一種組合型波形鋼腹板底板剪力連接鍵及施工方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種組合型波形鋼腹板底板剪力連接鍵及施工方法，該剪力連接鍵波形鋼腹板、下翼緣鋼板、腹板開孔鋼板、翼緣板帶狀開孔鋼板、剪力鍵構(gòu)造鋼筋；其中波形鋼腹板、下翼緣鋼板、腹板開孔鋼板、翼緣板帶狀開孔鋼板通過焊接連接成整體；剪力鍵構(gòu)造鋼筋分別穿過腹板、翼緣板帶狀開孔鋼板孔洞，并與剪力鍵順橋向構(gòu)造鋼筋焊接構(gòu)成鋼筋骨架。采用此剪力連接鍵可克服傳統(tǒng)嵌入型剪力鍵整體性不足，傳統(tǒng)翼緣型剪力鍵底板混凝土澆筑施工困難，鋼混組合結(jié)合部質(zhì)量難以保證等問題。與其他組合型剪力鍵相比，本發(fā)明專利技術(shù)構(gòu)造簡單、結(jié)構(gòu)合理、鋼筋加工方便、不影響底板混凝土澆筑施工、鋼混結(jié)構(gòu)部質(zhì)量及整體工作性能較好，具有良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種波形鋼腹板組合箱梁橋建設(shè)領(lǐng)域，具體涉及一種用來連接波形鋼腹板下翼緣與箱梁混凝土底板的，一種組合型波形鋼腹板底板剪力連接鍵及施工方法。
技術(shù)介紹
波形鋼腹板鋼筋混凝土組合箱梁結(jié)構(gòu)是目前我國正在大力推廣的一種鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)，其主要特點(diǎn)是由強(qiáng)度較高的波形鋼材代替了傳統(tǒng)混凝土箱梁的腹板，波型鋼腹板和頂?shù)装逯g通過剪力鍵連接。由于波形鋼腹板具有自重輕、抗剪強(qiáng)度高、可工廠預(yù)制等特點(diǎn)，因此大大降低了結(jié)構(gòu)自重、結(jié)構(gòu)受力更加合理，提高了橋梁跨徑、避免了傳統(tǒng)混凝土箱梁腹板開裂問題。剪力連接鍵是波形鋼腹板箱梁中最重要的部位。波形鋼腹板由于其“手風(fēng)琴效應(yīng)”，承擔(dān)了大部分豎向剪力，而箱梁頂?shù)装鍎t承擔(dān)彎壓力。兩種材料是否能夠很好的連接為一體，共同抵抗外加荷載作用，必須依靠剪力連接鍵的作用。目前，國內(nèi)外波形鋼腹板箱梁較常采用的剪力鍵連接方式主要有兩種：埋入型剪力鍵和翼緣型剪力鍵。嵌入型剪力鍵是在頂?shù)装寤炷潦┕で皩⒉ㄐ武摳拱孱A(yù)先埋入到頂?shù)装鍍?nèi)，待混凝土澆筑完成后，從而使波形鋼腹板與頂?shù)装暹B接成整體。此種剪力鍵的優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡單、施工最為經(jīng)濟(jì)，但缺點(diǎn)是剪力鍵連接較為薄弱、整體工作性能較差。翼緣型剪力鍵是將波形鋼腹板上下緣焊接鋼板形成翼緣板，然后在鋼翼緣板上焊接不同類型鋼材的一種剪力鍵形式，與嵌入型剪力鍵相比其整體受力性能得到了提高，特別是翼緣板下焊接開口鋼板的PBL剪力鍵，是目前國內(nèi)最常采用的剪力鍵連接形式。