具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。

如图1所示，本发明为一种基于干式连接的预制预应力高性能混凝土组合梁，包括：

工字钢3，沿长度方向在其腹板上开有若干洞穿的圆孔10，如图2所示，从上翼缘到下翼缘，圆孔10可布设一排，也可布设多排。

分体混凝土条，设置于工字钢3的腹板两侧，且位于上下翼缘之间，且其上开设有过孔，过孔与圆孔10同轴。其中，至少一侧的过孔为渐阔孔，渐阔孔指其孔径沿从腹板向外侧的方向线性增大。

预制混凝土连接件4，参考图3，其与渐阔孔形状一致，并至少填装于一侧的渐阔孔中，其上设置有与渐阔孔同轴的预留洞口11。示例地，其内部可沿轴向平行或稍有斜度设置纵筋二16，环绕纵筋二16设置箍筋二17。

螺栓连接件，穿设于预留洞口11以及圆孔10，将工字钢3、分体混凝土条以及预制混凝土连接件4连接为一体，起到抵抗纵向剪力的作用。

预应力筋5，设置在分体混凝土条内，且与工字钢3长度方向一致。示例地，预应力筋5可采用先张法进行施工，材料可以选择预应力钢丝、钢绞线以及预应力螺纹钢筋。

示例地，参考图1、图4和图5，分体混凝土条由两个非预应力分体混凝土条1和两个预应力分体混凝土条2组成，非预应力分体混凝土条1和预应力分体混凝土条2中均可设置有纵筋一14和箍筋一15。预应力筋5设置在预应力分体混凝土条2内，工字钢3的腹板两侧分别布设一个非预应力分体混凝土条1和一个预应力分体混凝土条2，非预应力分体混凝土条1位于预应力分体混凝土条2的上方，非预应力分体混凝土条1的顶部与上翼缘接触，预应力分体混凝土条2底部与下翼缘接触，非预应力分体混凝土条1的底部与预应力分体混凝土条2的顶部均开有凹槽12，以对应构成过孔。示例地，非预应力分体混凝土条1和预应力分体混凝土条2垂直于长度方向的截面均为矩形，且截面及凹槽12大小相同。凹槽12可为由内向外增大的楔形，扣合后形成过孔的截面为六边形，由此，预制混凝土连接件4外形为六棱台，棱台每条边的斜率与凹槽12相匹配，且棱台的高度比凹槽12的深度小。当预制混凝土连接件4通过高强螺栓拧紧时，分体混凝土条能够被拧紧时产生的扩张力牢牢锁死在工字钢3表面。

在本发明的实施例一中，参考图6，工字钢3腹板一侧的过孔为渐阔孔，或腹板两侧的过孔均为渐阔孔但仅有一侧的渐阔孔中填装有预制混凝土连接件4。此时，为防止工字钢3和混凝土之间产生滑移，螺栓连接件为嵌套式高强螺栓，参考图7，其包括单向螺栓6和锥头螺母7，锥头螺母7穿入圆孔10，单向螺栓6穿过预留洞口11与锥头螺母7连接。示例地，单向螺栓6仅在前端有螺纹，并在栓体上设置垫圈9，圆孔10中设置有套管8，圆洞10作为螺栓连接的通道，其直径与套管8外径相匹配。套管8的内壁也为锥形，锥头螺母7与套管8配套使用，且套管8开有缺口，能够在锥头螺母7的作用下扩张，从而达到与工字钢3腹板紧密连接的效果。并且，参考图8，在工字钢3、分体混凝土条以及预制混凝土连接件4连接为一体时，渐阔孔中，预制混凝土连接件4与工字钢3的腹板之间可留有挤密空间13，以达到挤密效果。

在本发明的实施例二中，参考图9，工字钢3腹板两侧的过孔均为渐阔孔，两侧的渐阔孔均填装有预制混凝土连接件4，螺栓连接件为对拉螺栓，依次穿过一侧的预留洞口11、圆孔10以及另一侧的预留洞口11，将工字钢3、分体混凝土条以及预制混凝土连接件4连接为一体。

在本发明的实施例三中，参考图10，在实施例二的基础上，分体混凝土条由两个非预应力分体混凝土条1和两个预应力分体混凝土条2组成，非预应力分体混凝土条1位于预应力分体混凝土条2的上方，且在每侧的非预应力分体混凝土条1与预应力分体混凝土条2之间，预留有足以方便拧紧螺母的空隙。

即，上述三个实施例在原理上其大致相同，但是不同于实施例一，实施例二的螺栓未采用嵌套式单向螺栓，而采用了对拉螺栓连接，腹板两侧均有预制混凝土连接件，所有构件关于腹板对称分布；实施例三相比实施例一，其非预应力分体混凝土条与预应力分体混凝土条之间留有很大空隙，此空隙足以方便拧紧螺母，而不必像实施例一中将混凝土连接件的键槽作为拧紧螺母的通道。

本发明非预应力分体混凝土条1及工字钢3的上翼缘用于承担整个梁截面受压侧的压应力，预应力分体混凝土条2及工字钢3的下翼缘用于承担整个梁截面受拉侧的拉应力。预应力筋5能够有效的提高截面的抗弯性能，所以将全部的预应力准确施加在受拉一侧混凝土上具有良好的效果。

为避免两种分体混凝土条在拼装移动过程中不至于因自重而断裂，本发明的所有混凝土构件均采用超高性能钢纤维混凝土。

本发明既保证了预应力准确施加在混凝土上，其混凝土部分又能够限制受压区工字钢3板件的面外位移，增加工字钢3的面外稳定，并且本发明完全采用干式连接，构件全部预制，大大提高了生产效率，缩短了工期。

本发明中各个构件均可同步进行加工制作，最后进行组装即可投入使用，实现了完全装配。其施工步骤如下：

步骤1，在工厂，将钢板切割开圆孔10，并焊接成工字钢3；

步骤2，在工厂，利用模具预制分体混凝土条；

步骤3，在工厂，将工字钢3侧放并架起，对预制分体混凝土条进行定位，使欲填装预制混凝土连接件4的渐阔孔位于上侧，然后在渐阔孔中放入预制混凝土连接件4，最后穿入螺栓连接件，翻转工字钢3安装另一侧构件，完成后翻转90°进行堆放。

更加具体地，当分体混凝土条由两个非预应力分体混凝土条1和两个预应力分体混凝土条2组成，则本发明的完整施工步骤如下：

步骤1)，在工厂，将钢板切割开孔并焊接成工字钢3；

步骤2)，在工厂，两种预制分体混凝土条采用统一模具，其中非预应力分体混凝土条1直接浇筑高强钢纤维混凝土然后在养护室进行蒸汽养护至一定强度即可脱模；预应力分体混凝土条2在浇筑混凝土之前须先张拉预应力钢筋达到控制应力，然后将模具同锚具一起送入养护室进行蒸汽养护，当混凝土强度达到设计值的75％以上时即可切断预应力筋。

步骤3)，在工厂，为方便螺栓的安装，将工字钢3侧放并架起，对架起之后位于上侧的非预应力分体混凝土条1和预应力分体混凝土条2进行定位，然后在凹槽12中放入预制混凝土连接件4，最后穿入螺栓连接件。以嵌套式高强螺栓为例，穿入单向螺栓6，在腹板另一侧放入套管8并拧紧锥头螺母7，翻转工字钢3，安装另一侧混凝土构件，完成后翻转90°进行堆放。