装配式钢管型钢混凝土墩柱与组合梁连接节点及施工工艺制造技术

一种装配式钢管型钢混凝土墩柱与组合梁连接节点及施工工艺，根据节点连接结构的不同，可分为钢牛腿连接结构、钢端板连接结构、角钢连接结构以及外加强环连接结构，组合梁根据结构形式的不同，分为预制整体式组合梁和预制分离式组合梁；其中，角钢连接结构中还分为螺栓

【技术实现步骤摘要】
装配式钢管型钢混凝土墩柱与组合梁连接节点及施工工艺


[0001]本专利技术属于桥梁工程施工
，特别是涉及一种装配式钢管型钢混凝土墩柱与组合梁连接节点及施工工艺。

技术介绍

[0002]随着建筑物向高层、超高层建筑、重载结构及大跨度结构发展，建筑物承重结构承担的压力越来越大，为此，要求承重结构必须具有足够的承载能力、良好的抗震延性及抗腐蚀能力。目前已有的建筑物的承重结构主要以混凝土结构和钢结构为主，但在一些重载结构、大跨度结构中使用了钢与混凝土组合结构，其中的钢管型钢混凝土结构就是新型组合结构之一。
[0003]钢管型钢混凝土结构是指在钢管内设置型钢并填筑混凝土而形成的一种承载能力高、截面尺寸小、抗剪能力强、抗震延性和耗能能力强的新型结构。一方面，该结构利用外部钢管和型钢约束内部混凝土，改善了内部混凝土受力特性，提高了混凝土的抗压承载力和延性；另一方面，混凝土保护了内部型钢和外部钢管，阻止了钢管和型钢发生局部失稳，并且内部型钢增加了构件的抗剪能力和抗震延性。为此，将钢管型钢混凝土作为受压构件，会得到良好的经济和社会效益。
[0004]目前，在大跨度结构中，混凝土梁和钢梁作为受弯构件最为常见，但是，由于受到环境和使用条件限制，在很多大跨度结构中，混凝土梁和钢梁均呈现出不同程度的缺陷，主要表现在受拉混凝土开裂、钢梁受压发生局部屈曲等。
[0005]为了克服这些问题，可以将型钢梁与混凝土板组合，利用剪力连接件将型钢梁与混凝土板连接起来而形成钢
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混凝土组合梁，这种组合梁具有承载力高、刚度大、跨高比大及延性好等优点，能充分利用钢材所具有的优越抗拉性能和混凝土所具有的优越抗压性能，在大跨结构中具有良好的应用前景。
[0006]现阶段，结合钢管型钢混凝土结构和钢
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混凝土组合梁各自特点，在一些重载
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大跨度结构中，可将钢管型钢混凝土作为竖向和水平承重结构(受压柱)、钢
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混凝土组合梁作为竖向承重结构(梁结构)，通过可靠的连接件将二者相连形成一个整体结构，也会得到良好的经济和社会效益。
[0007]然而，考虑到钢管型钢混凝土是由钢管、型钢和混凝土组成的复合构件，钢
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混凝土组合梁是由钢梁、混凝土板和连接件组成的复合构件，两种结构本身就相对复杂，将钢管型钢混凝土柱和钢
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混凝土组合梁连接成体系的复杂施工过程，难免会影响结构体系质量。
[0008]为了解决这个问题，可以采用将预制钢管型钢混凝土柱与钢
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混凝土组合梁组成结构体系，即钢管型钢混凝土柱和钢
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混凝土组合梁均采用在异地或工厂预制，然后运输到施工现场进行组装形成结构体系。然而，虽然这种施工方法可以保证构件和体系的施工质量，但是预制构件的连接成为装配式结构必须克服的关键问题。

