连接结构包括固定在钢梁上的倒T形下拼接件2和设在下拼接件2顶部的若干板状上拼接件3。

所述钢梁为工字钢梁1，所述倒T形下拼接件2包括固定在所述工字钢梁1上翼缘板101上的横板201和设在横板201上的竖板202，所述连接结构的左右凹槽形成于各上拼接件3与所述下拼接件2的横板201之间且位于所述竖板202的两侧。

所述横向钢筋5从所述下拼接件2的竖板202上贯穿。

在所述连接结构的左右凹槽的位置，分别由所述螺栓连接件4穿过上述上拼接件3、左右混凝土板6、下拼接件2的横板201和工字钢梁1的上翼缘板101并紧固；所述铺装层7覆盖在所述上拼接件3和左右混凝土板6上。

所述下拼接件2的竖板202上间隔开有槽口204与所述上拼接件3配合。

左右混凝土板6、6′的几何尺寸可根据实际结构设计当板的厚度变化时，需对螺栓连接件4长度及直径进行调整，同时应调整下拼接件2与上拼接件3几何尺寸以满足结构受力验算。实际桥梁结构设计中，可采用8~12cm厚的铺装层7。

钢梁1材料可根据桥梁结构设计进行调整，上下拼接件2、3采用Q460qd或以上高强钢，螺栓连接件4采用符合《钢结构用高强度大六角头螺栓GB/T 1228-2006》标准的M12及以上规格螺栓。当钢混组合梁桥结构跨径、宽度、高度发生变化时应根据实际设计选择可通过结构细部验算的螺栓规格及对应材料。

工字钢梁1的上翼缘板101、下拼接件2、上拼接件3、左右混凝土板6、6′上均设有供螺栓连接件4穿过的定位孔8，以便于螺栓连接件4拧入，螺栓连接件4包含螺栓401，垫片402以及螺母403。螺栓连接件4一方面给左右混凝土板6施加预紧力，使其与工字钢梁1结合更为紧密，同时能抵抗水平面内剪力，与贯穿的横向钢筋5共同作用，提高结构抗剪性能。

下拼接件2的竖板202上设有供横向钢筋5穿过的贯穿孔203，上拼接件3的间距以及下拼接件2顶部的凹槽可根据实际桥梁结构设计进行调整，同时应注意下拼接件2上的贯穿孔203与螺栓连接件4的定位孔8的相对位置关系，避免二者发生几何冲突。

如图4所示，本实用新型的施工方法，包括以下步骤：

A.工字钢梁1和下拼接件2整体预制

见图4（a），根据实际结构设计工字钢梁1和下拼接件2整体几何参数并于工厂预制成型，对指定位置处螺栓连接件4的定位孔8开孔，应注意定位孔8直径应比螺栓401的螺杆公称直径略大，以大1~1.5mm为宜，以确保当施工现场安装存在偏差或结构在自重下产生一定挠度时仍能使螺栓401顺利拧入定位孔8；当实际条件允许时可同时将工字钢梁1、下拼接件2、螺母403整体预制，以减少施工现场需人工在工字钢梁1上翼缘板101底部对其螺母403的工作量。

B.架设混凝土模板、安装横向钢筋5、绑扎普通钢筋

见图4（b），架设混凝土模板，在下拼接件2上的贯穿孔203处安装横向钢筋5，同时可同步绑扎普通钢筋，以加快施工效率，此外，如混凝土板根据设计需要存在预应力束时，可同步施工预应力波纹管；采用PVC管对左右混凝土板6、6′预留定位孔8，以便于后续工作中拧入高强螺栓连接件4，PVC管定位应准确，避免错位或倾斜，同时应有一定限位装置与止漏装置，以避免在混凝土浇筑振捣时PVC管发生错动以及混凝土漏浆堵塞预留定位孔，致使螺栓连接件4无法顺利拧入。

