【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及桥梁工程。更具体地说，本专利技术涉及一种适用于全装配式组合梁的键齿螺栓连接件及快速施工方法。
技术介绍
1、钢-混凝土组合梁是通过剪力连接件将钢梁和混凝土板连接成整体的组合结构，其同时具备两种材料的性质并能充分发挥各自的优点，因而在桥梁工程以及建筑结构中得到了广泛的应用。组合梁桥在运营阶段混凝土桥面板直接承受车轮荷载的反复作用及外部环境作用，会先于钢梁出现结构损伤，由于混凝土的可修复性有限，需要考虑更换混凝土桥面系统。而现阶段组合梁设计建造中，普遍采用焊钉、pbl等连接件，其混凝土板的拆除不利于钢梁的重复利用，且拆除难度大、施工周期长、对环境影响大。随着桥梁工业化的发展，推行可拆卸装配式钢-混凝土组合梁，降低组合梁全寿命成本，创新现有组合梁连接件形式及其施工工法迫在眉睫。
2、为提高钢-混凝土组合梁的预制装配化水平，降低现场作业难度及施工工期、人力成本压力，部分桥梁开始采用部分预制+现场后浇连接工艺。目前主要是将钢梁与剪力键提前预制安装，在预制混凝土板连接件部位预留槽孔，现场安装完成后对预留槽孔进行灌浆填筑。
3、如图1所示，现有公开的专利一种装配式组合梁桥的井式钢板剪力键构造及其施工方法(cn106835948a)被提出，其包括钢梁(5)、混凝土预制板(4)以及钢板剪力键(9)，所述钢梁上翼缘板(51)上焊接有所述钢板剪力键(9)，所述混凝土预制板(4)预留有柱状多边形槽(3)，所述钢板剪力键(9)收容于多边形槽(3)内，所述混凝土预制板上层钢筋(6)和钢板剪力键(9)之间通过l形钢筋(7
4、如图2所示，现有公开的专利可更换组合桥面板及其施工方法(cn111074774a)被提出，其由钢-混组合桥面板(1)、高强螺栓(2)和钢梁(3)组成，所述钢混组合桥面板上预留有用于容纳所述高强度螺栓的凹槽(4)，所述钢混组合桥面板(1)通过所述高强螺栓(2)与所述钢主梁(3)连接。上述专利所述的结构及施工方法存在如下问题：①由于安装需求螺栓杆与钢梁孔洞之间存在间隙，且该部位螺杆带螺纹，当钢梁与混凝土板之间存在较大滑移时，螺纹可能会嵌入孔壁中造成混凝土板拆卸困难；②在长期服役条件下，要承受纵向、横向、水平向三个方向的力，螺栓预紧力会逐渐损失，对组合梁抗剪刚度有所削弱；③螺栓连接件施加预紧力后一般作为摩擦型高强螺栓，不考虑承压性能，其受力机理不清晰，后续可能完全无法拆卸。
5、综上所述，钢-混凝土组合梁抗剪连接件虽然在逐渐创新，但依然未解决组合梁装配化程度及施工工效低、部件拆卸更换不便、连接件抗剪性能较差等问题。
技术实现思路
1、本专利技术的一个目的是提供一种适用于全装配式组合梁的键齿螺栓连接件及快速施工方法，该连接件受力机理清晰明确，混凝土键齿能够提高组合梁的抗剪性能，高强螺栓提供抗拔力，适用于多种组合梁结构形式，并且构造简单，可以实现预制混凝土板与钢梁之间的快速安装与拆卸，提高施工工效，推进组合梁工业化绿色发展。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种适用于全装配式组合梁的键齿螺栓连接件，包括相互配合的钢键齿、混凝土键齿以及预埋于混凝土键齿内的高强螺栓，预制混凝土板底部交错形成凹凸的混凝土键齿，高强螺栓预埋于凸形的混凝土键齿处，钢梁翼缘上焊接数个钢键齿，其恰好一一对应沿梁纵向依次配合于凹形的混凝土键齿内形成组合键齿抗剪连接件，钢梁翼缘上对应设置有数个连接孔，预埋的高强螺栓一一对应配合于连接孔内并通过设置下螺母施加预紧力实现钢梁与预制混凝土板的可拆卸连接。
