预制混凝土桥面板与钢梁抗剪连接件的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种预制混凝土桥面板与钢梁抗剪连接件，包括有栓钉和套筒，所述栓钉的外表面设置有套筒，且栓钉根部通过螺纹与钢梁顶板连接；所述套筒为锥台型结构，所述套筒的锥台型结构由两个互相对称设置的半圆形锥台构成，两个互相对称的半圆形锥台结构通过卡扣或螺钉等方式互相固定。相比栓钉连接件而言，本实用新型连接构造初始刚度较小，能够有效改善栓钉的受力状态，在水平剪力作用下，栓钉的应力沿高度方向趋于均匀分布，同时避免栓钉附近受压区混凝土被压碎，大幅度提高栓钉连接件的抗剪承载力。
【专利说明】
预制混凝土桥面板与钢梁抗剪连接件
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种桥梁用传力构造，尤其涉及一种预制混凝土桥面板与钢梁抗剪连接件。
【背景技术】
[0002]钢-混组合桥梁是由钢梁和混凝土桥面板通过抗剪连接件连接而成的结构形式。作为钢-混组合桥梁的关键传力构造，抗剪连接件不仅承担钢梁与混凝土桥面板之间的水平剪力，限制两者之间的自由滑动，同时抵抗两者之间的掀起作用。抗剪连接件的种类很多，其中栓钉连接件因具有各向同性、抗剪承载能力高、抗掀起能力好、施工快速方便、焊接质量容易保证等优点而被广泛采用。然而，在水平剪力作用下，栓钉连接件极易发生沿荷载方向的变形，且应力沿栓钉的高度方向呈现不均匀分布，位于栓钉受压区的混凝土也极易被压碎，使得钢梁与混凝土桥面板之间的连接失效。
[0003]有鉴于上述现有的连接构造存在的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种新型预制混凝土桥面板与钢梁抗剪连接件，使其更具有实用性。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的主要目的在于，克服现有的连接构造存在的缺陷，而提供一种新型预制混凝土桥面板与钢梁抗剪连接件，提高抗剪能力，从而更加适用于实际工程，且具有产业上的利用价值。
[0005]本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本实用新型提出的预制混凝土桥面板与钢梁抗剪连接件，包括有栓钉和套筒，所述栓钉的根部通过螺纹与钢梁顶板连接，所述栓钉的外表面设置有套筒，所述套筒为锥台型结构，所述套筒的锥台型结构由两个互相对称设置的半圆形锥台构成，两个互相对称的半圆形锥台结构通过卡扣或螺钉等方式互相固定。
[0006]前述的预制混凝土桥面板与钢梁抗剪连接件，所述钢梁顶板上表面设有螺栓孔。
[0007]前述的预制混凝土桥面板与钢梁抗剪连接件，所述栓钉的根部设有螺纹，所述栓钉通过螺纹与钢梁顶板连接;所述的钢梁顶板设有螺栓孔，所述螺栓孔的深度小于所述钢梁顶板的厚度，螺栓孔的深度为钢梁顶板厚度的1/2?2/3。
[0008]前述的预制混凝土桥面板与钢梁抗剪连接件，所述栓钉的高度高于所述套筒的高度。
[0009]前述的预制混凝土桥面板与钢梁抗剪连接件，所述套筒为橡胶等弹性材料的锥台型结构，其弹性模量为混凝土材料弹性模量的1/5?1/10。
[0010]前述的预制混凝土桥面板与钢梁抗剪连接件，用于连接钢梁和混凝土桥面板。
[0011]借由上述技术方案，本实用新型的预制混凝土桥面板与钢梁抗剪连接件至少具有下列优点:
[0012](I)相比栓钉连接件而言，本实用新型连接构造初始刚度较小，能够有效改善栓钉的受力状态，在水平剪力作用下，栓钉应力沿高度方向趋于均匀分布，可以大幅度提高栓钉连接件的抗剪承载力。
[0013](2)能够有效避免栓钉根部受压区混凝土被压碎，延长使用寿命。
[0014](3)栓钉与钢梁顶板通过螺纹连接，可以消除栓钉与钢梁焊接等传统制作方法产生的焊接应力。
[0015](4)该连接构造制作简单，套筒预先在工厂安装好，现场的施工和现有的栓钉连接件相同，施工便捷，适宜标准化和工业化生产，有利于桥梁的工业化建设。
[0016]上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
