CN220301148U - 桥梁中采用可拆抗剪连接件的钢与混凝土组合结构 - Google Patents

Abstract

桥梁中采用可拆抗剪连接件的钢与混凝土组合结构，通过抗剪连接件将钢梁的安装部与混凝土桥面连接；抗剪连接件包括螺栓杆、上螺母、螺纹套筒、钢垫片、下螺母，螺栓杆的上端为头部，下端为杆件，杆件的上段为光杆段，下段为螺纹段，上螺母、螺纹套筒、钢垫片、下螺母从上往下依次排列且均套接于螺纹段；钢梁的安装部开有上下贯穿的安装孔，上孔径的内径大于下孔径的内径；螺纹套筒的下端位于上孔径内，钢垫片的上端紧贴钢梁的安装部的下端面；混凝土桥面浇筑在钢梁的安装部的上方，将螺纹套筒的上段、上螺母、螺栓杠的光杆段容纳在内。本实用新型可快速装卸，抗剪连接件提供较大的抗剪连接力和抗拔力，属于桥梁钢混组合结构技术领域。

Description

桥梁中采用可拆抗剪连接件的钢与混凝土组合结构

技术领域

本实用新型涉及桥梁钢混组合结构技术，具体涉及桥梁中采用可拆抗剪连接件的钢与混凝土组合结构。

背景技术

传统的钢-混凝土组合结构一般采用抗剪连接件，抗剪连接件是保证钢与混凝土能共同工作的关键部件，剪力连接件使混凝土板和钢梁的变形一致，达到组合结构的目的，它能起到传递钢与混凝土界面纵向剪力的作用，还能抵抗钢与混凝土之间具有分离趋势的抗拔作用。具体为：1.竖向抗拔和抗掀起的作用，剪力连接件可抵抗混凝土板因整体纵向弯曲以及局部横向弯曲等作用导致的混凝土板与钢梁在竖向产生的分离或掀起趋势；2.纵向抗剪作用，通过剪力连接件自身抗剪刚度承担钢梁与混凝土板界面之间的纵向剪力，抵抗钢梁与混凝土板之间相对滑动，使得二者协同变形、共同工作，以达到提高截面整体抗弯刚度和承载力的作用。

由于各种原因，桥梁的快速恶化已成为一个主要问题。桥面板通常比其他桥梁部件恶化得更快，桥面板的更换是典型的的维护方法，这种传统上借助焊接剪力钉来实现组合作用的桥梁，剪力钉焊接在钢梁的顶部翼缘上，完全嵌入到混凝土桥面中，因此，拆除桥面涉及到钻孔和粉碎剪力钉周围的混凝土，然后将桥面分成可处理的部分，这样的过程是昂贵的、耗时的，并涉及到危险设备的使用。因此，为了利用现有桥梁的复合材料作用，需要有经济实用的后装剪力连接件的方法。

实用新型内容

针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的是：提供一种桥梁中采用可拆抗剪连接件的钢与混凝土组合结构，可以快速装卸，并且抗剪连接件提供了较大的抗剪连接力和抗拔力。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

桥梁中采用可拆抗剪连接件的钢与混凝土组合结构，通过抗剪连接件将钢梁的安装部与混凝土桥面连接；抗剪连接件包括螺栓杆、上螺母、螺纹套筒、钢垫片、下螺母，螺栓杆的上端为头部，下端为杆件，杆件的上段为光杆段，下段为螺纹段，上螺母、螺纹套筒、钢垫片、下螺母从上往下依次排列且均套接于螺纹段，螺纹套筒的下端与钢垫片的上端留有间隙，上螺母的上端与螺纹段的上端齐平；钢梁的安装部开有上下贯穿的安装孔，安装孔包括同轴设置的上孔径和下孔径，上孔径的内径大于下孔径的内径；螺纹套筒的下端位于上孔径内，钢垫片的上端紧贴钢梁的安装部的下端面；混凝土桥面浇筑在钢梁的安装部的上方，将螺纹套筒的上段、上螺母、螺栓杠的光杆段容纳在内。

作为一种优选，抗剪连接件中，螺栓杆的头部结构同圆柱头内六角螺丝的头部，光杆段的外径等于螺纹段的外径；螺纹套筒为圆筒形，内部设置贯穿的螺纹孔；上螺母和下螺母均为六角螺母，六角螺母的外切圆的直径等于螺纹套筒的外径；钢垫片的外径大于螺纹套筒的外径。

作为一种优选，钢梁的安装部厚度为d，安装孔中，上孔径的深度为2d/3，下孔径的深度为d/3；螺纹套筒的下端面紧贴上孔径的底部，上孔径与螺纹套筒之间间隙配合，下孔径与螺纹段之间间隙配合。

作为一种优选，钢梁为工字形，包括从上往下依次设置的翼缘板、腹板、底板，安装部为翼缘板；腹板的两侧对称的设置两个抗剪连接件将安装部与混凝土桥面连接，两个抗剪连接件成一组。

