波形钢腹板组合梁用剪力连接件的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种波形钢腹板组合梁用剪力连接件，包括多组均布设在波形钢腹板上的剪力板和多道均穿在波形钢腹板上部的钢筋，多组剪力板沿纵桥向方向由前至后进行布设；多道钢筋均布设在同一平面上，多道钢筋均沿横桥向方向进行布设；多组剪力板包括内侧剪力板和外侧剪力板两种类型，内侧剪力板和外侧剪力板的数量均为多组，多组内侧剪力板和多组外侧剪力板呈交错布设；每组内侧剪力板均包括一个上剪力板一和一个下剪力板一，每组外侧剪力板均包括一个上剪力板二和一个下剪力板二。本实用新型结构简单、设计合理且加工制作及施工方便、使用效果好，能有效解决现有剪力连接件存在的投入成本较高、施工过程复杂、抗剪能力较差等问题。
【专利说明】波形钢腹板组合梁用剪力连接件
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种剪力连接件，尤其是涉及一种波形钢腹板组合梁用剪力连接件。
【背景技术】
[0002]组合结构桥梁恰当地将钢与混凝土两种不同材料结合起来，提高了结构的稳定性、强度及材料的使用效率。波形钢腹板PC组合箱梁(即波形钢腹板组合梁)是一种重要的横向承受组合构件，它是通过抗剪连接件把波形钢腹板和混凝土翼板组合成整体来承受荷载的，混凝土顶底板抗弯且波纹钢腹板受剪，从而使组合结构充分发挥钢材抗拉性能好及混凝土抗压性能好的优点。剪力连接件是保证波形钢腹板组合梁中两种不同材料共同工作并作为最为关键的受力构件之一，起到了传递钢梁与混凝土翼板之间的纵向剪力外，还能起到防止混凝土翼板与钢梁之间竖向分离的作用，即抗掀起的作用，其直接关系到整个组合梁的承载能力。其中，波形钢腹板组合梁的施工难点就是利用合理的剪力连接件有效地控制钢材和混凝土材料之间的纵向位移。
[0003]经过20世纪50、60年代的研究与应用，抗剪连接件的形式有了很大的发展。50年代初在桥梁中主要是用螺旋筋及弯筋连接，后来就被槽钢及栓钉连接件代替。现如今，栓钉连接件以及PBL连接件已经在世界范围内广泛应用。对于栓钉连接件，栓钉的抗弯刚度较小，在混凝土压力不断增大的过程中，栓钉发生侧向弯折，压应力发生重分布，应力逐渐向栓钉根部集中，这样就加剧了栓钉根部的应力，最终根部的混凝土被压碎而导致破坏。栓钉的另一种破坏形式就是根部被剪坏，这种破坏常常出现在栓钉直径较小、间距较大且混凝土级别又高的情况下。对于PBL连接件，一般构造较复杂的连接件都具有较好的抗桥轴方向剪力、抗横向弯矩以及抗掀起的作用，但是这无疑给连接件的制作以及施工带来了很大的麻烦，降低了其经济效益以及材料利用率。
实用新型内容
[0004]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种波形钢腹板组合梁用剪力连接件，其结构简单、设计合理且加工制作及施工方便、使用效果好，能有效解决现有剪力连接件存在的投入成本较高、施工过程复杂、抗剪能力较差等问题。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种波形钢腹板组合梁用剪力连接件，其特征在于:包括多组均布设在所施工波形钢腹板组合梁的波形钢腹板上的剪力板和多道均穿在波形钢腹板上部的钢筋，多组所述剪力板沿所施工波形钢腹板组合梁的纵桥向方向由前至后进行布设，且多组所述剪力板呈均匀布设；多道所述钢筋均布设在同一平面上，多道所述钢筋均沿所施工波形钢腹板组合梁的横桥向方向进行布设；多组所述剪力板包括位于波形钢腹板内侧的内侧剪力板和位于波形钢腹板外侧的外侧剪力板两种类型，所述内侧剪力板和所述外侧剪力板的数量均为多组，多组所述内侧剪力板均布设在同一平面上，多组所述外侧剪力板均布设在同一平面上，多组所述内侧剪力板和多组所述外侧剪力板呈交错布设；每组所述内侧剪力板均包括一个上剪力板一和一个位于上剪力板一下方的下剪力板一，每组所述外侧剪力板均包括一个上剪力板二和一个位于上剪力板二下方的下剪力板二 ；所述上剪力板一和上剪力板二均插入所施工波形钢腹板组合梁的上翼板内，所述下剪力板一和所述下剪力板二均插入所施工波形钢腹板组合梁的下翼板内，所述上翼板和所述下翼板均为现浇混凝土结构，所述上剪力板一、上剪力板二和多道所述钢筋均浇筑于所述上翼板内，所述下剪力板一和所述下剪力板二均浇筑于所述下翼板内；所述波形钢腹板上所布设的所有上剪力板一和所有上剪力板二均布设在同一平面上，且波形钢腹板上所布设的所有下剪力板一和所有下剪力板二均布设在同一平面上；多道所述钢筋均位于上剪力板二下方。
[0006]上述波形钢腹板组合梁用剪力连接件，其特征是:所述波形钢腹板中布设所述内侧剪力板的钢板节段为内侧剪力板布设段，所述波形钢腹板中布设所述外侧剪力板的钢板节段为外侧剪力板布设段；所述上剪力板一和下剪力板一分别为将所述内侧剪力板布设段的上下部向内弯折后形成的剪力板，所述上剪力板二和所述下剪力板二分别为将所述外侧剪力板布设段的上下部向外弯折后形成的剪力板。
[0007]上述波形钢腹板组合梁用剪力连接件，其特征是:所述上剪力板一、上剪力板二、上剪力板二和所述下剪力板二均与波形钢腹板呈垂直布设。
[0008]上述波形钢腹板组合梁用剪力连接件，其特征是:所述上剪力板一、上剪力板二、下剪力板一和所述下剪力板二均为方形板且其尺寸均相同。
[0009]上述波形钢腹板组合梁用剪力连接件，其特征是:每个所述上剪力板一的正下方均设置有一道钢筋，每个所述上剪力板二的正下方均设置有一道钢筋，所述上剪力板一正下方所设置的钢筋为钢筋一，所述上剪力板二正下方所设置的钢筋为钢筋二，每道所述钢筋一与其前后两侧相邻的所述钢筋二之间均设置有一道钢筋。
[0010]上述波形钢腹板组合梁用剪力连接件，其特征是:所述波形钢腹板的数量为两个，两个所述波形钢腹板呈左右对称布设，两个所述波形钢腹板上均布设有多组所述剪力板，多道所述钢筋穿在两个所述波形钢腹板之间。
[0011]上述波形钢腹板组合梁用剪力连接件，其特征是:所述波形钢腹板上部开有多道分别供多道所述钢筋穿过的圆形通孔，多个所述圆形通孔的结构和尺寸均相同且其均布设
在同一直线上。
[0012]上述波形钢腹板组合梁用剪力连接件，其特征是:所述内侧剪力板布设段为平直钢板一，所述外侧剪力板布设段为平直钢板二，所述平直钢板一与所述平直钢板二呈平行布设，每个所述平直钢板一与其前后两侧相邻的所述平直钢板二之间均通过平直钢板三进行连接，所述平直钢板一、所述平直钢板二和所述平直钢板三均为矩形钢板。
[0013]上述波形钢腹板组合梁用剪力连接件，其特征是:所述上剪力板一、上剪力板二、上剪力板二和所述下剪力板二均与波形钢腹板呈垂直布设；所述平直钢板一和所述平直钢板二的上下部经弯折后形成横截面为凹字形的钢板。
[0014]上述波形钢腹板组合梁用剪力连接件，其特征是:所述平直钢板一、所述平直钢板二和所述平直钢板三上所穿钢筋的数量均为一个。
[0015]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
[0016]1、结构简单、设计合理且加工制作及施工简便，投入成本较低。[0017]2、只需切割、弯折和开孔这三道工序即可，与现有的剪力连接件相比，制作和施工均较简单方便，大幅度提高了加工制作与施工效率。同时，无需安装焊钉，避免了当外力过大时，应力重分布使栓钉底部应力集中造成混凝土的破坏或栓钉根部受剪断裂的问题。
