一种新型穿孔螺栓及波纹开孔板连接件的钢箱-UHPC组合梁

一种新型穿孔螺栓及波纹开孔板连接件的钢箱-uhpc组合梁
技术领域
1.本发明涉及桥梁工程技术领域，尤其涉及一种新型穿孔螺栓及波纹开孔板连接件的钢箱-uhpc组合梁。


背景技术：

2.钢-混凝土组合梁充分利用钢受拉、混凝土受压的优势，具有良好的技术和经济效益，在工程结构中得到广泛的应用。传统肋板形钢-混凝土组合梁的抗弯扭性能相对较差及多片梁间传力的相对不均匀性限制了其往更大跨度桥梁的发展，采用箱型截面形式的组合梁对抗弯扭性能有较大的提升，具有良好的动力性能；当桥梁承受偏心荷载时内力分布相对均匀，整体性能较好。
3.组合梁通常需设置剪力连接件以保证受压区混凝土能充分发挥其抗压性能，受拉区钢梁能充分发挥其抗拉性能。随着超高性能混凝土(uhpc)的发展，组合梁的结构厚度大幅减小，采用栓钉连接件需要布置更密集以满足抗剪要求，这将使其抗剪效率显著降低，且施工不易；采用开孔板连接件(pbl)，通常需在孔内设置贯穿钢筋，其准确定位要求造成施工不便。为此，发明一种具有抗剪强度高、延性优异、施工便捷且保证钢混组合结构协同受力的剪力连接件的钢箱-uhpc组合梁尤为重要。