【附图说明】
[0017]图1为钢梁与混凝土桥面板连接的截面图；
[0018]图2为预制混凝土桥面板与钢梁抗剪连接件的立体图；
[0019]图3为栓钉与钢梁顶板连接的细部构造图；
[0020]图4为本实用新型栓钉应力分布图；
[0021 ]图5为现有结构应力分布图；
[0022]图中标记含意:1.底板，2.腹板，3.钢梁顶板，4.混凝土桥面板，5.连接构造，31.螺栓孔，51.栓钉，52.套筒，511.螺纹。
【具体实施方式】
[0023]为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本实用新型的【具体实施方式】详细说明如后。
[0024]本实用新型提出的预制混凝土桥面板与钢梁抗剪连接件立体图如图2所示，具体使用过程中的截面图如图1所示，应用过程中包括有底板1、腹板2、钢梁顶板3、混凝土桥面板4、连接构造5、栓钉51、套筒52、螺栓孔31和螺纹511。
[0025]连接构造5本身由栓钉51和套设在栓钉51外表面的套筒52所组成，为了便于现场施工，套筒52在工厂预制完成，套筒52为锥台型结构，每个套筒52分别由两个互相对称设置的半圆形锥台构成，两个半圆形锥台之间通过卡扣和或者螺钉等方式互相连接固定。其中栓钉51的高度高于套筒52的高度。栓钉51的根部设有螺纹511，与钢梁顶板3通过螺栓孔31连接。
[0026]为了达到均匀分散混凝土作用力的目的，套筒52采用橡胶等弹性材料制备，要求使用的弹性材料的弹性模量是混凝土弹性模量的1/5?1/10。
[0027]具体应用过程中，栓钉51固定于钢梁顶板3，栓钉51外表面套设有套筒52，连接构造5设置在混凝土桥面板4内部，用于连接钢梁和混凝土桥面板4。
[0028]具体操作方法:首先在工厂中预制钢梁6、栓钉51和套筒52的半圆锥台结构，并将栓钉51与钢梁顶板3通过螺纹旋紧(这部分工作也可在施工现场完成)；接着，将预制钢结构整体(包括钢梁和栓钉51)运输到施工现场，并进行安装;接着将预制的套筒52半圆锥台结构两两套设在栓钉51的外表面固定;然后绑扎钢筋、浇筑混凝土桥面板4，完成施工。
[0029]对比图4和图5本实用新型结构与传统结构的作用力分布可以看出，本实用新型结构能将应力分布在栓钉51的各部分，受力更加均匀，对比传统结构，在栓钉51的根部不容易发生应力集中导致损伤，将各个部分产生的剪力有效的分散，更加有利于延长整体构造的使用寿命。本实用新型连接构造初始刚度较小，能够有效改善栓钉的受力状态，在水平剪力作用下，栓钉的应力沿高度方向趋于均匀分布，同时避免栓钉附近受压区混凝土被压碎，大幅度提高栓钉连接件的抗剪承载力。
[0030]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
【主权项】
1.一种预制混凝土桥面板与钢梁抗剪连接件，其特征在于:包括有栓钉(51)和套筒(52)，所述栓钉(51)的根部通过螺纹与钢梁顶板(3)连接，所述栓钉(51)的外表面设置有套筒(52)，所述套筒(52)为锥台型结构，所述套筒(52)的锥台型结构由两个互相对称设置的半圆形锥台构成。2.根据权利要求1所述的预制混凝土桥面板与钢梁抗剪连接件，其特征在于:所述钢梁顶板(3)上表面设有螺栓孔(31)。3.根据权利要求1或2所述的预制混凝土桥面板与钢梁抗剪连接件，其特征在于:所述栓钉(51)的根部设有螺纹。4.根据权利要求2所述的预制混凝土桥面板与钢梁抗剪连接件，其特征在于:所述螺栓孔(31)的深度小于所述钢梁顶板(3)的厚度。5.根据权利要求1所述的预制混凝土桥面板与钢梁抗剪连接件，其特征在于:所述栓钉(51)的高度高于所述套筒(52)的高度。6.根据权利要求1、2、4或5任一项所述的预制混凝土桥面板与钢梁抗剪连接件，其特征在于:所述套筒(52)为弹性体材料锥台型结构。
【文档编号】E01D19/00GK205421003SQ201620108593
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年2月2日
【发明人】刘朵, 张建东, 吉伯海, 傅中秋
【申请人】河海大学, 苏交科集团股份有限公司, 南京工业大学