CN113481815A - 一种多重防护的混凝土复合桥及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种多重防护的混凝土复合桥，包括钢梁和混凝土桥板，所述混凝土桥板设于所述钢梁上，所述混凝土桥板上设有板孔，所述板孔内设置连接器，所述钢梁和混凝土桥板通过所述连接器剪切连接；所述连接器包括螺栓、平板袋以及对称设于所述平板袋上的插头，所述螺栓下部与所述钢梁固定连接，所述螺栓穿过所述插头，所述插头位于所述平板袋内，所述平板袋位于所述板孔内，所述螺栓的上端与上部六角螺母固定连接。以及提供一种多重防护的混凝土复合桥的制造方法。本发明提高混凝土桥板与钢梁之间的连接，进而提高使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于混凝土复合桥领域，尤其是涉及一种多重防护的混凝土复合桥及其制造方法。
背景技术
在过去的二十年中，由于各种原因，桥梁的快速老化已成为一个主要问题，其中包括交通流量的增加；与最初设计中考虑的车辆相比允许的车辆重量增加；除冰盐的使用，尤其是在一些国家气气候寒冷；建筑材料质量差，世界各个国家的许多桥梁都受到上述因素的影响。传统上，钢梁与桥面之间的连接是通过剪力栓钉实现的，剪力栓钉焊接在钢梁的顶部翼缘上，只是单方面的进行剪力连接有时达不到预计效果，并且组合梁桥界面处在外荷载作用下，界面容易出现脱离现象，这将大大降低结构的耐久性和力学性能；在往复车辆荷载的作用下，采用高强度螺栓作为剪力键的组合梁桥容易出现界面局部松动，高强度螺栓工作机理由摩擦型转变为承压型，螺栓杆直接与钢梁上翼缘螺栓孔壁接触，这将影响结构的抗剪能力和耐久性。综上所述，需要多重保险连接，保护界面剪力键的安全和耐久性，避免局部出现变形和松动，以提高连接效果。
发明内容
为了克服已有技术的不足，本发明提供了一种多重防护的混凝土复合桥及其制造方法，提高混凝土桥板与钢梁之间的连接，进而提高使用寿命。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种多重防护的混凝土复合桥，包括钢梁和混凝土桥板，所述混凝土桥板设于所述钢梁上，其特征在于：所述混凝土桥板上设有板孔，所述板孔内设置连接器，所述钢梁和混凝土桥板通过所述连接器剪切连接；所述连接器包括螺栓、平板袋以及对称设于所述平板袋上的插头，所述螺栓下部与所述钢梁固定连接，所述螺栓穿过所述插头，所述插头位于所述平板袋内，所述平板袋位于所述板孔内，所述螺栓的上端与上部六角螺母固定连接。
进一步，所述螺栓使用双螺母结构紧固到钢梁上的顶部法兰；所述钢梁的螺栓孔上部设有沉头座，上部锥型螺母位于沉头座内，上部锥型螺母套装在螺栓上，螺栓向下穿过螺栓孔和顶部法兰后与下部六角形螺母固定连接。
所述沉头座倒角侧面成60度角，所述上部锥形螺母是拧在螺栓上的标准型螺母，其几何形状遵循相同的60度角。因此可以安装在沉头座中。所述上部锥形螺母锁在螺栓孔内，这样可以防止螺栓在螺栓孔内打滑。
优选的，所述上部锥形螺母部分会进入到插头内，从而增加了螺母与周围混凝土的接触面积，从而延迟混凝土的破碎。
优选的，所述上部锥形螺母的内螺纹被去除了5毫米，螺栓部分隐藏在圆锥形螺母内，并防止了其弱螺纹长度内的剪切破坏。
进一步的，上部六角螺母与斜切垫圈和张力指示器垫圈一起使用，在下部六角螺母和上部锥形螺母之间施加一定的载荷，例如M16螺栓的88-106k N,代表其极限容量的70％，以确保牢固的锁定配置，防止螺栓在其孔内打滑。
优选的，每个插头都有一个直径为26mm的中心圆形孔，可容纳10mm的M16螺栓。
