一种复合PBL剪力键钢混组合结构抗剪试验模型及装置的制作方法

一种复合pbl剪力键钢混组合结构抗剪试验模型及装置
技术领域
1.本实用新型涉及土木工程桥梁技术领域，尤其涉及一种复合pbl剪力键钢混组合结构抗剪试验模型及装置。


背景技术：

2.本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
3.大跨径钢-混连续梁桥是近几年发展起来的一种新型组合式桥梁，该结构形式可有效减小中跨结构自重，降低桥梁建筑高度，增大桥下净空，跨中大节段钢梁可进一步提高结构延性，避免跨中梁体开裂，有效延长桥梁使用寿命，缩短工期，钢-混结合段是大跨径钢-混连续梁桥中普通混凝土梁与钢箱梁的过渡段，同时钢箱梁和混凝土箱梁因为其材料特性不同所以其相对应的刚度也不一致，以至于该处受力错综复杂，是钢-混凝土连续梁桥设计重中之重。这就要求所设计的剪力键要满足一定的强度和刚度，防止混凝土翼缘板与钢梁之间的分离，并且能承担和传递钢梁与混凝土梁间所产生的剪力。
4.然而，由于现有工程应用较少、施工工艺等因素限制的影响，现在应用最多剪力键是焊钉剪力键与pbl剪力键，为提高抗剪性能使两者相结合形成新型复合pbl剪力键，复合pbl剪力键由焊钉剪力键与pbl剪力键组合而成，可更好改善剪力键的受力性能，提高结构抗疲劳性能和抗震性能，延长结构使用寿命，现有的复合pbl剪力键抗剪试验模型只适用于pbl剪力键位于钢板中轴线处，焊钉剪力键相对于pbl剪力键对称分布的情况，而对于pbl剪力键与焊钉剪力键两侧分布的结构无法进行抗剪性能试验。


