本發明涉及一種裝配式組合梁橋的組成構造,具體涉及一種裝配式組合梁橋的井式鋼板剪力鍵構造及其施工方法,屬于橋梁工程技術領域。
背景技術:
鋼-混凝土組合梁橋可以充分發揮鋼與混凝土兩種材料的特點,是一種性能優良的橋梁結構形式。剪力連接鍵構造是連接鋼梁與混凝土橋面板的關鍵部件,合理的剪力鍵連接構造可以充分保證兩者共同工作。
傳統組合橋梁的剪力鍵連接構造主要有栓釘、PBL兩種形式,是通過鋼梁上的剪力釘與混凝土協同工作來進行連接的。這兩種連接方式主要存在以下幾種不足:1、栓釘與混凝土接觸面積小,焊接可靠性低,傳力效率也較低;2、PBL剪力鍵的縱向是鋼板,橫向是鋼筋,縱橫向剛度差別大,整體剛度小,傳力不均衡。
因此,為解決上述技術問題,確有必要提供一種創新的裝配式組合梁橋的井式鋼板剪力鍵構造及其施工方法,以克服現有技術中的所述缺陷。
技術實現要素:
為解決上述問題,本發明的目的在于提供一種裝配式組合梁橋的井式鋼板剪力鍵構造,其具有焊接面積大、傳力效率高、能消除局部應力集中、縱向變形協調、連接可靠的特點。這種連接方式更加有利于鋼梁與混凝土板的協同工作,提高組合梁連接部位的可靠性。
本發明的第二目的在于提供一種裝配式組合梁橋的井式鋼板剪力鍵構造的施工方法。
為實現上述第一目的,本發明采取的技術方案為:一種裝配式組合梁橋的井式鋼板剪力鍵構造,其包括鋼梁、混凝土預制板以及鋼板剪力鍵;其中,所述鋼梁具有上翼緣板;所述上翼緣板上表面焊接有所述鋼板剪力鍵;所述混凝土預制板支撐于上翼緣板上,其上預留有柱狀多邊形槽,柱狀多邊形槽內的上部裸露有混凝土預制板上層鋼筋;所述鋼板剪力鍵收容于柱狀多邊形槽內;所述混凝土預制板上層鋼筋和鋼板剪力鍵之間通過L形鋼筋焊接。
本發明的裝配式組合梁橋的井式鋼板剪力鍵構造進一步設置為:所述鋼板剪力鍵呈井式框架結構,其由若干縱向長方形鋼板和若干橫向短鋼板焊接形成;所述縱向長方形鋼板上豎直開設有若干槽口;所述橫向短鋼板插入槽口內,并呈正交狀穿過縱向長方形鋼板。
本發明的裝配式組合梁橋的井式鋼板剪力鍵構造進一步設置為:所述縱向長方形鋼板具體設置2~3塊,其長邊尺寸為500~800mm,高度為250~300mm,鋼板厚為18~26mm,相鄰縱向長方形鋼板的中心間距為140~160mm。
本發明的裝配式組合梁橋的井式鋼板剪力鍵構造進一步設置為:所述橫向短鋼板具體設置3~5塊,相鄰橫向短鋼板的中心間距為120~160mm,沿縱向長方形鋼板均勻對稱布置;其長邊尺寸為300~400mm,高度為200~250mm,鋼板厚為18~24mm。
本發明的裝配式組合梁橋的井式鋼板剪力鍵構造進一步設置為:所述槽口高度為210~260mm,槽口寬度為22~28mm。
本發明的裝配式組合梁橋的井式鋼板剪力鍵構造進一步設置為:所述L形鋼筋與縱向長方形鋼板的側面焊接。
本發明的裝配式組合梁橋的井式鋼板剪力鍵構造進一步設置為:所述柱狀多邊形槽的長度為500mm~800mm,寬度為400~500mm,深度為320~400mm,倒角一邊為50~80mm,倒角另一邊為70~110mm。
為實現上述第二目的,本發明采取的技術方案為:一種裝配式組合梁橋的井式鋼板剪力鍵構造的施工方法,其包括如下步驟:
1)預制混凝土預制板,預制過程中,按設計預留柱狀多邊形槽,混凝土預制板在預留多邊形槽內的混凝土預制板上層鋼筋保持連續;
2)按設計尺寸對鋼板進行下料,先焊接縱向長方形鋼板和橫向短鋼板,組裝成井式鋼板剪力鍵;
3)將鋼板剪力鍵按預定位置焊接在鋼梁的上翼緣板上;
4)將混凝土預制板的預留柱狀多邊形槽對準井式鋼板剪力鍵位置,安裝到鋼梁的上翼緣板上;
5)用L形鋼筋分別與混凝土預制板上層鋼筋及井式鋼板剪力鍵的縱向長方形鋼板的側面進行焊接;
6)在預留多邊形槽中現澆微膨脹混凝土,使混凝土預制板和鋼梁連接起來,現澆混凝土強度,不得小于混凝土預制板的強度。
與現有技術相比,本發明具有如下有益效果:
