一种基于螺栓连接的装配式钢-UHPC组合结构制造技术

本发明专利技术涉及一种基于螺栓连接的装配式钢‑UHPC组合结构，包括钢梁(1)、预制超高性能混凝土面板(2)和螺栓抗剪连接件(3)，所述螺栓抗剪连接件(3)包括螺栓(32)及对应的螺栓连接套筒(31)，所述钢梁(1)上设有多个安装孔，所述预制超高性能混凝土面板(2)的底部等间距嵌有多个所述螺栓连接套筒(31)，所述钢梁(1)与预制超高性能混凝土面板(2)通过螺栓抗剪连接件(3)连接。与现有技术相比，本发明专利技术具有耐久性强、稳定性高、可反复使用等优点。

An assembled steel UHPC composite structure based on bolt connection

【技术实现步骤摘要】
一种基于螺栓连接的装配式钢-UHPC组合结构
本专利技术涉及土建工程
，尤其是涉及一种基于螺栓连接的装配式钢-UHPC组合结构。
技术介绍
钢-混泥土连续体系桥梁因其受力性能好、施工方便、伸缩缝少的优点得到了广泛的应用，但连续体系桥梁在结构自重和汽车活载的作用下，内支点将产生巨大的负弯矩，并且大跨径的连续体系桥梁对结构自重的影响更加敏感，结构自重的增加将会导致连续桥梁内支点的负弯矩进一步增大，致使连续桥梁内支点区域的拉应力远大于桥梁其他部位，增大内支点区域的开裂风险。超高性能混泥土(UHPC)具有优异的力学性能，将桥梁建筑结构的发展趋向于大跨径化和轻型化。但是对于钢-混凝土连续体系桥梁，在传统组合中使用钢-UHPC组合板，内支点在结构自重和汽车活载的作用下仍会产生较大的负弯矩，主桥梁面板之间的横向连接处仍然具有较大的开裂风险。中国专利CN201711478668.7公开了一种装配式钢-混结合梁剪力键，通过在工地由二次浇筑孔浇筑完成螺栓孔然后与螺帽连接，整体操作工序较为复杂，且螺帽和钢梁之间需要填装相应的填板，成本较高。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的产生较大负弯矩、桥面板存在开裂风险的缺陷而提供一种基于螺栓连接的装配式钢-UHPC组合结构。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种基于螺栓连接的装配式钢-UHPC组合结构，包括钢梁、预制超高性能混凝土(UHPC)面板和螺栓抗剪连接件，所述螺栓抗剪连接件包括螺栓及对应的螺栓连接套筒，所述钢梁上设有多个安装孔，所述预制超高性能混凝土面板的底部等间距嵌入多个所述螺栓抗剪连接件，所述钢梁与预制超高性能混凝土面板通过螺栓抗剪连接件进行连接。优选的，所述螺栓连接套筒为加长螺母。优选的，所述加长螺母为带垫加长螺母。优选的，所述安装孔的结构为圆孔型安装孔。所述圆孔型安装孔的数量与所述螺栓抗剪连接件的数量一致。优选的，所述安装孔的结构为长圆孔型安装孔。所述预制超高性能混凝土面板铺设于钢梁的上方。所述钢梁与预制超高性能混凝土面板的连接处为钢梁的上翼缘的底部。优选的，所述预制超高性能混凝土面板的水灰比小于0.25。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1.本专利技术中预制UHPC面板底部嵌入带垫加长螺母作为预埋件，然后通过螺栓将下部的钢结构构件和上部铺设的预制UHPC面板底部嵌入的螺栓连接套筒进行连接，达到可拆卸连接并重复利用，同时可消除栓钉与钢焊接等传统制作方法产生的焊接应力。2.本专利技术的预制UHPC面板采用常温养护型高应变强化的超高性能混凝土，根据颗粒最紧密堆积、水灰比小于0.25和纤维增强等原则进行设计，具备超高强度、超高韧性、超高耐久性以及良好的施工性能。3.本专利技术的预制UHPC板构件和钢梁结构构件可在工厂可分节段预制后，运输到施工现场进行拼装，适宜标准化和工业化生产。4.本专利技术的安装孔可采用圆形安装孔，在标准化的钢梁和预制超高性能混凝土面板的对应方向上，只需定位两个螺栓的位置即可确认其余螺栓与螺栓连接套筒的连接位置。5.本专利技术的安装孔可采用长圆形安装孔，对于非标准化的预制超高性能混凝土面板，通过长圆形的安装孔可以及时调整螺栓的连接位置，减小安装误差。6.本专利技术的螺栓连接套筒采用带垫加长螺母，顶部的垫片起到扩大头作用，更有助于带垫加长螺母锚固。