一种UHPC华夫板组合梁桥剪力连接件及安装结构及施工方法与流程

本发明涉及桥梁工程技术领域，尤其涉及一种适用于装配式uhpc华夫板组合梁桥的剪力连接件及其安装结构及施工方法。

背景技术：

桥梁快速施工(acceleratedbridgeconstruction,abc)起源于美国，主要是通过构件的工厂化预制、采用专门的运输设备将构件运至现场并进行安装，实现加快桥梁现场建设速度的一种技术。钢-混组合梁具有上部混凝土板受压下部钢梁受拉的优异力学性能，并且易于实现钢梁与预制混凝土板的拼装，首先被工程人员予以考虑，应用在桥梁快速施工中。其中装配式uhpc(ultra-highperformanceconcrete，超高性能混凝土)华夫板组合梁桥是在传统钢-混组合梁桥基础上提出的一种同时具备优异的力学性能和装配化特点的新型轻质高强桥梁，具有广泛的应用前景。

剪力连接件作为uhpc华夫板与工字钢梁协同工作的连接构件，其受力性能对于装配式uhpc华夫板组合梁桥工作性能具有重要影响。在桥梁装配化施工中，通常在uhpc华夫板相应位置设置一定大小的凹槽，内置以“簇形”布置的剪力连接件，即所谓的剪力槽，现场浇筑剪力槽，形成剪力槽连接件。研究表明，传统群钉等柔性剪力槽连接件时纵横向滑移较大，而且uhpc纵肋下部拉应力较大。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种uhpc华夫板组合梁桥的剪力连接件，其加工简单易行，能充分利用材料，便于装配化施工，克服了栓钉等柔性剪力连接件抗剪刚度较小的缺点，显著提高连接件的抗剪承载力及抗剪刚度。

本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：

一种uhpc华夫板组合梁桥的剪力连接件，其特征在于：包括：

横向榫型标准件单元：其由若干个间隔排列的横向榫型标准件构成，各横向榫型标准件包括一体的下榫接板体及上榫接板体，上榫接板体制有间隔的若干上榫接开孔；

纵向榫型标准件单元：其由若干个间隔排列的纵向榫型标准件构成，各纵向榫型标准件包括一体的下榫接板体及上榫接板体，下榫接板体制有下榫接开孔，该下榫接开孔与所述横向榫型标准件上榫接开孔对应插装，各横向榫型标准件与纵向榫型标准件的交叉连接处焊接固定，形成剪力连接件。

而且，所述横向榫型标准件的上榫接板体制有间隔的榫头，各榫头之间形成凹槽，在各榫头制出所述上榫接开孔；所述纵向榫型标准件的上榫接板体制有间隔的榫头，各榫头之间形成凹槽。纵、横向凹槽交叉，其空隙中形成uhpc榫网，进一步提高剪力连接件的抗剪刚度和抗剪承载力。

