一种带靴形槽孔的开孔板连接件、钢梁及方法
【专利摘要】一种带靴形槽的开孔板连接件，该剪力连接件的一侧为平直轮廓，剪力连接件的另一侧上重复排列着凸起连接头和凹进槽孔，该凹进槽孔呈现为靴形；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。本发明还公开了一种采用上述带靴形槽的开孔板剪力连接件的钢梁和一种采用上述带靴形槽的开孔板剪力连接件的正交异性钢板；以及开孔板连接件的加工方法、与混凝土桥面板的连接方法和将其应用到组合梁中的施工方法。本发明利用开孔板抗剪强度大、抗疲劳性能好的特点，简化了布置钢筋的工艺，大大提高了施工效率，节省制作安装成本，降低了工程造价。
【专利说明】
一种带靴形槽孔的开孔板连接件、钢梁及方法
技术领域
[0001]本发明属于桥梁工程领域，涉及钢-混凝土组合结构，尤其是连接件结构。
【背景技术】
[0002]组合梁桥是指采用连接件将钢梁构件和钢筋混凝土结合而成组合截面共同工作的一种复合式结构。这种结构因为能有效发挥钢和混凝土两种材料各自的优势而得到日益广泛的应用。
[0003]为了使钢筋混凝土板与钢梁共同工作，两者之间必须设置连接件，使得钢筋混凝土桥面板与钢梁之间不产生相对错动和分离。连接件形式多样，从早期的钢筋连接件、型钢连接件，到现在大量使用的焊钉连接件，最近工程上新出现的开孔板连接件。开孔板连接件，利用孔洞中混凝土榫和孔中钢筋来抵抗纵向剪力，孔洞中设置贯通钢筋可大幅度提高其极限承载力。该形式的连接件具有很大的抗剪刚度、强度及抗疲劳性能，更适用于荷载相对较大、抗疲劳要求高的桥梁结构。
[0004]—般的开孔板连接件为将带圆孔的钢板沿桥梁纵桥向焊接在钢梁翼缘板上，埋设在混凝土中作为连接件，圆孔中布置贯通钢筋。由于这种连接件钢板上的圆孔为封闭式，在施工过程中，穿插布置钢筋非常不方便，大大增加了人力的投入。
[0005]客观上需要提出一种新型的连接件，在施工时候避免在并排的板件开孔中穿插钢筋，而是直接将钢筋放落入槽孔中，施工方便、简单，并且很容易保证钢筋的位置与设计图纸一致，减少位置错动，提高施工效率。
【发明内容】
[0006]在各类组合结构的连接件中，开孔板连接件较焊钉连接件具有抗剪刚度大、抗疲劳性能好的特点，成为组合结构中较为新颖的连接件形式，但常规开孔板在布置混凝土板中的钢筋时十分麻烦。针对现有技术中的所述缺点，本发明的目的在于提供一种现场施工方便的带靴形槽孔的开孔板连接件。
[0007]为达到上述目的，本发明采用以下技术方案:
[0008]一种带靴形槽的开孔板连接件，该剪力连接件的一侧为平直轮廓，剪力连接件的另一侧上重复排列着凸起连接头和凹进槽孔，该凹进槽孔呈现为靴形；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。
[0009]靴形槽孔底部带是平坡或斜坡;优选地，所述凹进槽孔底部带有斜坡，斜坡线与水平线的夹角范围是5°?15° ;优选地，所述斜坡线与水平线的夹角为10°。
[0010]—种采用上述带靴形槽的开孔板剪力连接件的钢梁，钢梁采用工字形截面，钢梁上翼缘上纵向固定连接布置了所述的带靴形槽的开孔板连接件，槽内搁置加强钢筋，外部为饶筑的混凝土板。
[0011]所述的钢梁为钢板梁、钢桁梁、钢箱梁或型钢;优选地，所述固定连接为焊接。
[0012]—种采用上述带靴形槽的开孔板剪力连接件的正交异性钢板，所述带靴形槽的开孔板连接件固定连接在所述正交异性钢板的顶板上，且为纵横向交错布置，纵横向的加强钢筋均放落置于开孔板的槽孔中，外部为浇筑的混凝土板。优选地，所述固定连接为焊接。
[0013]所述的带靴形槽的开孔板连接件的加工方法，将一块条状矩形钢板沿靴形槽孔切割，一分为二得到两块连接件。
[0014]所述的带靴形槽的开孔板连接件与混凝土桥面板的连接方法，将混凝土桥面板中的钢筋放置于连接件的靴形槽孔内，在浇筑混凝土桥面板时混凝土包裹整个开孔板连接件。
[0015]将所述的带靴形槽的开孔板连接件应用到组合梁中的施工方法，包括以下步骤:
[0016]步骤一:首先根据混凝土桥面板中钢筋的间距确定开孔板中靴形槽孔的间距和尺寸，同时根据钢筋中混凝土保护层的厚度确定靴形槽孔下钢板的高度。
