CN213951909U - 一种适用于钢-混组合结构的管型连接件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种适用于钢‑混组合结构的管型连接件，包括带芯螺母和开口钢管，开口钢管的一端管壁上开设钢管预留槽口，开口钢管开设钢管预留槽口的一端开设有外螺纹，所述外螺纹处连接带芯螺母；开口钢管、带芯螺母通过机械连接可靠组成整体，螺帽内芯作为开口钢管的内衬，协同受力，有效防止连接件破坏，兼有栓钉连接件与开孔板连接件优点的连接件形式，刚度较栓钉连接件大，各向同性，抗剪连接件通过开口钢管自身和钢管预留槽口内钢筋抵抗钢梁与混凝土板间的纵向剪力，可以承受钢梁与混凝土板间纵向和横向的剪力；加工方便，易于取材，成本较低，可与钢梁同步加工；组合效应好，有良好的力学性能。
Description
技术领域
本实用新型属于结构工程及钢-混凝土组合结构桥梁技术领域，具体涉及一种适用于钢-混组合结构的管型连接件。
背景技术
钢-混凝土组合梁通过剪力连接件将钢梁和混凝土板组合成整体共同受力，可以充分发挥钢材和混凝土材料的性能，目前已广泛应用于工程建设的各个领域。组合梁的剪力连接件不仅需要抵抗钢梁与混凝土板之间的纵向剪力，还要保证混凝土板与钢梁协同受力，防止混凝土板掀起，所以是保证组合梁正常工作的关键部位。在组合梁的发展应用过程中诞生了许多抗剪连接件形式，按其受力特点大致可以分为刚性连接件和柔性连接件。
组合梁发展的早期多采用刚性连接件，主要形式有方钢、T型钢、马蹄形钢等，由于刚性连接件不利于剪力重分布，应用较少。开孔板连接件(PBL连接件)是后期出现应用较广的刚性连接件，其主要依靠开孔钢板中混凝土的销栓作用来抵抗纵向剪力，有时也可在开孔钢板中穿横向钢筋，以提高其承载力，并且能够保证良好的抗疲劳性能。但是，开孔板连接件对混凝土有割裂作用，人为将混凝土板划分为若干区域，影响混凝土板的整体性，后期将导致混凝土板开裂，最终导致组合梁整体的承载能力降低。此外，开孔板连接件用钢量大，易出现脆性破坏。
柔性连接件的形式主要有栓钉连接件、高强螺栓连接件等，栓钉连接件是目前应用最广泛、综合性能最好的抗剪连接件。它具有各向同性、抗剪承载力高、施工快速方便、焊接质量易保证等优点，但是其在剪力作用下可以发生较大变形，随后承载能力降低，因此栓钉连接件而一般布置数量较多，间距较小，不仅影响结构构造设计，也会增加造价。另外，栓钉钉帽的突出面积较小，钉帽周围的混凝土在劈裂作用下裂缝发展很快并破坏，栓钉抵抗掀起的能力有限。
综上，开孔板连接件以承担纵向剪力为主，栓钉连接件可以承受纵、横向剪力，其余力学性能比较薄弱，其优缺点均比较明显。
实用新型内容
为解决上述问题，本实用新型提供一种适用于钢-混组合结构的管型连接件，兼有栓钉连接件与开孔板连接件优点的连接件形式，刚度较栓钉连接件大，各向同性。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种适用于钢-混组合结构的管型连接件，包括带芯螺母和开口钢管，开口钢管的一端管壁上开设钢管预留槽口，开口钢管开设钢管预留槽口的一端开设有外螺纹，所述外螺纹处连接带芯螺母。
预留槽口中穿装有横向钢筋，横向钢筋垂直于开口钢管的轴线。
钢管预留槽口的宽度不小于15mm，且不小于所穿钢筋直径。
横向钢筋与开口钢管的连接处设置限位结构。
带芯螺母包括螺帽，螺帽内设有螺母内芯，螺帽内壁开设螺母内螺纹，螺帽下端设螺母下沿。
