焊钉与孔板组合的钢混连接件的制作方法

本发明属于桥梁结构技术领域，具体涉及一种焊钉与孔板组合的钢混连接件。

背景技术：

钢与混凝土组合结构桥梁中，通常采用连接件将钢构件与混凝土构件结合为共同受力的整体。钢混连接件处于空间受力状态，特别是位于钢梁与混凝土桥面板结合面，或，斜拉桥组合索塔锚固区等复杂节点时，既要承受很大的面内剪力，又要传递较大的面外拉拔力，防止钢板与混凝土发生剥离。为此，钢混连接件需要同时具有较好的抗剪、抗拉拔承载性能。

实际桥梁工程中最常用的连接件包括圆柱头焊钉、型钢连接件及开孔板连接件等。其中焊钉连接件通过焊钉根部抵抗面内剪切力，通过圆柱头提供面外抗拉拔力。型钢连接件通过肋板止推力承受面内剪力，通过焊接u形筋或设置翼缘板抵抗面外拉拔力。开孔板连接件通过孔中钢筋与混凝土榫提供纵向抗剪力与面外抗拉拔力，通过肋板止推力承担侧向剪力。

各种连接件由于其结构与施工性能不同，在不种类型的桥梁组合结构中均有其适用性与局限性。其中，焊钉连接件面内抗剪不具有方向性，可适于大多数组合结构的结合面连接，但是焊钉需要专用焊机进行安装，施工作业量较大，焊钉根部的焊缝受疲劳荷载影响较大。型钢连接件的面内抗剪承载力、抗剪刚度很大，而抵抗面外拉拔荷载的性能较弱，且混凝土局部应力较集中。开孔板连接件具有较高的面内抗剪、面外抗拉拔承载性能，且抗疲劳性能较好，但是其孔中贯穿钢筋的施工较为不便。

技术实现要素：

本发明提供了焊钉与孔板组合的钢混连接件，其克服了背景技术中钢混连接件所存在的不足。

本发明解决其技术问题的所采用的技术方案是：

焊钉与孔板组合的钢混连接件，包括钢结构，该钢结构包括一钢板母板(1)、若干孔板(2)及若干圆柱头焊钉(5)，该孔板(2)、圆柱头焊钉(5)都立式固设在钢板母板(1)之顶面，该孔板(2)的顶部固设有翼缘板(3)，该孔板(2)上设有开孔(6)，该开孔(6)孔内安装有孔中钢筋(4)，在钢结构外围浇注混凝土。

一实施例之中：该孔板(2)、圆柱头焊钉(5)都垂直钢板母板(1)之顶面。

一实施例之中：该翼缘板(3)和孔板(2)相垂直且呈t形结构。

一实施例之中：该若干孔板(2)并排间隔布置。

一实施例之中：该若干孔板(2)平行间隔布置。

一实施例之中：该若干孔板(2)非平行间隔布置。

一实施例之中：该孔板(2)顶面凹设有沿板厚方向贯穿的凹槽，该凹槽具有两槽壁，该凹槽凹设形成有上述的开孔(6)。

一实施例之中：该凹槽具有槽口(8)，该槽口(8)宽度及开孔(6)的宽度都大于孔中钢筋(4)的直径。

一实施例之中：该孔板(2)顶边缘包括有若干个被凹槽间隔的连接段，该翼缘板(3)端部和连接段端部对齐。

一实施例之中：该开孔(6)为圆孔、矩形孔或异形孔。

本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：

本技术方案可改善钢与混凝土结合部受力状态，可增强钢与混凝土结合部疲劳性能，可提高结合面的抗剪、抗拉拔承载性能，可减小混凝土局部拉应力，可提高钢与混凝土组合结构施工效率。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

图1是焊钉与孔板组合的钢混连接件的结构示意图。

图2是焊钉与孔板组合的钢混连接件的侧视图。

附图标记：钢板母板1、孔板2、翼缘板3、孔中钢筋4、圆柱头焊钉5、开孔6、混凝土7、槽口8。

具体实施方式

请查阅图1和图2，焊钉与孔板组合的钢混连接件，包括钢结构，该钢结构包括一钢板母板1、若干孔板2及若干圆柱头焊钉5。

该孔板2、圆柱头焊钉5都立式固定焊接在钢板母板1之顶面，且该孔板2、圆柱头焊钉5都垂直钢板母板1之顶面。该若干孔板2并排间隔布置，如该若干孔板2平行间隔布置或非平行间隔布置。

