CN217896218U - 采用t型抗剪连接件的钢-混凝土组合桥面板 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于桥梁结构技术领域，尤其涉及一种采用T型抗剪连接件的钢‑混凝土组合桥面板。本实用新型通过在底钢板上设置T型双边开孔钢板单元、钢筋网，以及上混凝土层的方式，使得该钢‑混凝土组合桥面板具有较大的抗剪力性能。

Description

采用T型抗剪连接件的钢-混凝土组合桥面板

技术领域

本实用新型属于桥梁结构技术领域，尤其涉及一种采用T型抗剪连接件的钢-混凝土组合桥面板。

背景技术

桥面板，作为桥梁结构的重要组成部分，直接承受上部车辆轮压和冲击，其工作状态会直接影响到桥梁的使用性能，正确地选用桥面板结构，在桥梁设计中意义重大。

钢-混凝土组合桥面板，是由钢底板和上层混凝土，通过栓钉或开孔钢板连接件（PBL）等各种形式的剪力连接件，组合成整体而共同受力的新型桥面板。在荷载作用下，其能够充分发挥钢材抗拉性能强，与混凝土抗压性能强的组合优势。

当前，钢-混凝土组合桥面板构造中，通常采用密布抗剪栓钉等弹性连接件，或者开孔钢板（PBL）等刚性连接件，与栓钉进行组合，甚至在开孔钢板连接件（PBL）的孔洞内穿入纵向钢筋与其他区域内密布的栓钉进行连接，以实现钢-混凝土组合桥面板整体的抗剪承载力的提升。

这种组合抗剪连接件中，开孔钢板自身抗滑移刚度较大，抗剪强度大，且能增强桥面底钢板的连接及桥面横向刚度，是新型的钢-混凝土组合桥面板，对传统钢筋-混凝土组合板的创新和发展，更适合作为承受荷载大、受荷复杂以及承受疲劳荷载作用的桥梁桥面板使用。

然而，桥面采用密布抗剪栓钉的方式，则施工作业面和工作量会显著增大，栓钉焊接质量受技术人员焊接技能和焊接设备等多种因素影响。而采用开孔钢板连接件（PBL）与栓钉进行组合的抗剪连接件，仍然需要匹配较多数量的栓钉才能满足抗剪设计要求。

而采用开孔钢板连接件（PBL）+栓钉+纵向钢筋的新型抗剪组合连接件，则首先需要在开孔钢板孔洞穿过纵向钢筋，开孔截面内的钢筋抗剪截面甚小，其与孔内混凝土截面形成钢筋+混凝土的销栓组合相较于钢板开孔全混凝土截面销栓的抗剪性能提升很小。

其次，刚性的开孔钢板连接件（PBL），自身刚度大且与桥面混凝土的接触面积小，承受荷载后极易在钢与混凝土的交接界面出现裂缝。最后，采用开孔钢板连接件（PBL）+栓钉+纵向钢筋的新型组合抗剪连接件，仍然需要与栓钉共同抗剪才能满足抗剪设计要求，桥面结构构造繁琐，施工作业面大，并且增大了用钢量和桥面自重，经济性低，限制了其在更大跨径桥梁桥面板中的应用，也不符合桥梁的桥面系持续耐久、轻型化、便捷施工的发展方向。

因此，有必要设计一种结构受力合理、自重较轻、耐久性能优良、施工便捷、经济实用性强的钢-混凝土组合桥面板结构构造形式及其施工方法，要能有效解决当前钢-混凝土组合桥面板构造与施工复杂、作业面大、多病害、耐久性低等问题。

专利公开号为CN106149562A、公开日为2016.11.23的中国实用新型专利，公开了一种等厚超薄的带孔T型加劲肋的钢-混凝土组合桥面板构造，包括至少两个在主梁上形成拼接的组合桥面板单元，组合桥面板单元包括底钢板和浇筑于其上的现浇混凝土板，以及使底钢板、现浇混凝土板连接为一体的剪力键，剪力键包括埋设于现浇混凝土板钢筋剪力键，以及在底钢板上横向间隔设置纵向延伸的带孔T型加劲肋；各带孔T型加劲肋的断面呈T型，其竖向板面上开设有纵向间隔的通孔，竖向板面的下端与底钢板板面焊接连接。

