本实用新型涉及桥梁工程建造技术，尤其涉及一种预制装配式波形钢腹板组合箱梁顶板的连接结构。
背景技术：
钢-混组合结构桥梁是钢构件与混凝土构件通过剪力连接件连接成一个整体，共同参与受力，能够充分发挥混凝土抗压性能和钢材的抗拉性能的一种桥梁建设结构形式。近年来一种由混凝土顶、底板和波形钢腹板通过剪力连接件连接成为整体的钢-混组合梁在结构上较为合理，能够充分发挥材料性能，施工方便快捷，因而得到广泛的运用。剪力连接件是钢-混组合结构桥梁的质量关键点，关系到腹板与顶、底板混凝土的紧密结合以及后期的协同受力工作，直接影响桥梁的结构安全和耐久性。工程中常用的剪力连接件主要包括双开孔板型、栓钉型、组合型、角钢型、埋入型几种。如双开孔板型可参考申请号为jp2012273890(公开号为jp2014118723a)的日本专利申请中说明书附图公开的图2，该传统的连续式双开孔板型连接件容易带来预制装配式顶板的拆分拼装所带来的连接疲劳问题，同时其还需要顶板的整体现浇以及现浇时模板搭设；同样地组合型的剪力连接件还可以参考申请号为us56846495(公开号为us5664378a)的美国专利申请中公开的一种用于结构层(包括桥梁层、道路层、人行道等)的外皮甲板，包括网格构件和顶部构件的复合结构。网格构件优选地由钢制成，并且包括多个主支承杆和多个垂直于主支承杆的分布杆，顶部构件最好由钢筋混凝土制成。主承力钢筋或配筋的上部嵌入钢筋混凝土构件中，允许水平剪力传递，并形成组合桥面结构，最大限度地利用钢的抗拉强度和混凝土的抗压强度，该预埋钢筋的顶部具有夹紧面，用于在网格构件和混凝土构件之间实现机械锁紧，并增加它们之间的水平剪切传递，但顶板仍然需要架设模板并浇筑混凝土，使成型后的混凝土顶板通过组合型剪力键与钢梁连接为一个整体。上述的钢腹板组合箱梁桥结构仍然不可避免如下问题：一：钢腹板箱梁的顶板一般采用全部现场浇筑的施工方法，现场施工作业难度大，需要支撑模板，且因收缩徐变易产生裂缝，施工进度较慢；二、混凝土浇筑养护及工序繁琐，同时现场浇筑对周边环境影响较大；为此需要作进一步的改进。
技术实现要素：
本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种增加波形钢腹板和混凝土顶板的抗剪连接的同时还能够较好的保证混凝土顶板的整体性的连接结构。
为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案为：该预制装配式波形钢腹板组合箱梁顶板的连接结构，包括有顶板、波形钢腹板以及连接在顶板和波形钢腹板之间的剪力连接件，所述波形钢腹板包括有上翼缘钢板，其特征在于：所述顶板间隔地开设有至少两个榫槽，并且在各个所述榫槽的下缘还设置有至少两个垂直于波形钢腹板的预埋贯通钢筋，而所述剪力连接件包括有连接在所述上翼缘钢板上的第一钢板，所述第一钢板沿其长度方向间隔地开设有至少两个供对应的所述预埋贯通钢筋卡入的卡入部，从而实现：在所述顶板连接至所述波形钢腹板的上翼缘钢板之上表面处的状态下，各个所述预埋贯通钢筋能卡入对应的卡入部。
为方便预埋贯通钢筋的卡入，优选地，所述第一钢板局部开设有至少两个l形缺口，每个所述卡入部与各自对应的l形缺口反形态相同。
为了防止预埋贯通钢筋从第一钢板的卡入部掉出，优选地，每个所述卡入部包括以所述第一钢板作为的基部、与基部相平行的横向部以及连接基部和横向部的竖向部，所述横向部的下表面局部具有自下而上向上凹入的凹部而形成有头部，所述头部与基部之间的相对距离h1小于凹部与基座之间的相对距离h2。其中基部、横向部与头部共同形成容纳预埋贯通钢筋的容纳空间，并且由于横向部的头部与基部之间的相对距离h1小于凹部与基座之间的相对距离h2，使得预埋贯通钢筋不易从第一钢板的卡入部中掉出。