1、本發明采用井式鋼板剪力鍵作為連接構件,采用多邊形的濕接槽口,有效解決連接件局部的應力集中問題,使結構連接部位的縱向變形協調。
2、井式鋼板與混凝土的接觸面積大,提高了連接件的傳力效率。井式鋼板剪力鍵與鋼梁翼緣板之間的接觸面積大、焊縫長,焊接質量容易得到保證,使井式鋼板剪力鍵與鋼梁翼緣板之間連接可靠。
3、用L形鋼筋分別與混凝土預制板的上層鋼筋網及井式鋼板剪力鍵的縱向長方形鋼板側面進行焊接,有利于增加井式鋼板剪力鍵抗拔效率,增加粘結力,減少相對滑移。
【附圖說明】
圖1是本發明的裝配式組合梁橋的井式鋼板剪力鍵構造的組裝示意圖。
圖2是圖1中A-A的剖面圖。
圖3是圖1中B-B的剖面圖。
圖4是鋼板剪力鍵的平面圖。
圖5a和圖5b是鋼板剪力鍵的縱向長方形鋼板的構造圖。
圖6a和圖6b是鋼板剪力鍵的橫向短鋼板的構造圖。
【具體實施方式】
請參閱說明書附圖1至附圖6b所示,本發明為一種裝配式組合梁橋的井式鋼板剪力鍵構造,其由鋼梁5、混凝土預制板4以及鋼板剪力鍵9等幾部分組成。
其中,所述鋼梁5具有上翼緣板51;所述上翼緣板51上表面焊接有所述鋼板剪力鍵9。
所述混凝土預制板4支撐于上翼緣板51上,其上預留有柱狀多邊形槽3,柱狀多邊形槽3內的上部裸露有混凝土預制板上層鋼筋6。進一步的,所述柱狀多邊形槽3長度L1為500mm~800mm,寬度B1為400~500mm,深度H1為320~400mm,倒角一邊B2為50~80mm,倒角另一邊L2為70~110mm。
所述鋼板剪力鍵9收容于柱狀多邊形槽3內。該鋼板剪力鍵9呈井式框架結構,其由若干縱向長方形鋼板1和若干橫向短鋼板2焊接形成;所述縱向長方形鋼板1上豎直開設有若干槽口11;所述橫向短鋼板2插入槽口11內,并呈正交狀穿過縱向長方形鋼板1。
進一步的,所述縱向長方形鋼板1具體設置2~3塊,其長邊尺寸L3為500~800mm,高度H2為250~300mm,鋼板厚t1為18~26mm,相鄰縱向長方形鋼板的中心間距B3為140~160mm。所述橫向短鋼板2具體設置3~5塊,相鄰橫向短鋼板的中心間距L4為120~160mm,沿縱向長方形鋼板均勻對稱布置;其長邊尺寸L5為300~400mm,高度H3為200~250mm,鋼板厚t2為18~24mm。所述槽口高度H4為210~260mm,槽口寬度t3為22~28mm。
本發明的縱向長方形鋼板1和橫向短鋼板2的尺寸可適當調整,使柱狀多邊形槽3位置和井式鋼板剪力鍵9相匹配,周邊與預制混凝土的最小空隙達到40mm以上,使井式鋼板剪力鍵9的縱向長方形鋼板1與柱狀多邊形槽3內的上層鋼筋6相靠近但不沖突,同時保證混凝土預制板4在柱狀多邊形槽3內的上層鋼筋6保持連續。
所述混凝土預制板上層鋼筋6和鋼板剪力鍵9之間通過L形鋼筋7焊接。具體的說,所述L形鋼筋7分別與混凝土預制板上層鋼筋6及縱向長方形鋼板1的側面焊接。
本發明的裝配式組合梁橋的井式鋼板剪力鍵構造的施工方法,其包括如下步驟:
1)預制混凝土預制板4,預制過程中,按設計預留柱狀多邊形槽3,混凝土預制板4在預留多邊形槽3內的混凝土預制板上層鋼筋6保持連續;
2)按設計尺寸對鋼板進行下料,先焊接縱向長方形鋼板1和橫向短鋼板2,組裝成井式鋼板剪力鍵9;
3)將鋼板剪力鍵9按預定位置焊接在鋼梁5的上翼緣板51上;
4)將混凝土預制板4的預留柱狀多邊形槽3對準井式鋼板剪力鍵9位置,安裝到鋼梁5的上翼緣板51上;
5)用L形鋼筋7分別與混凝土預制板上層鋼筋6及井式鋼板剪力鍵9的縱向長方形鋼板1的側面進行焊接;
6)在預留柱狀多邊形槽3中現澆微膨脹混凝土,使混凝土預制板4和鋼梁5連接起來,現澆混凝土強度,不得小于混凝土預制板的強度。
以上的具體實施方式僅為本專利的較佳實施例,并不用以限制本專利,凡在本專利的精神及原則之內所做的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本創作的保護范圍之內。