而且，所述凹槽为三角形、矩形或梯形。

而且，所述剪力连接件的横向、纵向榫型标准件凹槽所形成的贯通空间内中可布置横向钢筋及纵向钢筋，形成钢筋网，进一步提高剪力连接件的抗剪刚度和抗剪承载力。

而且，所述横向榫型标准件与纵向榫型标准件由钢板套切而成。

而且，所述各横向榫型标准件与纵向榫型标准件为九十度垂直交叉拼装而成。

本发明的目的在于还在于提供一种uhpc华夫板组合梁桥剪力连接件的安装结构，其是通过以下技术方案实现的：

一种uhpc华夫板组合梁桥剪力连接件的安装结构，其包括：

uhpc华夫桥面板，在uhpc华夫桥面板上制有若干剪力槽；

剪力连接件，在uhpc华夫桥面板所制的剪力槽内嵌装入该剪力连接件；

钢结构，位于uhpc华夫桥面板下部，对应于所述剪力连接件所在位置，与剪力连接件焊接固定；

浇注层，采用uhpc浇筑剪力槽，将剪力连接件包裹在uhpc中，将钢结构与uhpc结构紧密结合。

而且，所述钢结构为工字钢、波折工字钢、钢箱梁或钢管混凝土空间桁架。

而且，所述uhpc华夫桥面板的剪力槽为平状剪力槽或齿状剪力槽，uhpc华夫桥面板的剪力槽可以为矩形槽、上宽下窄的梯形槽或阶梯形槽。

本发明的目的在于还在于提供一种uhpc华夫板组合梁桥剪力连接件的安装结构的施工方法，其是通过以下技术方案实现的：

一种uhpc华夫板组合梁桥的剪力连接件安装结构的施工方法，其特征在于：其包括如下步骤：

(1)横向、纵向榫型标准件的套切及开孔：将整条钢板按照设计尺寸进行划线、套切，将套切而成的横向、纵向榫型标准件分别制出上榫接开孔或下榫接开孔，其中开孔高度为上榫接板体的高度，开孔宽度为钢板厚度；

(2)横向、纵向榫型标准件的拼装、焊接：将横向、纵向榫型标准件通过上榫接开孔、下榫接开孔交叉拼接在一起，在交叉拼接处进行双面焊缝焊接，形成整体剪力连接件，将整体的剪力连接件与下部钢结构通过双面角焊缝焊接为整体；

(3)uhpc华夫桥面板安装：将uhpc华夫桥面板制出若干剪力槽，与所述剪力连接件进行嵌装；

(4)浇筑剪力槽：在uhpc华夫桥面板的剪力槽内浇注uhpc，使得剪力连接件包裹在uhpc中，将钢结构与uhpc结构紧密结合起来。

本发明的优点和有益效果为：

1、本发明的适用于装配式uhpc华夫板组合梁桥的剪力连接件，充分考虑装配式uhpc华夫板组合梁桥抗剪需求和抗拉拔的需求，针对传统群钉等柔性剪力槽连接件抗剪承载力不足、纵横向滑移较大且uhpc华夫板纵肋下部拉应力较大的问题，通过横向榫型标准件、纵向榫型标准件交叉拼装焊接而成，将该剪力连接件与钢结构焊接并嵌装入uhpc华夫桥面板的剪力槽内，通过浇筑uhpc形成混凝土榫，从而有效减小其纵、横向滑移，从而有效提高其抗剪承载力、抗剪刚度及抗拉拔能力，而且本发明剪力连接件加工简单易行，充分利用材料，便于装配化施工，具有良好的经济效益和实用价值。

2、本发明的适用于装配式uhpc华夫板组合梁桥的剪力连接结构，通过在uhpc华夫桥面板的剪力槽内嵌装剪力连接件，并进行uhpc浇筑，形成混凝土榫，提高抗剪承载力，抗剪刚度及抗拉拔能力，从而提高uhpc华夫板组合梁桥的整体承载能力。本发明形成的钢榫头与uhpc榫头具有相当大的锚栓作用，横、纵向榫型标准件与混凝土具有相当大的摩擦力和化学粘结力，端部uhpc具有相当大的承压作用，对提高连接件的抗剪承载力及防止剪力件滑移具有显著作用。

3、本发明的适用于装配式uhpc华夫板组合梁桥的剪力连接件安装结构的施工方法，充分利用材料，便于装配化施工，克服了栓钉等柔性剪力连接件抗剪刚度较小的缺点，对提高连接件的抗剪承载力及抗剪刚度具有显著作用。

附图说明

图1为本发明的uhpc华夫板组合梁桥剪力连接件的分解结构示意图；

图2为本发明的uhpc华夫板组合梁桥剪力连接件横向榫型标准件和纵向榫型标准件交叉连接的结构示意图；

图3为本发明uhpc华夫板组合梁桥剪力连接件的整体结构示意图；

图4a为本发明的三种钢板条带套切示意图(三角形)；

图4b为本发明的三种钢板条带套切示意图(矩形)；

图4c为本发明的三种钢板条带套切示意图(梯形)；

图5为本发明的横向、纵向榫型标准件开孔示意图；

图6为本发明uhpc华夫板组合梁桥带钢筋网剪力连接件的整体结构示意图；

图7为本发明uhpc华夫板组合梁桥剪力连接件的安装结构的示意图；

图8为本发明uhpc华夫板组合梁桥剪力连接件安装结构的施工方法流程示意图。

图中：1-横向榫型标准件，2-纵向榫型标准件，3-上榫接开孔，4-下榫接开孔，5-双面焊缝，6-双面角焊缝，7-榫头，8-凹槽，9-剪力连接件，10-剪力槽，11-工字钢梁，12-uhpc华夫桥面板、13-横向榫型标准的下榫接板体、14-横向榫型标准的上榫接板体、15-纵向榫型标准件的下榫接板体、16-纵向榫型标准件的上榫接板体、17-横向钢筋、18-纵向钢筋。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