为了进一步地防止预埋贯通钢筋从第一钢板的卡入部掉出，优选地，所述剪力连接件还包括有第二钢板，所述第二钢板沿其长度方向间隔地开设至少两个自下而上向上凹入、并与对应的所述卡入部相贯通的凹槽，相邻的凹槽之间形成有能遮挡住所述l形缺口的竖向部分的遮挡部。
优选地，所述凹槽呈倒置的c形或u形。
进一步地，所述榫槽为上大下小的倒梯形榫槽。其中该榫槽呈上大下小的结构，更能稳定填充在倒梯形榫槽内的混凝土。
为解决第二个技术问题，本实用新型所采用的技术方案为：提供了一种应用有如上述预制装配式波形钢腹板组合箱梁顶板的连接结构的施工方法，其特征在于：包括有如下步骤：
①预制具有至少两个榫槽的混凝土顶板，且将所述预埋贯通钢筋预埋在所述顶板的各个榫槽的下缘；
②在所述榫槽的槽口上缘预埋垂直于所述波形钢腹板方向的外伸钢筋；
③在所述榫槽里预埋垂直于所述预埋贯通钢筋的多个预埋钢筋，所述多个预埋钢筋位于所述外伸钢筋之下并沿着榫槽的槽壁均布；
④将所述第一钢板沿所述波形钢腹板的长度方向设置，并通过焊接固定在所述波形钢腹板上端的上翼缘钢板上表面处；
⑤将所述顶板通过吊装安放在所述波形钢腹板的上翼缘钢板的上表面处，并将各个所述预埋贯通钢筋卡进对应的各个所述第一钢板的卡入部内；
⑥将所述第二钢板自上而下穿过所述榫槽而通过现场焊接固定在所述波形钢腹板的上翼缘钢板的上表面处，并设置在所述第一钢板之竖向钢板的外侧，所述第一钢板与第二钢板通过螺栓连接而组成加强型开孔钢板以固定所述预埋贯通钢筋的位置；
⑦将沿所述波形钢腹板的长度方向间隔设置的至少两个开放口朝下的半封闭箍筋依次插入至所述榫槽内，并将步骤③中的多个预埋钢筋箍住后经绑扎形成钢筋笼；
⑧在相邻所述外伸钢筋之间搭设搭接钢筋，并通过搭接钢筋焊接后与所述钢筋笼绑扎牢靠；
⑨最后浇筑自密实混凝土使所述波形钢腹板和预制混凝土顶板连接为整体，所述预埋贯通钢筋贯穿于第一钢板和第二钢板所组成的加强型开孔钢板，与榫槽内现浇混凝土共同作用形成剪力键。
其中预埋在所述顶板的各个榫槽的下缘的各个预埋贯通钢筋从榫槽中突出，具有较大的偏差刚度，实现混凝土和构件之间的耦合，而由第一钢板和第二钢板组合成的加强型开孔钢板，与预埋贯通钢筋和混凝土共同作用形成的剪力键，能够有效地提高抗剪能力，而钢筋笼的设置能够更好的约束混凝土，使剪力键与混凝土结构更有效地耦合在一起，进一步阻止外力对混凝土结构造成开裂和变形，保证了混凝土结构的安全。
进一步地，所述半封闭箍筋大致呈上宽下窄的梯形，包括有位于下部的两相对设置的第一箍脚和第二箍脚，所述第一箍脚和第二箍脚之间的间隙构成所述开放口，所述开放口可供预埋在所述榫槽中的各个所述预埋钢筋进入。
进一步地，所述步骤⑤中的各个预埋钢筋均垂直于所述预埋贯通钢筋设置，包括有位于所述预埋贯通钢筋之下的第一预埋钢筋和第二预埋钢筋，所述半封闭箍筋的第一箍脚箍住第一预埋钢筋，而所述半封闭箍筋的第二箍脚箍住第二预埋钢筋。由于半封闭箍筋的第一箍脚箍住第一预埋钢筋，而半封闭箍筋的第二箍脚箍住第二预埋钢筋，可使得钢筋笼能与后浇混凝土组成同一受力整体，可保证受力协调，有利于均衡分配剪力，而且纵向抗剪性能力强，抗拔效果好。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于本实用新型将预留有间断式榫槽的预制混凝土顶板直接吊装至波形钢腹板上翼缘钢板，仅须连接间断式的剪力连接件，就可完成拼装完毕，通过预埋贯通钢筋与间断式开孔第一钢板的连接，及上口大下口小的榫槽后浇混凝土有效的增强了预制混凝土顶板与波形钢腹板的连接；采用预留有间断式上大下小榫槽的预制混凝土顶板减少构件拆分，保证构件整体性，实现了波形钢腹板组合箱梁顶板的装配化施工，本实用新型还提供一种施工方法，该施工方法能减少工序，缩短工期，避免模板搭设。