钢管预留槽口开设有两组，两组钢管预留槽口的中心线相互垂直。
开口钢管的另一端外壁设有抓钉。
开口钢管的另一端焊接有连接板。
与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：开口钢管、带芯螺母通过机械连接可靠组成整体，螺帽内芯作为开口钢管的内衬，协同受力，有效防止连接件破坏，兼有栓钉连接件与开孔板连接件优点的连接件形式，刚度较栓钉连接件大，各向同性，抗剪连接件通过开口钢管自身和钢管预留槽口内钢筋抵抗钢梁与混凝土板间的纵向剪力，可以承受钢梁与混凝土板间纵、横向的剪力；加工方便，易于取材，成本较低，可与钢梁同步加工；组合效应好，有良好的力学性能；相对于开孔板连接件，提供了良好的横向抗剪刚度与抗剪强度，降低了结构的脆性，增加了结构的延性，保证了钢梁与混凝土板的整体性抗剪连接件的螺帽有抵抗钢梁与混凝土板间的掀起的作用；相对于栓钉连接件，提供了良好的纵、横向抗剪刚度与抗剪强度，提高了结构的承载能力，增强了结构的抗疲劳性能，有良好的抗掀起能力。
进一步的，横向钢筋进一步加强抗掀起能力；
附图说明
图1a为本实用新型带芯螺母的示意图。
图1b为本实用新型带芯螺母的结构示意图
图1c为本实用新型开口钢管示意图。
图2为本实用新型所述结构的一种使用工况示意图。
图3为本实用新型的另一种使用工况示意图。
图中：1-钢梁；2-混凝土板；3-横向钢筋；4-带芯螺母，41-螺母下沿、42-螺帽、43-螺母内芯；44-螺母内螺纹；5-开口钢管，51-钢管预留槽口、52-外螺纹。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。
如图1a、图1b、图1c、图2、图3所示，一种适用于钢-混组合结构的管型连接件，包括带芯螺母4和开口钢管5，开口钢管5的一端管壁上开设钢管预留槽口51，开口钢管5开设钢管预留槽口51的一端开设有外螺纹，所述外螺纹处连接带芯螺母4。
预留槽口51中穿装有横向钢筋3，横向钢筋3垂直于开口钢管5的轴线；钢管预留槽口51的宽度不小于15mm，且不小于所穿钢筋直径；横向钢筋3与开口钢管5的连接处设置限位结构。
所述限位结构具体为：在横向钢筋3上设置抱箍，抱箍设置在开口钢管5的两侧。
所述限位结构还可以是焊接在横向钢筋上的限位块，所述限位块设置在开口钢管5的两侧。
参考图1a和图1c带芯螺母4包括螺帽42，螺帽42内设有螺母内芯43，螺帽42内壁开设螺母内螺纹44，螺帽下端设螺母下沿41。
可选的，钢管预留槽口51开设有两组，两组钢管预留槽口51的中心线相互垂直。
开口钢管5的另一端外壁设有抓钉；开口钢管5的另一端焊接有连接板。
所述管型连接件中开口钢管5的开口方向与混凝土板内受力钢筋的布置方向一致，开口钢管5的一端焊接于钢梁翼缘板上，另一端横向钢筋穿过钢管预留槽口51后，装上带芯螺母4，使连接件与混凝土桥面板内钢筋可靠连接。
所述开口钢管5一端焊接于钢梁1翼缘板上，另一端与带芯螺母4机械连接，横向钢筋3穿过钢管预留槽口51，与混凝土桥面板2内钢筋可靠连接。
带芯螺母能有效抵抗钢梁与混凝土板间的掀起作用，横向钢筋进一步加强抗掀起能力；开口钢管5和预留槽内钢筋抵抗钢梁与混凝土板间的纵向和横向剪力；带芯螺母可以在钢管焊接、钢筋植入钢管预留槽口51后安装，方便施工，可同时适用于预制混凝土桥面板和现浇混凝土桥面板。
