阅读说明：本技术 用于装配式钢混组合梁的剪力联结结构 (Shear force connecting structure for assembled steel-concrete composite beam ) 是由 胡俊 俞登荣 谭少华 严春明 梁超贤 周玉坤 徐俊欣 范传振 于 2021-02-04 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用于装配式钢混组合梁的剪力联结结构,包括钢箱梁和混凝土桥面板,钢箱梁的两个翼缘板上各设置有一条第一连接脊；第一连接脊的上端面上设置有多个半圆形凸起；混凝土桥面板的下侧面上设置有两条凹槽；凹槽底部设置有第二连接脊；第二连接脊的下端面上设置有多个半圆形卡槽；组装时,混凝土桥面板放在钢箱梁的翼缘板上,混凝土桥面板的下端面与翼缘板的上端面接触,第一连接脊上的半圆形凸起插入在相应第二连接脊上的半圆形卡槽中。本发明的有益技术效果是：提出了一种用于装配式钢混组合梁的剪力联结结构,该方案能大幅提高结构的抗剪承载力,并且还能有效简化装配操作,提高施工效率、降低施工成本。(The invention discloses a shear force connecting structure for an assembled steel-concrete composite beam, which comprises a steel box beam and a concrete bridge deck, wherein two flange plates of the steel box beam are respectively provided with a first connecting ridge; a plurality of semicircular bulges are arranged on the upper end surface of the first connecting ridge; two grooves are arranged on the lower side surface of the concrete bridge deck; the bottom of the groove is provided with a second connecting ridge; a plurality of semicircular clamping grooves are formed in the lower end face of the second connecting ridge; during the equipment, the concrete decking is put on the flange board of steel box girder, and the lower terminal surface of concrete decking contacts with the up end of flange board, and the semicircular bulge on the first connection ridge inserts in the semicircular clamping groove on corresponding second connection ridge. The beneficial technical effects of the invention are as follows: the shear force connecting structure for the assembly type steel-concrete composite beam can greatly improve the shear-resistant bearing capacity of the structure, effectively simplify assembly operation, improve construction efficiency and reduce construction cost.)

用于装配式钢混组合梁的剪力联结结构

技术领域

本发明涉及一种桥梁结构，尤其涉及一种用于装配式钢混组合梁的剪力联结结构。

背景技术

现有技术中的钢-混组合梁桥，一般通过剪力连接件使混凝土桥面板和钢箱梁连接成一体共同参与到结构的受力过程中。常见的剪力连接件主要有钢筋连接件、型钢连接件、PBL连接件以及栓钉连接件四种类型；其中栓钉连接件和PBL连接件目前在工程中应用最为广泛；PBL连接件，主要通过开孔中的混凝土榫和贯穿钢筋来抵抗纵向剪力，开孔中设置的贯通钢筋能够很大程度上提升连接件的极限承载力，但因为需要在孔洞中布置贯穿钢筋，施工上带来了较大的不便，制作过程耗时、耗力；栓钉连接件需要预留孔洞进行混凝土的浇筑，这将使得钢-混界面间的剪力传递不连续，混凝土板存在劈裂区，剪力槽孔内浇筑的混凝土量较少，剪力槽孔数量较多，质量不易保证；将导致桥面板整体性较差，同时湿接缝混凝土质量不易保证，新老混凝土界面处也易开裂；综上，现有的连接方式都需要较多的混凝土现浇工序，现场施工周期较长，不利于钢-混组合结构的快速施工。

第CN201510618404.1号中国专利提出了一种底部带有槽道的新型混凝土板，通过在混凝土桥面板底端设置一个与钢梁配合的槽道可以形成一种新型自锁钢混连接件，该技术虽然有效地解决了钢混结合面腐蚀、混凝土开裂、后浇混凝土质量难以控制等问题，但是该技术主要依靠连接件与砂浆之间的粘结力和摩擦来抵抗剪力，在较大荷载作用下容易发生破坏。

第CN201620452745.6号中国专利提出了一种带靴形槽孔的开孔板连接件、钢梁及正异性钢板，该开孔板连接件的一侧为平直轮廓，开孔板连接件的另一侧上重复排列着凸起连接头和凹进槽孔，该凹进槽孔为靴形；该凸起连接头的形状旋转180°后与该凹进槽孔形状一致、尺寸相同；两块同样尺寸的开孔板连接件，将其中一块旋转180°后，两者的凸起连接头和凹进槽孔正好嵌合对接、拼扣为一块完整的条板；该实用新型虽然有效地解决了穿插布置钢筋的工序，减少了人力的投入，但是该实用新型仍然没有摆脱在连接件上布置钢筋以及现浇混凝土桥面板的施工工序，对需要快速施工的桥梁依旧不太适用。

从目前的情况来看，有必要对混凝土桥面板和钢箱梁的连接方式进行改进，使其能够在满足高抗剪承载力需求的条件下，还能简化施工流程，缩短施工周期。

发明内容

针对背景技术中的问题，本发明提出了一种用于装配式钢混组合梁的剪力联结结构，包括钢箱梁和混凝土桥面板，所述钢箱梁和混凝土桥面板均为预制件，其创新在于：所述钢箱梁的两个翼缘板上各设置有一条第一连接脊，第一连接脊的轴向与翼缘板的轴向平行，第一连接脊的长度与翼缘板的长度等长；第一连接脊的上端面上设置有多个半圆形凸起，多个半圆形凸起等间距分布；

所述混凝土桥面板的下侧面上设置有两条凹槽，凹槽连通混凝土桥面板的前、后端面；凹槽轴向与混凝土桥面板的轴向平行；凹槽底部设置有第二连接脊，第二连接脊的轴向与凹槽轴向平行，第二连接脊的长度与第一连接脊的长度匹配；两条第二连接脊的位置分别与两条第一连接脊相对；第二连接脊的下端面上设置有多个半圆形卡槽，多个半圆形卡槽与多个半圆形凸起一一对应；

