【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及土木工程的组合结构，特别涉及一种装配式型钢-混凝土模壳组合结构及其施工方法。
技术介绍
1、钢-混组合梁是土木工程领域常用的组合结构形式，多用于桥梁主梁结构，混凝土结构和钢梁通过剪力连接键连接形成的组合截面共同承担荷载，由位于上部的混凝土结构承受压应力，位于下部的钢梁承受拉应力，充分发挥了两者的材性优势。与混凝土梁桥相比较，钢-混组合梁能够有效降低结构自重，增加跨越能力；与钢梁桥相比较，钢-混组合梁能够有效避免钢桥面板发生疲劳开裂等，耐久性及经济性更佳。
2、集簇式栓钉连接是一种新型的钢-混组合界面的剪力连接形式，混凝土预制桥面板与钢主梁通过聚集式的栓钉群作为剪力连接键进行连接，现场施工时仅在剪力槽口局部现浇混凝土，实现了钢-混组合结构的装配式施工。然而，在桥梁结构疲劳荷载的反复作用下，局部现浇区域的新老混凝土界面连接处等薄弱环节易在集中应力下发生损伤，从而导致钢-混组合界面失效，影响钢-混组合结构的整体性能。
技术实现思路
1、针对现有通过集簇式栓钉连接的钢-混组合结构整体性能差，在反复荷载作用下易发生界面失效的问题。本专利技术的目的是提供一种装配式型钢-混凝土模壳组合结构及其施工方法。
2、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种装配式型钢-混凝土模壳组合结构，它包括：钢梁、栓钉群、混凝土模壳、钢筋笼及混凝土填充层，多个栓钉群沿长度延伸方向竖向、间隔设置于钢梁顶部，混凝土模壳为一顶面敞口的整体预制箱体，混凝土模壳底面设有多个贯通的剪
3、本专利技术的装配式型钢-混凝土模壳组合结构，钢梁顶部竖向、间隔设有多个栓钉群，混凝土模壳贴合设置于钢梁顶部，多个栓钉群贯穿混凝土模壳底部的多个剪力连接槽口并伸入其内腔，钢筋笼设置于混凝土模壳内腔，混凝土现浇于混凝土模壳内腔形成混凝土填充层，使得混凝土填充层、混凝土模壳、钢筋笼、栓钉群和钢梁固接为一体；该装配式型钢-混凝土模壳组合结构至少具有如下有益效果：
4、1、与传统钢-混组合梁装配结构相比，利用整体预制的混凝土模壳制作现浇混凝土板，能够大幅减轻结构自重，便于构件的运输和吊装；
5、2、采用整体预制的混凝土模壳作为现浇混凝土板的永久模板，有效提升了组合结构的刚度与延性，承载能力得到显著提升，极限荷载作用下不易发生脆性破坏，而且，提升了现浇混凝土板施工的便捷性，简化了施工过程，提升了组合结构界面的施工效率及施工质量；
6、3、本专利技术的装配式型钢-混凝土模壳组合结构，栓钉群贯穿混凝土模壳底部的剪力连接槽口并伸入其内腔，现浇混凝土使得钢梁、栓钉群和混凝土模壳固接为一体，改善了剪力连接槽口局部现浇区域混凝土界面的受力特性，提升了组合结构的整体性能。
7、综上，采用集簇式栓钉连接方式的装配式型钢-混凝土模壳组合结构，在实现钢-混界面剪力连接的同时，保证了组合结构的正常工作性能。
8、进一步的，所述混凝土模壳内还设有多个钢筋组，钢筋组沿混凝土模壳宽度延伸方向设置，相邻两个剪力连接槽口之间设置一个钢筋组，位于边缘的两个剪力连接槽口的外侧分别设置一个钢筋组，每个钢筋组由等间距间隔设置的多根预埋钢筋组成。
9、进一步的，所述剪力连接槽口的横截面呈正方形，每个栓钉群由等间距设置的四个栓钉组成，剪力连接槽口的每个直角部对应设置一个栓钉，栓钉群采用焊接连接于钢梁顶部。
10、进一步的，每个所述剪力连接槽口的侧壁均设有凹槽或键齿。
11、进一步的，所述混凝土模壳采用体积配纤率2％的掺入混杂纤维的超高性能混凝土预制而成。
12、进一步的，所述预埋钢筋顶端露出于剪力连接槽口伸入混凝土模壳内腔，且预埋钢筋顶端位于混凝土模壳顶部水平面竖向以下20mm～30mm。
13、进一步的，所述混凝土模壳壁厚不超过其厚度的1/2。
14、另外，本专利技术还提供了装配式型钢-混凝土模壳组合结构的施工方法，步骤如下：
15、s1：装配预制的混凝土模壳和钢梁，将混凝土模壳贴合设置于钢梁顶部，使得钢梁顶部的多个栓钉群依次贯穿混凝土模壳底部的多个剪力连接槽口，在混凝土模壳内腔安装钢筋笼；
16、s2：在混凝土模壳内现浇混凝土，使得现浇混凝土充满混凝土模壳内腔，混凝土达到设计要求的强度后，使得混凝土填充层、混凝土模壳、钢筋笼、栓钉群和钢梁固接为一体形成整体受力的组合结构。