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术钢梁与预制超高性能混凝土面板的连接示意图；图3为本专利技术螺栓抗剪连接件的结构示意图。附图标记：1-钢梁；2-预制超高性能混凝土面板；3-螺栓抗剪连接件；31-带垫加长螺母；32-螺栓。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本实施例以本专利技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。如图1所示，一种基于螺栓连接的装配式钢-UHPC组合结构，包括钢梁1、预制超高性能混凝土面板2和螺栓抗剪连接件3，如图3所示，螺栓抗剪连接件3包括螺栓32及对应的螺栓连接套筒31，钢梁1上设有多个安装孔，如图2所示，预制超高性能混凝土面板2的底部等间距嵌入多个螺栓连接套筒31，钢梁1与预制超高性能混凝土面板2通过螺栓抗剪连接件3进行连接。螺栓连接套筒31为加长螺母。加长螺母为带垫加长螺母。安装孔的结构为圆孔型安装孔。圆孔型安装孔的数量与螺栓抗剪连接件3的数量一致。安装孔的结构为长圆孔型安装孔。预制超高性能混凝土面板2铺设于钢梁1的上方。钢梁1与预制超高性能混凝土面板2的连接处为钢梁1的上翼缘的底部。预制超高性能混凝土面板2的水灰比小于0.25。实施例一在预制厂将带垫加长螺母31固定在固定模具上，然后进行支模、浇筑、常温养护超高性能混凝土，形成带垫加长螺母31嵌入在预制UHPC面板2的底部的预制UHPC面板。同时在H型钢梁1上开圆形的安装孔以配套螺栓32，接着将预制UHPC面板整体2和开孔H型钢梁1运输到施工现场，进行吊装对接，然后通过螺栓32将H型钢梁1与预制UHPC面板2连接即可。实施例二H型钢梁1上的安装孔为长圆形安装孔，其余同实施例一。此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，所取名称可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本专利技术结构所做的举例说明。凡依据本专利技术构思的构造、特征及原理所做的等小变化或者简单变化，均包括于本专利技术的保护范围内。本专利技术所属
的技术人员可以对所描述的具体实例做各种各样的修改或补充或采用类似的方法，只要不偏离本专利技术的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于螺栓连接的装配式钢-UHPC组合结构，包括钢梁(1)、预制超高性能混凝土面板(2)和螺栓抗剪连接件(3)，所述螺栓抗剪连接件(3)包括螺栓(32)及对应的螺栓连接套筒(31)，其特征在于，所述钢梁(1)上设有多个安装孔，所述预制超高性能混凝土面板(2)的底部等间距嵌有多个所述螺栓连接套筒(31)，所述钢梁(1)与预制超高性能混凝土面板(2)通过螺栓抗剪连接件(3)连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于螺栓连接的装配式钢-UHPC组合结构，包括钢梁(1)、预制超高性能混凝土面板(2)和螺栓抗剪连接件(3)，所述螺栓抗剪连接件(3)包括螺栓(32)及对应的螺栓连接套筒(31)，其特征在于，所述钢梁(1)上设有多个安装孔，所述预制超高性能混凝土面板(2)的底部等间距嵌有多个所述螺栓连接套筒(31)，所述钢梁(1)与预制超高性能混凝土面板(2)通过螺栓抗剪连接件(3)连接。


2.根据权利要求1所述的一种基于螺栓连接的装配式钢-UHPC组合结构，其特征在于，所述螺栓连接套筒(31)为加长螺母。


3.根据权利要求2所述的一种基于螺栓连接的装配式钢-UHPC组合结构，其特征在于，所述加长螺母为带垫加长螺母。


4.根据权利要求1所述的一种基于螺栓连接的装配式钢-UHPC组合结构，其特征在于，所述安装孔的结构为圆孔型安装孔。
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王俊颜，古金本，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海;31