一種帶靴形槽孔的開孔板連接件、鋼梁及方法
【專利摘要】一種帶靴形槽的開孔板連接件，該剪力連接件的一側為平直輪廓，剪力連接件的另一側上重復排列著凸起連接頭和凹進槽孔，該凹進槽孔呈現為靴形；該凸起連接頭的形狀旋轉180°后與該凹進槽孔形狀一致、尺寸相同；兩塊同樣尺寸的連接件，將其中一塊旋轉180°后，兩者的凸起連接頭和凹進槽孔正好嵌合對接、拼扣為一塊完整的條板。本發明還公開了一種采用上述帶靴形槽的開孔板剪力連接件的鋼梁和一種采用上述帶靴形槽的開孔板剪力連接件的正交異性鋼板；以及開孔板連接件的加工方法、與混凝土橋面板的連接方法和將其應用到組合梁中的施工方法。本發明利用開孔板抗剪強度大、抗疲勞性能好的特點，簡化了布置鋼筋的工藝，大大提高了施工效率，節省制作安裝成本，降低了工程造價。
【專利說明】
一種帶靴形槽孔的開孔板連接件、鋼梁及方法
技術領域
[0001]本發明屬于橋梁工程領域，涉及鋼-混凝土組合結構，尤其是連接件結構。
【背景技術】
[0002]組合梁橋是指采用連接件將鋼梁構件和鋼筋混凝土結合而成組合截面共同工作的一種復合式結構。這種結構因為能有效發揮鋼和混凝土兩種材料各自的優勢而得到日益廣泛的應用。
[0003]為了使鋼筋混凝土板與鋼梁共同工作，兩者之間必須設置連接件，使得鋼筋混凝土橋面板與鋼梁之間不產生相對錯動和分離。連接件形式多樣，從早期的鋼筋連接件、型鋼連接件，到現在大量使用的焊釘連接件，最近工程上新出現的開孔板連接件。開孔板連接件，利用孔洞中混凝土榫和孔中鋼筋來抵抗縱向剪力，孔洞中設置貫通鋼筋可大幅度提高其極限承載力。該形式的連接件具有很大的抗剪剛度、強度及抗疲勞性能，更適用于荷載相對較大、抗疲勞要求高的橋梁結構。
[0004]—般的開孔板連接件為將帶圓孔的鋼板沿橋梁縱橋向焊接在鋼梁翼緣板上，埋設在混凝土中作為連接件，圓孔中布置貫通鋼筋。由于這種連接件鋼板上的圓孔為封閉式，在施工過程中，穿插布置鋼筋非常不方便，大大增加了人力的投入。
[0005]客觀上需要提出一種新型的連接件，在施工時候避免在并排的板件開孔中穿插鋼筋，而是直接將鋼筋放落入槽孔中，施工方便、簡單，并且很容易保證鋼筋的位置與設計圖紙一致，減少位置錯動，提高施工效率。
【發明內容】
[0006]在各類組合結構的連接件中，開孔板連接件較焊釘連接件具有抗剪剛度大、抗疲勞性能好的特點，成為組合結構中較為新穎的連接件形式，但常規開孔板在布置混凝土板中的鋼筋時十分麻煩。針對現有技術中的所述缺點，本發明的目的在于提供一種現場施工方便的帶靴形槽孔的開孔板連接件。
[0007]為達到上述目的，本發明采用以下技術方案:
[0008]一種帶靴形槽的開孔板連接件，該剪力連接件的一側為平直輪廓，剪力連接件的另一側上重復排列著凸起連接頭和凹進槽孔，該凹進槽孔呈現為靴形；該凸起連接頭的形狀旋轉180°后與該凹進槽孔形狀一致、尺寸相同；兩塊同樣尺寸的連接件，將其中一塊旋轉180°后，兩者的凸起連接頭和凹進槽孔正好嵌合對接、拼扣為一塊完整的條板。
[0009]靴形槽孔底部帶是平坡或斜坡;優選地，所述凹進槽孔底部帶有斜坡，斜坡線與水平線的夾角范圍是5°?15° ;優選地，所述斜坡線與水平線的夾角為10°。
[0010]—種采用上述帶靴形槽的開孔板剪力連接件的鋼梁，鋼梁采用工字形截面，鋼梁上翼緣上縱向固定連接布置了所述的帶靴形槽的開孔板連接件，槽內擱置加強鋼筋，外部為饒筑的混凝土板。
