一种缓粘结焊钉、钢-混凝土组合梁及其成型方法技术

本发明专利技术公开了一种缓粘结焊钉，用于钢‑混凝土组合梁中作为剪力连接件，包括焊钉、缓粘结剂和护套，该护套与该焊钉之间填充可在张拉适龄期后凝固硬化的缓粘结剂，以将该护套与该焊钉粘结在一起。此外，本发明专利技术还公开了一种钢‑混凝土组合梁，包括钢结构和混凝土板并且两者采用缓粘结焊钉连接成整体，混凝土板上通过后张法布置预应力钢铰线。本发明专利技术通过将预应力钢绞线的张拉时间控制在缓粘结剂的张拉适龄期内，由于此时缓粘结剂处于流塑状态，通过护套与焊钉的相对位移使预应力不传递到钢结构上而是有效施加到混凝土板上，然后随着时间推移缓粘结剂逐渐固化形成缓粘结层，成桥运营前缓粘结层的强度足以将混凝土板与钢结构连成整体。

A Slowly Bonded Welding Nail, Steel-concrete Composite Beam and Its Forming Method

【技术实现步骤摘要】
一种缓粘结焊钉、钢-混凝土组合梁及其成型方法
本专利技术属于钢-混凝土组合梁领域，更具体地，涉及一种用于钢-混凝土组合梁的缓粘结焊钉、钢-混凝土组合梁及其成型方法。
技术介绍
钢-混凝土组合梁在土木工程，特别是桥梁领域应用越来越广泛。钢-混凝土组合梁发挥了钢材和混凝土两种材料的优点，与钢结构相比，刚度大、耐久性好、养护费用低、经济性好；与混凝土结构相比，自重轻、跨越能力大、适应性强。传统的钢-混凝土结合一般采用焊钉，使钢结构与混凝土的变形一致，达到组合成整体共同受力的目的。为了防止或减小混凝土板的开裂，特别是负弯矩区混凝土板的开裂，一般需要在混凝土板内张拉预应力钢绞线。但是，在对混凝土板张拉预应力时，预应力主要通过焊钉传递到钢结构上，预应力不能有效施加到混凝土板上，因而需要更多的预应力钢绞线，并且钢结构承受了预应力钢绞线传递而来的额外的预应力，需要增加钢结构截面，造成预应力钢绞线和钢结构材料的浪费。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种用于钢-混凝土组合梁的缓粘结焊钉，其可将预应力有效施加到混凝土板上；成桥后缓粘结剂固结，混凝土板与钢梁完全结合形成整体受力构件。为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种缓粘结焊钉，用于钢-混凝土组合梁中作为剪力连接件，其特征在于，包括焊钉、缓粘结剂和护套，其中，所述护套套接在该焊钉上，该护套与该焊钉之间存在间隙，并且该间隙处填充可在张拉适龄期后凝固硬化的该缓粘结剂，以将该护套与该焊钉粘结在一起。优选地，该护套的整体长度大于该焊钉的整体长度，并且该护套的一端超出该焊钉的钉头而另一端与该焊钉的钉尾平齐。优选地，所述护套的材料为高密度聚乙烯树脂。优选地，所述护套采用挤塑成型制成。优选地，所述护套的内壁上设置多个环形凹槽并且它们沿着该护套的纵向设置。优选地，所述护套沿着纵向分成两半，以便套在该焊钉上。按照本专利技术的另一个方面，还提供了一种钢-混凝土组合梁，包括钢结构和混凝土板，其特征在于，该钢结构和混凝土板采用所述的缓粘结焊钉连接成整体，并且该混凝土板上通过后张法布置预应力钢铰线。按照本专利技术的另一个方面，还提供了所述的钢-混凝土组合梁的成型方法，其特征在于，包括以下步骤：1)在钢结构上焊接多根焊钉，在每根焊钉上分别裹上一层缓粘结剂，再在每根焊钉上套接护套，然后在钢结构上施作混凝土板或湿接缝；2)在缓粘结剂的张拉适龄期内在混凝土板上张拉预应力钢铰线，此时缓粘结剂具有流塑性，预应力使混凝土板受压变形并带动护套与焊钉产生相对位移，从而使预应力不会通过焊钉传递到钢结构上；3)缓粘结剂在张拉适龄期后凝固硬化，从而将混凝土板与钢结构连接成整体共同受力。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：1)本专利技术的缓粘结焊钉通过在焊钉和护套之间设置一层缓粘结剂，缓粘结剂可以先保持流塑状态，在张拉适龄期后才凝固硬化，因此在用作钢结构与混凝土板的剪力连接件时，特别是采用后张法在混凝土板上张拉预应力钢铰线时，混凝土板受压会产生弯曲变形，而此时由于缓粘结剂还处于流塑状态，因此该微小的变形会带动护套移动，即该预应力使混凝土板产生的微小变形会导致护套与焊钉之间产生相对位移，不会使得预应力通过焊钉传导到钢结构上，因此不用增加钢结构截面和预应力钢绞线，能有效节约成本；而且在张拉适龄期后缓粘结剂会固结，混凝土板与钢结构可完全结合形成整体受力构件，满足使用要求。2)本专利技术通过将带有缓粘结剂的缓粘结焊钉应用到钢-混凝土组合梁上，再在钢-混凝土组合梁上采用后张法张拉预应力钢铰线，施工方便，而且在缓粘结剂凝固后，预应力能有效施加到混凝土板上，防止混凝土板过早出现裂纹。附图说明图1是本专利技术看缓粘结焊钉的结构示意图；图2是本专利技术中钢-混凝土组合梁的截面示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。如图1、图2所示，一种缓粘结焊钉100，用于钢-混凝土组合梁中作为剪力连接件，包括焊钉101、缓粘结剂102和护套103，其中，所述护套103套接在该焊钉101上，该护套103与该焊钉101之间存在间隙，并且该间隙处填充该缓粘结剂102；为了使缓粘结剂102凝固硬化后具有良好的性能，缓粘结剂102具有一定的厚度，厚度宜控制在2mm～6.5mm；缓粘结剂102可以采用环氧树脂材料。所述缓粘结剂102在张拉适龄期后可凝固硬化，从而将该护套103与该焊钉101粘结在一起。进一步，该护套103的整体长度大于该焊钉101的整体长度，并且该护套103的一端超出该焊钉101的钉头而另一端与该焊钉101的钉尾平齐。该护套103的整体形状与该焊钉101的整体形状类似，也具有头部和尾部，该焊钉101的头部进入该护套103的头部，焊钉101的尾部的位置也对应于护套103的尾部，而且尾端对齐。进一步，为了使浇筑混凝土时对缓粘结层起到保护作用，护套103需要由足够的刚度、强度、韧性，护套103宜采用挤塑成型制成的高密度聚乙烯树脂，其拉伸长度、弯曲屈服强度、断裂伸长率等应符合GB/T11116，护套103厚度不宜小于1mm。进一步，所述护套103的内壁上设置多个环形凹槽104并且它们沿着该护套103的纵向设置，从而在护套103的内壁形成凹凸肋纹，以增强缓粘结剂102固化后焊钉101与混凝土间的结合力，环形凹槽104沿护套103纵向的高度不小于1.2mm；进一步，所述护套103沿着纵向分成两半，这样便于施工，护套103进行现场拼合以便将护套103套在该焊钉101上。本专利技术提出的缓粘结焊钉100，在张拉预应力前允许混凝土板300和钢结构200间有微小的相对位移，将预应力有效施加到混凝土板300上；成桥后缓粘结剂102固结，混凝土板300与钢梁完全结合形成整体受力构件。本专利技术结构简单、施工方便、实用性强。按照本专利技术的另一个方面，还提供了一种钢-混凝土组合梁，包括钢结构200和混凝土板300，该钢结构200和混凝土板300采用所述的缓粘结焊钉100连接成整体，并且该混凝土板300上通过后张法布置预应力钢铰线400，预应力钢铰线400可以有效防止混凝土板300过早产生裂纹。只需要将钢-混凝土组合梁的混凝土板300的预应力钢绞线400的张拉时间控制在缓粘结剂的张拉适龄期内，便可以将预应力有效施加到混凝土板300上。随着时间推移缓粘结剂逐渐凝固硬化形成缓粘结层，成桥运营前缓粘结层的强度足以将混凝土板与钢结构连成整体。按照本专利技术的另一个方面，还提供了所述的钢-混凝土组合梁的成型方法，包括以下步骤：1)在钢结构200上焊接多根焊钉101，在每根焊钉101上分别裹上一层缓粘结剂102，再在每根焊钉101上套接护套103，然后在钢结构200上施作混凝土板300或湿接缝；为了防止浇筑混凝土时所述护套103移位，可以采用具有一定刚度的支架将所述护套103和焊钉101进行连接，浇筑混凝土后，支架埋在混凝土内。2)在缓粘结剂102的张拉适龄期内在混凝土板300上张拉预应力钢铰线400，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种缓粘结焊钉，用于钢‑混凝土组合梁中作为剪力连接件，其特征在于，包括焊钉、缓粘结剂和护套，其中，所述护套套接在该焊钉上，该护套与该焊钉之间存在间隙，并且该间隙处填充可在张拉适龄期后凝固硬化的该缓粘结剂，以将该护套与该焊钉粘结在一起。