3、优选的是，钢键齿为方形结构，数个钢键齿沿梁纵向均匀间隔分布。
4、优选的是，高强螺栓设置于任意相邻的两个钢键齿的中心位置，且对应设置至少两个。
5、优选的是，所述连接孔为长条孔，其长宽比为1：1～1：5。
6、优选的是，所述高强螺栓上设置有上螺母，其紧贴钢梁翼缘顶面设置，所述钢梁翼缘底面与下螺母之间设置有垫片。
7、优选的是，所述混凝土键齿与钢键齿之间通过干接缝或胶接缝连接。
8、本专利技术还提供了一种适用于全装配式组合梁的键齿螺栓连接件进行快速施工方法，包括如下步骤：
9、步骤一、确定各节段混凝土板与钢梁线形，以及高强螺栓、混凝土键齿、钢键齿的设计参数，选取与各节段钢梁翼缘尺寸相同的混凝土板底模；
10、步骤二、预制混凝土板的预制：首先通过步骤一的设计参数，对底模进行钻孔预留出安装混凝土键齿模板以及高强螺栓的孔位；其次在对应的设计孔位位置安装固定混凝土键齿模板；再次在对应的设计孔位位置预埋高强螺栓；最后安装钢筋网片并浇筑混凝土，形成预制混凝土板及混凝土键齿和预埋高强螺栓的整体结构；
11、步骤三、钢梁预制：根据步骤一的设计参数，完成节段钢箱梁板件的拼装，在钢梁翼缘上形成连接孔，并焊接钢键齿，焊接过程中对钢梁变形进行监控，以保证焊接变形在设计线形误差范围内，形成钢梁及钢键齿的整体结构；
12、步骤四、将步骤二和步骤三的整体结构均吊装至施工场地进行拼装，钢键齿一一对应配合于凹形的混凝土键齿中并实现连接，高强螺栓一一对应穿入钢梁翼缘的连接孔中，通过添加垫片并施拧下螺母完成连接；
13、步骤五、拆除时，拆除下螺母和垫片即可实现快速将预制混凝土板与钢梁拆分。
14、优选的是，所述步骤二中，若混凝土键齿与钢键齿之间采用干接缝连接，则混凝土键齿模板宽厚与钢键齿宽厚相同；若混凝土键齿与钢键齿之间采用胶接缝连接，混凝土键齿模板宽厚均需比钢键齿宽厚大2-3mm。
15、优选的是，所述步骤二中，高强螺栓预埋时，高强螺栓上具有上螺母，其紧贴底模内表面设置，底模外表面配合设置垫片及下螺母以在上螺母和下螺母之间形成预紧力固定高强螺栓的位置。
16、优选的是，若混凝土键齿与钢键齿之间的键齿部位采用干接缝连接，直接将高强螺栓杆穿入钢梁翼缘连接孔中，通过安装下螺母实现连接；若混凝土键齿与钢键齿之间的键齿部位采用胶接缝连接，先在钢键齿上涂刷厚度均匀的胶粘剂，然后安装预制混凝土板，添加垫片并初拧下螺母，使预制混凝土板与钢梁翼缘接触完好，待胶粘剂达到设定强度后再次施拧下螺母达到设计预紧力。
17、本专利技术至少包括以下有益效果：
18、①该新型连接件采用键齿+高强螺栓的组合连接件形式，其抗剪受力机理清晰，混凝土键齿能够提供较大的抗剪承载力和刚度，高强螺栓能够提供抗拔力，抗剪贡献较小，二者共同发挥作用，以确保组合梁整体性能良好。<本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.适用于全装配式组合梁的键齿螺栓连接件，其特征在于，包括相互配合的钢键齿、混凝土键齿以及预埋于混凝土键齿内的高强螺栓，预制混凝土板底部交错形成凹凸的混凝土键齿，高强螺栓预埋于凸形的混凝土键齿处，钢梁翼缘上焊接数个钢键齿，其恰好一一对应沿梁纵向依次配合于凹形的混凝土键齿内形成组合键齿抗剪连接件，钢梁翼缘上对应设置有数个连接孔，预埋的高强螺栓一一对应配合于连接孔内并通过设置下螺母施加预紧力实现钢梁与预制混凝土板的可拆卸连接。
2.如权利要求1所述的适用于全装配式组合梁的键齿螺栓连接件，其特征在于，钢键齿为方形结构，数个钢键齿沿梁纵向均匀间隔分布。
3.如权利要求2所述的适用于全装配式组合梁的键齿螺栓连接件，其特征在于，高强螺栓设置于任意相邻的两个钢键齿的中心位置，且对应设置至少两个。