[0011]所述的鋼梁為鋼板梁、鋼桁梁、鋼箱梁或型鋼;優選地，所述固定連接為焊接。
[0012]—種采用上述帶靴形槽的開孔板剪力連接件的正交異性鋼板，所述帶靴形槽的開孔板連接件固定連接在所述正交異性鋼板的頂板上，且為縱橫向交錯布置，縱橫向的加強鋼筋均放落置于開孔板的槽孔中，外部為澆筑的混凝土板。優選地，所述固定連接為焊接。
[0013]所述的帶靴形槽的開孔板連接件的加工方法，將一塊條狀矩形鋼板沿靴形槽孔切割，一分為二得到兩塊連接件。
[0014]所述的帶靴形槽的開孔板連接件與混凝土橋面板的連接方法，將混凝土橋面板中的鋼筋放置于連接件的靴形槽孔內，在澆筑混凝土橋面板時混凝土包裹整個開孔板連接件。
[0015]將所述的帶靴形槽的開孔板連接件應用到組合梁中的施工方法，包括以下步驟:
[0016]步驟一:首先根據混凝土橋面板中鋼筋的間距確定開孔板中靴形槽孔的間距和尺寸，同時根據鋼筋中混凝土保護層的厚度確定靴形槽孔下鋼板的高度。
[0017]步驟二:在加工廠切割所需要的多條狀矩形鋼板;根據靴形槽孔形狀，將其每一條鋼板沿靴形槽孔的凹凸線切割，形成兩塊凹凸重合的帶靴形槽孔的開孔板連接件。
[0018]步驟三:在加工廠內把帶靴形槽孔的開孔板連接件焊接到鋼梁的上翼緣上;連接件的數量由鋼梁與混凝土之間的剪力大小確定;焊接開孔板連接件時要兼顧靴形槽孔的位置與混凝土橋面板鋼筋的位置對應關系。
[0019]步驟四:在工地現場，將混凝土橋面板的底層橫向鋼筋從上到下放入所述槽口內，再把鋼筋沿水平方向移動到靴形槽孔的前端，再把底層橫向鋼筋與縱向鋼筋綁扎形成鋼筋網。
[0020]步驟五:在工地現場，當所有鋼筋都放置就位后澆筑混凝土，使得混凝土完全包裹開孔板連接件，待混凝土達到一定的強度后形成混凝土與鋼梁的連接。
[0021]由于采用上述技術方案，本發明具有以下有益效果:
[0022]I)混凝土板中的加強鋼筋，可直接放落置于開孔板的槽孔內，避免了傳統開孔板布置鋼筋時在多排圓孔中穿插的繁瑣工序，簡化了鋼筋的布置工藝，大大提高了施工效率，節省制作安裝成本，降低了工程造價。
[0023]2)混凝土橋面板底層鋼筋直接放置到靴形槽孔中，鋼筋在混凝土中位置更容易準確控制，能夠保證鋼筋間距與設計一致，從而能夠保證鋼筋在混凝土中準確布置。
[0024]3)當靴形槽孔底部的鋼板高度與鋼筋的混凝土保護層相同時，可以省去混凝土保護層墊塊并保證混凝土橋面板底層鋼筋的保護層厚度均勻。
[0025]4)兩塊尺寸相同帶靴形槽孔的連接件，可以由一塊鋼板按照靴形的凹凸線形切害J，將完整的鋼板條一切為二，沒有贅余浪費材料。
【附圖說明】
[0026]圖1為本發明剪力連接件實施例的形狀示意圖。
[0027]圖2a為圖1所示實施例剪力連接件顯示切割線路的加工示意圖。
[0028]圖2b為按照圖2a所示切割線路加工并分離得到兩塊剪力連接件的示意圖。
[0029]圖3為本發明連接件與鋼梁的連接示意圖。
[0030]圖4為本發明連接件放置鋼筋的示意圖；
[0031]圖5為本發明實施例的連接件、鋼筋和鋼梁的位置示意圖；
[0032]圖6為本發明用于一組合梁橋實施例的結構示意圖。