附图说明
图1为本实用新型的预制装配式波形钢腹板组合箱梁的间断式连接结构与预制混凝土顶板装配后的立体结构示意图；
图2为本实用新型的预制装配式波形钢腹板组合箱梁的间断式连接结构与预制混凝土顶板装配后的结构正视图；
图3为本实用新型的预制装配式波形钢腹板组合箱梁的间断式连接结构的立体结构示意图；
图4为本实用新型的预制装配式波形钢腹板组合箱梁的间断式连接结构的左视图；
图5为本实用新型中钢筋笼的结构示意图；
图6为本实用新型中第二钢板的结构示意图；
图7为本实用新型中第一钢板的结构示意图；
图8为本实用新型中第二钢板和第一钢板组成加强型开孔钢板并焊接在上翼缘钢板上表面处的结构示意图；
图9为本实用新型中顶板的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
如图1～9所示，为本实用新型的最佳实施例。本实施例中预制装配式波形钢腹板组合箱梁顶板的连接结构，包括有顶板1、波形钢腹板2以及连接在顶板1和波形钢腹板2之间的剪力连接件，波形钢腹板2包括有上翼缘钢板3，顶板1间隔地开设有至少两个榫槽11，并且在各个榫槽11的下缘还设置有至少两个垂直于波形钢腹板2的预埋贯通钢筋4，而剪力连接件包括有连接在上翼缘钢板3上的第一钢板8，第一钢板8沿其长度方向间隔地开设有至少两个供对应的预埋贯通钢筋4卡入的卡入部81，从而实现：在顶板1连接至所述波形钢腹板2的上翼缘钢板3之上表面处的状态下，各个预埋贯通钢筋4能卡入对应的卡入部81。
为方便预埋贯通钢筋4的卡入，每个卡入部81由第一钢板8之竖向钢板局部开设的l形缺口82而形成，每个卡入部81与该l形缺口82反形态相同。为了防止预埋贯通钢筋4从第一钢板8的卡入部81掉出，每个卡入部81包括以第一钢板8之横向钢板作为的基部811、与基部811相平行的横向部812以及连接基部811和横向部812的竖向部813，横向部812的下表面局部具有自下而上向上凹入的凹部8121而形成有头部8122，头部8122与基部811之间的相对距离h1小于凹部8121与基座之间的相对距离h2。其中基部811、横向部812与头部8122共同形成容纳预埋贯通钢筋4的容纳空间，并且由于横向部812的头部8122与基部811之间的相对距离h1小于凹部8121与基座之间的相对距离h2，使得预埋贯通钢筋4不易从第一钢板8的卡入部81中掉出。为了进一步地防止预埋贯通钢筋4从第一钢板8的卡入部81掉出，剪力连接件还包括有第二钢板9，第二钢板9沿其长度方向间隔地开设至少两个自下而上向上凹入、并与对应的卡入部81相贯通的凹槽91，相邻的凹槽91之间形成有能遮挡住l形缺口82的竖向部分821的遮挡部92。其中优选地凹槽91呈倒置的c形或u形。而榫槽11为上大下小的倒梯形榫槽11，其中该榫槽11呈上大下小的结构，更能稳定填充在倒梯形榫槽11内的混凝土。
本实施例还提供了一种应用有如上述预制装配式波形钢腹板组合箱梁顶板的连接结构的施工方法，包括有如下步骤：
①预制具有至少两个榫槽11的混凝土顶板1，且将预埋贯通钢筋4预埋在顶板1的各个榫槽11的下缘；