技术实现思路

[0009]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种装配式钢管型钢混凝土墩柱与组合梁连接节点及施工工艺，提出了多种连接节点方案以及施工工艺，可在梁柱节点处充分传递内力，结构的整体性能好且承载能力高，能够有效控制节点在地震荷载作用下的位移和变形，符合“强剪弱弯、强节点弱构件”原则，具备良好的抗震性能。
[0010]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种装配式钢管型钢混凝土墩柱与组合梁连接节点，采用钢牛腿连接结构时，包括钢管型钢混凝土墩柱、组合梁及钢牛腿；
[0011]所述组合梁根据结构形式的不同，分为预制整体式组合梁和预制分离式组合梁；
[0012]所述钢管型钢混凝土墩柱包括钢管、型钢、预制混凝土及剪力件，所述型钢同轴设置在钢管内部，型钢与钢管之间的环形空间由预制混凝土充填固定，所述剪力件焊接固定在钢管内表面和型钢外表面，钢管内部预埋固定有连接螺栓，连接螺栓延伸至钢管外部；所述钢牛腿通过连接螺栓与钢管固定连接；
[0013]所述预制整体式组合梁包括型钢、钢筋笼、腹板栓钉、预制混凝土、后浇混凝土及梁内长螺栓，所述钢筋笼由纵筋和箍筋制成，钢筋笼设置在型钢的型钢凹槽内，所述腹板栓钉固定安装在型钢的腹板上，型钢与钢筋笼之间的凹槽空间由预制混凝土充填固定，与所述钢牛腿连接端的型钢凹槽处设为混凝土后浇凹槽，钢牛腿通过梁内长螺栓与混凝土后浇凹槽处的型钢固定连接，混凝土后浇凹槽内用于充填后浇混凝土；
[0014]所述预制分离式组合梁包括型钢、混凝土板、大头钉、后浇混凝土及梁内长螺栓，混凝土板内部设有钢筋骨架，钢筋骨架由下部分布钢筋和上部分布钢筋制成，所述大头钉固定焊接在型钢上翼缘中部，所述混凝土板放置在型钢上翼缘上方，混凝土板上与大头钉正对的位置设有混凝土后浇孔，大头钉位于混凝土后浇孔内，混凝土后浇孔内用于充填后浇混凝土，在混凝土板与型钢上翼缘两侧边沿之间设有橡胶条，所述钢牛腿通过梁内长螺栓依次与型钢和混凝土板固定连接，梁内长螺栓与混凝土板之间的螺栓孔由后浇混凝土充填封堵。
[0015]一种装配式钢管型钢混凝土墩柱与组合梁连接节点的施工工艺，采用钢牛腿连接结构时，包括如下步骤：
[0016]步骤一：制作钢管型钢混凝土墩柱
[0017]首先制作钢管和型钢，之后在制作好的钢管内表面和型钢外表面焊接剪力件，然后将钢管和型钢套装组合在一起，再在钢管上安装连接螺栓，最后向钢管内部浇筑预制混凝土，直到预制混凝土固化达到设计强度，钢管型钢混凝土墩柱制作完成；
[0018]步骤二：制作组合梁
[0019]当采用预制整体式组合梁时，需要制作预制整体式组合梁，首先制作型钢和钢筋笼，之后在制作好的型钢腹板上安装腹板栓钉，然后将钢筋笼放入型钢凹槽内，再借助模板向型钢凹槽内浇筑预制混凝土，同时留出混凝土后浇凹槽，直到预制混凝土固化达到设计强度，预制整体式组合梁制作完成；
[0020]当采用预制分离式组合梁时，需要制作预制分离式组合梁，首先分别制作型钢和混凝土板；制作型钢时，先在制作好的型钢上翼缘中部等间距焊接大头钉，然后型钢上翼缘两侧边沿黏结橡胶条；制作混凝土板时，先制作钢筋骨架，之后借助模板完成混凝土浇筑并实现钢筋骨架的埋装，同时留出混凝土后浇孔和用于梁内长螺栓安装的螺栓孔，直到模板
内的混凝土固化达到设计强度；随着型钢和混凝土板的制作完成，预制分离式组合梁也完成制作；
[0021]步骤三：钢管型钢混凝土墩柱与组合梁的连接