[0017]步骤二:在加工厂切割所需要的多条状矩形钢板;根据靴形槽孔形状，将其每一条钢板沿靴形槽孔的凹凸线切割，形成两块凹凸重合的带靴形槽孔的开孔板连接件。
[0018]步骤三:在加工厂内把带靴形槽孔的开孔板连接件焊接到钢梁的上翼缘上;连接件的数量由钢梁与混凝土之间的剪力大小确定;焊接开孔板连接件时要兼顾靴形槽孔的位置与混凝土桥面板钢筋的位置对应关系。
[0019]步骤四:在工地现场，将混凝土桥面板的底层横向钢筋从上到下放入所述槽口内，再把钢筋沿水平方向移动到靴形槽孔的前端，再把底层横向钢筋与纵向钢筋绑扎形成钢筋网。
[0020]步骤五:在工地现场，当所有钢筋都放置就位后浇筑混凝土，使得混凝土完全包裹开孔板连接件，待混凝土达到一定的强度后形成混凝土与钢梁的连接。
[0021]由于采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果:
[0022]I)混凝土板中的加强钢筋，可直接放落置于开孔板的槽孔内，避免了传统开孔板布置钢筋时在多排圆孔中穿插的繁琐工序，简化了钢筋的布置工艺，大大提高了施工效率，节省制作安装成本，降低了工程造价。
[0023]2)混凝土桥面板底层钢筋直接放置到靴形槽孔中，钢筋在混凝土中位置更容易准确控制，能够保证钢筋间距与设计一致，从而能够保证钢筋在混凝土中准确布置。
[0024]3)当靴形槽孔底部的钢板高度与钢筋的混凝土保护层相同时，可以省去混凝土保护层垫块并保证混凝土桥面板底层钢筋的保护层厚度均匀。
[0025]4)两块尺寸相同带靴形槽孔的连接件，可以由一块钢板按照靴形的凹凸线形切害J，将完整的钢板条一切为二，没有赘余浪费材料。
【附图说明】
[0026]图1为本发明剪力连接件实施例的形状示意图。
[0027]图2a为图1所示实施例剪力连接件显示切割线路的加工示意图。
[0028]图2b为按照图2a所示切割线路加工并分离得到两块剪力连接件的示意图。
[0029]图3为本发明连接件与钢梁的连接示意图。
[0030]图4为本发明连接件放置钢筋的示意图；
[0031]图5为本发明实施例的连接件、钢筋和钢梁的位置示意图；
[0032]图6为本发明用于一组合梁桥实施例的结构示意图。
[0033]图7为本发明另一实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0034]以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。
[0035]如图1所示，一种带靴形槽的开孔板剪力连接件，剪力连接件I的一侧为平直轮廓，剪力连接件I另一侧上重复排列着凸起连接头和凹进槽孔，该凹进槽孔呈现为靴形;其中凸起连接头的形状旋转180°后与凹进的槽孔形状一致，尺寸相同，也即两块同样尺寸的连接件，可以将其中一块旋转180°后与另一块齿槽对接，完整拼扣起来，所以适当尺寸的一块钢板可以切割出两条该种剪力连接件，而不产生赘料。
[0036]剪力连接件I的靴形槽孔底部带有斜坡，该斜坡与水平线的夹角范围是5°?10°。
[0037]使用时，可将所述的带靴形槽的开孔板剪力连接件I通过焊接连接在钢主梁3的上翼缘上。
[0038]将混凝土中的钢筋2放置于剪力连接件I的靴形槽孔内。
[0039]如图2a、b所示，本发明提供的剪力连接件I，是由条状钢板切割出靴形槽孔而成。由一块钢板按照靴形的凹凸线形切割，将完整的钢板条一切为二，没有赘余浪费材料。
[0040]切割成型的连接件I通过焊接方式连接在钢梁3的翼缘上，如图3所示。
[0041]混凝土板中的钢筋2放落置于连接件I的靴形槽孔内，放置的过程如图4所示，先竖向放入，后水平移动就位。
[0042]就位后的钢筋、开孔板和钢梁的位置关系如图5所示。所述开孔板连接件I通过双面角焊缝焊接在所述钢梁3上，所述钢筋2放置在所述开孔板连接件I的槽孔内部。钢筋2安放就位后，再绑扎其它钢筋，浇筑和养护桥面板板混凝土，形成组合梁结构。
[0043]该种连接件既能提供很大的抗剪刚度、强度及良好的抗疲劳性能，又极大地提高了施工效率，节约人力，降低工程造价，有较好的应用前景，以下给出一个组合梁桥实施例补充说明。