[0033]圖7為本發明另一實施例的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0034]以下結合附圖所示實施例對本發明作進一步的說明。
[0035]如圖1所示，一種帶靴形槽的開孔板剪力連接件，剪力連接件I的一側為平直輪廓，剪力連接件I另一側上重復排列著凸起連接頭和凹進槽孔，該凹進槽孔呈現為靴形;其中凸起連接頭的形狀旋轉180°后與凹進的槽孔形狀一致，尺寸相同，也即兩塊同樣尺寸的連接件，可以將其中一塊旋轉180°后與另一塊齒槽對接，完整拼扣起來，所以適當尺寸的一塊鋼板可以切割出兩條該種剪力連接件，而不產生贅料。
[0036]剪力連接件I的靴形槽孔底部帶有斜坡，該斜坡與水平線的夾角范圍是5°?10°。
[0037]使用時，可將所述的帶靴形槽的開孔板剪力連接件I通過焊接連接在鋼主梁3的上翼緣上。
[0038]將混凝土中的鋼筋2放置于剪力連接件I的靴形槽孔內。
[0039]如圖2a、b所示，本發明提供的剪力連接件I，是由條狀鋼板切割出靴形槽孔而成。由一塊鋼板按照靴形的凹凸線形切割，將完整的鋼板條一切為二，沒有贅余浪費材料。
[0040]切割成型的連接件I通過焊接方式連接在鋼梁3的翼緣上，如圖3所示。
[0041]混凝土板中的鋼筋2放落置于連接件I的靴形槽孔內，放置的過程如圖4所示，先豎向放入，后水平移動就位。
[0042]就位后的鋼筋、開孔板和鋼梁的位置關系如圖5所示。所述開孔板連接件I通過雙面角焊縫焊接在所述鋼梁3上，所述鋼筋2放置在所述開孔板連接件I的槽孔內部。鋼筋2安放就位后，再綁扎其它鋼筋，澆筑和養護橋面板板混凝土，形成組合梁結構。
[0043]該種連接件既能提供很大的抗剪剛度、強度及良好的抗疲勞性能，又極大地提高了施工效率，節約人力，降低工程造價，有較好的應用前景，以下給出一個組合梁橋實施例補充說明。
[0044]本實施例為該種連接件在組合梁橋上的應用，如圖6所示。鋼主梁3采用工字形截面，鋼梁上翼緣上縱向焊接布置兩道了帶靴形槽孔的開孔板連接件I，槽內擱置橫向鋼筋2，最后澆筑橋面板板混凝土 4，形成組合梁結構。
[0045]另一實施例為該種連接件在正交異性組合板上的應用，如圖7所示。帶靴形槽的開孔板連接件I焊接在正交異性鋼板5的頂板上，且為縱橫向交錯布置，縱橫向的加強鋼筋均放落置于開孔板的槽孔中，最后立模澆筑混凝土板4。
[0046]在施工時候避免在并排的板件開孔中穿插鋼筋，而是直接將鋼筋放落入槽孔中，施工方便、簡單，并且很容易保證鋼筋的位置與設計圖紙一致，減少位置錯動，提高施工效率。另外，靴形槽孔底部鋼板的高度可以與混凝土中鋼筋的保護層尺寸相同，在綁扎鋼筋時省去了設置混凝土保護層墊塊，并能夠有效保證混凝土的保護層厚度的均勻。
[0047]此外，帶圓孔的開孔板連接加工制作時需要割出一系列圓孔，孔中鋼板的割除后成為廢料。而本發明所提出的帶靴形槽孔的開孔板連接件是由一塊大鋼板按照凹凸線切割，得到兩塊連接件，沒有材料的浪費。
