CN110158448A - 一种剪力连接件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种剪力连接件，包括销栓钢棒(1)，销栓钢棒安装板(2)和带孔钢板(3)，所述销栓钢棒安装板(2)上设置有安装通孔，所述销栓钢棒(1)设置于所述安装通孔中，所述销栓钢板安装板(2)垂直设置于钢结构(4)上表面，所述带孔钢板(3)设置有至少一个通孔，所述销栓钢棒安装板(2)竖直穿过所述通孔，所述带孔钢板(3)设置于所述钢结构(4)上方。本发明所述的一种剪力连接件实现了混凝土板预留孔位与钢梁连接件精确对接，保障混凝土板在预留孔位后的整体性能，充分发挥剪力连接件的作用，将钢结构和混凝土结构连接成为整体共同工作。
Description
技术领域
本发明涉及桥梁施工领域，具体涉及一种剪力连接件。
背景技术
钢-混凝土组合结构是一种通过剪力连接件将钢结构和混凝土结构形成整体而共同工作的结构形式，剪力连接件是钢-混凝土组合结构受力性能的关键。该种结构形式能够充分发挥钢材和混凝土材料的力学性能，具有良好的承载力高、刚度大、自重小、稳定性好以及施工方便等优点，在桥梁、建筑结构、管廊等工程领域有着广泛应用。
随着工程技术的发展，人们对施工技术和工程质量的要求越来越高，装配式施工技术的应用愈加广泛。结构装配式施工可实现构件全部在工厂内完成，能够提高构件质量，减少构件材料用量，对于建筑节能有着重要意义。装配式施工可大大减少现场施工工作量和时间，对于施工工期要求严格和现场施工环境恶劣的工程有着重要作用。
钢-混组合结构的装配式施工中面临如何设置剪力连接件的问题。目前使用最为广泛的栓钉连接件需要多点位协调，在预制混凝土板中预留点位会由于混凝土在硬化过程中的收缩而发生位置变化，无法完成安装过程中的多点位匹配。带孔钢板连接件由于沿梁纵向连续贯穿，在预制混凝土板中无法预留纵向贯穿缝，且无法实现带孔钢板连接件与混凝土预制板的有效连接。目前既有的分离式栓钉群连接方法中混凝土预制板预留较大孔洞，预留孔洞间的纵向钢筋和横向钢筋全部截断，严重影响混凝土板的整体性，且栓钉群与预制混凝土板之间仅通过后浇混凝土进行传力，栓钉连接件无法充分发挥作用将钢结构和混凝土结构连接成为整体。
钢-混凝土组合结构的装配化施工需要解决连接件的三方面问题。第一，在预制混凝土板中的预留孔位如何与钢结构上的栓钉连接件进行精确对接。第二，如何减小预制混凝土板预留孔洞，减小其对预制混凝土板整体性的影响。第三，如何充分发挥剪力连接件的作用，将钢结构和混凝土结构连接成为整体。
专利CN201120487335公开了一种用于桥梁施工中紧固混凝土的剪力件，包括由若干相互连接的剪力件单元构成的剪力件本体，所述剪力件单元包括支撑板，所述支撑板的两端设置有安装板，所述安装板上设置有若干组通孔，所述每组通孔之间设置有支撑柱。
该专利虽采用利用剪力件单元相互连接构成的整体，但由于其支撑板结构较为复杂，导致制造工艺同样较为复杂；同时采用其剪力件单元设置方式导致其各剪力件之间虽然形成整体，但对混凝土整体性影响较大。
现需一种在预制混凝土板中的预留孔位可以与钢结构上的栓钉连接件进行精确对接；混凝土板预留孔较小；将钢结构和混凝土结构连接成为整体的剪力连接件。
发明内容
本发明为了解决现有技术中混凝土板预留孔位与钢结构上栓钉连接件对接精准度，减小对预制混凝土板整体性的影响，充分发挥剪力连接件的作用的问题，提供了一种剪力连接件，其混凝土板整体性高，预留孔较小，易于精确对接，解决了上述问题。
本发明提供了一种剪力连接件，包括销栓钢棒，销栓钢棒安装板和带孔钢板，销栓钢棒安装板上设置有安装通孔，销栓钢棒设置于安装通孔中，销栓钢板安装板垂直设置于钢结构上表面，带孔钢板设置有至少一个通孔，销栓钢棒安装板竖直穿过通孔，带孔钢板设置于钢结构上方。
