[发明专利]单向可滑移的剪力连接件及施工方法

说明书

本发明公开了一种单向可滑移的剪力连接件及施工方法，其中，该剪力连接件包括：T型钢水平翼板、T型钢竖向腹板和低弹模材料，用于连接钢梁和混凝土板，其中，所述T型钢竖向腹板的一端与所述T型钢水平翼板垂直焊接，所述T型钢水平翼板将所述钢梁锚住在所述混凝土板中，所述T型钢竖向腹板的另一端与所述钢梁焊接，并在所述T型钢竖向腹板与所述钢梁之间填充低弹模材料。该剪力连接件可以通过单向滑移释放混凝土板与钢梁之间的约束，避免混凝土板与钢梁协同变形而产生较大的拉应力，提高结构的耐久性，且具有抗拔作用，可以防止混凝土板与钢梁的分离，连接件构造简单，取材方便，材料成本低廉。

技术领域

本发明涉及结构工程技术领域，特别涉及一种单向可滑移的剪力连接件及施工方法。

背景技术

如图1为传统的钢-混凝土组合结构桥梁，主要有钢梁和混凝土板组成，两者通常通过剪力连接件相连。剪力连接件的作用主要包括两部分，第一，传递钢梁与混凝土板之间的剪力，限制两者接触界面之间的相对变形，从而保证钢梁和混凝土在界面处协同变形、共同工作，发挥材料间的组合作用，提升结构构件的刚度和承载力；第二，通过剪力连接件的翼板将钢梁上缘在混凝土板中锚住，防止钢梁上缘和混凝土之间的分离，抵抗混凝土板横向受弯时产生的掀起力，保证两种材料共同工作。

图2为传统的钢-混凝土组合结构桥梁的内力图，在常见的荷载工作下，桥梁支座附近通常承受较大的负弯矩作用，而跨中部分则承受较大的正弯矩作用。对于正弯矩区的组合梁，采用传统的剪力连接件之后，混凝土和钢梁能形成组合作用，使得混凝土板处于受压状态，而钢梁大部分处于受压状态，符合混凝土和钢材两大材料的受力特点，能够充分发挥两类材料的力学性能，因此，对于处于正弯矩区的组合梁来说，通过剪力连接件，保证钢梁和混凝土的共同工作，对于结构是有利的，也是组合结构桥梁相比于其他形式桥梁最大的优势。

然而，在支座附近的负弯矩区内，钢梁与混凝土板通过剪力连接件形成的组合作用对于结构来说，反而是极其不利的，这也是组合结构桥梁设计是最大的难题之一，即负弯矩区的混凝土板由于通过剪力连接件与钢梁发生协同变形，导致混凝土板处于受拉状态，这对于混凝土这种材料是极其不利的，在长期的拉应力作用下混凝土板开裂将导致严重的耐久性问题。这是工程中不希望发生的。在传统的设计中，往往会在负弯矩区施加一定的预应力，以抵抗混凝土板的开裂，但是由于负弯矩的混凝土板与钢梁处于完全组合状态，预应力在导入混凝土板的过程中，还会有很大的一部分随着剪力连接件的传递导入到钢梁中，降低了预应力的导入程度，所以，往往需要配置很多预应力束才能保证混凝土板能够具有一定的压应力储备，以抵抗开裂。但预应力的施工增加了建造成本，施工难度，也增加了施工工期。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种单向可滑移的剪力连接件。

本发明的另一个目的在于提出一种单向可滑移的剪力连接件的施工方法。

为达到上述目的，本发明一方面提出了单向可滑移的剪力连接件，包括：T型钢水平翼板、T型钢竖向腹板和低弹模材料，用于连接钢梁和混凝土板，其中，所述T型钢竖向腹板的一端与所述T型钢水平翼板垂直焊接，所述T型钢水平翼板将所述钢梁锚住在所述混凝土板中，所述T型钢竖向腹板的另一端与所述钢梁焊接，并在所述T型钢竖向腹板与所述钢梁之间填充低弹模材料。

本发明实施例的单向可滑移的剪力连接件，通过单方向释放钢梁与混凝土板之间的约束，使得钢梁和混凝土板在正弯矩作用下能够协同变形，共同工作，充分发挥组合结构的优势，但是在负弯矩作用下时，钢梁和混凝土之间的约束能够通过剪力连接件的滑移释放，从而混凝土板不会随着钢梁的变形而变形，即不会处于受拉状态，避免了裂缝的产生。另一方面，在需要导入一定的预应力时，由于钢梁与混凝土板在预应力导入方向的约束完全释放，混凝土板在预应力的导入方向是可以通过本发明实施例的单向可滑移的剪力连接件发生滑动的，全部的预应力均可以完全导入到混凝土板中，极大地增加混凝土板地预应力导入度，减少预应力施工的工程量。