[0022]当采用预制整体式组合梁时，首先通过连接螺栓将钢牛腿与钢管固定连接到一起，之后将预制整体式组合梁整体吊起使梁的端部搭接在钢牛腿上，保证预制整体式组合梁型钢上的螺栓孔与钢牛腿上的螺栓孔对齐，之后在对齐的螺栓孔中穿入梁内长螺栓，通过梁内长螺栓将钢牛腿与预制整体式组合梁固定连接在一起，最后在混凝土后浇凹槽内浇筑后浇混凝土，将梁内长螺栓埋入后浇混凝土中，连接结束；
[0023]当采用预制分离式组合梁时，首先通过连接螺栓将钢牛腿与钢管固定连接到一起，之后将预制分离式组合梁的型钢吊起使型钢端部搭接在钢牛腿上，保证预制分离本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种装配式钢管型钢混凝土墩柱与组合梁连接节点，其特征在于：采用钢牛腿连接结构时，包括钢管型钢混凝土墩柱、组合梁及钢牛腿；所述组合梁根据结构形式的不同，分为预制整体式组合梁和预制分离式组合梁；所述钢管型钢混凝土墩柱包括钢管、型钢、预制混凝土及剪力件，所述型钢同轴设置在钢管内部，型钢与钢管之间的环形空间由预制混凝土充填固定，所述剪力件焊接固定在钢管内表面和型钢外表面，钢管内部预埋固定有连接螺栓，连接螺栓延伸至钢管外部；所述钢牛腿通过连接螺栓与钢管固定连接；所述预制整体式组合梁包括型钢、钢筋笼、腹板栓钉、预制混凝土、后浇混凝土及梁内长螺栓，所述钢筋笼由纵筋和箍筋制成，钢筋笼设置在型钢的型钢凹槽内，所述腹板栓钉固定安装在型钢的腹板上，型钢与钢筋笼之间的凹槽空间由预制混凝土充填固定，与所述钢牛腿连接端的型钢凹槽处设为混凝土后浇凹槽，钢牛腿通过梁内长螺栓与混凝土后浇凹槽处的型钢固定连接，混凝土后浇凹槽内用于充填后浇混凝土；所述预制分离式组合梁包括型钢、混凝土板、大头钉、后浇混凝土及梁内长螺栓，混凝土板内部设有钢筋骨架，钢筋骨架由下部分布钢筋和上部分布钢筋制成，所述大头钉固定焊接在型钢上翼缘中部，所述混凝土板放置在型钢上翼缘上方，混凝土板上与大头钉正对的位置设有混凝土后浇孔，大头钉位于混凝土后浇孔内，混凝土后浇孔内用于充填后浇混凝土，在混凝土板与型钢上翼缘两侧边沿之间设有橡胶条，所述钢牛腿通过梁内长螺栓依次与型钢和混凝土板固定连接，梁内长螺栓与混凝土板之间的螺栓孔由后浇混凝土充填封堵。2.权利要求1所述的一种装配式钢管型钢混凝土墩柱与组合梁连接节点的施工工艺，其特征在于：采用钢牛腿连接结构时，包括如下步骤：步骤一：制作钢管型钢混凝土墩柱首先制作钢管和型钢，之后在制作好的钢管内表面和型钢外表面焊接剪力件，然后将钢管和型钢套装组合在一起，再在钢管上安装连接螺栓，最后向钢管内部浇筑预制混凝土，直到预制混凝土固化达到设计强度，钢管型钢混凝土墩柱制作完成；步骤二：制作组合梁当采用预制整体式组合梁时，需要制作预制整体式组合梁，首先制作型钢和钢筋笼，之后在制作好的型钢腹板上安装腹板栓钉，然后将钢筋笼放入型钢凹槽内，再借助模板向型钢凹槽内浇筑预制混凝土，同时留出混凝土后浇凹槽，直到预制混凝土固化达到设计强度，预制整体式组合梁制作完成；当采用预制分离式组合梁时，需要制作预制分离式组合梁，首先分别制作型钢和混凝土板；制作型钢时，先在制作好的型钢上翼缘中部等间距焊接大头钉，然后型钢上翼缘两侧边沿黏结橡胶条；制作混凝土板时，先制作钢筋骨架，之后借助模板完成混凝土浇筑并实现钢筋骨架的埋装，同时留出混凝土后浇孔和用于梁内长螺栓安装的螺栓孔，直到模板内的混凝土固化达到设计强度；随着型钢和混凝土板的制作完成，预制分离式组合梁也完成制作；步骤三：钢管型钢混凝土墩柱与组合梁的连接当采用预制整体式组合梁时，首先通过连接螺栓将钢牛腿与钢管固定连接到一起，之后将预制整体式组合梁整体吊起使梁的端部搭接在钢牛腿上，保证预制整体式组合梁型钢