②在榫槽11的槽口上缘预埋垂直于波形钢腹板2方向的外伸钢筋7；
③在榫槽11里预埋垂直于预埋贯通钢筋4的多个预埋钢筋50，多个预埋钢筋50位于外伸钢筋7之下并沿着榫槽11的槽壁均布；
④将所述第一钢板8沿波形钢腹板2的长度方向设置，并通过焊接固定在波形钢腹板2上端的上翼缘钢板3上表面处；
⑤将顶板1通过吊装安放在波形钢腹板2的上翼缘钢板3的上表面处，并将各个预埋贯通钢筋4卡进对应的各个第一钢板8的卡入部81内；
⑥将第二钢板9自上而下穿过榫槽11而通过现场焊接固定在波形钢腹板2的上翼缘钢板3的上表面处，并设置在第一钢板8之竖向钢板的外侧，第一钢板8与第二钢板9通过螺栓连接而组成加强型开孔钢板以固定预埋贯通钢筋4的位置；
⑦将沿波形钢腹板2的长度方向间隔设置的至少两个开放口510朝下的半封闭箍筋依次插入至榫槽11内，并将步骤③中的多个预埋钢筋50箍住后经绑扎形成钢筋笼5；步骤⑦中的半封闭箍筋51大致呈上宽下窄的梯形，包括有位于下部的两相对设置的第一箍脚511和第二箍脚512，第一箍脚511和第二箍脚512之间的间隙构成开放口510，开放口510可供预埋在榫槽11中的各个预埋钢筋50进入，其中步骤⑤中的各个预埋钢筋50均垂直于预埋贯通钢筋4设置，包括有位于预埋贯通钢筋4之下的第一预埋钢筋501和第二预埋钢筋502，半封闭箍筋51的第一箍脚511箍住第一预埋钢筋501，而半封闭箍筋51的第二箍脚512箍住第二预埋钢筋502。由于半封闭箍筋51的第一箍脚511箍住第一预埋钢筋501，而半封闭箍筋51的第二箍脚512箍住第二预埋钢筋502，可使得钢筋笼5能与后浇混凝土组成同一受力整体，可保证受力协调，有利于均衡分配剪力，而且纵向抗剪性能力强，抗拔效果好。如图5所示，各个预埋钢筋50除了位于预埋贯通钢筋4之下的第一箍脚511和第二箍脚512之外，还具有位于预埋贯通钢筋4之上以及外伸钢筋7之下、并沿着榫槽11的槽壁均布的其它预埋钢筋50，当然各个预埋钢筋50的数量能随施工要求而适应性地改变，而各个预埋钢筋50从榫槽11中突出，具有较大的偏差刚度，实现混凝土和构件之间的耦合。
⑧在相邻所述外伸钢筋7之间搭设搭接钢筋6，并通过搭接钢筋6焊接后与钢筋笼5绑扎牢靠；
⑨最后浇筑自密实混凝土使波形钢腹板2和预制混凝土顶板1连接为整体，预埋贯通钢筋4贯穿于第一钢板8和第二钢板9所组成的加强型开孔钢板，与榫槽11内现浇混凝土共同作用形成剪力键。其中预埋在顶板1的各个榫槽11的下缘的各个预埋贯通钢筋4从榫槽11中突出，具有较大的偏差刚度，实现混凝土和构件之间的耦合，可以稳定地传递作用在混凝土和剪力连接件之间的剪力。另外，由第一钢板8和第二钢板9组合成的加强型开孔钢板，与预埋贯通钢筋4和混凝土共同作用形成的剪力键，能够有效地提高抗剪能力，而钢筋笼5的设置能够更好的约束混凝土，使剪力键与混凝土结构更有效地耦合在一起，进一步阻止外力对混凝土结构造成的开裂和变形，保证了混凝土结构的安全。本实施例将预留有间断式上大下小榫槽11的预制混凝土顶板1直接吊装至波形钢腹板2上翼缘钢板3，仅须连接间断式的剪力连接件，就可完成拼装完毕，通过预埋贯通钢筋4与间断式开孔钢板的连接，及上口大下口小的榫槽11后浇混凝土有效的增强了预制混凝土顶板1与波形钢腹板2的连接；采用预留有间断式上大下小榫槽11的预制混凝土顶板1减少构件拆分，保证构件整体性，实现了波形钢腹板2组合箱梁顶板1的装配化施工，另外本实施例的施工方法能减少工序，缩短工期，避免模板搭设。