【技术实现步骤摘要】
本技术涉及钢-混凝土组合桥梁，具体涉及采用可拆换对锁组合螺栓连接件的钢-混凝土组合结构。
技术介绍
1、钢-混凝土组合结构的连接一般采用抗剪连接件，抗剪连接件是保证钢与混凝土能共同工作的关键部件，抗剪连接件使混凝土桥面板和钢梁的变形一致，达到协同受力的目的，它能起到传递钢与混凝土界面纵向剪力的作用，还能抵抗钢与混凝土之间具有分离趋势的抗拔作用。具体的作用为：(1)竖向抗拔和抗掀起的作用，抗剪连接件可抵抗混凝土桥面板因整体纵向弯曲以及局部横向弯曲等作用导致的混凝土桥面板与钢梁在竖向产生的分离或掀起趋势；(2)纵向抗剪作用，通过抗剪连接件自身抗剪刚度承担钢梁与混凝土桥面板界面之间的纵向剪力，抵抗钢梁与混凝土桥面板之间相对滑动，使得二者协同变形、共同工作，以达到提高截面整体抗弯刚度和承载力的作用。
2、钢-混凝土组合结构是桥梁的一种流行的施工方法，但是由于钢-混凝土组合桥老化、腐蚀以及车辆荷载的增加，导致服役桥梁无法满足现有功能的使用，加固或修复旧桥是延长桥梁使用时间较为经济的方法。混凝土桥面板通常比其他桥梁部件恶化得更快，混凝土桥面板的更换是典型的的维护方法。钢-混凝土组合结构采用的连接件有焊接剪力钉连接件、型钢连接件、钢筋连接件或pbl连接件，通过借助焊接方式将连接件焊接到钢梁上实现钢-混凝土组合结构。在维修损坏桥梁时，拆除桥面涉及到钻孔和粉碎剪力钉周围的混凝土，然后将桥面分成可处理的部分，这样的过程是昂贵的、耗时的，并涉及到危险设备的使用。因此，为了利用现有桥梁的复合材料作用，需要有经济实用的后装可拆卸的剪力连接件的
3、螺栓连接件具有可拆卸的主要优势，在现有的螺栓连接件中，粘合剂锚螺栓连接件和卷制弹性销连接件不具有抗拔的作用；无嵌入螺母螺栓、单嵌入螺母螺栓和双嵌入螺母螺栓在钢混连接处均有螺纹削弱，在已有的研究中发现该类螺栓主要发生钢梁-混凝土交界处的剪断，且该类连接件在更换修复混凝土板时无法重复使用连接件；单边螺栓连接件构造较为复杂；摩擦夹紧螺栓连接件在钢梁-混凝土交界处有螺纹削弱，降低了连接件的抗剪承载力。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的技术问题，本技术的目的是：提供一种采用可拆换对锁组合螺栓连接件的钢-混凝土组合结构，可以快速装卸，并且对锁组合螺栓连接件提供了较大的抗剪连接力和抗拔力。
2、为了达到上述目的，本技术采用如下技术方案：
3、采用可拆换对锁组合螺栓连接件的钢-混凝土组合结构，包括混凝土桥面板、混凝土垫块、钢梁、至少两组对锁组合螺栓连接件；对锁组合螺栓连接件包括上螺栓杆和下螺母杆；上螺栓杆包括从上往下依次设置的头部、光杆段、外螺纹段，光杆段的外径同外螺纹段；下螺母杆包括从下往上依次设置的头部、光杆段、内螺纹套筒段，光杆段的外径同内螺纹套筒段；上螺栓杆的外螺纹段旋入下螺母杆的内螺纹套筒段实现对锁；具有锥度的混凝土垫块从上往下尺寸依次减小，混凝土桥面板上设有与混凝土垫块配合的锥形孔；嵌入混凝土垫块的混凝土桥面板放置在钢梁的安装部上，混凝土垫块与钢梁的安装部通过至少两组对锁组合螺栓连接件相接，上螺栓杆的头部、混凝土垫块、钢梁的安装部、下螺母杆的头部依次紧贴。
4、作为一种优选，钢梁为工字梁，包括从上往下依次设置的翼缘板、腹板、底板，钢梁的安装部为翼缘板。
5、作为一种优选，混凝土垫块的水平方向上的截面为矩形；在钢梁的宽度方向上，混凝土垫块下端面的宽度小于翼缘板的宽度。