4.如权利要求1所述的适用于全装配式组合梁的键齿螺栓连接件，其特征在于，所述连接孔为长条孔，其长宽比为1：1～1：5。
5.如权利要求1所述的适用于全装配式组合梁的键齿螺栓连接件，其特征在于，所述高强螺栓上设置有上螺母，其紧贴钢梁翼缘顶面设置，所述钢梁翼
6.如权利要求1所述的适用于全装配式组合梁的键齿螺栓连接件，其特征在于，所述混凝土键齿与钢键齿之间通过干接缝或胶接缝连接。
7.适用于全装配式组合梁的键齿螺栓连接件进行快速施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
8.如权利要求7所述的适用于全装配式组合梁的键齿螺栓连接件进行快速施工方法，其特征在于，所述步骤二中，若混凝土键齿与钢键齿之间采用干接缝连接，则混凝土键齿模板宽厚与钢键齿宽厚相同；若混凝土键齿与钢键齿之间采用胶接缝连接，混凝土键齿模板宽厚均需比钢键齿宽厚大2-3mm。
9.如权利要求7所述的适用于全装配式组合梁的键齿螺栓连接件进行快速施工方法，其特征在于，所述步骤二中，高强螺栓预埋时，高强螺栓上具有上螺母，其紧贴底模内表面设置，底模外表面配合设置垫片及下螺母以在上螺母和下螺母之间形成预紧力固定高强螺栓的位置。
10.如权利要求7所述的适用于全装配式组合梁的键齿螺栓连接件进行快速施工方法，其特征在于，若混凝土键齿与钢键齿之间的键齿部位采用干接缝连接，直接将高强螺栓杆穿入钢梁翼缘连接孔中，通过安装下螺母实现连接；若混凝土键齿与钢键齿之间的键齿部位采用胶接缝连接，先在钢键齿上涂刷厚度均匀的胶粘剂，然后安装预制混凝土板，添加垫片并初拧下螺母，使预制混凝土板与钢梁翼缘接触完好，待胶粘剂达到设定强度后再次施拧下螺母达到设计预紧力。
...【技术特征摘要】
1.适用于全装配式组合梁的键齿螺栓连接件，其特征在于，包括相互配合的钢键齿、混凝土键齿以及预埋于混凝土键齿内的高强螺栓，预制混凝土板底部交错形成凹凸的混凝土键齿，高强螺栓预埋于凸形的混凝土键齿处，钢梁翼缘上焊接数个钢键齿，其恰好一一对应沿梁纵向依次配合于凹形的混凝土键齿内形成组合键齿抗剪连接件，钢梁翼缘上对应设置有数个连接孔，预埋的高强螺栓一一对应配合于连接孔内并通过设置下螺母施加预紧力实现钢梁与预制混凝土板的可拆卸连接。
2.如权利要求1所述的适用于全装配式组合梁的键齿螺栓连接件，其特征在于，钢键齿为方形结构，数个钢键齿沿梁纵向均匀间隔分布。
3.如权利要求2所述的适用于全装配式组合梁的键齿螺栓连接件，其特征在于，高强螺栓设置于任意相邻的两个钢键齿的中心位置，且对应设置至少两个。
4.如权利要求1所述的适用于全装配式组合梁的键齿螺栓连接件，其特征在于，所述连接孔为长条孔，其长宽比为1：1～1：5。
5.如权利要求1所述的适用于全装配式组合梁的键齿螺栓连接件，其特征在于，所述高强螺栓上设置有上螺母，其紧贴钢梁翼缘顶面设置，所述钢梁翼缘底面与下螺母之间设置有垫片。
6.如权利要求1所述的适用于全装配式组合梁的键齿螺栓连接件，其特征在于，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：王敏，游新鹏，李刚，郑和晖，彭成明，陈林松，代浩，肖林，田飞，易辉，丁子贤，沈惠军，袁超，曹利景，黄涛，张峰，李正，方正，张龙，
申请(专利权)人：中交第二航务工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：
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