用于装配化箱形UHPC受压构件的连接构造及其施工方法技术

本发明专利技术公开了一种用于装配化箱形UHPC受压构件的连接构造，包括一对相邻设置的箱形UHPC受压构件和设于相邻箱形UHPC受压构件之间的一对钢箱梁接头，一对所述钢箱梁接头分别与一对所述箱形UHPC受压构件连接；所述钢箱梁接头一端预埋贴合设于所述箱形UHPC受压构件内腔，另一端向箱形UHPC受压构件外部延伸形成伸出段，所述伸出段的端部设有连接面，所述连接面上开设有多个通孔；相邻所述连接面贴合设置，且相邻所述连接面上的通孔一一对应，相邻所述连接面通过设于通孔中的连接组件连接。本发明专利技术还提供一种上述连接构造的施工方法。本发明专利技术的装配化箱形UHPC受压构件具有构造简单、安全可靠、施工效率高、施工成本低等优点。

Connection structure and construction method for assembled box shaped UHPC compression members

【技术实现步骤摘要】
用于装配化箱形UHPC受压构件的连接构造及其施工方法
本专利技术属于桥梁工程领域，尤其涉及一种装配式受压构件的连接构造及其施工方法。
技术介绍
受压构件在桥梁工程中应用广泛，比如拱桥的拱肋、桥墩和受压柱等。UHPC的高抗压强度能够让受压构件自重减轻，使受压结构适用范围更加广泛，例如采用箱形UHPC受压构件作为拱肋能够让拱桥结构自重减轻，跨越能力增大，使大跨径拱桥的实现成为可能；将箱形UHPC受压构件应用到受压柱中，可以减少其壁厚，让结构轻型化。预制拼装受压构件相比于完全现浇的受压构件具有施工方便、缩短工期、构件质量有保证、保护现场环境等优点，故装配化箱形UHPC受压构件的应用前景广泛。但是装配化结构容易存在以下问题：连接节点弱于预制节段，整体结构在连接节点处先破坏，影响装配化结构的质量；装配化结构的整体性不强，抗震性能弱，装配化结构在高地震设防区难以得到广泛的应用。因此装配化箱形UHPC受压构件间高效且安全的连接构造的开发是亟需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服以上
技术介绍
中提到的不足和缺陷，提供一种构造简单、安全可靠、施工效率高、施工成本低的装配化箱形UHPC受压构件的连接构造及其施工方法。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：一种用于装配化箱形UHPC受压构件的连接构造，包括一对相邻设置的箱形UHPC受压构件和设于相邻箱形UHPC受压构件之间的一对钢箱梁接头，一对所述钢箱梁接头分别与一对所述箱形UHPC受压构件连接；所述钢箱梁接头一端预埋贴合设于所述箱形UHPC受压构件内腔，另一端向箱形UHPC受压构件外部延伸形成伸出段，所述伸出段的端部设有连接面，所述连接面上开设有多个通孔(通孔和连接组件的直径d1为10-50mm)；相邻所述连接面贴合设置，且相邻所述连接面上的通孔一一对应，相邻所述连接面通过设于通孔中的连接组件连接。上述用于装配化箱形UHPC受压构件的连接构造中，优选的，所述伸出段的长度为0.1-1m，所述连接面与伸出段垂直，且所述连接面的外缘不超出所述伸出段的外表面。上述伸出段的长度及设置方式有利于提高连接节点的结构稳定性，并且预留了足够的UHPC现浇段长度，使现浇UHPC段与两相邻预制箱型UHPC受压构件伸出的纵向钢筋进行有效锚固，保证连接节点临时连接和后续使用的力学性能。上述用于装配化箱形UHPC受压构件的连接构造中，优选的，所述钢箱梁接头的内腔设有多个梯形钢加劲肋，所述梯形钢加劲肋的一端抵设于所述连接面上；位于所述钢箱梁接头同一边上的相邻梯形钢加劲肋之间设有通孔，且位于所述钢箱梁接头同一边上梯形钢加劲肋的数量不少于3个，同一边上通孔的个数不少于2个，倒角上通孔的个数不少于1个。本专利技术中，在钢箱梁接头的内腔沿四周布置梯形钢加劲肋可以有效地提高钢箱梁接头的刚度和受压性能，防止钢箱梁接头连接后受压力发生局部屈曲，保证连接的稳定性和安全性。上述优选的梯形钢加劲肋的个数能够保证钢箱梁接头的刚度和稳定性，优选的通孔的个数能够保证箱形UHPC受压构件连接的可靠性和安全性。上述用于装配化箱形UHPC受压构件的连接构造中，优选的，所述梯形钢加劲肋的高a7为0.2-1m，长底边长b6为0.05-0.4m，短底边长b7为0.02-0.2m，厚度b8为0.01-0.08m；位于所述钢箱梁接头同一边上的相邻梯形钢加劲肋之间的距离w1为0.1-0.8m；所述梯形钢加劲肋的长底边抵设于所述连接面上。上述用于装配化箱形UHPC受压构件的连接构造中，优选的，所述箱形UHPC受压构件四边的端部向外凸出设有多个均匀分布的楔形键齿，所述楔形键齿的外凸边长a3为0.2-0.6m，内凹边长a4为0.1-0.4m，键齿厚度b3为0.03-0.1m，键齿宽度h3为0.1-1m，所述楔形键齿距离所述箱形UHPC受压构件边缘距离e1为0.2-1m。