作为一种优选，沿着钢梁的长度方向，设置多组抗剪连接件将安装部与混凝土桥面连接；沿着钢梁的宽度方向，设置多根钢梁承托混凝土桥面。

作为一种优选，混凝土桥面的上端与螺栓杆的上端齐平。

作为一种优选，设有安装孔的钢梁为预制件。

本实用新型具有如下优点：

1.抗剪连接件具有快速可拆卸的的优点，当桥面受损时，只需要拆下钢梁下方的下螺母就可实现钢梁与混凝土板的分离，从而快速更换损坏的构件。

2.剪力连接件和钢梁可以实现工厂预制化，提高施工质量，减少现场施工的时间，大大缩短了建桥的周期。此外工厂预制化也可减少螺栓孔对中公差问题。

3.抗剪连接件具有高强抗剪性能，螺纹套筒的下端伸入至钢梁的安装部的2/3高度，增强了混凝土桥面与钢梁的抗剪强度，可以在提供足够的抗剪强度抵抗混凝土板与钢梁之间的剪切力，通过抗剪连接件自身抗剪刚度承担钢梁与混凝土板界面之间的纵向剪力，抵抗钢梁与混凝土板之间相对滑动。

4.抗剪连接件具有高强抗拔性能，抗剪连接件可抵抗混凝土板因整体纵向弯曲以及局部横向弯曲等作用导致的混凝土板与钢梁在竖向产生的分离或掀起趋势。

5.采用螺纹套筒结构，在钢-混凝土界面剪力最大处，可以增加连接件的抗剪有效面积。

6.上螺母、螺纹套筒和下螺母可以将抗剪连接件更好的紧固在钢梁的安装部上。

7.螺纹套筒穿入钢梁的安装部，一方面增加抗剪面积，另一方面可以使得抗剪连接件便于安装。

附图说明

图1是抗剪连接件的立体图。

图2是抗剪连接件的主视图。

图3是抗剪连接件的拆分图。

图4是钢与混凝土组合结构的装配图。

图5是一根钢梁与混凝土桥面连接的示意图。

图6是三根钢梁与混凝土桥面连接的示意图。

其中，1是抗剪连接件，2是钢梁，3是混凝土桥面。

1-1是螺栓杆，1-2是上螺母，1-3是螺纹套筒，1-4是钢垫片，1-5是下螺母。

2-1是翼缘板，2-2是腹板，2-3是底板，2-4为上孔径，2-5为下孔径。

具体实施方式

下面将结合具体实施方式来对本实用新型做进一步详细的说明。

桥梁中采用可拆抗剪连接件的钢与混凝土组合结构，通过抗剪连接件将钢梁的安装部与混凝土桥面连接；抗剪连接件包括螺栓杆、上螺母、螺纹套筒、钢垫片、下螺母，螺栓杆的上端为头部，下端为杆件，杆件的上段为光杆段，下段为螺纹段，上螺母、螺纹套筒、钢垫片、下螺母从上往下依次排列且均套接于螺纹段，螺纹套筒的下端与钢垫片的上端留有间隙，上螺母的上端与螺纹段的上端齐平；钢梁的安装部开有上下贯穿的安装孔，安装孔包括同轴设置的上孔径和下孔径，上孔径的内径大于下孔径的内径；螺纹套筒的下端位于上孔径内，钢垫片的上端紧贴钢梁的安装部的下端面；混凝土桥面浇筑在钢梁的安装部的上方，将螺纹套筒的上段、上螺母、螺栓杠的光杆段容纳在内。螺纹段的长度应足以容纳上螺母、螺纹套筒、钢垫片、下螺母，且下方可从下螺母下方穿出。

抗剪连接件中，螺栓杆的头部结构同圆柱头内六角螺丝的头部，光杆段的外径等于螺纹段的外径；螺纹套筒为圆筒形，内部设置贯穿的螺纹孔；上螺母和下螺母均为六角螺母，六角螺母的外切圆的直径等于螺纹套筒的外径；钢垫片的外径大于螺纹套筒的外径。

钢梁的安装部厚度为d，安装孔中，上孔径的深度为2d/3，从而螺纹套筒可伸入钢梁的安装部的2d/3，以抵抗混凝土板和钢梁界面处的最大剪力，增强了桥面板与钢梁的抗剪强度，下孔径的深度为d/3；螺纹套筒的下端面紧贴上孔径的底部，上孔径与螺纹套筒之间间隙配合，即上孔径大小为略大于螺纹套筒的外径，下孔径与螺纹段之间间隙配合，即下孔径大小为略大于螺纹段的外径。