【技术特征摘要】
1.一种缓粘结焊钉，用于钢-混凝土组合梁中作为剪力连接件，其特征在于，包括焊钉、缓粘结剂和护套，其中，所述护套套接在该焊钉上，该护套与该焊钉之间存在间隙，并且该间隙处填充可在张拉适龄期后凝固硬化的该缓粘结剂，以将该护套与该焊钉粘结在一起。2.根据权利要求1所述的一种用于钢-混凝土组合梁的缓粘结焊钉，其特征在于，该护套的整体长度大于该焊钉的整体长度，并且该护套的一端超出该焊钉的钉头而另一端与该焊钉的钉尾平齐。3.根据权利要求1所述的一种用于钢-混凝土组合梁的缓粘结焊钉，其特征在于，所述护套的材料为高密度聚乙烯树脂。4.根据权利要求3所述的一种用于钢-混凝土组合梁的缓粘结焊钉，其特征在于，所述护套采用挤塑成型制成。5.根据权利要求1所述的一种用于钢-混凝土组合梁的缓粘结焊钉，其特征在于，所述护套的内壁上设置多个环形凹槽并且它们沿着该护套的纵向设置。6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏正春，严爱国，文望青，刘振标，严定国，曾敏，胡方杰，张晓江，印涛，吴孟畅，
申请(专利权)人：中铁第四勘察设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42