阅读说明：本技术 一种用于钢-混组合梁中的连杆群装置及施工方法 (Connecting rod group device for steel-concrete composite beam and construction method ) 是由 余晓琳 余春益 贾布裕 陈宇轩 吴毓 谭仲德 罗宇蕃 茅思奕 陈扬文 于 2021-07-19 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用于钢-混组合梁中的连杆群装置及施工方法,包括钢梁和组合钉,所述组合钉与钢梁焊接,所述组合钉包括第一栓钉、第二栓钉和第三栓,所述第一栓钉与第二栓钉之间的下端设有连接杆,所述第二栓钉与第三栓钉之间的上端设有连接杆,所述第一栓钉、第二栓钉和第三栓钉的底部均焊接与钢梁,第一栓钉、第二栓钉和第三栓钉与钢梁焊接,在第一栓钉与第二栓钉之间焊接连接杆,以及第二栓钉与第三栓钉之间焊接连接杆,浇筑UHPC,完成连杆群装置的施工连接杆在不同高度位置使连杆群装置中每排组合钉承受较为均匀的剪力,从而提高连钢-混组合梁的抗剪承载力与抗剪刚度。(The invention discloses a connecting rod group device used in a steel-concrete composite beam and a construction method thereof, comprising a steel beam and a composite nail, the combined nail is welded with the steel beam and comprises a first bolt nail, a second bolt nail and a third bolt, a connecting rod is arranged at the lower end between the first stud and the second stud, a connecting rod is arranged at the upper end between the second stud and the third stud, the bottoms of the first stud, the second stud and the third stud are welded with the steel beam, and welding connecting rods between the first stud and the second stud and between the second stud and the third stud, pouring UHPC, and finishing the construction of the connecting rod group device to ensure that each row of combined nails in the connecting rod group device bear more uniform shearing force at different height positions, thereby improving the shearing resistance bearing capacity and the shearing resistance rigidity of the connecting steel-concrete combined beam.)

一种用于钢-混组合梁中的连杆群装置及施工方法

技术领域

本发明涉及桥梁结构的技术领域，具体涉及一种用于钢-混组合梁中的连杆群装置及施工方法。

背景技术

在组合梁建设中，现浇桥面板施工不仅需要很长的工期，而且在对组合梁桥负弯矩区桥面板施加预应力时，通过各种方法施加在桥面板上的预压力还会通过栓钉传递到钢梁上，使施加在桥面板上的预压力有很大损失。为解决以上问题，可先通过对设有预留孔的预制桥面板施加预应力，再通过将栓钉以较小的间距集中成群，以较大的间距延纵桥向布置的栓钉群，把预制桥面板在钢梁对应位置摆放好后，在桥面板预留孔内现浇混凝土即可。

通过以上方法，不仅可加快组合梁建设，保证负弯矩区桥面板内的有效预压力，还可使钢梁与桥面板良好组合。现有的群钉装置如下：1、带金属波纹套筒的群钉装置，虽能通过在金属波纹套筒内部及周围灌注高强水泥基材料提高群钉连接件的抗剪承载力与抗剪刚度，但由于高强水泥基材料具有的高弹模性质却导致了结构延性的降低，在金属波纹套管的施工中，对波纹套管的截断、安装、调整需一定的手工作业量；2、哑铃型栓钉剪力连接件装置，采用了较为简便的构造提高了群钉的抗剪承载力，但当栓钉间距有限或混凝土强度较低时，剪力作用下栓钉之间的混凝土更易损坏，在栓钉的弯剪破坏情况下，哑铃型底部直径较大区域的高度需较高，否则无法达到提高群钉承载力的目的，相应的需要更多的材料用量。

上述两种群钉装置虽都能够提高群钉的抗剪承载力，但却任无法解决群钉中栓钉受力不均匀的问题，造成群钉极限承载能力的较大降低。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是提供一种用于钢-混组合梁中的连杆群装置。提高了钢-混组合梁的抗剪承载能力和抗剪刚度。

本发明的另一目的是提供一种用于钢-混组合梁中的连杆群装置的施工方法。此施工方法便于在施工现场加工和灵活安装。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于钢-混组合梁中的连杆群装置，包括钢梁和组合钉，所述组合钉与钢梁焊接，所述组合钉包括第一栓钉、第二栓钉和第三栓钉，所述第一栓钉与第二栓钉之间的下端设有连接杆，所述第二栓钉与第三栓钉之间的上端设有连接杆，所述第一栓钉、第二栓钉和第三栓钉的底部均焊接于钢梁。

优选的，所述第一栓钉与第三栓钉之间的中部设有连接杆

优选的，所述组合钉的数量至少为三组，且三组所述组合钉呈竖向排列至一排，相邻组合钉的连接杆之间的水平方向呈交错设置。

优选的，所述第一栓钉、第二栓钉和第三栓钉的顶部均设有钉帽。

优选的，所述连杆群装置还包括UHPC块，所述UHPC块与组合钉黏结。

优选的，所述连接杆相对于钢梁呈水平设置。

优选的，所述连接杆的直径占比第一栓钉的直径为33％～60％。

一种基于上述的一种用于钢-混组合梁中的连杆群装置的施工方法，包括将第一栓钉、第二栓钉和第三栓钉与钢梁焊接，在第一栓钉与第二栓钉之间焊接连接杆，以及第二栓钉与第三栓钉之间焊接连接杆，浇筑UHPC，完成连杆群装置的施工。