17、本专利技术的装配式型钢-混凝土模壳组合结构的施工方法，将整体预制的混凝土模壳贴合设置于钢梁顶部，使得钢梁顶部的多个栓钉群依次贯穿混凝土模壳底部的多个剪力连接槽口，在混凝土模壳安装钢筋笼并现浇混凝土，使得混凝土填充层、混凝土模壳、钢筋笼、栓钉群和钢梁固接为整体受力的组合结构；利用整体预制的混凝土模壳作为现浇结构的永久模板，有效提升组合结构的刚度与延性，显著提升了承载能力，而且，提升了现浇结构施工的便捷性，简化了施工过程，提升了组合结构界面的施工效率及施工质量；栓钉群贯穿混凝土模壳底部的剪力连接槽口并伸入其内腔，现浇混凝土使得钢梁、栓钉群和混凝土模壳固接为一体，改善了剪力连接槽口局部现浇区域混凝土界面的受力特性，提升了组合结构的整体性能。
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1.一种装配式型钢-混凝土模壳组合结构，其特征在于，包括：钢梁、栓钉群、混凝土模壳、钢筋笼及混凝土填充层，多个栓钉群沿长度延伸方向竖向、间隔设置于钢梁顶部，混凝土模壳为一顶面敞口的整体预制箱体，混凝土模壳底面设有多个贯通的剪力连接槽口，多个剪力连接槽口与多个栓钉群的数量及位置相对应，混凝土模壳贴合设置于钢梁顶部，多个栓钉群依次贯穿混凝土模壳的多个剪力连接槽口并伸入其内腔，钢筋笼设置于混凝土模壳内腔，混凝土现浇于混凝土模壳内腔形成混凝土填充层，使得混凝土填充层、混凝土模壳、钢筋笼、栓钉群和钢梁固接为一体。
2.根据权利要求1所述的装配式型钢-混凝土模壳组合结构，其特征在于：所述混凝土模壳内还设有多个钢筋组，钢筋组沿混凝土模壳宽度延伸方向设置，相邻两个剪力连接槽口之间设置一个钢筋组，位于边缘的两个剪力连接槽口的外侧分别设置一个钢筋组，每个钢筋组由等间距间隔设置的多根预埋钢筋组成。
3.根据权利要求1所述的装配式型钢-混凝土模壳组合结构，其特征在于：所述剪力连接槽口的横截面呈正方形，每个栓钉群由等间距设置的四个栓钉组成，剪力连接槽口的每个直角部对应设置一个栓钉，
4.根据权利要求1所述的装配式型钢-混凝土模壳组合结构，其特征在于：每个所述剪力连接槽口的侧壁均设有凹槽或键齿。
5.根据权利要求1所述的装配式型钢-混凝土模壳组合结构，其特征在于：所述混凝土模壳采用体积配纤率2％的掺入混杂纤维的超高性能混凝土预制而成。
6.根据权利要求1所述的装配式型钢-混凝土模壳组合结构，其特征在于：所述预埋钢筋顶端露出于剪力连接槽口伸入混凝土模壳内腔，且预埋钢筋顶端位于混凝土模壳顶部水平面竖向以下20mm～30mm。
7.根据权利要求1所述的装配式型钢-混凝土模壳组合结构，其特征在于：所述混凝土模壳壁厚不超过其厚度的1/2。
8.如权利要求1至7任一项所述的装配式型钢-混凝土模壳组合结构的施工方法，其特征在于，步骤如下：
...【技术特征摘要】
1.一种装配式型钢-混凝土模壳组合结构，其特征在于，包括：钢梁、栓钉群、混凝土模壳、钢筋笼及混凝土填充层，多个栓钉群沿长度延伸方向竖向、间隔设置于钢梁顶部，混凝土模壳为一顶面敞口的整体预制箱体，混凝土模壳底面设有多个贯通的剪力连接槽口，多个剪力连接槽口与多个栓钉群的数量及位置相对应，混凝土模壳贴合设置于钢梁顶部，多个栓钉群依次贯穿混凝土模壳的多个剪力连接槽口并伸入其内腔，钢筋笼设置于混凝土模壳内腔，混凝土现浇于混凝土模壳内腔形成混凝土填充层，使得混凝土填充层、混凝土模壳、钢筋笼、栓钉群和钢梁固接为一体。
2.根据权利要求1所述的装配式型钢-混凝土模壳组合结构，其特征在于：所述混凝土模壳内还设有多个钢筋组，钢筋组沿混凝土模壳宽度延伸方向设置，相邻两个剪力连接槽口之间设置一个钢筋组，位于边缘的两个剪力连接槽口的外侧分别设置一个钢筋组，每个钢筋组由等间距间隔设置的多根预埋钢筋组成。
3.根据权利要求1所述的装配式型钢-混凝土模壳组合结构，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯宇，房霆宸，丁文胜，方伟立，贾宝荣，
申请(专利权)人：上海建工集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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