空心板铰缝剪力连接构造及施工工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种空心板铰缝剪力连接构造及施工工艺，所述空心板铰缝剪力连接构造包括同一平面纵向相互拼接的空心板，所述空心板之间形成铰缝，所述铰缝内灌注有混凝土，所述空心板上方为整体化层，由混凝土浇筑形成，所述铰缝内还设置有铰缝剪力连接件，所述铰缝剪力连接件包括对立设置在铰缝两侧空心板侧壁上的钢壁板，所述钢壁板上连接有剪力栓钉和PBL剪力键，所述剪力栓钉位于钢壁板与空心板连接侧，所述PBL剪力键位于铰缝侧，铰缝两侧对应的PBL剪力键由贯穿钢筋连接，从而实现空心板的相互拼接。剪力栓钉和PBL剪力键联合使用组成刚柔结合的剪力连接件，可以充分发挥各自长处，在承受动荷载的工作状况下抗疲劳性能好，提高了空心板板间铰缝连接的耐久性及使用性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及桥梁设计及施工
，具体地指一种空心板铰缝剪力连接构造及施工工艺。技术背景由于装配式钢筋混凝土或预应力混凝土空心板具有结构性能好、自重轻、标准化生产、运输安装及施工方便等诸多特点而被广泛采用，也是我国中小跨径梁桥上部结构常用的承重构件之一。预制钢筋混凝土或预应力混凝土空心板架设到桥墩上之后，现场浇筑各预制空心板板间的铰缝混凝土从而形成桥梁的上部结构。在车辆荷载作用下，空心板板间的铰缝混凝土处于受剪和受弯作用的受力状态，但以受剪作用为主。空心板板间铰缝是空心板梁桥上部结构的重要部位，它将各预制空心板连接形成整体上部结构并承担着传递各预制空心板板间活载内力的关键作用，因此板间铰缝的抗剪性能决定了空心板梁桥的整体受力性能。常规空心板混凝土铰缝的安全储备远低于预制板结构本身，由于铰缝过于狭小的空间使得铰缝混凝土浇筑质量不易保证，且新旧混凝土之间粘结力也会弱化，通常板间铰缝钢筋布置偏少，其预埋横向连接筋强度存在不足，其抗拉能力较低，从而不能很好地起到横向连接作用，使得空心板桥刚度不足，桥梁整体性较差。当空心板板间铰缝出现大量不同程度的破损时，继而引起桥梁结构发生相关病害，常见桥面沿铰缝方向纵向开裂后出现单板受力状态等，最终将导致结构承载力降低。如2011年杭州钱江三桥引桥右侧车道部分桥面突然塌落，发生塌陷的引桥上部结构为预应力混凝土空心板，板间铰缝构造较弱，在超载车的日积月累不断作用下，铰缝、整体化层和铺装层从产生裂缝到开裂、断裂，最后在超载货车冲击力作用下导致边部空心板翻转而塌陷，产生严重的后果。
技术实现思路
本专利技术就是针对现有技术的不足，提供了一种结构合理、经济安全、连接性能优良的空心板铰缝剪力连接构造及施工工艺。为了实现上述目的，本专利技术所设计的空心板铰缝剪力连接构造，包括同一平面纵向相互拼接的空心板，所述空心板之间形成铰缝，所述铰缝内灌注有混凝土，所述空心板上方为整体化层，所述整体化层由混凝土浇筑而成，其特殊之处在于:所述铰缝内还设置有铰缝剪力连接件，所述铰缝剪力连接件包括对立设置在铰缝两侧空心板侧壁上的钢壁板，所述钢壁板上连接有剪力栓钉和PBL剪力键，所述剪力栓钉位于钢壁板与空心板连接侧，并埋于空心板内，所述PBL剪力键位于铰缝侧，铰缝两侧对应的PBL剪力键由贯穿钢筋连接，从而实现空心板的相互拼接。优选地，所述剪力栓钉与PBL剪力键沿钢壁板对称布置。使得剪力栓钉与PBL剪力键的剪力传递路径简洁且传力可靠。进一步地，所述PBL剪力键上设置有若干个圆形的连接孔，所述贯穿钢筋穿过连接孔将对应的PBL剪力键连接。