上的螺栓孔与钢牛腿上的螺栓孔对齐，之后在对齐的螺栓孔中穿入梁内长螺栓，通过梁内长螺栓将钢牛腿与预制整体式组合梁固定连接在一起，最后在混凝土后浇凹槽内浇筑后浇混凝土，将梁内长螺栓埋入后浇混凝土中，连接结束；当采用预制分离式组合梁时，首先通过连接螺栓将钢牛腿与钢管固定连接到一起，之后将预制分离式组合梁的型钢吊起使型钢端部搭接在钢牛腿上，保证预制分离式组合梁型钢上的螺栓孔与钢牛腿上的螺栓孔对齐，之后将混凝土板吊起并放置到预制分离式组合梁型钢的上方，混凝土板与预制分离式组合梁型钢之间由橡胶条隔开，同时保证大头钉准确进入混凝土板的混凝土后浇孔中，以及保证混凝土板上的螺栓孔与预制分离式组合梁型钢上的螺栓孔对齐，然后在对齐的螺栓孔中穿入梁内长螺栓，通过梁内长螺栓将钢牛腿、型钢及混凝土板固定连接在一起，最后在混凝土后浇孔和混凝土板上的螺栓孔内浇筑后浇混凝土，将梁内长螺栓和大头钉埋入后浇混凝土中，连接结束。3.一种装配式钢管型钢混凝土墩柱与组合梁连接节点，其特征在于：采用钢端板连接结构时，包括钢管型钢混凝土墩柱、组合梁及钢端板；所述组合梁根据结构形式的不同，分为预制整体式组合梁和预制分离式组合梁；所述钢管型钢混凝土墩柱包括钢管、型钢、预制混凝土及剪力件，所述型钢同轴设置在钢管内部，型钢与钢管之间的环形空间由预制混凝土充填固定，所述剪力件焊接固定在钢管内表面和型钢外表面，在所述钢管外表面焊接固定有钢端板，钢端板内侧的钢管内部预埋固定有连接螺栓，连接螺栓延伸至钢端板外侧；所述预制整体式组合梁包括型钢、钢筋笼、腹板栓钉及预制混凝土，所述钢筋笼由纵筋和箍筋制成，钢筋笼设置在型钢的型钢凹槽内，所述腹板栓钉固定安装在型钢的腹板上，型钢与钢筋笼之间的凹槽空间由预制混凝土充填固定，在型钢端部焊接固定有钢端板；所述预制分离式组合梁包括型钢、混凝土板、大头钉及后浇混凝土，混凝土板内部设有钢筋骨架，钢筋骨架由下部分布钢筋和上部分布钢筋制成，所述大头钉固定焊接在型钢上翼缘中部，所述混凝土板放置在型钢上翼缘上方，混凝土板上与大头钉正对的位置设有混凝土后浇孔，大头钉位于混凝土后浇孔内，混凝土后浇孔内用于充填后浇混凝土，在混凝土板与型钢上翼缘两侧边沿之间设有橡胶条，在焊接固定有钢端板。4.权利要求3所述的一种装配式钢管型钢混凝土墩柱与组合梁连接节点的施工工艺，其特征在于：采用钢端板连接结构时，包括如下步骤：步骤一：制作钢管型钢混凝土墩柱首先制作钢管和型钢，之后在制作好的钢管内表面和型钢外表面焊接剪力件，然后将钢管和型钢套装组合在一起，再在钢管外表面焊接钢端板，之后在钢端板和钢管上安装连接螺栓，最后向钢管内部浇筑预制混凝土，直到预制混凝土固化达到设计强度，钢管型钢混凝土墩柱制作完成；步骤二：制作组合梁当采用预制整体式组合梁时，需要制作预制整体式组合梁，首先制作型钢和钢筋笼，之后在制作好的型钢腹板上安装腹板栓钉，然后将钢筋笼放入型钢凹槽内，再在型钢端部焊接钢端板，之后借助模板向型钢凹槽内浇筑预制混凝土，直到预制混凝土固化达到设计强度，预制整体式组合梁制作完成；当采用预制分离式组合梁时，需要制作预制分离式组合梁，首先分别制作型钢和混凝
土板；制作型钢时，先在制作好的型钢上翼缘中部等间距焊接大头钉，之后在型钢端部焊接钢端板，然后在型钢上翼缘两侧边沿黏结橡胶条；制作混凝土板时，先制作钢筋骨架，之后借助模板完成混凝土浇筑并实现钢筋骨架的埋装，同时留出混凝土后浇孔，直到模板内的混凝土固化达到设计强度；随着型钢和混凝土板的制作完成，预制分离式组合梁也完成制作；步骤三：钢管型钢混凝土墩柱与组合梁的连接当采用预制整体式组合梁时，首先将预制整体式组合梁整体吊起，使预制整体...

【专利技术属性】
技术研发人员：张冠华，张潇，王连广，宋承哲，郭金波，郭东升，刘松明，延萌，
申请(专利权)人：辽宁交通投资有限责任公司，
类型：发明
国别省市：