通过在混凝土结构内埋销栓钢棒安装板，提高剪力连接件的孔位对接精度；通过销栓钢棒与销栓钢棒安装板实现简便、快速、可靠连接。带孔钢板在设计位置处设置预留孔，安装带孔钢板，其两端与模板顶齐，保证在混凝土浇筑过程中位置不发生变化，实现抗剪连接件孔位精确对接。带孔钢板在混凝土结构内安装完毕后，铺设普通箍筋和断开箍筋，并将其与预埋带孔钢板进行焊接，带孔钢板可替代该位置处的纵向钢筋，避免了该位置处纵向钢筋由于预留孔洞而断开，提高结构整体性。
连接件连接方法为在混凝土板和钢结构预制完成后，按照带孔钢板通孔孔位对接完成后，将销栓钢棒***销栓钢棒安装板内，完成剪力连接件的可靠固定连接。
销栓钢棒安装板和带孔钢板上的两种预留孔均考虑适当放大，以考虑混凝土收缩和各种误差影响。
本发明所述的一种剪力连接件，作为优选方式，销栓钢棒包括第一圆台，第二圆台，圆柱连接部，第一圆台、第二圆台和圆柱连接部同轴，第一圆台和第二圆台下底面设置于圆柱连接部两底面，第一圆台和第二圆台下底面面积≤圆柱连接部底面面积。
本发明所述的一种剪力连接件，作为优选方式，第一圆台和第二圆台形状大小相同，第一圆台和第二圆台下底面面积与圆柱连接部底面面积相等。
采用类梭形的销栓钢棒，便于拼接时定位，提高拼接效率。
本发明所述的一种剪力连接件，作为优选方式，带孔钢板通孔与销栓钢棒安装板为过盈配合。
本发明所述的一种剪力连接件，作为优选方式，销栓钢棒安装板与钢结构之间的连接方式为焊接。
本发明所述的一种剪力连接件，作为优选方式，销栓钢棒安装板通孔为圆通孔，通孔直径为销栓钢棒最大宽度。
本发明所述的一种剪力连接件，作为优选方式，销栓钢棒安装板沿梁横向布置与钢结构顶部。
销栓钢柱连接板也可沿梁的横向布置，提高横向抗剪性能。
本发明所述的一种剪力连接件，作为优选方式，销栓钢棒连接板沿梁纵向布置于钢结构顶部。
销栓钢柱连接板可沿梁纵向布置，可提高纵向抗剪性能。
本发明所述的一种剪力连接件，作为优选方式，还包括箍筋，箍筋所围成平面垂直水平面，箍筋呈立体网格结构。
可以增加一段使用方法的说明
箍筋包括与剪力连接件连接的断开箍筋和不与剪力连接件连接的普通箍筋，正投影面上设置有带孔钢板位置设置断开箍筋，正投影面上无带孔钢板位置设置普通箍筋。
本发明有益效果如下：
(1)钢筋混凝土结构内预埋带孔钢板与普通箍筋和段开处箍筋进行焊接，避免了预留孔位处箍筋断开影响，提高了结构的整体性；
(2)钢筋混凝土结构内预埋带孔钢板可替代该位置处的纵向钢筋，避免了该位置处纵向钢筋由于预留孔位而断开，提高了结构的整体性；
(3)钢结构与混凝土结构按照预留孔位安装后，通过在带孔钢板内安装销栓钢棒将二者形成整体，既考虑了施工的方便性又能保证连接件的有效连接；销栓钢棒的刚度较大，可有效传递钢结构与混凝土结构之间的剪力，同时有效抵抗混凝土结构与钢结构之间的掀起；
(4)带孔钢板可按照梁的纵向和横向灵活布置，具有较高的适用性。
附图说明
图1为剪力连接件示意图；
图2为剪力连接件销栓钢棒示意图。
附图标记：
1、销栓钢棒；11、第一圆台；12、第二圆台；13、圆柱连接部；2、销栓钢棒安装板；3、带孔钢板；4、钢结构。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1
如图1所示，一种剪力连接件，包括销栓钢棒1，销栓钢棒安装板2和带孔钢板3，销栓钢棒安装板2上设置有安装通孔，销栓钢棒1设置于安装通孔中，销栓钢板安装板2垂直设置于钢结构4上表面，带孔钢板3设置有至少一个通孔，销栓钢棒安装板2竖直穿过通孔，带孔钢板3设置于钢结构4上方。
销栓钢棒安装板2由钢板制成，其圆孔直径与销栓钢棒圆柱连接部基圆直径相匹配，其根部焊接于钢结构顶部。
如图2所示，销栓钢棒1包括第一圆台11，第二圆台12，圆柱连接部13，第一圆台11、第二圆台12和圆柱连接部13同轴，第一圆台11和第二圆台12下底面设置于圆柱连接部13两底面，第一圆台11和第二圆台12形状大小相同，第一圆台11和第二圆台12下底面面积与圆柱连接部13底面面积相等。销栓钢棒1由钢材制成，销栓钢棒安装板2的布置方式可以是纵向布置，也可以是横向布置；销栓钢棒安装板2的间距、其自身长度、布置形式均可根据实际工程需要设计确定。