可实现贯穿钢筋及孔洞混凝土榫协同作用传递剪力，其施工更加便利，且贯穿钢筋也可作为铰缝混凝土的加强钢筋。更一步地，所述连接孔交错布置。PBL剪力键的剪力传力更合理，作用在PBL剪力键的剪应力较分散及均匀。再进一步地，所述铰缝剪力连接件采用双PBL剪力键连接结构。双PBL剪力键与所预埋剪力栓钉及钢壁板配合更好，使结构更牢固。再进一步地，所述贯穿钢筋采用精轧螺纹钢筋或普通钢筋。根据铰缝剪力大小情况选择精轧螺纹钢筋或普通钢筋，其中，精轧螺纹钢筋抗剪性能更好。再进一步地，所述铰缝剪力连接件设置有若干组，间隔布置在纵向的铰缝内。根据受力情况纵向布置剪力连接件，加强空心板板间铰缝整体连接作用。优选地，所述铰缝底部采用砂浆填缝，所述铰缝上部和整体化层采用钢纤维 UEA补偿收缩混凝土。减少了新旧混凝土结合面裂缝。再进一步地，还包括加强筋，所述加强筋置于铰缝内或者一部分布置于铰缝内，另一部分预埋在空心板内，且所述加强筋位于两个铰缝剪力连接件之间。加强空心板板间连接、增加铰缝混凝土整体性从而提高抗剪能力。一种如权1所述空心板铰缝剪力连接构造的施工工艺，包括以下步骤：步骤一: 将剪力栓钉焊接在钢壁板上，并在预制空心板时，将带有剪力栓钉的钢壁板预埋在空心板侧壁上，其中所述剪力栓钉位于空心板内；步骤二：在步骤一中的空心板上设置PBL剪力键，所述PBL剪力键焊接在钢壁板上；步骤三:装配上述步骤所得的空心板，装配时两空心板板间铰缝两侧PBL剪力键交叉重叠，并通过贯穿钢筋固定；步骤四:用混凝土对装配完成后的空心板板间铰缝进行浇筑，形成空心板铰缝剪力连接构造。本专利技术的优点在于：1、在空心板板间铰缝内设置剪力栓钉和PBL剪力键刚柔结合的剪力连接件，可大幅改善和提高空心板板间铰缝的抗剪能力，增强了板间铰缝作为横向连接的作用，提高了空心板桥梁的结构整体性，可以更好地传递桥面荷载，达到各板共同受力的目的。2、板间铰缝通过铰缝剪力连接件把空心板组合在一起,并形成钢-混组合结构,既能充分利用钢材抗拉和混凝土抗压的特性,弥补混凝土延性差的不足,又能充分利用混凝土耐久性好的优点，在承受动荷载的工作状况下抗疲劳性能好，从而提高了空心板板间铰缝连接的耐久性及使用性能。3、预埋在空心板中的剪力栓钉属于柔性剪力连接件,延性好，其良好的变形性能能够调节剪力栓钉间的不均匀受力,可以充分发挥所有剪力栓钉的承载力。而PBL剪力键作为刚性剪力连接件，通过钢板孔洞中的混凝土榫和贯穿钢筋的协同作用传递剪力，抗剪承载力较大，疲劳性能良好，且PBL剪力键可改善钢筋布置的施工性，同时可起到加劲板的作用。剪力栓钉和PBL剪力键联合使用组成刚柔结合的剪力连接件，可以充分发挥各自长处。本专利技术空心板板间铰缝剪力连接构造设计新颖、结构合理、受力明确、性能优良且抗疲劳性及耐久性好，能够使空心板桥梁结构形成良好整体；空心板板间铰缝连接施工工艺，使得施工便利、经济安全。附图说明图1为专利技术空心板铰缝剪力连接构造的立面结构示意图。图2为空心板间铰缝剪力连接件的立面结构示意图。图3为空心板间铰缝剪力连接件的侧视结构示意图。图4为空心板间铰缝剪力连接件的平面布置结构示意图。图5为空心板间铰缝上、下抗剪钢筋的布置结构示意图。图6为空心板间铰缝交叉钢筋及纵向钢筋的布置结构示意图图中：空心板1，铰缝2（其中：砂浆2.1），整体化层3，铰缝剪力连接件4，钢壁板4.1，剪力栓钉4.2，PBL剪力键4.3，贯穿钢筋4.4，连接孔4.5，加强筋5（其中：上部抗剪钢筋5.1，下部抗剪钢筋5.2，交叉钢筋5.3，纵向钢筋5.4）。