上述每条边上楔形键齿的个数不少于2个。本专利技术中，设置楔形键齿可以提高现场浇筑的UHPC受压节段与工厂预制的箱形UHPC受压构件的整体性，实现共同受力。本专利技术中，上述楔形键齿的总长度必定小于箱形UHPC受压构件的边长，本专利技术中，其他类似的尺寸限定也满足上述情况。上述用于装配化箱形UHPC受压构件的连接构造中，优选的，所述箱形UHPC受压构件的内腔截面形状为设有倒角的方形，所述箱形UHPC受压构件的边长a1、a2为1.0-8m，壁厚b1、b2为0.1-1m，倒角尺寸h1、h2为0.1-1m。本专利技术优选的箱型UHPC受压构件节约材料，自重较轻，并且能够很好的满足施工阶段和使用阶段的需求。上述用于装配化箱形UHPC受压构件的连接构造中，优选的，所述钢箱梁接头为中空结构，且所述钢箱梁接头的截面形状为设有倒角的方形，所述钢箱梁接头的边长a5、a6为0.6-7.6m，长度w3为0.4-4m，钢板厚度b4、b9为10-80mm，倒角尺寸h4、h5为0.1-0.5m，连接面的宽度b5为0.06-0.5m。如果钢箱梁接头倒角尺寸合适，则在倒角处设梯形钢加劲肋，其间的距离w2为0.1-0.5m；如果钢箱梁接头倒角尺寸过小，则在倒角处不设梯形钢加劲肋。本专利技术中，钢箱梁接头的形状与箱形UHPC受压构件的形状一致且尺寸贴合，在工厂预制时直接将UHPC浇筑在钢箱梁接头外表面上，施工方便并且能够保证箱形UHPC受压构件与钢箱梁接头的连接性能，并且，倒角设计也便于现场浇筑UHPC。本专利技术中，钢箱梁接头伸出预制箱形UHPC受压构件表面，在箱形UHPC受压构件用连接螺栓进行连接后，钢箱梁接头伸出部分可以充当现浇UHPC节段的内模，有利于浇筑，且其在受压结构后期使用过程中可一直参与受力，改善连接节点处的受力性能，相比于干接缝，力学性能更优。钢箱梁接头的连接面的外缘不超出所述伸出段的外表面，在内腔用连接组件进行连接，可以让钢箱梁接头的外部平滑，保证现浇UHPC段浇筑密实。并且在后期使用过程中，工程人员可以进入受压构件的内部，完成连接组件的检查和更换工作，保证连接结构的可靠性。另外，本专利技术中，钢箱梁接头的形状需要与箱形UHPC受压构件的形状一致，保证钢箱梁接头的内腔大小与箱形UHPC受压构件的内腔大小、形状接近，保证整体结构的连续性，改善连接结构的力学性能，提高连接结构的整体性与抗震性能。上述用于装配化箱形UHPC受压构件的连接构造中，优选的，所述钢箱梁接头的外表面设有多个均匀分布的栓钉，所述箱形UHPC受压构件的端部向外延伸设有多根纵筋，且相邻箱形UHPC受压构件之间对应的纵筋交错紧挨布置。上述栓钉公称直径范围为10-25mm，焊后长度设计值范围为40-300mm。上述优选的栓钉直径和焊后长度使得浇筑在UHPC中的栓钉能够提供较强的抗剪能力和抗拔能力，是钢箱梁接头与箱型UHPC受压构件连接良好的必要保障。上述钢箱梁接头每个直边外表面布置的栓钉横向排数等于或多于3排，伸出预制箱形UHPC受压构件的栓钉纵向排数等于或多于1排，预埋在箱形UHPC受压构件中的栓钉纵向排数等于或多于2排。钢箱梁接头每个倒角外表面布置的栓钉横向排数等于或多于1排，伸出预制箱形U本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于装配化箱形UHPC受压构件的连接构造，其特征在于，包括一对相邻设置的箱形UHPC受压构件(1)和设于相邻箱形UHPC受压构件(1)之间的一对钢箱梁接头(2)，一对所述钢箱梁接头(2)分别与一对所述箱形UHPC受压构件(1)连接；所述钢箱梁接头(2)一端预埋贴合设于所述箱形UHPC受压构件(1)内腔，另一端向箱形UHPC受压构件(1)外部延伸形成伸出段(21)，所述伸出段(21)的端部设有连接面(22)，所述连接面(22)上开设有多个通孔(23)；相邻所述连接面(22)贴合设置，且相邻所述连接面(22)上的通孔(23)一一对应，相邻所述连接面(22)通过设于通孔(23)中的连接组件(9)连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于装配化箱形UHPC受压构件的连接构造，其特征在于，包括一对相邻设置的箱形UHPC受压构件(1)和设于相邻箱形UHPC受压构件(1)之间的一对钢箱梁接头(2)，一对所述钢箱梁接头(2)分别与一对所述箱形UHPC受压构件(1)连接；所述钢箱梁接头(2)一端预埋贴合设于所述箱形UHPC受压构件(1)内腔，另一端向箱形UHPC受压构件(1)外部延伸形成伸出段(21)，所述伸出段(21)的端部设有连接面(22)，所述连接面(22)上开设有多个通孔(23)；相邻所述连接面(22)贴合设置，且相邻所述连接面(22)上的通孔(23)一一对应，相邻所述连接面(22)通过设于通孔(23)中的连接组件(9)连接。