装配式组合结构的剪力连接件的施工方法，包括以下步骤：
S1、制作销栓钢棒1；
S2、制作钢梁及销栓钢棒安装板2，销栓钢棒安装板2焊接于钢梁顶面；
S3、制作混凝土带孔钢板3；进行预制钢筋混凝土结构模板支护，铺设销栓钢棒安装板2，铺设普通箍筋和预留孔位处断开箍筋，将普通箍筋和断开箍筋均与带孔钢板3进行焊接；铺设纵向普通钢筋；设置混凝土板连接件位置处预留孔；浇筑混凝土，混凝土养护完成后拆模；
S4、进行现场拼装，将钢结构销栓钢棒安装板2与混凝土板预留孔位进行对接拼装；将销栓钢棒1通过混凝土板预留孔与设置预埋带孔钢板反向一端***钢梁销栓钢棒安装板2内；
S5、在预留孔位处浇筑自密实免蒸养微膨胀的超高性能纤维混凝土。
混凝土结构预制过程中预留与钢结构上销栓钢棒安装板2相匹配的预留孔，同时预留能够将销栓钢棒1安装进入预留钢板的预留孔。两种预留孔均考虑适当放大，以考虑混凝土收缩和各种误差影响。
带孔钢板3在设计位置处设置预留孔，安装预埋带孔钢板3，其两端与模板顶齐，保证在混凝土浇筑过程中位置不发生变化，实现抗剪连接件孔位精确对接。预埋带孔钢板3在混凝土结构内安装完毕后，铺设普通箍筋和断开箍筋，并将其与预埋带孔钢板3进行焊接。
在混凝土结构和钢结构预制完成后，按照预留孔位对接完成后，将销栓钢棒1***销栓钢棒安装板2内，完成剪力连接件的可靠固定连接。
混凝土结构和钢结构拼装完成后，在预留孔位内浇筑自密实免蒸养微膨胀超高性能纤维混凝土，考虑施工方便性和连接可靠性。
本发明提出的用于装配式钢-混凝土组合结构的剪力连接件及施工方法，通过在混凝土结构内预埋带孔钢板3并与箍筋进行焊接，在钢梁顶面焊接销栓钢棒安装板2；在工厂预制完成后，通过预留孔位进行安装后，通过销栓钢棒1进行固定；安装完毕后，在预留孔内浇筑自密实免蒸养微膨胀的超高性能纤维混凝土。该种连接方式大大提高了装配式钢-混凝土组合结构的整体性，有效增强了装配式钢-混组合结构的抗剪强度和刚度，保障了钢结构与混凝土结构的协同工作。
实施例2
如图1所示，一种剪力连接件，包括销栓钢棒1，销栓钢棒安装板2和带孔钢板3，销栓钢棒安装板2上设置有安装通孔，销栓钢棒1设置于安装通孔中，销栓钢板安装板2垂直设置于钢结构4上表面，带孔钢板3设置有至少一个通孔，销栓钢棒安装板2竖直穿过通孔，带孔钢板3设置于钢结构4上方。
混凝土带孔钢板3的开孔位置应按照预先设计连接件位置处进行开孔，开孔时应考虑1～2mm的放大，以考虑各种误差影响。该钢板两端应与模板顶齐，防止在混凝土浇筑过程中内埋钢板位置发生变化不能与预先设计的连接件进行匹配安装。
销栓钢棒安装板2由钢板制成，其圆孔直径与销栓钢棒圆柱连接部基圆直径相匹配，其根部焊接于钢结构顶部。
如图2所示，销栓钢棒1包括第一圆台11，第二圆台12，圆柱连接部13，第一圆台11、第二圆台12和圆柱连接部13同轴，第一圆台11和第二圆台12下底面设置于圆柱连接部13两底面，第一圆台11和第二圆台12形状大小相同，第一圆台11和第二圆台12下底面面积与圆柱连接部13底面面积相等。销栓钢棒1由钢材制成，销栓钢棒安装板2的布置方式可以是纵向布置，也可以是横向布置；销栓钢棒安装板2的间距、其自身长度、布置形式均可根据实际工程需要设计确定。
装配式组合结构的剪力连接件的施工方法，包括以下步骤：
S1、制作销栓钢棒1；
S2、制作钢梁及销栓钢棒安装板2，销栓钢棒安装板2焊接于钢梁顶面；
S3、制作混凝土带孔钢板3；进行预制钢筋混凝土结构模板支护，铺设销栓钢棒安装板2，铺设普通箍筋和预留孔位处断开箍筋，将普通箍筋和断开箍筋均与带孔钢板3进行焊接；铺设纵向普通钢筋；设置混凝土板连接件位置处预留孔；浇筑混凝土，混凝土养护完成后拆模；