优选的，中心圆孔的直径在插头的底部从26毫米增加到40毫米，以容纳间隙为10毫米的M16锥形螺母。插头的尺寸确保了剪切力从连接器传递到混凝土板，避免过早的纵向剪切破坏和/或混凝土板***的风险。此外，与平板袋的直径相比，插头的直径足够小，以克服在预制桥梁施工期间通常遇到的公差问题；灌浆用于填充螺栓与插头孔之间的间隙以及插头与平板袋之间的间隙。
优选的，对于连接器,可使用普通强度的快速硬化灌浆，该灌浆流入缝隙而不会流出。插头的高度为115毫米，即小于平板袋的150毫米的高度，以允许额外的覆盖物或防水灌浆。
优选的，在灌浆硬化之前要拧紧上部六角形螺母，以避免在板坯中产生内应力。这样即便钢梁混凝土桥板界面的不完善，螺栓拧紧不会导致板破裂。
优选的，通过使用不同数量的螺栓，可以采用不同构造的连接器。例如，可以在一个平板袋中的一个插头中使用一个螺栓来减少原地灌浆量，或者在一个平板袋中的一个插头中使用四个螺栓来增加总剪切强度，并且因此，为了减少沿着桥的长度所需的剪切连接器。
优选的，连接器可以快速拆卸和更换预制的钢-混凝土复合桥的任何恶化的结构部件。如果预制混凝土桥板损坏，可以取下下部六角形螺母，然后将预制面板及其剪力连接器整体快速抬起。如果在桥下没有通道，则将插头顶部的上六角形螺母取下，并通过将螺栓留在原位，可以将预制混凝土桥板及其插头快速抬起。为了实现这一点，通过设计螺栓，使螺栓的螺纹长度不与灌浆接触。在少数剪切连接器损坏的情况下，可以快速拔出插头及其周围的灌浆并进行更换，即首先更换下部六角形螺母，然后在使用平板作为支撑的情况下，通过施加上拉力将插头及其周围的浆液移除。
优选的，在浇铸水泥浆之前，可以在薄板型腔的表面上涂一层薄薄的脱模剂，如蜡基材料，便于堵塞物及其周围的水泥浆的取出。在钢梁损坏的情况下，加速的桥梁拆卸能力允许更换梁，而预制混凝土板和剪切连接器可以重复使用。
优选的，预制混凝土面板之间牢固的干缝，将进一步增强桥梁的拆卸能力。
所述平板袋设有倾斜度为5度的埋头孔；所述插头为倒置的锥形预制混凝土塞；所述插头的倾斜角度与所述平板袋的倾斜角度相同。所述方法一方面可以让混凝土塞很好的放入平板带当中，倾斜工艺可以使安装初就形成一个承压的力，初步对混凝土面板与钢梁上的螺栓进行固定,由于是初步固定，还能轻微的调整从而让板孔与螺栓对中，防止出现对中精准度不高的问题，防止误差的累计，错位的产生，从而最终提高桥梁与预制混凝土面板之间的整体性；由于是通过双锁紧螺母的方式把螺栓固定在钢梁上的，其中，在对于预制混凝土面板和钢梁之间进行组装时，上部锥型螺母的倒角进入到沉头座上，实现了摩擦型连接，提高了防护效果，在摩擦型的基础上，灌浆之后，把板孔中的空隙全部都充满，让螺栓与插头之间的空隙也被填满，这样的话，就会形成承压型的连接，通过螺栓与预制混凝土塞之间的填满，又提升了其连接效果，通过承压连接和摩擦连接的多重连接关系，从而进一步的实现连接效果，从而通过连接器，提高了混凝土面板与钢梁之间的稳定性，从而延长本发明的使用寿命，使得本发明更加安全，可靠。
一种多重防护的混凝土复合桥的制造方法，所述方法包括以下步骤：
(1)在工厂先预制混凝土桥板，对预制好的混凝土桥板进行打孔；
(2)通过固定双锁紧螺母配置将螺栓定位在钢梁上；
(3)铸造锥形预制混凝土塞，形成插头，通过模板预制出可与插头相适配的平板袋；
(4)在现场进行预制板和钢梁之间的最终组装；
(5)让每个预制混凝土桥板都位于钢梁的顶部；
(6)使每对螺栓与板孔的中心对齐；
(7)然后将快速硬化的灌浆倒入板孔中，直到一定深度；
(8)然后将插头放到板孔中，使其套设到螺栓上；
(9)使每个螺栓围绕一个插头，然后将平板袋套设在插头上；