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的详细描述：如图所示的空心板铰缝剪力连接构造，包括同一平面纵向相互拼接的空心板1，空心板1之间形成铰缝2，铰缝2内灌注有混凝土，空心板1上方为整体化层3，整体化层3由混凝土浇筑而成，为了加强空心板板间铰缝整体连接作用，铰缝2内设置有若干组铰缝剪力连接件4，铰缝剪力连接件4间隔布置在纵向的铰缝2内，通常根据空心板铰缝结构受力等情况设置纵向间距。铰缝剪力连接件4包括对立设置在铰缝2两侧空心板1侧壁上的钢壁板4.1，钢壁板4.1上连接有剪力栓钉4.2和PBL剪力键4.3，剪力栓钉4.2位于钢壁板4.1与空心板1连接侧，并预埋于空心板1内，剪力栓钉4.2是一种柔性剪力连接件，布置方便灵活，可根据空心板1侧壁尺寸及受力情况选择栓钉型号及布设方式。PBL剪力键4.3位于铰缝2侧，PBL剪力键4.3上设置有若干个圆形的连接孔4.5，铰缝2两侧对应的PBL剪力键4.3由贯穿钢筋4.4穿过圆形的连接孔4.5连接，从而实现空心板1的相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空心板铰缝剪力连接构造，包括同一平面纵向相互拼接的空心板（1），所述空心板之间形成铰缝（2），所述铰缝（2）内灌注有混凝土，所述空心板（1）上方为整体化层（3），所述整体化层（3）由混凝土浇筑而成，其特征在于:所述铰缝（2）内还设置有铰缝剪力连接件（4），所述铰缝剪力连接件（4）包括对立设置在铰缝（2）两侧空心板（1）侧壁上的钢壁板（4.1），所述钢壁板（4.1）上连接有剪力栓钉（4.2）和PBL剪力键（4.3），所述剪力栓钉（4.2）位于钢壁板（4.1）与空心板（1）连接侧，并埋于空心板（1）内，所述PBL剪力键（4.3）位于铰缝（2）侧，铰缝（2）两侧对应的PBL剪力键（4.3）由贯穿钢筋（4.4）连接，从而实现空心板（1）的相互拼接。

【技术特征摘要】
1.一种空心板铰缝剪力连接构造，包括同一平面纵向相互拼接的空心板（1），所述空心板之间形成铰缝（2），所述铰缝（2）内灌注有混凝土，所述空心板（1）上方为整体化层（3），所述整体化层（3）由混凝土浇筑而成，其特征在于:所述铰缝（2）内还设置有铰缝剪力连接件（4），所述铰缝剪力连接件（4）包括对立设置在铰缝（2）两侧空心板（1）侧壁上的钢壁板（4.1），所述钢壁板（4.1）上连接有剪力栓钉（4.2）和PBL剪力键（4.3），所述剪力栓钉（4.2）位于钢壁板（4.1）与空心板（1）连接侧，并埋于空心板（1）内，所述PBL剪力键（4.3）位于铰缝（2）侧，铰缝（2）两侧对应的PBL剪力键（4.3）由贯穿钢筋（4.4）连接，从而实现空心板（1）的相互拼接。2.根据权利要求1所述的空心板铰缝剪力连接构造，其特征在于：所述剪力栓钉（4.2）和PBL剪力键（4.3）沿钢壁板对称布置。3.根据权利要求2所述的空心板铰缝剪力连接构造，其特征在于：所述PBL剪力键（4.3）上设置有若干个圆形的连接孔（4.5），所述贯穿钢筋（4.4）穿过连接孔（4.5）将对应的PBL剪力键（4.3）连接。4.根据权利要求3所述的空心板铰缝剪力连接构造，其特征在于：所述连接孔（4.5）交错布置。5.根据权利要求4所述的空心板铰缝剪力连接构造，其特征在于：所述铰缝...

【专利技术属性】
技术研发人员：何穆，戴小松，周强新，秦建刚，孟润民，王勇，胡华峰，李利忠，杨磊，王甲兵，毛晓龙，
申请(专利权)人：中建三局集团有限公司，中建三局第三建设工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42