但是，该实用新型专利中的钢-混凝土组合桥面板，其带孔T型加劲肋上形成的混凝土抗剪栓钉的尺寸规格相对较小、数量相对较少，因此对桥面板抗剪力性能的提升效果十分有限。

实用新型内容

本实用新型提供一种采用T型抗剪连接件的钢-混凝土组合桥面板，其能通过在底钢板上设置T型双边开孔钢板单元、钢筋网，以及上混凝土层的方式，使得该钢-混凝土组合桥面板具有较大的抗剪力性能。

此外，本实用新型还提供一种该钢-混凝土组合桥面板的施工方法，其能通过先固定底钢板、再焊接T型双边开孔钢板单元、接着焊接钢筋网，最后浇筑形成上混凝土层的方式，相对简单、高效地完成该组合桥面板的整个施工过程。

本实用新型解决上述问题采用的技术方案是：采用T型抗剪连接件的钢-混凝土组合桥面板，结构包括底钢板，以及上混凝土层，还包括设置在所述底钢板上表面上的T型双边开孔钢板单元，以及设置在所述T型双边开孔钢板单元上，且位于所述上混凝土层内的钢筋网。

进一步优选的技术方案在于：所述T型双边开孔钢板单元包括设置在所述底钢板上表面上的竖向钢板，设置在所述竖向钢板上端面上的横向钢板，设置在所述竖向钢板上，并用于形成横向的混凝土抗剪栓钉的底部开孔，以及设置在所述横向钢板上，用于形成竖向的混凝土抗剪栓钉的上部开孔。

进一步优选的技术方案在于：所述底部开孔和上部开孔的形状均为椭圆形，两排所述上部开孔分别设置在所述竖向钢板的两侧位置处。

进一步优选的技术方案在于：所述竖向钢板长度方向、横向钢板长度方向、底部开孔长轴方向，以及上部开孔长轴方向全部相同，均为桥面板的横桥向。

进一步优选的技术方案在于：所述底部开孔的短轴长度，大于所述竖向钢板竖向宽度的1/2；所述上部开孔的短轴长度，大于所述横向钢板横向宽度的1/4；所述底部开孔和上部开孔的短轴长度，均大于所述上混凝土层中骨料的最大粒径。

进一步优选的技术方案在于：所述横向钢板上还设有用于安装所述钢筋网的张紧架体单元。

进一步优选的技术方案在于：所述张紧架体单元包括设置在所述横向钢板上表面上的顶起柱，设置在所述顶起柱上，并用于卡合所述钢筋网下部钢筋的顶起半管，设置在所述横向钢板下表面上的限位板，设置在所述限位板上的竖向拉动板，以及设置在所述竖向拉动板上，并用于向下钩连所述钢筋网下部钢筋的拉动半管。

进一步优选的技术方案在于：所述张紧架体单元还包括设置在所述顶起柱下端面上的横向底板，分别设置在所述横向底板下表面上两侧位置处，并用于卡合所述上部开孔的两个第一夹紧柱，以及设置在所述限位板上表面上，并用于卡合所述上部开孔的第二夹紧柱。

进一步优选的技术方案在于：所述第一夹紧柱、第二夹紧柱均用于在所述上部开孔上进行滑动夹紧，所述拉动半管的管体开口倾斜朝下。

采用T型抗剪连接件的钢-混凝土组合桥面板的施工方法，依次包括以下步骤：

S1、在桥梁钢主梁上固定所述底钢板；

S2、将所述T型双边开孔钢板单元的底边焊接在所述底钢板上表面上；

S3、在所述T型双边开孔钢板单元上表面上焊接所述钢筋网；

S4、在所述底钢板上浇筑混凝土，并在所述T型双边开孔钢板单元的开孔处浇捣密实，形成所述上混凝土层，然后覆盖、养护所述上混凝土层，直至达到设计强度，最终形成完整的桥面板。