6、作为一种优选，对应一块混凝土垫块，对锁组合螺栓连接件的数量为两组，以腹板为中心左右对称设置。
7、作为一种优选，采用可拆换对锁组合螺栓连接件的钢-混凝土组合结构还包括钢垫片，钢垫片的数量与对锁组合螺栓连接件的数量相同，钢垫片位于上螺栓杆的头部和混凝土垫块之间，钢垫片的外径大于上螺栓杆的头部的外径。
8、作为一种优选，钢梁和混凝土垫块均为预制件，钢梁的安装部上预制供下螺母杆穿过的安装孔，混凝土垫块上预制供上螺栓杆穿过的安装孔。
9、作为一种优选，混凝土桥面板为预制件或现浇件。
10、作为一种优选，上螺栓杆、下螺母杆、钢垫片均采用45#钢，混凝土垫块采用uhpc。
11、作为一种优选，上螺栓杆为标准的m16螺栓，内螺纹套筒段具有m16螺纹孔；下螺母杆中，光杆段的外径是22mm、24mm、27mm或30mm，对应头部为标准的m22、m24、m27或m30螺栓头；相应的，上螺栓杆与下螺母杆组成m16-m22、m16-m24、m16-m27或m16-m30对锁组合螺栓连接件。
12、作为一种优选，钢垫片内径为17mm，外径为35mm，厚度为3mm。
13、本技术具有如下优点：
14、(1)本技术提供采用可拆换对锁组合螺栓连接件的钢-混凝土组合结构，通过对锁组合螺栓连接件实现快速安装或拆卸，并且对锁组合螺栓连接件提供了较大的抗剪连接力和抗拔力。
15、(2)在钢-混凝土组合结构中，钢梁与混凝土桥面板之间的相对滑动位置一般在钢梁与混凝土桥面板的接触面(即钢梁-混凝土交界处)；因此如图9所示，对锁组合螺栓连接件受剪力最大的位置是在所处的钢梁-混凝土交界处，也是下螺母杆受剪力最大的位置；下螺母杆在此钢梁-混凝土交界处为光杆段，没有外螺纹，光杆段不削弱对锁组合螺栓连接件的抗剪面积，达到对锁组合螺栓连接件最有利的抗剪条件，保证了下螺母杆的受力强度。
16、(3)为了验证对锁组合螺栓连接件的可行性，建立了abaqus推出试验有限元模型，即图8为对锁组合螺栓连接件的有限元模拟载荷滑移曲线图。图8给出了m22mm单嵌入螺母螺栓、m16-m22、m16-m24、m16-m27和m16-m30对锁组合螺栓连接件的荷载滑移曲线。从图8得出对锁组合螺栓连接件相对于m22mm单嵌入螺母螺栓具有更好的抗剪承载能力和更高的初始刚度；并满足欧洲规范要求的钢梁与混凝土桥面板相对滑移6mm的最小延展性要求；从图8也表明下螺母杆的光杆段的直径越大，抗剪承载能力越强。
17、(4)由图9的对锁组合螺栓连接件的有限元模拟应力图可知，上螺栓杆的所受的剪力较小；由图8可知使用比下螺母杆光杆段外径更小的m16的上螺栓杆，能实现对锁组合螺栓连接件抗剪性能的使用要求。对锁组合螺栓连接件先破坏的地方是处在钢梁-混凝土交界处的最大剪力处，因此可以将更多的材料应用在剪力较大处的下螺母杆，使下螺母杆的光杆段外径更大，实现对锁组合螺栓连接件材料的最优分配。
18、(5)钢梁和混凝土垫块均为预制件，钢梁的安装部上预制供下螺母杆穿过的安装孔，混凝土垫块上预制供上螺栓杆穿过的安装孔，工厂的统一预制生产可以降低安装孔的施工误差，并缩短桥梁建造时间。
19、(6)钢梁、混凝土垫块、对锁组合螺栓连接件都为预制件，可以快速安装、拆卸或更换。当混凝土桥面板受损时，只需要拆卸连接对锁组合螺栓连接件就可实现钢梁与混凝土桥面板的分离，从而快速更换损坏的构件，使本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.采用可拆换对锁组合螺栓连接件的钢-混凝土组合结构，其特征在于：包括混凝土桥面板、混凝土垫块、钢梁、至少两组对锁组合螺栓连接件；
