[发明专利]一种基于螺栓连接的装配式钢-UHPC组合结构

说明书

本发明涉及一种基于螺栓连接的装配式钢‑UHPC组合结构，包括钢梁(1)、预制超高性能混凝土面板(2)和螺栓抗剪连接件(3)，所述螺栓抗剪连接件(3)包括螺栓(32)及对应的螺栓连接套筒(31)，所述钢梁(1)上设有多个安装孔，所述预制超高性能混凝土面板(2)的底部等间距嵌有多个所述螺栓连接套筒(31)，所述钢梁(1)与预制超高性能混凝土面板(2)通过螺栓抗剪连接件(3)连接。与现有技术相比，本发明具有耐久性强、稳定性高、可反复使用等优点。

技术领域

本发明涉及土建工程技术领域，尤其是涉及一种基于螺栓连接的装配式钢-UHPC组合结构。

背景技术

钢-混泥土连续体系桥梁因其受力性能好、施工方便、伸缩缝少的优点得到了广泛的应用，但连续体系桥梁在结构自重和汽车活载的作用下，内支点将产生巨大的负弯矩，并且大跨径的连续体系桥梁对结构自重的影响更加敏感，结构自重的增加将会导致连续桥梁内支点的负弯矩进一步增大，致使连续桥梁内支点区域的拉应力远大于桥梁其他部位，增大内支点区域的开裂风险。

超高性能混泥土(UHPC)具有优异的力学性能，将桥梁建筑结构的发展趋向于大跨径化和轻型化。但是对于钢-混凝土连续体系桥梁，在传统组合中使用钢-UHPC组合板，内支点在结构自重和汽车活载的作用下仍会产生较大的负弯矩，主桥梁面板之间的横向连接处仍然具有较大的开裂风险。

中国专利CN201711478668.7公开了一种装配式钢-混结合梁剪力键，通过在工地由二次浇筑孔浇筑完成螺栓孔然后与螺帽连接，整体操作工序较为复杂，且螺帽和钢梁之间需要填装相应的填板，成本较高。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的产生较大负弯矩、桥面板存在开裂风险的缺陷而提供一种基于螺栓连接的装配式钢-UHPC组合结构。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于螺栓连接的装配式钢-UHPC组合结构，包括钢梁、预制超高性能混凝土(UHPC)面板和螺栓抗剪连接件，所述螺栓抗剪连接件包括螺栓及对应的螺栓连接套筒，所述钢梁上设有多个安装孔，所述预制超高性能混凝土面板的底部等间距嵌入多个所述螺栓抗剪连接件，所述钢梁与预制超高性能混凝土面板通过螺栓抗剪连接件进行连接。

优选的，所述螺栓连接套筒为加长螺母。

优选的，所述加长螺母为带垫加长螺母。

优选的，所述安装孔的结构为圆孔型安装孔。

所述圆孔型安装孔的数量与所述螺栓抗剪连接件的数量一致。

优选的，所述安装孔的结构为长圆孔型安装孔。

所述预制超高性能混凝土面板铺设于钢梁的上方。

所述钢梁与预制超高性能混凝土面板的连接处为钢梁的上翼缘的底部。

优选的，所述预制超高性能混凝土面板的水灰比小于0.25。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1.本发明中预制UHPC面板底部嵌入带垫加长螺母作为预埋件，然后通过螺栓将下部的钢结构构件和上部铺设的预制UHPC面板底部嵌入的螺栓连接套筒进行连接，达到可拆卸连接并重复利用，同时可消除栓钉与钢焊接等传统制作方法产生的焊接应力。

2.本发明的预制UHPC面板采用常温养护型高应变强化的超高性能混凝土，根据颗粒最紧密堆积、水灰比小于0.25和纤维增强等原则进行设计，具备超高强度、超高韧性、超高耐久性以及良好的施工性能。

3.本发明的预制UHPC板构件和钢梁结构构件可在工厂可分节段预制后，运输到施工现场进行拼装，适宜标准化和工业化生产。