本实用新型具有以下优点。

第一，上混凝土层在T型双边开孔钢板单元上，形成了截面大、数量多的混凝土抗剪栓钉，显著增强了桥面板的抗剪能力。

第二，T型双边开孔钢板单元加上钢筋网的这个整体，组成上混凝土层的内部钢筋“骨架”，进一步提高桥面板的结构整体性。

第三，T型双边开孔钢板单元与钢筋网之间，还有一个张紧架体单元，保证钢筋网具有充分的焊接面积，保证其与T型双边开孔钢板单元之间焊接牢固。

第四，张紧架体单元还可以进一步调节钢筋网相较于底钢板的相对高度。

第五，由于设置了张紧架体单元，使得T型双边开孔钢板单元与钢筋网之间不焊接也能牢固连接，保证上混凝土层浇筑时，钢筋网不易移位。

第六，张紧架体单元依靠上部开孔的弧形边，在横向钢板上具有一个自身卡合紧固作用，间接保证钢筋网的牢固安装。

第七，顶起半管、拉动半管处仍然还可以再焊接钢筋网的下部钢筋，其长度没有限制，因此焊接面积充分。

第八，整个组合桥面板的施工方法相对简单方便，自下而上、先钢结构再混凝土结构，施工操作合理有序。

附图说明

图1为本实用新型沿着纵桥向的剖面结构示意图。

图2为本实用新型中T型双边开孔钢板单元的结构示意图。

图3为本实用新型中张紧架体单元的位置结构示意图。

图4为本实用新型中顶起柱的位置结构示意图。

图5为本实用新型中竖向拉动板的位置结构示意图。

图6为本实用新型中第一夹紧柱、第二夹紧柱的夹紧操作方式示意图。

附图中，各标号所代表的含义如下：纵桥向a、夹紧柱的低夹紧强度位置b、夹紧柱的高夹紧强度位置c、底钢板11、上混凝土层12、T型双边开孔钢板单元1、钢筋网2、竖向钢板101、横向钢板102、底部开孔103、上部开孔104、张紧架体单元3、顶起柱301、顶起半管302、限位板303、竖向拉动板304、拉动半管305、横向底板306、第一夹紧柱307、第二夹紧柱308。

具体实施方式

以下所述仅为本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型的范围进行限定。

如附图1-6所示，采用T型抗剪连接件的钢-混凝土组合桥面板，结构包括底钢板11，以及上混凝土层12，还包括设置在所述底钢板11上表面上的T型双边开孔钢板单元1，以及设置在所述T型双边开孔钢板单元1上，且位于所述上混凝土层12内的钢筋网2。

在本实施例中，若干个所述T型双边开孔钢板单元1的排列延伸方向，即为桥面板的纵桥向，即行车方向，所述T型双边开孔钢板单元1自身就是一个大型的抗剪连接件。

所述T型双边开孔钢板单元1包括设置在所述底钢板11上表面上的竖向钢板101，设置在所述竖向钢板101上端面上的横向钢板102，设置在所述竖向钢板101上，并用于形成横向的混凝土抗剪栓钉的底部开孔103，以及设置在所述横向钢板102上，用于形成竖向的混凝土抗剪栓钉的上部开孔104。

在本实施例中，所述竖向钢板101加上横向钢板102，即为T型结构，所述底部开孔103、上部开孔104处均可以形成混凝土抗剪栓钉，最终增大桥面板的抗剪力性能。

此外，所述竖向钢板101与横向钢板102一体成型，或者预先焊接固定均可。

所述底部开孔103和上部开孔104的形状均为椭圆形，两排所述上部开孔104分别设置在所述竖向钢板101的两侧位置处。所述竖向钢板101长度方向、横向钢板102长度方向、底部开孔103长轴方向，以及上部开孔104长轴方向全部相同，均为桥面板的横桥向。

在本实施例中，所述底部开孔103、上部开孔104的形状不能是多边形，例如矩形、三角形等，因为多边形的端角处，其受力会过于集中，所述T型双边开孔钢板单元1在开孔端角处容易裂开。

此外，较为优选的是圆形孔，上述受力集中的问题可以适当缓解，但是对于长条状的所述T型双边开孔钢板单元1而言，如果圆孔过小，则形成的混凝土抗剪栓钉不够大，抗剪性能一般，而如果圆孔过大，则所述竖向钢板101与横向钢板102处容易形成宽度过小区域，该区域同样容易断裂。