但是大量工程實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，此種剪力鍵形式用于箱梁底板施工時(shí)，由于翼緣板位于剪力鍵頂部，底板立模后，由于下翼緣鋼板的阻擋，混凝土澆筑、振搗困難，由于混凝土自重導(dǎo)致鋼混連接處不密實(shí)，嚴(yán)重影響了結(jié)構(gòu)耐久性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是克服上述嵌入型和翼緣型剪力鍵的不足，提供一種承載能力大、整體受力性能好、施工方便、加工制造簡單、結(jié)構(gòu)受力合理的嵌入翼緣組合型波形鋼腹板底板剪力鍵構(gòu)造及施工方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用如下技術(shù)方案：一種組合型波形鋼腹板底板剪力連接鍵，包括波形鋼腹板、下翼緣鋼板、腹板開孔鋼板、翼緣板帶狀開孔鋼板和剪力鍵構(gòu)造鋼筋；所述的下翼緣鋼板沿順橋向水平焊接在波形鋼腹板底部；波形鋼腹板每個(gè)波折段均焊接有與其豎直面垂直的腹板開孔鋼板，且所述腹板開孔鋼板與下翼緣鋼板平行；腹板開孔鋼板的孔洞軸線與下翼緣鋼板垂直；下翼緣鋼板頂面沿結(jié)構(gòu)順橋向通長焊接有與其垂直的翼緣板帶狀開孔鋼板，翼緣板帶狀開孔鋼板的空洞軸線與波形鋼腹板垂直；剪力鍵構(gòu)造鋼筋分為豎向構(gòu)造鋼筋、水平構(gòu)造鋼筋、順橋向構(gòu)造鋼筋，所述的豎向構(gòu)造鋼筋穿過腹板開孔鋼板的孔洞連接到下翼緣鋼板上；所述的水平構(gòu)造鋼筋水平穿過翼緣板帶狀開孔鋼板的孔洞連接到波形鋼腹板，并且豎向構(gòu)造鋼筋、水平構(gòu)造鋼筋在同一斷面相交處搭接焊接，順橋向構(gòu)造鋼筋通長與豎向、水平構(gòu)造鋼筋焊接成整體，其目的是保證箱梁底板混凝土澆筑過程中剪力鍵構(gòu)造鋼筋的整體性，同時(shí)保證混凝土澆筑后剪力鍵與底板的整體工作性能。進(jìn)一步的，所述的波形鋼腹板垂直嵌入到箱梁底板內(nèi)，并到達(dá)箱梁底板底面。進(jìn)一步的，所述的下翼緣鋼板位于波形鋼腹板底部，與波形鋼腹板垂直焊接，其目的是保證剪力鍵的抗拔性能，且不影響混凝土澆筑施工。進(jìn)一步的，所述的下翼緣鋼板寬度不超過混凝土底板的寬度。進(jìn)一步的，所述的腹板開孔鋼板位于波形鋼腹板內(nèi)側(cè)，其孔洞直徑略大于豎向構(gòu)造鋼筋直徑。腹板開孔鋼板其作用一方面可增加鋼腹板與混凝土的整體性，同時(shí)輔助定位剪力鍵構(gòu)造鋼筋。進(jìn)一步的，所述的翼緣板帶狀開孔鋼板也位于波形鋼腹板內(nèi)側(cè)，其位置位于內(nèi)側(cè)下翼緣板寬度中心位置附近，其作用與腹板開孔鋼板相同。進(jìn)一步的，所述的同一斷面剪力鍵豎向、水平構(gòu)造鋼筋垂直搭接焊接，并與剪力鍵順橋向構(gòu)造鋼筋焊接形成整體鋼筋骨架。利用所述的一種組合型波形鋼腹板底板剪力連接鍵施工方法，包括以下幾個(gè)步驟：步驟1：根據(jù)箱梁底板設(shè)計(jì)尺寸要求，加工波形鋼腹板、下翼緣鋼板、腹板開孔鋼板、翼緣板帶狀開孔鋼板。步驟2：按照設(shè)計(jì)要求將上述部件焊接成整體，并檢查驗(yàn)收。即下翼緣鋼板沿順橋向水平焊接在波形鋼腹板底部；波形鋼腹板每個(gè)波折段均焊接有腹板開孔鋼板，所述腹板開孔鋼板與波形鋼腹板垂直且與下翼緣鋼板平行；腹板開孔鋼板的孔洞軸線與下翼緣鋼板垂直；下翼緣鋼板頂面沿結(jié)構(gòu)順橋向通長焊接有與其垂直的翼緣板帶狀開孔鋼板，翼緣板帶狀開孔鋼板的空洞軸線與波形鋼腹板垂直；步驟3：將步驟2組裝好的鋼構(gòu)件運(yùn)至施工現(xiàn)場，箱梁底板立模后，測量放樣波形鋼腹板的軸線位置。步驟4：吊裝波形鋼腹板至預(yù)定軸線位置，復(fù)測波形鋼腹板空間坐標(biāo)，并配合手動(dòng)葫蘆微調(diào)至設(shè)計(jì)位置后，將本節(jié)段安裝的波形鋼腹板與前一節(jié)段的波形鋼腹板通過螺栓連接成整體，并焊接上節(jié)段與本節(jié)段腹板底部的下翼緣鋼板。