C.浇筑混凝土形成左右混凝土板6、6′

见图4（c），根据设计浇筑坍落度及和易性良好的混凝土形成左右混凝土板6、6′，同时对混凝土收面工作应较为仔细，避免混凝土顶面出现较大偏差致使上拼接件3无法顺利安入下拼接件2的槽口204。当存在混凝土厚度偏差时，可以考虑顶面铣刨打磨等方式调整厚度。此外，当存在预应力束时，应在混凝土强度达到设计值75%以上时进行预应力束张拉，采用千斤顶与引伸量双控，引伸量偏差应控制在6%以内，且需及时对锚头进行封锚处理。

D.安装上拼接件，拧紧螺栓连接件，形成组合梁桥的剪力件接缝复合结构

见图4（d），将上拼接件3对准下拼接件2竖板202上的槽口204，拧入螺栓连接件4，螺栓预紧力需达到设计值，以避免螺栓在往复荷载作用下松动，致使上拼接板3无法对左右混凝土板6、6′接缝区域产生有效预压力。

E.防腐涂层处理

见图4（d），在形成组合梁桥的剪力件接缝复合结构后，还需对复合结构中钢结构的表面进行喷漆，以防止在空气、水分、温度等共同作用下钢结构的腐蚀。

F.铺装层施工

见图4（e），待防腐涂层施工完毕后进行铺装层7施工。

本实用新型组合梁桥的剪力件接缝复合结构同时起到了剪力连接件与钢混、接缝位置加强件的功能，高强螺栓同时提供竖向预紧力与水平面内抗剪刚度，能有效降低接缝顶面拉应力，与横向钢筋共同作用增加抗剪承载力。同时，所有构件采用工厂预制，现场施工仅需进行螺栓栓接，避免了现场施焊的繁琐工艺，提高了施工速度与施工质量。

表1给出了本实用新型实施例与最常用的传统剪力钉连接件、PBL连接件推出试验中峰值位移、峰值荷载对比，表2给出了本实用新型实施例与最常用的传统剪力钉连接件、PBL连接件在标准荷载组合下混凝土板顶部顺桥向应力对比（受拉为正，受压为负）。从表1可知，本实用新型峰值荷载相较于传统剪力件形式更大，峰值位移更小；从表2可知，本实用新型对混凝土板顶部应力具有相当程度的改善，增大了应力储备，对结构安全性更为有利。

表1.峰值荷载、峰值位移对比

表2. 标准荷载组合下混凝土板顶部应力对比

上述对实施例的描述是为便于本技术领域的普通技术人员能理解和应用本实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对上述实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，对于本实用新型做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种组合梁桥的接缝复合结构，其特征是包括由钢梁和沿长度设在钢梁上面具有左右凹槽的连接结构组成的钢结构、分别伸入所述连接结构的左右凹槽内且由螺栓连接件固定的左右混凝土板、覆盖在所述连接结构和左右混凝土板上的覆盖层。

2.根据权利要求1所述的组合梁桥的接缝复合结构，其特征是所述连接结构的左右凹槽之间贯穿有伸入所述左右混凝土板内的横向钢筋。

3.根据权利要求2所述的组合梁桥的接缝复合结构，其特征是所述连接结构包括固定在钢梁上的倒T形下拼接件和设在下拼接件顶部的若干板状上拼接件。

4.根据权利要求3所述的组合梁桥的接缝复合结构，其特征是所述钢梁为工字钢梁，所述倒T形下拼接件包括固定在所述工字钢梁上翼缘板上的横板和设在横板上的竖板，所述连接结构的左右凹槽形成于各上拼接件与所述下拼接件的横板之间且位于所述竖板的两侧。

5.根据权利要求4所述的组合梁桥的接缝复合结构，其特征是在所述连接结构的左右凹槽的位置，分别由所述螺栓连接件穿过上述上拼接件、左右混凝土板、下拼接件的横板和工字钢梁的上翼缘板并紧固。

6.根据权利要求5所述的组合梁桥的接缝复合结构，其特征是所述下拼接件的竖板上间隔开有槽口与所述上拼接件配合。

Images