所以，最优选就是椭圆形，而且是长轴向为横向的椭圆，其可以缓解圆形孔带来的钢板侧边过薄问题。

此外，上述“双边开孔”字样，指的就是两排所述上部开孔104分列两侧。

所述底部开孔103的短轴长度，大于所述竖向钢板101竖向宽度的1/2；所述上部开孔104的短轴长度，大于所述横向钢板102横向宽度的1/4；所述底部开孔103和上部开孔104的短轴长度，均大于所述上混凝土层12中骨料的最大粒径。

在本实施例中，所述底部开孔103、上部开孔104都尽量较大，为的就是在不会明显降低所述T型双边开孔钢板单元1结构强度的前提下，尽量增大所述底部开孔103、上部开孔104处形成的混凝土抗剪栓钉的尺寸规格，以提高整个组合桥面板的抗剪力性能。

此外，所述上混凝土层12处的原材料粒径最大值，即为最大的骨料的粒径，两种开孔的短轴长度均大于该粒径极值，即可保证混凝土料在所述T型双边开孔钢板单元1处得以穿过，保证混凝土料的浇筑流动性。

所述横向钢板102上还设有用于安装所述钢筋网2的张紧架体单元3。

在本实施例中，所述张紧架体单元3至少具有以下3个作用及优点。

第一、使得所述钢筋网2的安装方法，除了焊接，还可以选择卡合固定。

第二、使得所述钢筋网2具有一个高度调节功能，即选择不同高度尺寸的所述张紧架体单元3。

第三、所述张紧架体单元3自身可以提供一定范围内不限长度的焊接区域，保证所述钢筋网2在所述张紧架体单元3上稳定焊接。同理的，所述张紧架体单元3也可以在所述T型双边开孔钢板单元1上充分焊接。

所述张紧架体单元3包括设置在所述横向钢板102上表面上的顶起柱301，设置在所述顶起柱301上，并用于卡合所述钢筋网2下部钢筋的顶起半管302，设置在所述横向钢板102下表面上的限位板303，设置在所述限位板303上的竖向拉动板304，以及设置在所述竖向拉动板304上，并用于向下钩连所述钢筋网2下部钢筋的拉动半管305。

在本实施例中，所述张紧架体单元3的使用，要求所述钢筋网2下部钢筋的长度方向，与所述T型双边开孔钢板单元1的长度方向一致。

其中，所述顶起半管302截面形状的圆心角度数＜180°，所述拉动半管305截面形状的圆心角度数＞180°，后者保证充分的卡合后上方限位功能。

此外，所述顶起柱301、限位板303，以及竖向拉动板304，均可以再与所述横向钢板102焊接，所述顶起半管302、拉动半管305也都是可以再与下部钢筋焊接。

最后，居中的所述顶起柱301“向上顶”、两侧的所述竖向拉动板304“向下拉”，即可保证所述钢筋网2在所述横向钢板102上得以稳定安装。

所述张紧架体单元3还包括设置在所述顶起柱301下端面上的横向底板306，分别设置在所述横向底板306下表面上两侧位置处，并用于卡合所述上部开孔104的两个第一夹紧柱307，以及设置在所述限位板303上表面上，并用于卡合所述上部开孔104的第二夹紧柱308。

在本实施例中，由于所述上部开孔104是椭圆形，因此两个所述第一夹紧柱307一起从所述夹紧柱的低夹紧强度位置b处，移动到所述夹紧柱的高夹紧强度位置c处，即可进一步加固所述顶起柱301。

同理的，所述第二夹紧柱308也可以在所述上部开孔104的弧形边上滑动选择不同的位置，保证所述竖向拉动板304在所述横向钢板102上的卡合强度灵活可调。

所述第一夹紧柱307、第二夹紧柱308均用于在所述上部开孔104上进行滑动夹紧，所述拉动半管305的管体开口倾斜朝下。

在本实施例中，所述第一夹紧柱307、第二夹紧柱308均为圆柱，其环形面上再设置竖向条纹凸起，以保证充分摩擦夹紧所述上部开孔104的弧形边。

采用T型抗剪连接件的钢-混凝土组合桥面板的施工方法，依次包括以下步骤：

S1、在桥梁钢主梁上固定所述底钢板11；

S2、将所述T型双边开孔钢板单元1的底边焊接在所述底钢板11上表面上；

S3、在所述T型双边开孔钢板单元1上表面上焊接所述钢筋网2；

S4、在所述底钢板11上浇筑混凝土，并在所述T型双边开孔钢板单元1的开孔处浇捣密实，形成所述上混凝土层12，然后覆盖、养护所述上混凝土层12，直至达到设计强度，最终形成完整的桥面板。