技术实现要素：

4.本发明目的在于提供一种新型穿孔螺栓及波纹开孔板连接件的钢箱-uhpc组合梁，从而解决上述问题。
5.为实现上述目的，本发明公开了一种新型穿孔螺栓及波纹开孔板连接件的钢箱-uhpc组合梁，包括纵向新型穿孔螺栓及波纹开孔板连接件、横向新型穿孔螺栓及波纹开孔板连接件、钢箱和uhpc板，所述纵、横向新型穿孔螺栓及波纹开孔板连接件包括两侧开孔钢板，中间开孔波纹钢板、新型连接件底部钢板和穿孔高强抗剪螺栓，所述钢箱包括设置纵向加劲肋的钢腹板、设置纵向加劲肋的钢底板、横隔板和检修人洞，所述uhpc板包括顶板、肋板和板内设置的加强筋。
6.进一步的，所述两侧开孔钢板和中间开孔波纹钢板的开孔中心在同一轴线。
7.进一步的，所述穿孔高强抗剪螺栓同时穿过两侧开孔钢板和中间开孔波纹钢板。
8.进一步的，所述穿孔高强抗剪螺栓包括锚端和螺母，且锚端设置于钢箱外侧，螺母设置于钢箱内侧。
9.进一步的，所述新型穿孔螺栓及波纹开孔板连接件与钢箱通过连接件底板与钢箱腹板焊接为整体。
10.进一步的，所述钢箱横隔板与人洞设置于横向新型连接件下方。
11.进一步的，所述新型连接件开孔波纹钢板高度为两侧开孔钢板高度的1.5倍。
12.进一步的，所述uhpc顶板的厚度小于或等于150mm，其肋板浇筑于新型连接件凹槽内。
13.进一步的，所述加强筋包括纵横交错布置在uhpc板内的加强钢筋。
14.与现有技术相比，本发明的优点在于：
15.本发明所述的穿孔螺栓同时穿过两侧开孔钢板和中间开孔波纹钢板，方便施工定位。
16.本发明采用波纹开孔钢板，由于折线钢板可提高连接件的端承效应，其抗剪承载力有较大提升和抗滑移性能得到优化，由此可适当减少开孔数量，施工方便。
17.本发明所述的横向新型连接件有利于提高组合桥梁的整体性和抗滑移性能。
18.本发明所述的新型连接件设置于所述的uhpc肋板处，该构造形式有利于uhpc顶板厚度的优化。
19.本发明采用钢箱截面，对组合梁抗弯扭性能有较大的提升，具有良好的动力性能，当桥梁承受偏心荷载时内力分布相对均匀，整体性能较好，有效增强桥梁的跨越能力。
20.本发明所述的新型连接件底部钢板和两侧开孔钢板可充当浇筑的模板，减少施工中的模板数量，更加经济。
21.下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
22.构成本技术的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
23.图1是本发明优选实施例公开的新型穿孔螺栓及波纹开孔板连接件的钢箱-uhpc组合梁的整体示意图。
24.图2和图3是本发明优选实施例公开的新型穿孔螺栓及波纹开孔板连接件的钢箱-uhpc组合梁的新型连接件示意图。
25.图4是本发明优选实施例公开的新型穿孔螺栓及波纹开孔板连接件的钢箱-uhpc组合梁的钢箱示意图。
26.图5是本发明是本发明优选实施例公开的新型穿孔螺栓及波纹开孔板连接件的钢箱-uhpc组合梁的uhpc板示意图。
27.图例说明：
28.1、开孔钢板；11、中间波纹开孔钢板；12、两侧开孔钢板；
29.2、穿孔螺栓；21、螺栓锚端；22、螺母；23、螺柱；
30.3、钢箱；31、钢腹板；32、钢底板；33、横隔板；34、人洞；35、加劲肋
31.4、uhpc板；41、顶板；42、肋板
32.5、新型连接件底部钢板
33.6、纵向新型穿孔螺栓及波纹开孔板连接件
34.7、横向新型穿孔螺栓及波纹开孔板连接件
具体实施方式
35.以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
36.如图1-5所示，本发明实施例公开了一种新型穿孔螺栓及波纹开孔板连接件的钢
箱-uhpc组合梁，包括纵向新型穿孔螺栓及波纹开孔板连接件6、横向新型穿孔螺栓及波纹开孔板连接件7、钢箱3和uhpc板4。所述纵、横向新型穿孔螺栓及波纹开孔板连接件包括开孔钢板1、穿孔螺栓2和新型连接件底部钢板5，开孔钢板1包括中间波纹开孔钢板11和两侧开孔钢板12，穿孔螺栓2包括螺栓锚端21、螺母22和螺柱23。钢箱3包括钢腹板31、钢底板32、横隔板33、人洞34和加劲肋35。uhpc板4包括顶板41和肋板42，在uhpc板内设置有加强筋。开孔钢板1、钢箱3和新型连接件底部钢板5可在工厂焊接加工为一体，加快施工进度。将加工完的梁运输并安装完成后，安装穿孔螺栓2，可有效避免由于运输过程中振动引起螺栓预压力损失。两侧开孔钢板12和新型连接件底部钢板5可作为浇筑模板的一部分，节省施工过程中的模板数量，提高经济效益。完成支模后，安装uhpc板内加强筋并浇筑uhpc成形。
37.如图2-3所示，在本实施例中，穿孔螺栓2同时穿过两侧开孔钢板12和中间开孔波纹钢板11，且两侧开孔钢板12和中间开孔波纹钢板11的开孔中心在同一轴线，方便穿孔螺栓2施工过程中的定位。穿孔螺栓2，锚端21设置于钢箱外侧，螺柱23通过两侧钢板12和中间开孔波纹钢板11，螺母22设置于钢箱内侧，便于浇筑前进行检修。本实施例中开孔波纹钢板11高度为两侧开孔钢板12高度的1.5倍，可有效避免uhpc板顶板41和肋板42交界面的剪切破坏。开孔波纹钢板11可增强混凝土端承效应，提高抗剪承载力，保证钢箱和uhpc板共同工作，且可适当减少开孔数量，便于施工。
38.如图4所示，在本实施例中，采用单箱单室的截面形式，钢箱3与uhpc板4组成封闭式箱，两侧钢腹板31、钢底板32、横隔板34和加劲肋35在工厂焊接为一体，横隔板34在加工时留有2米高人洞，便于后期检修。钢箱3通过钢腹板31和横隔板34与新型连接件底部钢板5焊接为一体，钢腹板31设置于纵向连接件6的轴线下方，横隔板34设置于横向连接件7的轴线下方。
39.如图5所示，在本实施例中，uhpc板4的顶板41和肋板42，一次浇筑成形。肋板42浇筑于连接件凹槽内，波纹开孔钢板11竖向贯穿uhpc肋板42，并嵌入uhpc顶板41一定深度，有效避免顶板41和肋板42交界面的剪切破坏。uhpc板4内布置纵横交错的加强钢筋，uhpc顶板41的厚度可以做到小于或等于150mm，在实现轻量化的同时，能有效提高组合梁的高度，增强跨越能力。
40.以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。