S4、进行现场拼装，将钢结构销栓钢棒安装板2与混凝土板预留孔位进行对接拼装；将销栓钢棒1通过混凝土板预留孔与设置预埋带孔钢板反向一端***钢梁销栓钢棒安装板2内；
S5、在预留孔位处浇筑自密实免蒸养微膨胀的超高性能纤维混凝土。
混凝土结构预制过程中预留与钢结构上销栓钢棒安装板2相匹配的预留孔，同时预留能够将销栓钢棒1安装进入预留钢板的预留孔。两种预留孔均考虑适当放大，以考虑混凝土收缩和各种误差影响。
混凝土板包括混凝土板本体和高性能纤维混凝土，混凝土本体为板式，混凝土本体设置有预留孔，预留孔为沉孔，预留孔设置于预埋带孔钢板反向一端，预留孔底端设置有与安装孔竖直位置重合大小相同的通孔，预留孔内设置有通过通孔装配剪力件，高性能纤维混凝土填充预留孔。
带孔钢板3在设计位置处设置预留孔，安装预埋带孔钢板3，其两端与模板顶齐，保证在混凝土浇筑过程中位置不发生变化，实现抗剪连接件孔位精确对接。预埋带孔钢板3在混凝土结构内安装完毕后，铺设普通箍筋和断开箍筋，并将其与预埋带孔钢板3进行焊接。
在混凝土结构和钢结构预制完成后，按照预留孔位对接完成后，将销栓钢棒1***销栓钢棒安装板2内，完成剪力连接件的可靠固定连接。
混凝土结构和钢结构拼装完成后，在预留孔位内浇筑自密实免蒸养微膨胀超高性能纤维混凝土，考虑施工方便性和连接可靠性。
本发明提出的用于装配式钢-混凝土组合结构的剪力连接件及施工方法，通过在混凝土结构内预埋带孔钢板3并与箍筋进行焊接，在钢梁顶面焊接销栓钢棒安装板2；在工厂预制完成后，通过预留孔位进行安装后，通过销栓钢棒1进行固定；安装完毕后，在预留孔内浇筑自密实免蒸养微膨胀的超高性能纤维混凝土。该种连接方式大大提高了装配式钢-混凝土组合结构的整体性，有效增强了装配式钢-混组合结构的抗剪强度和刚度，保障了钢结构与混凝土结构的协同工作。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种剪力连接件，其特征在于：包括销栓钢棒(1)，销栓钢棒安装板(2)和带孔钢板(3)，所述销栓钢棒安装板(2)上设置有安装通孔，所述销栓钢棒(1)设置于所述安装通孔中，所述销栓钢板安装板(2)垂直设置于钢结构(4)上表面，所述带孔钢板(3)设置有至少一个通孔，所述销栓钢棒安装板(2)竖直穿过所述通孔，所述带孔钢板(3)设置于所述钢结构(4)上方。
2.根据权利要求1所述的一种剪力连接件，其特征在于：所述销栓钢棒(1)包括第一圆台(11)，第二圆台(12)，圆柱连接部(13)，所述第一圆台(11)、所述第二圆台(12)和所述圆柱连接部(13)同轴，所述第一圆台(11)下底面和所述第二圆台(12)下底面分别与所述圆柱连接部(13)两底面相连，所述第一圆台(11)下底面面积和所述第二圆台(12)下底面面积≤所述圆柱连接部(13)底面面积。
3.根据权利要求2所述的一种剪力连接件，其特征在于：所述第一圆台(11)和所述第二圆台(12)形状大小相同，所述第一圆台(11)和所述第二圆台(12)下底面面积与所述圆柱连接部(13)底面面积相等。
4.根据权利要求1～3其中任意一项所述的一种剪力连接件，其特征在于：所述带孔钢板(3)通孔与所述销栓钢棒安装板(2)为过盈配合。
5.根据权利要求4所述的一种剪力连接件，其特征在于：所述销栓钢棒安装板(2)与所述钢结构(4)之间的连接方式为焊接。
6.根据权利要求5所述的一种剪力连接件，其特征在于：所述销栓钢棒安装板(2)通孔为圆通孔，所述通孔直径为所述销栓钢棒(1)最大宽度。
7.根据权利要求6所述的一种剪力连接件，其特征在于：所述销栓钢棒安装板(2)沿梁横向布置于所述钢结构(4)顶部。
8.根据权利要求6所述的一种剪力连接件，其特征在于：所述销栓钢棒安装板(2)沿梁纵向布置于所述钢结构(4)顶部。
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