本发明相对现有技术具有以下优点及有益效果：

1、本发明用于钢-混组合梁中的连杆群装置，此连杆群装置的第一栓钉与第二栓钉之间的下端设有连接杆，所述第二栓钉与第三栓钉之间的上端设有连接杆，第一栓钉、第二栓钉和第三栓钉的底部均焊接与钢梁，连接杆在不同高度位置使连杆群装置中每排组合钉承受较为均匀的剪力，从而提高连钢-混组合梁的抗剪承载力与抗剪刚度。

2、本发明用于钢-混组合梁中的连杆群装置，此连杆群装置的组合钉的数量至少为三组，且三组所述组合钉呈竖向排列至一排，相邻组合钉的连接杆之间的水平方向呈交错设置，确保连杆群装置的结构具有一定的延性。

3、本发明用于钢-混组合梁中的连杆群装置，此连杆群装置的第一栓钉、第二栓钉和第三栓钉的顶部均设有钉帽，增加连杆群装置的抗拔性能。

4、本发明用于钢-混组合梁中的连杆群装置，此连杆群装置的组合钉与UHPC块结合使用，组合钉的强大刚度和UHPC的优异抗压强度共同作用下，可将连杆群装置的抗剪和抗拔性能充分发挥。

5、本发明用于钢-混组合梁中的连杆群装置的施工方法，便于在施工现场加工和灵活安装，提高施工效率，且采用安装的配件成本低。

附图说明

图1是本发明的一种用于钢-混组合梁中的连杆群装置的示意图一。

图2是本发明的一种用于钢-混组合梁中的连杆群装置的示意图二。

图3是本发明的实施例一的组合钉示意图。

图4是本发明的实施例二的组合钉示意图。

其中，1为钢梁，2为组合钉，21为第一栓钉，22为第二栓钉，23为第三栓钉，201为钉帽，3连接杆，4为UHPC块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的发明目的作进一步详细地描述，实施例不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施例。

实施例一

如图1至4所示，一种用于钢-混组合梁中的连杆群装置，包括钢梁1和组合钉2，所述组合钉2与钢梁1焊接，所述组合钉2包括第一栓钉21、第二栓钉22和第三栓23，所述第一栓钉21与第二栓钉22之间的下端设有连接杆3，所述第二栓钉22与第三栓钉23之间的上端设有连接杆3，所述第一栓钉21、第二栓钉22和第三栓钉23的底部均焊接于钢梁1，第一栓钉21、第二栓钉22和第三栓钉23的结构等同，在钢-混组合梁中一般只考虑连接件的横向抗剪能力，在第一栓钉21、第二栓钉22和第三栓钉23之间不同的高度位置设置连接杆3，连接杆3可以增加连杆群装置的结构整体性，从而使第一栓钉21、第二栓钉22和第三栓钉23受到的剪力均衡，连接杆3可以增加栓钉承受更为均匀的剪力，从而提升连杆群装置的抗剪承载力和抗剪刚度。

所述组合钉2的数量至少为三组，且三组所述组合钉2呈竖向排列至一排，相邻组合钉2的连接杆3之间的水平方向呈交错设置，采用三组的组合钉2排列呈矩形的连杆群装置，确保连杆群装置的结构具有一定的延性。

所述第一栓钉21、第二栓钉22和第三栓钉23的顶部均设有钉帽201，增加连杆群装置的抗拔性能。

所述连杆群装置还包括UHPC块4，此UHPC中文注释为超高性能混凝土，UHPC抗压强度最高却可以达到810Mpa，具有强度高、耐久性高和工作性高的特点，所述UHPC块4与组合钉2黏结，组合钉2与UHPC块4结合使用，组合钉2的强大刚度和UHPC的优异抗压强度共同作用下，可将连杆群装置的抗剪和抗拔性能充分发挥。

所述连接杆3相对于钢梁1呈水平设置。使连接杆3与第一栓钉21、第二栓钉22和第三栓钉23形成门字形结构，增强连杆群装置的整体抗剪性能。

所述连接杆3的直径占比第一栓钉21的直径为33％～60％。此实施例中的连接杆3的直径占比第一栓钉21的直径为50％，连接杆3主要在于传到剪力至第一栓钉21、第二栓钉22和第三栓钉23，使组合钉2的结构整体性更强，同时也能减少不必要的材料浪费，使组合钉2达到钢-混组合结构的抗剪要求。

一种基于上述一种用于钢-混组合梁中的连杆群装置的施工方法，包括将第一栓钉21、第二栓钉22和第三栓钉23与钢梁焊接，在第一栓钉21与第二栓钉22之间焊接连接杆3，以及第二栓钉22与第三栓钉23之间焊接连接杆3，浇筑UHPC，完成连杆群装置的施工。此施工方法简单，便于在施工现场加工和灵活安装，只需要将组合钉2焊接到钢梁就可以一次性浇筑UHPC，无需分多次浇筑UHPC，此钢梁1一般为工字钢梁、箱梁和钢桁架梁，从而满足钢-混组合的抗剪要求。

实施例二

本用于钢-混组合梁中的连杆群装置除以下技术特征外同实施例一：

所述第一栓钉21与第三栓钉23之间的中部设有连接杆3，一般在钢-混组合结构梁中，只需考虑连接装置的横向抗剪力，根据组合钉2需要的抗剪力大小，在组合钉2的同一高度设置连接杆3，当连接杆3位于同一条直线，有利于第一栓钉21、第二栓钉22和第三栓钉23之间的剪力传导，增加组合钉2的抗剪承载力和抗剪刚度，同时也方便施工人员施工安装。

上述具体实施方式为本发明的优选实施例，并不能对本发明进行限定，其他的任何未背离本发明的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。