组装时，混凝土桥面板放在钢箱梁的翼缘板上，混凝土桥面板的下端面与翼缘板的上端面接触，第一连接脊上的半圆形凸起插入在相应第二连接脊上的半圆形卡槽中。

本发明的原理是：第一连接脊和第二连接脊均能以预制方式分别形成在钢箱梁和混凝土桥面板上，省去了现场制作工序，安装混凝土桥面板时，只需使半圆形凸起和半圆形卡槽相互对准就能实现混凝土桥面板安装，安装操作十分方便，能够大幅简化施工流程，缩短施工周期；半圆形凸起插入在半圆形卡槽内，可以起到卡扣的作用，显著提升连接结构的抗剪承载力，使得组合结构的整体性更好。

优选地，所述混凝土桥面板内设置有两个灌浆孔；灌浆孔的上端与混凝土桥面板的上端面连通，灌浆孔的下端与凹槽连通，两个灌浆孔分别对应两条凹槽；混凝土桥面板和钢箱梁连接好后，通过灌浆孔向凹槽内灌注粘结砂浆。为了进一步提高抗剪承载力，于是在混凝土桥面板内设置灌浆孔，具体实施时，凹槽内的空间被粘结砂浆完全填充，第二连接脊和第一连接脊被粘结砂浆包裹，此时，结构间的受力为粘结力+卡扣作用，可以明显提升结构的抗剪承载力。

优选地，所述第一连接脊的上端面上设置有多个第一半圆形缺口，第一半圆形缺口与半圆形凸起交替设置；所述第二连接脊的下端面上设置有多个第二半圆形缺口，第二半圆形缺口的设置位置与第一半圆形缺口一一对应；半圆形凸起插入在半圆形卡槽中时，第一半圆形缺口和第二半圆形缺口围成一圆孔。在灌注粘结砂浆方案的基础上采用此改进方案后，粘结砂浆会在圆孔处形成PBL剪力键，此时，结构间的受力为粘结力+卡扣作用+PBL剪力键，进一步提升结构的抗剪承载力。

优选地，所述第一连接脊和第二连接脊均采用花纹钢板制作；第一连接脊焊接在翼缘板上；第二连接脊的上部预埋在混凝土桥面板中。

优选地，互相匹配的第一连接脊和第二连接脊由整块花纹钢板切割而得。采用此方案时，可以使互相匹配的半圆形凸起和半圆形卡槽能够精确配合，有效降低加工难度。

本发明的有益技术效果是：提出了一种用于装配式钢混组合梁的剪力联结结构，该方案能大幅提高结构的抗剪承载力，并且还能有效简化装配操作，提高施工效率、降低施工成本。

附图说明

图1、本发明的半剖结构示意图；

图2、本发明的半剖爆炸图；

图3、采用PBL剪力键方案时的半剖结构示意图；

图4、混凝土桥面板结构示意图；

图5、第一连接脊和第二连接脊配合关系示意图一（不带圆孔）；

图6、第一连接脊和第二连接脊配合关系示意图二（带圆孔）；

图中各个标记所对应的名称分别为：第一连接脊1、第二连接脊2、钢箱梁3、翼缘板31、混凝土桥面板4、圆孔5、凹槽6、灌浆孔7。

具体实施方式

一种用于装配式钢混组合梁的剪力联结结构，包括钢箱梁和混凝土桥面板，所述钢箱梁和混凝土桥面板均为预制件，其创新在于：所述钢箱梁的两个翼缘板上各设置有一条第一连接脊1，第一连接脊1的轴向与翼缘板的轴向平行，第一连接脊1的长度与翼缘板的长度等长；第一连接脊1的上端面上设置有多个半圆形凸起，多个半圆形凸起等间距分布；

所述混凝土桥面板的下侧面上设置有两条凹槽，凹槽连通混凝土桥面板的前、后端面；凹槽轴向与混凝土桥面板的轴向平行；凹槽底部设置有第二连接脊2，第二连接脊2的轴向与凹槽轴向平行，第二连接脊2的长度与第一连接脊1的长度匹配；两条第二连接脊2的位置分别与两条第一连接脊1相对；第二连接脊2的下端面上设置有多个半圆形卡槽，多个半圆形卡槽与多个半圆形凸起一一对应；

组装时，混凝土桥面板放在钢箱梁的翼缘板上，混凝土桥面板的下端面与翼缘板的上端面接触，第一连接脊1上的半圆形凸起插入在相应第二连接脊2上的半圆形卡槽中。

进一步地，所述混凝土桥面板内设置有两个灌浆孔；灌浆孔的上端与混凝土桥面板的上端面连通，灌浆孔的下端与凹槽连通，两个灌浆孔分别对应两条凹槽；混凝土桥面板和钢箱梁连接好后，通过灌浆孔向凹槽内灌注粘结砂浆。

进一步地，所述第一连接脊1的上端面上设置有多个第一半圆形缺口，第一半圆形缺口与半圆形凸起交替设置；所述第二连接脊2的下端面上设置有多个第二半圆形缺口，第二半圆形缺口的设置位置与第一半圆形缺口一一对应；半圆形凸起插入在半圆形卡槽中时，第一半圆形缺口和第二半圆形缺口围成一圆孔。

进一步地，所述第一连接脊1和第二连接脊2均采用花纹钢板制作；第一连接脊1焊接在翼缘板上；第二连接脊2的上部预埋在混凝土桥面板中。

进一步地，互相匹配的第一连接脊1和第二连接脊2由整块花纹钢板切割而得。