步驟5：按照設(shè)計(jì)要求長度，加工剪力鍵構(gòu)造鋼筋。步驟6：將位于同一斷面位置，穿過腹板開孔鋼板、翼緣板帶狀開孔鋼板孔洞的剪力鍵構(gòu)造鋼筋進(jìn)行垂直搭接焊接。步驟7：將順橋向通長鋼筋順橋向穿入底板，與剪力鍵水平構(gòu)造鋼筋、部分豎直構(gòu)造鋼筋焊接形成整體。步驟8：澆筑底板混凝土，并振搗養(yǎng)護(hù)，完成本節(jié)段箱梁底板與剪力鍵連接施工。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、本專利技術(shù)所述組合型波形鋼腹板底板剪力連接鍵，下翼緣鋼板位于底板底面，剪力鍵翼緣板不阻礙底板混凝土澆筑、振搗施工，保證了剪力鍵與混凝土結(jié)合面的澆筑質(zhì)量，提高了剪力鍵抗拉拔性能。2、本專利技術(shù)所述開孔鋼板一方面可進(jìn)一步增加剪力鍵與混凝土的連接性能，同時(shí)還可以輔助定位剪力鍵構(gòu)造鋼筋，減小了鋼筋定位難度。3、本專利技術(shù)所述剪力鍵構(gòu)造鋼筋全部為直筋，加工方便且易于安裝，通過焊接可使全部剪力鍵構(gòu)造鋼筋形成鋼筋骨架，保證了混凝土澆筑過程中剪力鍵構(gòu)造鋼筋的整體性，同時(shí)進(jìn)一步加強(qiáng)了混凝土澆筑后剪力鍵與底板的整體工作性能。4、本專利技術(shù)所述剪力鍵整體受力性能好、承載能力大、施工方便、加工制造簡單，大大節(jié)約了施工時(shí)間及施工成本，提高了施工的經(jīng)濟(jì)效益。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術(shù)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本專利技術(shù)的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1傳統(tǒng)嵌入型波形鋼腹板剪力鍵典型示意圖；圖2傳統(tǒng)翼緣板型波形鋼腹板剪力鍵典型示意圖；圖3本專利技術(shù)組合型波形鋼腹板底板剪力連接鍵立面示意圖；圖4本專利技術(shù)組合型波形鋼腹板底板剪力連接鍵平面示意圖；圖中：101波形鋼腹板、102貫通鋼筋、103連接鋼筋、104混凝土底板；201下翼緣鋼板、202翼緣板帶狀鋼板、203鋼混連接處；301腹板開孔鋼板、302剪力鍵豎向構(gòu)造鋼筋、303剪力鍵橫向構(gòu)造鋼筋、304剪力鍵順橋向構(gòu)造鋼筋、305焊接位置；具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本專利技術(shù)作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。結(jié)合圖1所示，傳統(tǒng)嵌入型剪力連接鍵主要由波形鋼腹板101、貫通鋼筋102、連接鋼筋103組成。由于波形鋼腹板101整體嵌入，底部通過貫通鋼筋102與混凝土底板104連接，因此整體連接及受力性能較差。結(jié)合圖2所示，傳統(tǒng)翼緣型型剪力鍵主要由波形鋼腹板101、下翼緣鋼板201、帶狀鋼板202、貫通鋼筋102組成。