[0048]上述的對實施例的描述是為便于該技術領域的普通技術人員能理解和應用本發明。熟悉本領域技術的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應用到其他實施例中而不必經過創造性的勞動。因此，本發明不限于這里的實施例，本領域技術人員根據本發明的揭示，不脫離本發明范疇所做出的改進和修改都應該在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種帶靴形槽的開孔板連接件，其特征在于:該剪力連接件的一側為平直輪廓，剪力連接件的另一側上重復排列著凸起連接頭和凹進槽孔，該凹進槽孔呈現為靴形；該凸起連接頭的形狀旋轉180°后與該凹進槽孔形狀一致、尺寸相同；兩塊同樣尺寸的連接件，將其中一塊旋轉180°后，兩者的凸起連接頭和凹進槽孔正好嵌合對接、拼扣為一塊完整的條板。2.根據權利要求1所述的帶靴形槽的開孔板連接件，其特征在于:靴形槽孔底部是平坡或斜坡;優選地，所述凹進槽孔底部帶有斜坡，斜坡線與水平線的夾角范圍是5°?15°;優選地，所述斜坡線與水平線的夾角為10°。3.—種采用權利要求1或2所述帶靴形槽的開孔板連接件的鋼梁，其特征在于:所述的鋼梁(3)采用工字形截面，鋼梁(3)上翼緣上縱向固定連接布置了所述的帶靴形槽的開孔板連接件(I)，槽內擱置加強鋼筋(2)，外部為澆筑的混凝土板(4)。4.根據權利要求3所述的鋼梁，其特征在于:所述的鋼梁(3)為鋼板梁、鋼桁梁、鋼箱梁或型鋼;優選地，所述固定連接為焊接。5.—種采用權利要求1或2所述帶靴形槽的開孔板連接件的正交異性鋼板，其特征在于:所述帶靴形槽的開孔板連接件(I)固定連接在所述正交異性鋼板(5)的頂板上，且為縱橫向交錯布置，縱橫向的加強鋼筋均放落置于開孔板的槽孔中，外部為澆筑的混凝土板⑷。6.根據權利要求5所述的正交異性鋼板，其特征在于:所述固定連接為焊接。7.權利要求1或2所述的帶靴形槽的開孔板連接件的加工方法，其特征在于:將一塊條狀矩形鋼板沿靴形槽孔切割，一分為二得到兩塊連接件。8.權利要求1或2所述的帶靴形槽的開孔板連接件與混凝土橋面板的連接方法，其特征在于:將混凝土橋面板中的鋼筋(2)放置于連接件(I)的靴形槽孔內，在澆筑混凝土橋面板時混凝土包裹整個開孔板連接件。9.將權利要求1或2所述的帶靴形槽的開孔板連接件應用到組合梁中的施工方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一:首先根據混凝土橋面板中鋼筋的間距確定開孔板中靴形槽孔的間距和尺寸，同時根據鋼筋中混凝土保護層的厚度確定靴形槽孔下鋼板的高度； 步驟二:切割所需要的多條狀矩形鋼板;根據靴形槽孔形狀，將其每一條鋼板沿靴形槽孔的凹凸線切割，形成兩塊凹凸重合的帶靴形槽孔的開孔板連接件； 步驟三:把帶靴形槽孔的開孔板連接件焊接到鋼梁的上翼緣上;連接件的數量由鋼梁與混凝土之間的剪力大小確定;焊接開孔板連接件時要兼顧靴形槽孔的位置與混凝土橋面板鋼筋的位置對應關系； 步驟四:將混凝土橋面板的底層橫向鋼筋從上到下放入所述槽口內，再把鋼筋沿水平方向移動到靴形槽孔的前端，再把底層橫向鋼筋與縱向鋼筋綁扎形成鋼筋網； 步驟五:當所有鋼筋都放置就位后澆筑混凝土，使得混凝土完全包裹開孔板連接件，待混凝土達到一定的強度后形成混凝土與鋼梁的連接。
【文檔編號】E01D19/00GK105887660SQ201610330681
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年5月18日
【發明人】戴昌源, 蘇慶田, 賀欣怡, 杜霄, 田樂, 姜旭, 吳沖, 曾明根
【申請人】同濟大學