一种uhpc华夫板组合梁桥的剪力连接件，如图1、2、3所示，其包括：

横向榫型标准件单元：其由若干个间隔排列的横向榫型标准件1构成，各横向榫型标准件包括一体的下榫接板体13及上榫接板体14，上榫接板体制有间隔的若干上榫接开孔3；

纵向榫型标准件单元：其由若干个间隔排列的纵向榫型标准件2构成，各纵向榫型标准件包括一体的下榫接板体15及上榫接板体16，下榫接板体制有下榫接开孔4，该下榫接开孔与横向榫型标准件上榫接开孔对应插装，各横向榫型标准件与纵向榫型标准件的交叉连接处进行焊接固定，各横向榫型标准件与纵向榫型标准件为九十度垂直交叉拼装而成。通过双面焊缝5形成剪力连接件9。

述横向榫型标准件的上榫接板体制有间隔的榫头7，各榫头之间形成凹槽8，在各榫头制出上述的上榫接开孔；纵向榫型标准件的上榫接板体制有间隔的榫头，各榫头之间形成凹槽。

如图4所示，该凹槽为三角形、矩形或梯形。本实施例中为梯形凹槽。横向榫型标准件与纵向榫型标准件由钢板套切而成，如图5所示。

剪力连接件的横向、纵向榫型标准件凹槽所形成的贯通空间内中可布置横向钢筋17及纵向钢筋18，形成钢筋网，如图6所示。

一种uhpc华夫板组合梁桥剪力连接件的安装结构，如图7中所示，其包括：

uhpc华夫桥面板12，在uhpc华夫桥面板上制有若干剪力槽10；

剪力连接件，在uhpc华夫桥面板所制的剪力槽内嵌装入该剪力连接件；

钢结构，本实施例中采用工字钢11。位于uhpc华夫桥面板下部，对应于所述剪力连接件所在位置，与剪力连接件焊接固定，焊接双面角焊缝6；钢结构为工字钢、波折工字钢、钢箱梁或钢管混凝土空间桁架。

浇注层，采用uhpc浇筑剪力槽，将剪力连接件包裹在uhpc中，将钢结构与uhpc结构紧密结合(为显示剪力槽内结构，本实施例附图中未显示浇筑uhpc)。

uhpc华夫桥面板的剪力槽为平状剪力槽或齿状剪力槽。uhpc华夫桥面板的剪力槽可以为矩形槽、上宽下窄的梯形槽或阶梯形槽。

一种uhpc华夫板组合梁桥的剪力连接件安装结构的施工方法，其包括如下步骤：

(1)横向、纵向榫型标准件的套切及开孔：将整条钢板按照设计尺寸进行划线、套切，将套切而成的横向、纵向榫型标准件分别制出上榫接开孔或下榫接开孔，其中开孔高度为上榫接板体的高度，开孔宽度为钢板厚度；

(2)横向、纵向榫型标准件的拼装、焊接：将横向、纵向榫型标准件通过上榫接开孔、下榫接开孔交叉拼接在一起，在交叉拼接处进行双面焊缝焊接，形成整体剪力连接件，将整体的剪力连接件与下部钢结构通过双面角焊缝焊接为整体；

(3)uhpc华夫桥面板安装：将uhpc华夫桥面板制出若干剪力槽，与所述剪力连接件进行嵌装；

(4)浇筑剪力槽：在uhpc华夫桥面板的剪力槽内浇注uhpc，使得剪力连接件包裹在uhpc中，将钢结构与uhpc结构紧密结合起来。

本发明虽公开了实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。