[0018]3、设置有呈水平向布设且能插入上下翼板内的上剪力板一、上剪力板二、下剪力板一和下剪力板二，与现有常剪力连接件相比，大幅度提高了连接件的抗掀起作用，增加了波形钢腹板组合结构结合处的接合能力，同时提高了整个连接部位的抗疲劳性能，延长了结构的使用寿命。
[0019]4、经弯折后形成的上剪力板一、上剪力板二、下剪力板一和下剪力板二，能大幅度提高波形钢腹板的抗剪能力，减小了混凝土和波形钢腹板之间受力时产生的相对位移，因而有效地减少了应力重分布可能带来的不利影响。
[0020]5、使用效果好且实用价值高，具有安全可靠、加工制作及施工方便、施工高效及大幅度提高组合结构的抗剪能力等优点，能有效解决现有剪力连接件中栓钉连接件栓钉附近的混凝土压碎和栓钉根部受剪力易破坏以及PBL连接件制作施工不便等问题，能有效增加波形钢腹板组合梁的结合能力。
[0021]综上所述，本实用新型结构简单、设计合理且加工制作及施工方便、使用效果好，能有效解决现有剪力连接件存在的投入成本较高、施工过程复杂、抗剪能力较差等问题。
[0022]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1为本实用新型的使用状态参考图。
[0024]图2为本实用新型的立面结构示意图。
`[0025]图3为图2的俯视图。
[0026]附图标记说明:
[0027]I一波形钢腹板；2-1—上到力板一 ；2-2—下到力板一；
[0028]3-1—上剪力板二 ；4一钢筋。
【具体实施方式】
[0029]如图1、图2及图3所示，本实用新型包括多组均布设在所施工波形钢腹板组合梁的波形钢腹板I上的剪力板和多道均穿在波形钢腹板I上部的钢筋4，多组所述剪力板沿所施工波形钢腹板组合梁的纵桥向方向由前至后进行布设，且多组所述剪力板呈均匀布设。多道所述钢筋4均布设在同一平面上，多道所述钢筋4均沿所施工波形钢腹板组合梁的横桥向方向进行布设。多组所述剪力板包括位于波形钢腹板I内侧的内侧剪力板和位于波形钢腹板I外侧的外侧剪力板两种类型，所述内侧剪力板和所述外侧剪力板的数量均为多组，多组所述内侧剪力板均布设在同一平面上，多组所述外侧剪力板均布设在同一平面上，多组所述内侧剪力板和多组所述外侧剪力板呈交错布设。每组所述内侧剪力板均包括一个上剪力板一 2-1和一个位于上剪力板一 2-1下方的下剪力板一 2-2,每组所述外侧剪力板均包括一个上剪力板二 3-1和一个位于上剪力板二 3-1下方的下剪力板二。所述上剪力板一
2-1和上剪力板二 3-1均插入所施工波形钢腹板组合梁的上翼板内，所述下剪力板一 2-2和所述下剪力板二均插入所施工波形钢腹板组合梁的下翼板内，所述上翼板和所述下翼板均为现浇混凝土结构，所述上剪力板一 2-1、上剪力板二 3-1和多道所述钢筋4均浇筑于所述上翼板内，所述下剪力板一 2-2和所述下剪力板二均浇筑于所述下翼板内。所述波形钢腹板I上所布设的所有上剪力板一 2-1和所有上剪力板二 3-1均布设在同一平面上，且波形钢腹板I上所布设的所有下剪力板一 2-2和所有所述下剪力板二均布设在同一平面上。多道所述钢筋4均位于上剪力板二 3-1下方。
[0030]本实施例中，所述波形钢腹板I的数量为两个，两个所述波形钢腹板I呈左右对称布设，两个所述波形钢腹板I上均布设有多组所述剪力板，多道所述钢筋4穿在两个所述波形钢腹板I之间。
[0031]本实施例中，所述波形钢腹板I中布设所述内侧剪力板的钢板节段为内侧剪力板布设段，所述波形钢腹板I中布设所述外侧剪力板的钢板节段为外侧剪力板布设段。所述上剪力板一 2-1和下剪力板一 2-2分别为将所述内侧剪力板布设段的上下部向内弯折后形成的剪力板，所述上剪力板二 3-1和所述下剪力板二分别为将所述外侧剪力板布设段的上下部向外弯折后形成的剪力板。