2.按照权利要求1所述的采用可拆换对锁组合螺栓连接件的钢-混凝土组合结构，其特征在于：钢梁为工字梁，包括从上往下依次设置的翼缘板、腹板、底板，钢梁的安装部为翼缘板。
3.按照权利要求2所述的采用可拆换对锁组合螺栓连接件的钢-混凝土组合结构，其特征在于：混凝土垫块的水平方向上的截面为矩形；在钢梁的宽度方向上，混凝土垫块下端面的宽度小于翼缘板的宽度。
4.按照权利要求2所述的采用可拆换对锁组合螺栓连接件的钢-混凝土组合结构，其特征在于：对应一块混凝土垫块，对锁组合螺栓连接件的数量为两组，以腹板为中心左右对称设置。
5.按照权利要求1所述的采用可拆换对锁组合螺栓连接件的钢-混凝土组合结构，其特征在于：还包括钢垫片，钢垫片的数量与对锁组合螺栓连接件的数量相同，钢垫片位于上螺栓杆的头部和混凝土垫块之间，钢垫片的外径大于上螺栓杆的头部的外径。
6.按照权利要求1所述的采用可拆换对锁组合螺栓连接件的钢-混
7.按照权利要求1所述的采用可拆换对锁组合螺栓连接件的钢-混凝土组合结构，其特征在于：混凝土桥面板为预制件或现浇件。
8.按照权利要求5所述的采用可拆换对锁组合螺栓连接件的钢-混凝土组合结构，其特征在于：上螺栓杆、下螺母杆、钢垫片均采用45#钢，混凝土垫块采用UHPC。
9.按照权利要求1所述的采用可拆换对锁组合螺栓连接件的钢-混凝土组合结构，其特征在于：上螺栓杆为标准的M16螺栓，内螺纹套筒段具有M16螺纹孔；下螺母杆中，光杆段的外径是22mm、24mm、27mm或30mm，对应头部为标准的M22、M24、M27或M30螺栓头；相应的，上螺栓杆与下螺母杆组成M16-M22、M16-M24、M16-M27或M16-M30对锁组合螺栓连接件。
10.按照权利要求9所述的采用可拆换对锁组合螺栓连接件的钢-混凝土组合结构，其特征在于：钢垫片内径为17mm，外径为35mm，厚度为3mm。
...【技术特征摘要】
1.采用可拆换对锁组合螺栓连接件的钢-混凝土组合结构，其特征在于：包括混凝土桥面板、混凝土垫块、钢梁、至少两组对锁组合螺栓连接件；
2.按照权利要求1所述的采用可拆换对锁组合螺栓连接件的钢-混凝土组合结构，其特征在于：钢梁为工字梁，包括从上往下依次设置的翼缘板、腹板、底板，钢梁的安装部为翼缘板。
3.按照权利要求2所述的采用可拆换对锁组合螺栓连接件的钢-混凝土组合结构，其特征在于：混凝土垫块的水平方向上的截面为矩形；在钢梁的宽度方向上，混凝土垫块下端面的宽度小于翼缘板的宽度。
4.按照权利要求2所述的采用可拆换对锁组合螺栓连接件的钢-混凝土组合结构，其特征在于：对应一块混凝土垫块，对锁组合螺栓连接件的数量为两组，以腹板为中心左右对称设置。
5.按照权利要求1所述的采用可拆换对锁组合螺栓连接件的钢-混凝土组合结构，其特征在于：还包括钢垫片，钢垫片的数量与对锁组合螺栓连接件的数量相同，钢垫片位于上螺栓杆的头部和混凝土垫块之间，钢垫片的外径大于上螺栓杆的头部的外径。
6.按照权利要求1所述的采用可拆换对锁组合螺栓连接件...
【专利技术属性】
技术研发人员：颜全胜，陈治源，贾布裕，余晓琳，陈扬文，杨铮，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：新型
国别省市：
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