(10)将螺栓与插头孔及插头与平板袋之间的空隙通过灌浆填满；
(11)然后通过拧紧上部六角形螺母将插头固定到位；
(12)最终灌浆硬化。
本发明的有益效果主要表现在：通过在不影响结构完整性和效率的情况下拆卸桥梁；快速的桥梁拆卸将提供易于更换恶化的结构部件的独特优势，因此，将以最小的成本和交通干扰延长桥梁的使用寿命；对于钢混凝土复合桥，桥的拆卸需要可拆卸的剪切连接器，以便在不影响复合作用的情况下将甲板与钢梁轻松分离。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的俯视图。
图3为图2沿A-A剖开的剖视立体图。
图4为本发明中连接器的***图。
图5为图3中A处放大图。
图6为图5中B处放大图
图7为本发明中上部锥型螺母的示意图。
如图1-7所示，其中：1为钢梁、11为混凝土桥、12为板孔、13为连接器、14为平板袋、15为插头、16为上部六角形螺母、17为螺栓、18为顶部法兰、19为螺栓孔、20为沉头座、21为下部六角形螺母、22为上部锥型螺母。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
参照图1～图7，一种多重防护的混凝土复合桥，包括钢梁1和混凝土桥板11，混凝土桥板11设于所述钢梁1上，所述混凝土桥板11上设有板孔12，板孔12沿所述混凝土桥11线性分布。
具体的，所述钢梁1与所述混凝土之间由连接器13剪切连接；所述连接器13设于所述板孔12上。
所述混凝土桥11由预制混凝土板组成。
所述连接器13包括螺栓17、平板袋14和插头15，插头15对称设于所述平板袋14上。
进一步的，螺栓17可***到所述插头15上；所述螺栓17使用双螺母结构紧固到钢梁1上的顶部法兰18。
所述钢梁1上还设有螺栓孔19。所述螺栓孔19上部设有沉头座20。所述双螺母结构通过下部六角形螺母21和上部锥型螺母22进行紧固。
进一步的，如果预制混凝土面板损坏，可以取下下部六角形螺母21，然后将预制面板及其剪力连接器13整体快速抬起。如果在桥下没有通道，则将塞子顶部的上部六角形螺母取下，并通过将螺栓17留在原位，可以将预制板及其塞子快速抬起。
一种多重防护的混凝土复合桥的制造方法，包括以下步骤：
(1)在工厂先预制混凝土板，对预制好的混凝土板进行打孔；
(2)通过固定双锁紧螺母配置将螺栓17定位在钢梁1上；
(3)铸造锥形预制混凝土塞作为插头15，通过模板预制出可与插头相适配的平板袋；
(4)在现场进行预制板和钢梁之间的最终组装；
(5)让每个预制混凝士面板都位于钢梁1的顶部；
(6)使每对螺栓17与板孔12的中心大致对齐；
(7)然后将快速硬化的灌浆倒入板孔12中，直到一定深度；
(8)然后将插头放到板孔12中，使其套设到螺栓上；
(9)使每个螺栓17围绕一个插头，然后将平板袋套设在插头上；
(10)将螺栓与插头孔及插头与平板袋之间的空隙通过灌浆填满；
(11)然后通过拧紧上部六角形螺母16将插头15固定到位；
(12)最终灌浆硬化。
具体操作时，可以在车间进行所有结构部件的预制，即，加工圆锥形螺母,对倒角孔进行钻孔，通过固定双锁紧螺母配置将螺栓17定位在钢梁1上，铸造预制混凝土塞，通过模板预制出可与预制混凝土塞相适配的平板袋。预制板和钢梁1之间的最终组装在现场进行；预制混凝土板具有650*600*150mm的几何形状和中央沉头锥形袋，将灌浆倒入板坯袋中，然后，在每个螺栓17周围放置一个预制塞，并逐渐***板坯袋中，以确保所有间隙都被灌浆填满而不会离开任何空隙。拧紧每个塞子上方的上部六角形螺母16即可完成连接器13标本的制作。拧紧塞子上方的所有螺母后，使得所有螺栓17具有近似相同的拉力；每个预制混凝士面板都位于钢梁1的顶部，以使每对螺栓17与板坯腔的中心大致对齐。然后将快速硬化的灌浆倒入板坯袋中，直到一定深度，然后将塞子放到板坯袋中,以使每个堵头围绕一个螺栓17，并且所有缝隙都充满灌浆，然后通过拧紧上部六角形螺母16将插头15固定到位，最终灌浆硬化。