在本实施例的S2中，此时所述底钢板11上表面上还可以再焊接普通栓钉。

最终，该钢-混凝土组合桥面板，具有突出的抗剪性能。

上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施方式，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种修改。这些都是不具有创造性的修改，只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.采用T型抗剪连接件的钢-混凝土组合桥面板，结构包括底钢板（11），以及上混凝土层（12），其特征在于：还包括设置在所述底钢板（11）上表面上的T型双边开孔钢板单元（1），以及设置在所述T型双边开孔钢板单元（1）上，且位于所述上混凝土层（12）内的钢筋网（2）。

2.根据权利要求1所述的采用T型抗剪连接件的钢-混凝土组合桥面板，其特征在于：所述T型双边开孔钢板单元（1）包括设置在所述底钢板（11）上表面上的竖向钢板（101），设置在所述竖向钢板（101）上端面上的横向钢板（102），设置在所述竖向钢板（101）上，并用于形成横向的混凝土抗剪栓钉的底部开孔（103），以及设置在所述横向钢板（102）上，用于形成竖向的混凝土抗剪栓钉的上部开孔（104）。

3.根据权利要求2所述的采用T型抗剪连接件的钢-混凝土组合桥面板，其特征在于：所述底部开孔（103）和上部开孔（104）的形状均为椭圆形，两排所述上部开孔（104）分别设置在所述竖向钢板（101）的两侧位置处。

4.根据权利要求3所述的采用T型抗剪连接件的钢-混凝土组合桥面板，其特征在于：所述竖向钢板（101）长度方向、横向钢板（102）长度方向、底部开孔（103）长轴方向，以及上部开孔（104）长轴方向全部相同，均为桥面板的横桥向。

5.根据权利要求3所述的采用T型抗剪连接件的钢-混凝土组合桥面板，其特征在于：所述底部开孔（103）的短轴长度，大于所述竖向钢板（101）竖向宽度的1/2；所述上部开孔（104）的短轴长度，大于所述横向钢板（102）横向宽度的1/4；所述底部开孔（103）和上部开孔（104）的短轴长度，均大于所述上混凝土层（12）中骨料的最大粒径。

6.根据权利要求3所述的采用T型抗剪连接件的钢-混凝土组合桥面板，其特征在于：所述横向钢板（102）上还设有用于安装所述钢筋网（2）的张紧架体单元（3）。

7.根据权利要求6所述的采用T型抗剪连接件的钢-混凝土组合桥面板，其特征在于：所述张紧架体单元（3）包括设置在所述横向钢板（102）上表面上的顶起柱（301），设置在所述顶起柱（301）上，并用于卡合所述钢筋网（2）下部钢筋的顶起半管（302），设置在所述横向钢板（102）下表面上的限位板（303），设置在所述限位板（303）上的竖向拉动板（304），以及设置在所述竖向拉动板（304）上，并用于向下钩连所述钢筋网（2）下部钢筋的拉动半管（305）。

8.根据权利要求7所述的采用T型抗剪连接件的钢-混凝土组合桥面板，其特征在于：所述张紧架体单元（3）还包括设置在所述顶起柱（301）下端面上的横向底板（306），分别设置在所述横向底板（306）下表面上两侧位置处，并用于卡合所述上部开孔（104）的两个第一夹紧柱（307），以及设置在所述限位板（303）上表面上，并用于卡合所述上部开孔（104）的第二夹紧柱（308）。

9.根据权利要求8所述的采用T型抗剪连接件的钢-混凝土组合桥面板，其特征在于：所述第一夹紧柱（307）、第二夹紧柱（308）均用于在所述上部开孔（104）上进行滑动夹紧，所述拉动半管（305）的管体开口倾斜朝下。

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