[0032]本实施例中，所述内侧剪力板布设段为平直钢板一，所述外侧剪力板布设段为平直钢板二，所述平直钢板一与所述平直钢板二呈平行布设，每个所述平直钢板一与其前后两侧相邻的所述平直钢板二之间均通过平直钢板三进行连接，所述平直钢板一、所述平直钢板二和所述平直钢板三均为矩形钢板。
[0033]实际加工时，所述上剪力板一 2-1、上剪力板二 3-1、上剪力板二 3-1和所述下剪力板二均与波形钢腹板I呈垂直布设。所述平直钢板一和所述平直钢板二的上下部经弯折后形成横截面为凹字形的钢板。
[0034]本实施例中，所述上剪力板一 2-1、上剪力板二 3-1、下剪力板一 2-2和所述下剪力板二均为方形板且其尺寸均相同。
[0035]实际对钢筋4进行布设时，每个所述上剪力板一 2-1的正下方均设置有一道钢筋4，每个所述上剪力板二 3-1的正下方均设置有一道钢筋4，所述上剪力板一 2-1正下方所设置的钢筋4为钢筋一，所述上剪力板二 3-1正下方所设置的钢筋4为钢筋二，每道所述钢筋一与其前后两侧相邻的所述钢筋二之间均设置有一道钢筋4。
[0036]本实施例中，所述平直钢板一、所述平直钢板二和所述平直钢板三上所穿钢筋4的数量均为一个。并且，多道所述钢筋4呈均匀布设。
[0037]本实施例中，所述波形钢腹板I上部开有多道分别供多道所述钢筋4穿过的圆形通孔，多个所述圆形通孔的结构和尺寸均相同且其均布设在同一直线上。
[0038]本实施例中，多道所述钢筋4均布设在同一水平面上，所述波形钢腹板I上所布设的所有上剪力板一 2-1和所有上剪力板二 3-1均布设在同一水平面上，且波形钢腹板I上所布设的所有下剪力板一 2-2和所有所述下剪力板二均布设在同一水平面上。
[0039]实际加工时，先将钢板预先钻孔或冲孔形成多个供多道所述钢筋4穿过的圆形通孔，之后采用模压冷弯或热弯加工的方法制成波形钢腹板1，随后再采用机械切割或者等离子切割方法将所述内侧剪力板布设段和所述外侧剪力板布设段的上下部进行切割，切割后再向内或向外弯折形成内侧剪力板和外侧剪力板，这样便获得带有多组剪力板的波形钢腹板I。
[0040]实际施工时，先将多道所述钢筋4穿在两个带有多组剪力板的波形钢腹板I之间，之后再搭设用于施工所述上翼板和所述下翼板的成型模具，随后进行混凝土浇筑。这样，便通过多道所述钢筋4、带有多组剪力板的波形钢腹板I以及混凝土浇筑后在所述圆形通孔内所形成的混凝土榫便形成抗剪连接件，使得波形钢腹板I与上下混凝土翼缘板(即所述上翼板和所述下翼板)进行紧固结合并形成整体受力结构，来抵抗波形钢腹板I与上下混凝土翼缘板结合部位的纵向剪力、横桥弯矩以及上拔力。
[0041]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
【权利要求】
1.一种波形钢腹板组合梁用剪力连接件，其特征在于:包括多组均布设在所施工波形钢腹板组合梁的波形钢腹板(I)上的剪力板和多道均穿在波形钢腹板(I)上部的钢筋(4)，多组所述剪力板沿所施工波形钢腹板组合梁的纵桥向方向由前至后进行布设，且多组所述剪力板呈均匀布设；多道所述钢筋(4)均布设在同一平面上，多道所述钢筋(4)均沿所施工波形钢腹板组合梁的横桥向方向进行布设；多组所述剪力板包括位于波形钢腹板(I)内侧的内侧剪力板和位于波形钢腹板(I)外侧的外侧剪力板两种类型，所述内侧剪力板和所述外侧剪力板的数量均为多组，多组所述内侧剪力板均布设在同一平面上，多组所述外侧剪力板均布设在同一平面上，多组所述内侧剪力板和多组所述外侧剪力板呈交错布设；每组所述内侧剪力板均包括一个上剪力板一(2-1)和一个位于上剪力板一(2-1)下方的下剪力板一(2-2),每组所述外侧剪力板均包括一个上剪力板二(3-1)和一个位于上剪力板二(3-1)下方的下剪力板二 ；所述上剪力板一(2-1)和上剪力板二(3-1)均插入所施工波形钢腹板组合梁的上翼板内，所述下剪力板一(2-2)和所述下剪力板二均插入所施工波形钢腹板组合梁的下翼板内，所述上翼板和所述下翼板均为现浇混凝土结构，所述上剪力板一(2-1)、上剪力板二(3-1)和多道所述钢筋(4)均浇筑于所述上翼板内，所述下剪力板一(2-2)和所述下剪力板二均浇筑于所述下翼板内；所述波形钢腹板(I)上所布设的所有上剪力板一(2-1)和所有上剪力板二( 3-1)均布设在同一平面上，且波形钢腹板(I)上所布设的所有下剪力板一(2-2)和所有下剪力板二均布设在同一平面上；多道所述钢筋(4)均位于上剪力板二(3-1)下方。
2.按照权利要求1所述的波形钢腹板组合梁用剪力连接件，其特征在于:所述波形钢腹板(I)中布设所述内侧剪力板的钢板节段为内侧剪力板布设段，所述波形钢腹板(I)中布设所述外侧剪力板的钢板节段为外侧剪力板布设段；所述上剪力板一(2-1)和下剪力板一(2-2)分别为将所述内侧剪力板布设段的上下部向内弯折后形成的剪力板，所述上剪力板二( 3-1)和所述下剪力板二分别为将所述外侧剪力板布设段的上下部向外弯折后形成的剪力板。
3.按照权利要求1或2所述的波形钢腹板组合梁用剪力连接件，其特征在于:所述上剪力板一(2-1)、上剪力板二(3-1)、上剪力板二(3-1)和所述下剪力板二均与波形钢腹板(I)呈垂直布设。
4.按照权利要求1或2所述的波形钢腹板组合梁用剪力连接件，其特征在于:所述上剪力板一(2-1)、上剪力板二(3-1)、下剪力板一(2-2)和所述下剪力板二均为方形板且其尺寸均相同。
5.按照权利要求1或2所述的波形钢腹板组合梁用剪力连接件，其特征在于:每个所述上剪力板一(2-1)的正下方均设置有一道钢筋(4)，每个所述上剪力板二(3-1)的正下方均设置有一道钢筋(4)，所述上剪力板一(2-1)正下方所设置的钢筋(4)为钢筋一，所述上剪力板二(3-1)正下方所设置的钢筋(4)为钢筋二，每道所述钢筋一与其前后两侧相邻的所述钢筋二之间均设置有一道钢筋(4)。
6.按照权利要求1或2所述的波形钢腹板组合梁用剪力连接件，其特征在于:所述波形钢腹板(I)的数量为两个，两个所述波形钢腹板(I)呈左右对称布设，两个所述波形钢腹板(I)上均布设有多组所述剪力板，多道所述钢筋(4)穿在两个所述波形钢腹板(I)之间。
7.按照权利要求2所述的波形钢腹板组合梁用剪力连接件，其特征在于:所述内侧剪力板布设段为平直钢板一，所述外侧剪力板布设段为平直钢板二，所述平直钢板一与所述平直钢板二呈平行布设，每个所述平直钢板一与其前后两侧相邻的所述平直钢板二之间均通过平直钢板三进行连接，所述平直钢板一、所述平直钢板二和所述平直钢板三均为矩形钢板。
8.按照权利要求7所述的波形钢腹板组合梁用剪力连接件，其特征在于:所述上剪力板一(2-1 )、上剪力板二( 3-1 )、上剪力板二( 3-1)和所述下剪力板二均与波形钢腹板(I)呈垂直布设；所述平直钢板一和所述平直钢板二的上下部经弯折后形成横截面为凹字形的钢板。
9.按照权利要求7所述的波形钢腹板组合梁用剪力连接件，其特征在于:所述平直钢板一、所述平直钢板二和·所述平直钢板三上所穿钢筋(4)的数量均为一个。
【文档编号】E01D2/04GK203639801SQ201320883815
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2013年12月29日 优先权日:2013年12月29日
【发明者】袁卓亚, 冯威, 柯亮亮, 于春雷, 石雄伟, 许冰, 雷丹, 王明华, 苗建宝, 王旭, 张小亮, 田丞, 胡晔, 张涛 申请人:西安公路研究院