一種鋼混組合梁橋的剪力連接件制造技術

本發明專利技術公開了一種鋼混組合梁橋的剪力連接件，包括集束式剪力連接件與開口板剪力連接件。本發明專利技術的有益效果為：施工簡單，鋼板上只需開孔，無需特殊加工；焊接方便，沿鋼板兩側用貼腳焊縫焊接，不需要專用的焊接設備；開孔板沿著翼板縱橋向布置，可起到加勁板的作用；連接件的抗疲勞性能好，剛度大，滑移小；提高結構受力性能，簡化施工。

Shear connector for steel-concrete composite beam bridge

The invention discloses a shear connector for a steel-concrete composite beam bridge, which comprises a cluster type shear connection piece and an open plate shear connector. The beneficial effects of the invention are: simple construction, steel only hole, without special processing; convenient welding, along the plate on both sides of the front foot welding without welding equipment; the perforated plate along the longitudinal direction of wing plate, can play the role of the stiffened plate; anti fatigue property of connection a good, high stiffness, small slip; improve the mechanical properties, simplified construction.

【技術實現步驟摘要】
一種鋼混組合梁橋的剪力連接件
本專利技術涉及土木建筑領域，尤其是一種鋼混組合梁橋的剪力連接件。
技術介紹
預應力混凝土梁橋是我國公路橋梁建設中廣為應用的橋梁結構形式，50～100米跨徑的大中橋梁多采用預應力混凝土梁。相對于發達國家，我國鋼橋技術發展極不平衡，一方面是特大橋、大橋高水準應用；另一方面是中小橋低水準應用且總量很小。因技術發展不平衡，我國一般混凝土橋梁存在質量問題較多，預應力后張梁工藝存在堵孔、張拉預應力控制不準、壓漿不密實等技術瓶頸。預應力混凝土連續梁橋混凝土箱梁腹板承受較大的主拉應力，混凝土材料易開裂，致使結構剛度降低，影響結構的耐久性；而且混凝土箱梁自重較大，在自重、徐變等因素作用下，跨中撓度會持續增大，嚴重影響結構的承載力，降低結構的安全度，為橋梁帶來很大安全隱患。工程界有識之士正在大力呼吁采用高性能高強混凝土、采用鋼－混組合結構，推廣鋼結構，以徹底改變我國工程結構以混凝土為主的現狀，與發達國家工程結構、橋梁結構發展趨勢保持一致。鋼混凝土組合梁，通過較為簡單的處理方式綜合了混凝土梁和鋼梁的優勢。組合梁保留受壓區的混凝土翼板，受拉區則只配置鋼梁，二者之間通過抗剪連接件組合成整體。這樣，既不會產生混凝土受拉開裂的問題，也不會因鋼梁受壓側剛度較弱而發生失穩，同時還具備較高的剛度和較輕的自重。鋼－混凝土結合梁橋在中等跨度(20m～90m)橋梁中已在世界各地廣泛應用。它的主要優點是組合結構橋梁可以充分合理地發揮鋼與混凝土兩種材料的各自優勢，可以最大程度地實現工廠化制造，減少現場操作，場地清潔較有保證，鋼材部分可回收利用，有利于環保、節能，且具有整體受力的經濟性與工程質量的可靠性。與鋼橋相比有：節省鋼材；降低建筑高度；減少沖擊，耐疲勞；減少鋼梁腐蝕；減少噪音；維修養護工作量較少等。與混凝土橋相比有：重量較輕；制造安裝較為容易；施工速度快、工期短等。鋼—混組合梁橋是通過剪力釘連接混凝土橋面板與鋼主梁，以保證二者共同作用。目前，剪力釘布置方式主要采用均布式，其剪力釘受力具有比較均勻的特征，但是也造成混凝土橋面板分塊和濕接縫較多，引起施工不便和增加工期。因此，對于剪力連接件連接方式的優化改進十分必要。對鋼混組合梁橋剪力連接件進行設計優化，對掌握鋼—混組合梁橋的設計方法和受力性能具有重要的意義。環保、節能和實現可持續發展是使社會經濟同能源、資源、環境實現良性循環的措施，是社會發展與自然關系的協調與保證。鋼結構產業特點：鋼結構建筑是一種新型的節能環保的建筑體系，被譽為21世紀的“綠色建筑”。鋼結構是一種節能環保型、能循環使用的建筑結構，符合發展節能建筑和經濟持續健康發展的要求。我國又是鋼鐵大國，適時的發展我國橋梁鋼結構，改變我國混凝土橋梁占多數的現狀，才能實現可持續發展。設計更為優化的鋼混結構，不僅對土木工程的發展有著巨大的意義，并且對產業結構、國民經濟產生巨大的影響。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題在于，提供一種鋼混組合梁橋的剪力連接件，可以提高結構受力性能，簡化施工。為解決上述技術問題，本專利技術提供一種鋼混組合梁橋的剪力連接件，包括：集束式剪力連接件與開口板剪力連接件。