本说明书的实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，仅作说明用途。本发明的保护范围不应当被视为仅限于本实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域的普通技术人员根据本发明构思所能想到的等同技术手段。
Claims (8)
1.一种多重防护的混凝土复合桥，包括钢梁和混凝土桥板，所述混凝土桥板设于所述钢梁上，其特征在于：所述混凝土桥板上设有板孔，所述板孔内设置连接器，所述钢梁和混凝土桥板通过所述连接器剪切连接；所述连接器包括螺栓、平板袋以及对称设于所述平板袋上的插头，所述螺栓下部与所述钢梁固定连接，所述螺栓穿过所述插头，所述插头位于所述平板袋内，所述平板袋位于所述板孔内，所述螺栓的上端与上部六角螺母固定连接。
2.如权利要求1所述的一种多重防护的混凝土复合桥，其特征在于：所述螺栓使用双螺母结构紧固到钢梁上的顶部法兰；所述钢梁的螺栓孔上部设有沉头座，上部锥型螺母位于沉头座内，上部锥型螺母套装在螺栓上，螺栓向下穿过螺栓孔和顶部法兰后与下部六角形螺母固定连接。
3.如权利要求2所述的一种多重防护的混凝土复合桥，其特征在于：所述沉头座倒角侧面成60度角，所述上部锥形螺母是拧在螺栓上的标准型螺母，其几何形状遵循相同的60度角。
4.如权利要求2所述的一种多重防护的混凝土复合桥，其特征在于：所述上部锥形螺母的内螺纹被去除了5毫米，螺栓部分隐藏在圆锥形螺母内。
5.如权利要求1～4之一所述的一种多重防护的混凝土复合桥，其特征在于：所述上部六角螺母与斜切垫圈和张力指示器垫圈一起使用，在下部六角螺母和上部锥形螺母之间施加载荷。
6.如权利要求1～4之一所述的一种多重防护的混凝土复合桥，其特征在于：每个插头都有一个直径比螺栓外径大的中心圆形孔，可容纳10mm的M16螺栓；中心圆孔的直径在插头的底部从26毫米增加到40毫米，以容纳间隙为10毫米的M16锥形螺母。
7.如权利要求1～4之一所述的一种多重防护的混凝土复合桥，其特征在于：所述平板袋设有倾斜度为5度的埋头孔；所述插头为倒置的锥形预制混凝土塞；所述插头的倾斜角度与所述平板袋的倾斜角度相同。
8.一种如权利要求1所述的一种多重防护的混凝土复合桥的制造方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
(1)在工厂先预制混凝土桥板，对预制好的混凝土桥板进行打孔；
(2)通过固定双锁紧螺母配置将螺栓定位在钢梁上；
(3)铸造锥形预制混凝土塞，形成插头，通过模板预制出可与插头相适配的平板袋；
(4)在现场进行预制板和钢梁之间的最终组装；
(5)让每个预制混凝土桥板都位于钢梁的顶部；
(6)使每对螺栓与板孔的中心对齐；
(7)然后将快速硬化的灌浆倒入板孔中，直到一定深度；
(8)然后将插头放到板孔中，使其套设到螺栓上；
(9)使每个螺栓围绕一个插头，然后将平板袋套设在插头上；
(10)将螺栓与插头孔及插头与平板袋之间的空隙通过灌浆填满；
(11)然后通过拧紧上部六角形螺母将插头固定到位；
(12)最终灌浆硬化。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20211008 |