由于底板施工時(shí)，下翼緣鋼板201位于剪力鍵頂部，底板立模后，本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種組合型波形鋼腹板底板剪力連接鍵，其特征在于：包括波形鋼腹板、下翼緣鋼板、腹板開孔鋼板、翼緣板帶狀開孔鋼板和剪力鍵構(gòu)造鋼筋；所述的下翼緣鋼板沿順橋向水平焊接在波形鋼腹板底部；波形鋼腹板每個(gè)波折段均焊接有與其豎直面垂直的腹板開孔鋼板，且所述腹板開孔鋼板與下翼緣鋼板平行；腹板開孔鋼板的孔洞軸線與下翼緣鋼板垂直；下翼緣鋼板頂面沿結(jié)構(gòu)順橋向通長焊接有與其垂直的翼緣板帶狀開孔鋼板，翼緣板帶狀開孔鋼板的空洞軸線與波形鋼腹板垂直；剪力鍵構(gòu)造鋼筋分為豎向構(gòu)造鋼筋、水平構(gòu)造鋼筋、順橋向構(gòu)造鋼筋，所述的豎向構(gòu)造鋼筋穿過腹板開孔鋼板的孔洞連接到下翼緣鋼板上；所述的水平構(gòu)造鋼筋水平穿過翼緣板帶狀開孔鋼板的孔洞連接到波形鋼腹板，并且豎向構(gòu)造鋼筋、水平構(gòu)造鋼筋在同一斷面相交處搭接焊接，順橋向構(gòu)造鋼筋通長與豎向、水平構(gòu)造鋼筋焊接成整體。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種組合型波形鋼腹板底板剪力連接鍵，其特征在于：包括波形鋼腹板、下翼緣鋼板、腹板開孔鋼板、翼緣板帶狀開孔鋼板和剪力鍵構(gòu)造鋼筋；所述的下翼緣鋼板沿順橋向水平焊接在波形鋼腹板底部；波形鋼腹板每個(gè)波折段均焊接有與其豎直面垂直的腹板開孔鋼板，且所述腹板開孔鋼板與下翼緣鋼板平行；腹板開孔鋼板的孔洞軸線與下翼緣鋼板垂直；下翼緣鋼板頂面沿結(jié)構(gòu)順橋向通長焊接有與其垂直的翼緣板帶狀開孔鋼板，翼緣板帶狀開孔鋼板的空洞軸線與波形鋼腹板垂直；剪力鍵構(gòu)造鋼筋分為豎向構(gòu)造鋼筋、水平構(gòu)造鋼筋、順橋向構(gòu)造鋼筋，所述的豎向構(gòu)造鋼筋穿過腹板開孔鋼板的孔洞連接到下翼緣鋼板上；所述的水平構(gòu)造鋼筋水平穿過翼緣板帶狀開孔鋼板的孔洞連接到波形鋼腹板，并且豎向構(gòu)造鋼筋、水平構(gòu)造鋼筋在同一斷面相交處搭接焊接，順橋向構(gòu)造鋼筋通長與豎向、水平構(gòu)造鋼筋焊接成整體。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種組合型波形鋼腹板底板剪力連接鍵，其特征在于：所述的波形鋼腹板垂直嵌入到箱梁底板內(nèi)，并到達(dá)箱梁底板底面。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種組合型波形鋼腹板底板剪力連接鍵，其特征在于：所述下翼緣鋼板位于波形鋼腹板底部，與波形鋼腹板垂直焊接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種組合型波形鋼腹板底板剪力連接鍵，其特征在于：所述的下翼緣鋼板寬度不超過混凝土底板寬度。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種組合型波形鋼腹板底板剪力連接鍵，其特征在于：所述的腹板開孔鋼板位于鋼腹板內(nèi)側(cè)，其孔洞直徑略大于剪力鍵構(gòu)造鋼筋直徑。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種組合型波形鋼腹板底板剪力連接鍵，其特征在于：...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：谷守法，劉明才，胡仲春，高士亮，郭峰，王雙飛，王玉杰，尚孝振，
申請(專利權(quán))人：中鐵十四局集團(tuán)第二工程有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：山東;37