優選的，集束式剪力連接件采用相鄰剪力釘集群邊界間隔為500-800mm的布置形式，單個剪力釘集群的長度應等于相鄰剪力釘集群邊界的間隔距離；當鋼梁跨徑小于35米時，單個剪力釘集群的長度應取為500mm，當鋼梁跨徑大于50米時，單個剪力釘群的長度應取為800mm，其余跨徑可線性內插取得；單個剪力釘集群的寬度與鋼梁頂板同寬，并且剪力釘沿梁長均勻分布；單一剪力釘的間距在順橋向方面與原有的均布式剪力連接件剪力釘間距保持一致，一般取100～150mm，在橫橋方向亦保持不變；剪力釘的長度、直徑、鋼筋標號與原有均布式剪力連接件剪力釘維持一致，一般取釘長200mm，直徑22mm。優選的，開孔板采用Q345D鋼材，高度100mm，厚度16mm，開孔孔徑60mm，圓孔中心距上下邊緣各20mm，兩孔中心間距90mm，在鋼梁橫向兩排之間的軸線距離500mm；在開孔中貫穿鋼筋采用直徑25mm的HRB400鋼筋。本專利技術的有益效果為：施工簡單，鋼板上只需開孔，無需特殊加工；焊接方便，沿鋼板兩側用貼腳焊縫焊接，不需要專用的焊接設備；開孔板沿著翼板縱橋向布置，可起到加勁板的作用；連接件的抗疲勞性能好，剛度大，滑移小；提高結構受力性能，簡化施工。附圖說明圖1為本專利技術的集束式剪力釘分布概念示意圖。圖2為本專利技術的安徽省北沿江高速巢湖至無為段裕溪河特大橋混凝土橋面板邊支點處預制板形式示意圖。圖3為本專利技術安徽省北沿江高速巢湖至無為段裕溪河特大橋混凝土橋面板邊中支點處預制板形式示意圖。圖4為本專利技術優化后①區開孔板示意圖。圖5為本專利技術優化后②、③區開孔板示意圖。圖6為本專利技術優化后④、⑤區開孔板示意圖。圖7為本專利技術優化后開孔橋面板吊裝示意圖。具體實施方式本專利技術的目的在于對于現有的鋼梁形狀為工字形梁(U形梁)的鋼混組合梁橋的剪力連接鍵的設計模式進行改進。目前，對于鋼梁形狀為工字形梁(U形梁)的鋼混組合梁橋的剪力連接件布置方式普遍采用均布式的布置方法。即鋼混組合梁橋的剪力釘均勻分布在工字形鋼梁(U形鋼梁)的上翼緣板頂面。這種剪力釘的布置方式雖然在連接結構中受力效果良好，但是這種設計結構會造成在結構的施工過程中混凝土板塊分塊過多，連接施工中現澆濕接縫過多等問題，間接影響了鋼混組合結構的整體性能，破壞了混凝土結構的連續性，由于施工工藝、施工設備的限制，會造成由于施工不當而嚴重影響結構的受力性能。為了降低施工難度、加快施工進度、提高施工質量，本專利技術提出了一種對于鋼梁形狀為工字形梁(U形梁)的鋼混組合梁橋均布式剪力連接件群的布置設計方案的優化設計、改進方法。本專利技術提出對于鋼梁形狀為工字形梁(U形梁)的鋼混組合梁橋均布式剪力連接件布置結構可以將原有的均布式剪力連接件改為集束式剪力連接件布置方式。當結構對于受力性能的要求較高時，亦可以將原有均布式栓釘剪力連接件布置模式改為開孔板連接件構造模式。改進方式如下：對于均布式群釘剪力連接件布置模式，現行《橋規》并沒有給出明確的布置要求規范，故均布式剪力連接件面向集束式剪力連接件的優化方式同樣基于現有的工程經驗及有限元模型計算。在原有的均布式剪力連接件結構基礎上，集束式剪力連接件推薦采用相鄰剪力釘集群邊界間隔500-800mm的布置形式，單個剪力釘集群的長度應等于相鄰剪力釘集群邊界的間隔距離。當鋼梁跨徑小于35米時，單個剪力釘集群的長度應取為500mm，當鋼梁跨徑大于50米時，單個剪力釘群的長度應取為800mm，其余跨徑可線性內插取得，即：其中，Ls——單個剪力釘集群的長度(毫米)；L——梁跨徑(米)。單個剪力釘集群的寬度與鋼梁頂板同寬，并且剪力釘沿梁長均勻分布。單一剪力釘的間距在順橋向方面與原有的均布式剪力連接件剪力釘間距保持一致，在橫橋方向亦可保持不變，但建議縮短1/4-1/3的間距，以保證結構的受力性能。剪力釘的長度、直徑、鋼筋標號與原有均布式剪力連接件剪力釘維持一致。通過比較發現剪力釘集束分布與均勻分布分別在恒載、最不利汽車活載作用下鋼-混組合梁撓度、混凝土橋面板應力和鋼梁應力基本相同，得到剪力釘集束分布和均勻分布對鋼-混組合梁橋整體受力性能影本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種鋼混組合梁橋的剪力連接件，其特征在于，包括：集束式剪力連接件與開口板剪力連接件。

【技術特征摘要】
1.一種鋼混組合梁橋的剪力連接件，其特征在于，包括：集束式剪力連接件與開口板剪力連接件。2.如權利要求1所述的鋼混組合梁橋的剪力連接件，其特征在于，集束式剪力連接件采用相鄰剪力釘集群邊界間隔為500-800mm的布置形式，單個剪力釘集群的長度應等于相鄰剪力釘集群邊界的間隔距離；當鋼梁跨徑小于35米時，單個剪力釘集群的長度應取為500mm，當鋼梁跨徑大于50米時，單個剪力釘群的長度應取為800mm，其余跨徑可線性內插取得；單個剪力釘集群的寬度與鋼梁頂板同寬，并且剪力釘沿梁長均勻分布；單一剪力釘的間距在順橋向方面與原有的均布式剪力連接件剪力釘間距保持一致，一般取1...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王新定，李健，郭瑞琦，
申請(專利權)人：東南大學，
類型：發明
國別省市：江蘇,32