技术实现要素：

5.本公开为了解决上述问题，提出了一种复合pbl剪力键钢混组合结构抗剪试验模型及装置，通过在竖直板上设置焊钉剪力键和pbl剪力键，并设置承载力的承压板，从而能够通过该试验装置实现对复合pbl剪力键钢混组合结构抗剪性能的试验。
6.为实现上述目的，本公开采用如下技术方案：
7.第一方面，提出了一种复合pbl剪力键钢混组合结构抗剪试验模型，包括混凝土块、承压板和竖直板，竖直板的一端与承压板连接，另一端插入混凝土块内部，在竖直板插入混凝土块的一端设置焊钉剪力键和pbl剪力键，并在pbl剪力键与竖直板的连接处设置混凝土榫，焊钉剪力键、pbl剪力键和混凝土榫均位于混凝土块内部。
8.第二方面，提出了一种复合pbl剪力键钢混组合结构抗剪试验装置，包括第一方面提出的一种复合pbl剪力键钢混组合结构抗剪试验模型。
9.与现有技术相比，本公开的有益效果为：
10.1、本公开通过在竖直板上设置焊钉剪力键和pbl剪力键，并设置承载力的承压板，从而能够通过该试验装置实现对复合pbl剪力键钢混组合结构抗剪性能的试验。
11.2、本公开将pbl剪力键设置于所有焊钉剪力键的一侧，从而能够实现对焊钉剪力
键和pbl剪力键非对称分布的钢混合结构抗剪性能的验证。
12.本公开附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
13.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。
14.图1为本公开实施例1公开的抗剪试验模型的整体结构示意图。
15.其中：1、承压板，2、开孔钢板，3、肋板，4、贯穿钢筋，5、焊钉，6、凹槽，7、混凝土榫，8、混凝土块。
具体实施方式：
16.下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。
17.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
18.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
19.本公开中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本公开中的具体含义，不能理解为对本公开的限制。
20.实施例1
21.为了实现对焊钉剪力键和pbl剪力键非对称分布的钢混合结构抗剪性能的验证，在该实施例中公开了一种复合pbl剪力键钢混组合结构抗剪试验模型，包括混凝土块、承压板和竖直板，竖直板的一端与承压板连接，另一端插入混凝土块内部，在竖直板插入混凝土块的一端设置焊钉剪力键和pbl剪力键，并在pbl剪力键与竖直板的连接处设置混凝土榫，焊钉剪力键、pbl剪力键和混凝土榫均位于混凝土块内部。
22.进一步的，混凝土块的底部设置预压凹槽。
23.进一步的，竖直板位于承压板的中间位置。
24.进一步的，承压板与竖直板的连接处设置肋板。
25.进一步的，肋板为三角形板，三角形的两个相邻边分别与承压板和竖直板连接。
26.进一步的，竖直板的两侧均设置肋板。
27.进一步的，竖直板插入混凝土块的一端设置通孔，混凝土榫为空心圆柱结构，混凝土榫位于竖直板的通孔内，钢筋从空心圆柱结构的空心穿过。
28.进一步的，焊钉剪力键数量为多个，所有焊钉剪力键均位于pbl剪力键的同一侧。
29.进一步的，焊钉剪力键与竖直板焊接。
30.结合图1对本实施例公开的一种复合pbl剪力键钢混组合结构抗剪试验模型进行详细说明。
31.一种复合pbl剪力键钢混组合结构抗剪试验模型，如图1所示，包括：混凝土部分和钢结构部分，混凝土部分包括混凝土块8和混凝土榫7，钢结构部分包括承压板1、竖直板、肋板3、焊钉剪力键和pbl剪力键。
32.在具体实施时，竖直板为开孔钢板2，焊钉剪力键采用焊钉5，pbl剪力键为开孔钢板连接件，采用钢筋4。
33.承压板1与开孔钢板2竖直连接，且开孔钢板2位于承压板1的中间位置处。
34.在承压板1与开孔钢板2的连接处设置肋板3，肋板3为三角形钢板，三角形钢板的相邻边分别与承压板1、开孔钢板2连接。
35.在具体实施时，开孔钢板2的两侧均设置肋板3，且每侧肋板3的数量为1个或多个，多个肋板3均布设置。
36.开孔钢板2上设置通孔，该通孔用于供混凝土榫7穿过，混凝土榫7为空心圆柱结构，钢筋4从混凝土榫7的空心结构中穿过。
37.开孔钢板2设置通孔的一端插入混凝土块8中，并在钢筋4的一侧设置焊钉5。
38.混凝土块8为矩形结构，钢筋4、焊钉5和混凝土榫7均位于混凝土块8内部。
39.在具体实施时，焊钉5与开孔钢板2焊接，焊钉5的数量为多个，钢筋4的数量也为多个，多个焊钉5成为焊钉组，多个钢筋4称为钢筋组，焊钉组位于钢筋组的一侧，即多个焊钉5位于所有钢筋4的同一侧，所有钢筋4位于所有焊钉5的同一侧。
40.从而能够模拟焊钉剪力键和pbl剪力键非对称分布的钢混合结构，进而实现对该种钢混合结构的抗剪性能试验。
41.为了便于抗剪试验过程中的位移测量，在混凝土块8的底部位置设置预压凹槽6，凹槽6位于开孔钢板2的下部，在试验时，在凹槽6处安装位移计，用于采集开孔钢板下部的位移量。
42.开孔钢板、承压板、肋板和焊钉可通过焊接连接，加工方便，焊钉、钢筋的数量和排列方式可以按照具体的试验结构进行设置。
43.本实施例公开的试验模型可以根据加载设备的量程与试验需要，制作尺寸与加载设备相匹配的试验模型。
44.例如，本实施例公开的试验模型的尺寸可以为：混凝土块为400mm
×
300mm
×
350mm的矩形块，在混凝土块的底部中心线处设置400mm
×
50mm
×
50mm凹槽，混凝土榫为外径35mm，内径12mm，高12mm的空心圆柱形结构，钢筋为直径12mm，长度300mm的带肋圆柱体，开孔钢板为480mm
×
300mm
×
12mm矩形钢板，在开孔钢板距离底边90mm，侧边50mm处设置直径35mm的通孔，并在该通孔的上方150mm处开第二个通孔，
45.承压板与肋板均为厚度20mm的实心钢板，承压板为300mm
×
200mm
×
20mm的矩形钢板，开孔钢板为为480mm
×
300mm
×
12mm矩形钢板，肋板为直角边为90mm的三角形钢板，两直角边分别与承压钢板、开孔钢板焊接。
46.在通过本实施例公开的试验模型进行焊钉剪力键和pbl剪力键非对称分布的钢混合结构的抗剪试验时，首先将试验模型平整安放在加载设备的底座上并将试验模型调整水平，之后将加载设备的加载作用部分与承压板接触，预加载消除试验模型与加载设备间的
间隙，使其联系紧密，然后在承压板两侧以及混凝土底部外漏凹槽处安装位移计，最后，检查各个连接件工作是否正常，能否正常采集数据，当检查正常时，由加载设备进行加载，进行抗剪试验。
47.本实施例公开的试验模型，将所有pbl剪力键设置于所有焊钉剪力键的一侧，能够通过该试验模型实现对焊钉剪力键和pbl剪力键非对称分布的钢混合结构抗剪性能的验证；开孔钢板、承压板、肋板、焊钉只需焊接连接，加工方便，可满足不同排列密度与数量类型的复合pbl剪力键的加载试验的试验要求；且本实施例可以根据加载设备的量程与试验需要，按照相应的比例制作试验模型，节省材料；结构简单，材料用量较少，提高了试验效率，节省了试验周期，具有良好的工程经济性。
48.实施例2
49.在该实施例中，公开了一种复合pbl剪力键钢混组合结构抗剪试验装置，包括实施例1公开的一种复合pbl剪力键钢混组合结构抗剪试验模型。
50.上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。