该孔板2顶面凹设有若干个沿板长间隔布置的沿板厚方向贯穿的凹槽，该凹槽具有两槽壁，该凹槽凹设形成有开孔6。该开孔6孔内安装有至少一根孔中钢筋4。该凹槽具有槽口8，该槽口8宽度及开孔6的宽度都大于孔中钢筋4的直径。该开孔6为圆孔、矩形孔或异形孔。因设凹槽或开孔使板2构成齿状孔板2。

该孔板2顶边缘包括有若干个被凹槽间隔的连接段，该每一连接段上都固定焊接有翼缘板3，该翼缘板3端部和连接段端部对齐，该翼缘板3和孔板2相垂直且呈t形结构。

焊接好钢板母板1、若干孔板2、若干圆柱头焊钉5、翼缘板3，及，安装好孔中钢筋4后，在钢结构外围浇注混凝土7。

本具体实施方式之中：钢板母板1上垂直焊接若干孔板2及圆柱头焊钉5，既作为连接件抵抗板面内的剪力与面外的拉拔力，又可提高钢板母板1的抗弯刚度。孔板2的顶部设置翼缘板3，可增强面外抗拉拔性能。孔板2的面内设置若干形状为圆孔、长孔或异形孔的开孔6，孔中浇筑混凝土7可提供抗剪销栓作用。开孔6的孔内至少安装一根孔中钢筋4，可有效提高结合面的强度与刚度，改善钢混组合结构的疲劳性能。开孔6的边缘设有槽口8，且槽口8的宽度大于孔中钢筋4的直径，可方便孔中钢筋4直接放入多块孔板2的开孔6内，提高施工效率。孔板2的多块板平行布置或倾斜布置，以适应钢构件与混凝土构件的传力方向。

本具体实施方式的连接件能够增强钢与混凝土结合部疲劳性能，提高结合面的抗剪、抗拉拔承载性能，改善混凝土抗裂性能，经济安全且施工便捷的新型连接件。具体来说它具有如下优点：1、增强钢与混凝土结合部疲劳性能。焊钉连接件需要在钢板母板上多点焊接，存在局部焊接残余变形及残余应力，且剪切变形较大，易受循环荷载影响。本发明将离散焊接的焊钉与连续焊接的孔板相结合，提高了钢与混凝土结合部刚度，从而可增强抵抗疲劳荷载的能力。2、提高结合面的抗剪、抗拉拔承载性能。既有连接件具有较高的面内抗剪承载力，而面外抗拉拔承载力相对较弱。本发明通过焊钉根部抗剪、孔中钢筋与混凝土榫抗剪及孔板咬合作用抵抗面内剪力，并通过焊钉圆柱头抗拉拔、孔中钢筋与混凝土榫抗剪及孔板的翼缘锚固作用抵抗面外拉拔力，提高了结合面的抗剪、抗拉拔各向承载性能。3、改善混凝土抗裂性能。相比各焊钉连接件在根部与混凝土多点集中受力，型钢连接件与混凝土的局部接触压力较大，开孔板连接件的孔中混凝土承受较大剪力，本发明将焊钉与孔板间错布置，避免了钢构件与混凝土的局部集中作用，从而改善了混凝土的抗裂性能。4、经济安全且施工便捷。焊钉连接件与型钢连接件间距较小时，对混凝土中受力钢筋的布置影响较大，开孔板连接件的各开孔可贯穿孔中钢筋，但是钢筋同时贯穿多块孔板的作业难度较大。本发明的孔板设有槽口，孔中钢筋可直接放入多块孔板的开孔内，极大提高了钢与混凝土结合部钢筋施工的效率。

以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了焊钉与孔板组合的钢混连接件，包括钢结构，该钢结构包括一钢板母板(1)、若干孔板(2)及若干圆柱头焊钉(5)，该孔板(2)、圆柱头焊钉(5)都立式固设在钢板母板(1)之顶面，该孔板(2)的顶部固设有翼缘板(3)，该孔板(2)上设有开孔(6)，该开孔(6)孔内安装有孔中钢筋(4)，在钢结构外围浇注混凝土。它具有如下优点：本技术方案可改善钢与混凝土结合部受力状态，可增强钢与混凝土结合部疲劳性能，可提高结合面的抗剪、抗拉拔承载性能，可减小混凝土局部拉应力，可提高钢与混凝土组合结构施工效率。

技术研发人员：郑双杰;郭子雄;刘阳;叶勇;刘小娟;李海锋
受保护的技术使用者：华侨大学
技术研发日：2019.02.22
技术公布日：2019.06.21