[0044]本实施例为该种连接件在组合梁桥上的应用，如图6所示。钢主梁3采用工字形截面，钢梁上翼缘上纵向焊接布置两道了带靴形槽孔的开孔板连接件I，槽内搁置横向钢筋2，最后浇筑桥面板板混凝土 4，形成组合梁结构。
[0045]另一实施例为该种连接件在正交异性组合板上的应用，如图7所示。带靴形槽的开孔板连接件I焊接在正交异性钢板5的顶板上，且为纵横向交错布置，纵横向的加强钢筋均放落置于开孔板的槽孔中，最后立模浇筑混凝土板4。
[0046]在施工时候避免在并排的板件开孔中穿插钢筋，而是直接将钢筋放落入槽孔中，施工方便、简单，并且很容易保证钢筋的位置与设计图纸一致，减少位置错动，提高施工效率。另外，靴形槽孔底部钢板的高度可以与混凝土中钢筋的保护层尺寸相同，在绑扎钢筋时省去了设置混凝土保护层垫块，并能够有效保证混凝土的保护层厚度的均匀。
[0047]此外，带圆孔的开孔板连接加工制作时需要割出一系列圆孔，孔中钢板的割除后成为废料。而本发明所提出的带靴形槽孔的开孔板连接件是由一块大钢板按照凹凸线切割，得到两块连接件，没有材料的浪费。
[0048]上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种带靴形槽的开孔板连接件，其特征在于:该剪力连接件的一侧为平直轮廓，剪力连接件的另一侧上重复排列着凸起连接头和凹进槽孔，该凹进槽孔呈现为靴形；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。2.根据权利要求1所述的带靴形槽的开孔板连接件，其特征在于:靴形槽孔底部是平坡或斜坡;优选地，所述凹进槽孔底部带有斜坡，斜坡线与水平线的夹角范围是5°?15°;优选地，所述斜坡线与水平线的夹角为10°。3.—种采用权利要求1或2所述带靴形槽的开孔板连接件的钢梁，其特征在于:所述的钢梁(3)采用工字形截面，钢梁(3)上翼缘上纵向固定连接布置了所述的带靴形槽的开孔板连接件(I)，槽内搁置加强钢筋(2)，外部为浇筑的混凝土板(4)。4.根据权利要求3所述的钢梁，其特征在于:所述的钢梁(3)为钢板梁、钢桁梁、钢箱梁或型钢;优选地，所述固定连接为焊接。5.—种采用权利要求1或2所述带靴形槽的开孔板连接件的正交异性钢板，其特征在于:所述带靴形槽的开孔板连接件(I)固定连接在所述正交异性钢板(5)的顶板上，且为纵横向交错布置，纵横向的加强钢筋均放落置于开孔板的槽孔中，外部为浇筑的混凝土板⑷。6.根据权利要求5所述的正交异性钢板，其特征在于:所述固定连接为焊接。7.权利要求1或2所述的带靴形槽的开孔板连接件的加工方法，其特征在于:将一块条状矩形钢板沿靴形槽孔切割，一分为二得到两块连接件。8.权利要求1或2所述的带靴形槽的开孔板连接件与混凝土桥面板的连接方法，其特征在于:将混凝土桥面板中的钢筋(2)放置于连接件(I)的靴形槽孔内，在浇筑混凝土桥面板时混凝土包裹整个开孔板连接件。9.将权利要求1或2所述的带靴形槽的开孔板连接件应用到组合梁中的施工方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤一:首先根据混凝土桥面板中钢筋的间距确定开孔板中靴形槽孔的间距和尺寸，同时根据钢筋中混凝土保护层的厚度确定靴形槽孔下钢板的高度； 步骤二:切割所需要的多条状矩形钢板;根据靴形槽孔形状，将其每一条钢板沿靴形槽孔的凹凸线切割，形成两块凹凸重合的带靴形槽孔的开孔板连接件； 步骤三:把带靴形槽孔的开孔板连接件焊接到钢梁的上翼缘上;连接件的数量由钢梁与混凝土之间的剪力大小确定;焊接开孔板连接件时要兼顾靴形槽孔的位置与混凝土桥面板钢筋的位置对应关系； 步骤四:将混凝土桥面板的底层横向钢筋从上到下放入所述槽口内，再把钢筋沿水平方向移动到靴形槽孔的前端，再把底层横向钢筋与纵向钢筋绑扎形成钢筋网； 步骤五:当所有钢筋都放置就位后浇筑混凝土，使得混凝土完全包裹开孔板连接件，待混凝土达到一定的强度后形成混凝土与钢梁的连接。
【文档编号】E01D19/00GK105887660SQ201610330681
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年5月18日
【发明人】戴昌源, 苏庆田, 贺欣怡, 杜霄, 田乐, 姜旭, 吴冲, 曾明根
【申请人】同济大学