钢梁为工字形，包括从上往下依次设置的翼缘板、腹板、底板，安装部为翼缘板；腹板的两侧对称的设置两个抗剪连接件将安装部与混凝土桥面连接，两个抗剪连接件成一组。

沿着钢梁的长度方向，设置多组抗剪连接件将安装部与混凝土桥面连接；沿着钢梁的宽度方向，设置多根钢梁承托混凝土桥面。

混凝土桥面的上端与螺栓杆的上端齐平。

设有安装孔的钢梁为预制件。

桥梁中采用可拆抗剪连接件的钢与混凝土组合结构的施工方法为：

(1)预制钢梁和抗剪连接件

在工厂预制相应尺寸的钢梁，对钢梁的翼缘板进行钻孔制备安装孔，为实现混凝土桥面板和钢梁的全复合作用，以钢梁腹板为对称面对称布孔，如图5所示。预制抗剪连接件。

(2)安装抗剪连接件

先将上螺母拧进螺栓杆的螺纹段，直到上螺母的上端与螺纹段的上端对齐，再将螺纹套筒拧进螺纹段直到顶住上螺母，然后将装有上螺母和螺纹套筒的螺栓杆插进钢梁预制的安装孔中，最后将钢垫片套入螺纹段，并且拧进下螺母至顶到钢垫片，利用工具同时将上下螺母旋紧即可。

(3)制备混凝土模板

混凝土所使用的模板采用钢板建造，根据混凝土板的尺寸，在钢梁周围安装钢模板，钢模板可以多次使用，并且混凝土浇筑成型美观。为了后期方便脱模需要在模板上涂油。

(4)浇筑混凝土

混凝土采用预制混凝土，可以保证混凝土的质量统一。混凝土将从模板的顶部浇筑，混凝土的浇筑高度与螺栓杆的上端齐平，浇筑混凝土后振捣均匀，养护混凝土达到设计等级。当混凝土得到养护达到设计等级，混凝土基本上凝固成型，从而减少混凝土初期与抗剪连接件连接不够紧密的问题。混凝土凝固后形成混凝土块，检查下螺母并拧紧下螺母。

混凝土桥面由多块混凝土板拼接所得。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.桥梁中采用可拆抗剪连接件的钢与混凝土组合结构，通过抗剪连接件将钢梁的安装部与混凝土桥面连接，其特征在于：

抗剪连接件包括螺栓杆、上螺母、螺纹套筒、钢垫片、下螺母，螺栓杆的上端为头部，下端为杆件，杆件的上段为光杆段，下段为螺纹段，上螺母、螺纹套筒、钢垫片、下螺母从上往下依次排列且均套接于螺纹段，螺纹套筒的下端与钢垫片的上端留有间隙，上螺母的上端与螺纹段的上端齐平；

钢梁的安装部开有上下贯穿的安装孔，安装孔包括同轴设置的上孔径和下孔径，上孔径的内径大于下孔径的内径；

螺纹套筒的下端位于上孔径内，钢垫片的上端紧贴钢梁的安装部的下端面；混凝土桥面浇筑在钢梁的安装部的上方，将螺纹套筒的上段、上螺母、螺栓杠的光杆段容纳在内。

2.按照权利要求1所述的桥梁中采用可拆抗剪连接件的钢与混凝土组合结构，其特征在于：抗剪连接件中，螺栓杆的头部结构同圆柱头内六角螺丝的头部，光杆段的外径等于螺纹段的外径；螺纹套筒为圆筒形，内部设置贯穿的螺纹孔；上螺母和下螺母均为六角螺母，六角螺母的外切圆的直径等于螺纹套筒的外径；钢垫片的外径大于螺纹套筒的外径。

3.按照权利要求1所述的桥梁中采用可拆抗剪连接件的钢与混凝土组合结构，其特征在于：钢梁的安装部厚度为d，安装孔中，上孔径的深度为2d/3，下孔径的深度为d/3；螺纹套筒的下端面紧贴上孔径的底部，上孔径与螺纹套筒之间间隙配合，下孔径与螺纹段之间间隙配合。

4.按照权利要求1所述的桥梁中采用可拆抗剪连接件的钢与混凝土组合结构，其特征在于：钢梁为工字形，包括从上往下依次设置的翼缘板、腹板、底板，安装部为翼缘板；腹板的两侧对称的设置两个抗剪连接件将安装部与混凝土桥面连接，两个抗剪连接件成一组。

5.按照权利要求4所述的桥梁中采用可拆抗剪连接件的钢与混凝土组合结构，其特征在于：沿着钢梁的长度方向，设置多组抗剪连接件将安装部与混凝土桥面连接；沿着钢梁的宽度方向，设置多根钢梁承托混凝土桥面。

6.按照权利要求1所述的桥梁中采用可拆抗剪连接件的钢与混凝土组合结构，其特征在于：混凝土桥面的上端与螺栓杆的上端齐平。

7.按照权利要求1所述的桥梁中采用可拆抗剪连接件的钢与混凝土组合结构，

其特征在于：设有安装孔的钢梁为预制件。