2.根据权利要求1所述的用于装配化箱形UHPC受压构件的连接构造，其特征在于，所述伸出段(21)的长度为0.1-1m，所述连接面(22)与伸出段(21)垂直，且所述连接面(22)的外缘不超出所述伸出段(21)的外表面。


3.根据权利要求1所述的用于装配化箱形UHPC受压构件的连接构造，其特征在于，所述钢箱梁接头(2)的内腔设有多个梯形钢加劲肋(3)，所述梯形钢加劲肋(3)的一端抵设于所述连接面(22)上；位于所述钢箱梁接头(2)同一边上的相邻梯形钢加劲肋(3)之间设有通孔(23)，且位于所述钢箱梁接头(2)同一边上梯形钢加劲肋(3)的数量不少于3个。


4.根据权利要求3所述的用于装配化箱形UHPC受压构件的连接构造，其特征在于，所述梯形钢加劲肋(3)的高a7为0.2-1m，长底边长b6为0.05-0.4m，短底边长b7为0.02-0.2m，厚度b8为0.01-0.08m；位于所述钢箱梁接头(2)同一边上的相邻梯形钢加劲肋(3)之间的距离w1为0.1-0.8m；所述梯形钢加劲肋(3)的长底边抵设于所述连接面(22)上。


5.根据权利要求1所述的用于装配化箱形UHPC受压构件的连接构造，其特征在于，所述箱形UHPC受压构件(1)四边的端部向外凸出设有多个均匀分布的楔形键齿(4)，所述楔形键齿(4)的外凸边长a3为0.2-0.6m，内凹边长a4为0.1-0.4m，键齿厚度b3为0.03-0.1m，键齿宽度h3为0.1-1m，所述楔形键齿(4)距离所述箱形UHPC受压构件(1)边缘距离e1为0.2-1m。

【专利技术属性】
技术研发人员：邵旭东，陈玉宝，何广，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43