带芯螺母4包括螺帽42，螺帽42内设有螺母内芯43，螺帽42内壁开设螺母内螺纹44，螺帽下端设螺母下沿41，螺母内芯43伸入开口钢管5内，带芯螺母的内芯可以作为无缝开口钢管的内衬，能有效防止由于钢管开口、强度降低而导致的破坏，开口钢管与带芯螺母可靠连成整体，协同受力，进一步提高结构的承载能力。
本实用新型所述适用于钢-混组合结构的管型连接件，开口钢管5、带芯螺母4和横向钢筋3；所述管型连接件钢管开口方向与混凝土板内钢筋布置方向一致，开口钢管一端焊接于钢梁翼缘板上，另一端与带芯螺母机械连接，横向钢筋穿过钢管预留槽，与混凝土桥面板内钢筋可靠连接。
横向钢筋可不穿过抗剪连接件的预留槽口内，此时等同于栓钉连接件的加强形式。
参考图2和图3，本实用新型所述适用于钢-混组合结构的管型连接件，具体实施过程如下：
ST01：制作钢梁1；
ST02：开口钢管5和螺帽4，按照设计尺寸要求在钢管上开设所需宽度的钢管预留槽口51，钢管预留槽口51的宽度不小于15mm，且不应小于所穿钢筋直径；
ST03：吊装钢梁；
ST04：将开口钢管5按设计要求焊接于钢梁翼缘；
ST05：安装预制混凝土板或现浇混凝土板，并按规定养护，形成组合结构。
抗剪连接件与钢梁通过焊接连接，通过开口钢管自身和混凝土板内纵向钢筋抵抗钢梁与混凝土板间的横向剪力。
抗剪连接件可以与钢梁加工同步进行，管型连接件两个开口方向与钢梁翼缘正交布置。
以上所述仅为本实用新型较佳实施方案，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型原理和构思之内的所做的任何修改、变化和改进，皆应在由权利要求书所规定的保护范围内。
Claims (8)
1.一种适用于钢-混组合结构的管型连接件，其特征在于：包括带芯螺母(4)和开口钢管(5)，开口钢管(5)的一端管壁上开设钢管预留槽口(51)，开口钢管(5)开设钢管预留槽口(51)的一端开设有外螺纹，所述外螺纹处连接带芯螺母(4)。
2.根据权利要求1所述的适用于钢-混组合结构的管型连接件，其特征在于：预留槽口(51)中穿装有横向钢筋(3)，横向钢筋(3)垂直于开口钢管(5)的轴线。
3.根据权利要求2所述的适用于钢-混组合结构的管型连接件，其特征在于：钢管预留槽口(51)的宽度不小于15mm，且不小于所穿钢筋直径。
4.根据权利要求2所述的适用于钢-混组合结构的管型连接件，其特征在于：横向钢筋(3)与开口钢管(5)的连接处设置限位结构。
5.根据权利要求1所述的适用于钢-混组合结构的管型连接件，其特征在于：带芯螺母(4)包括螺帽(42)，螺帽(42)内设有螺母内芯(43)，螺帽(42)内壁开设螺母内螺纹(44)，螺帽下端设螺母下沿(41)。
6.根据权利要求1所述的适用于钢-混组合结构的管型连接件，其特征在于：钢管预留槽口(51)开设有两组，两组钢管预留槽口(51)的中心线相互垂直。
7.根据权利要求1所述的适用于钢-混组合结构的管型连接件，其特征在于：开口钢管(5)的另一端外壁设有抓钉。
8.根据权利要求1所述的适用于钢-混组合结构的管型连接件，其特征在于：开口钢管(5)的另一端焊接有连接板。
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| CN114033205A (zh) * | 2021-11-05 | 2022-02-11 | 北京航空航天大学 | 一种提升既有钢-混凝土组合梁性能的方法 |
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