[发明专利]一种采用开孔型钢作为剪力键的叠合梁的结构与制造工艺

说明书

本发明提供了一种采用开孔型钢作为剪力键的叠合梁的结构与制造工艺。所述一种采用开孔型钢作为剪力键的叠合梁，由下层的UHPC，上层的NC和中间的开孔型钢组成；所述的开孔型钢由中间的腹板和两边的翼缘板组成；开孔型钢垂直于UHPC和NC的粘结面，从横断面上看，开孔型钢的截面形状为H形，其形心应与UHPC和NC的粘结面中心重合。所述的开孔型钢可以是整体式的，长度比梁长小10cm～20cm，亦可以做成间断式的，每段型钢长度以能够满足腹板开2～3孔为宜，每段型钢间距20～30cm，在浇筑NC后在开孔型钢孔洞内形成混凝土榫，使得UHPC和NC较好的叠合，很好地整体受力。

技术领域

本发明涉及桥梁新型混凝土结构领域，具体是涉及一种UHPC和NC叠合结构。

背景技术

随着经济、技术的发展，现代基础设施建设规模日益增大，对新材料的要求也日益提高，混凝土作为工程中最常用的一种材料也有新的发展。具有高强度、高耐久性和高稳定性的超高性能纤维增强混凝土(UHPC)应运而生。1997年，第一座UHPC桥梁在加拿大建造而成，UHPC的应用在世界上逐步推广，目前已用于多处钢结构桥梁的建设或加固。其性能远远超过普通混凝土(NC)，被誉为“近30年来最具创新性的水泥基工程材料”。

然而，由于UHPC内部掺加昂贵的钢纤维，其价格通常是普通混凝土的数十倍。因此，较为经济的方式是将UHPC材料应用于常规混凝土结构中重点受拉部位。目前普遍采用UHPC与NC叠合的方式，这样从材料受力的角度来看，既能充分的发挥UHPC极佳的抗拉性能，又能很好的利用NC较好的抗压性能；也能达成较好的经济效益。

由于是两种混凝土的叠合，并且UHPC采用预制工艺，NC采用现场浇筑的方式，二者的连接若不能很好的处理容易导致破坏，而且叠合梁粘结面在活载作用下存在显著的掀起效应，使得承载力显著降低，这样就导致UHPC-NC叠合梁在实际使用中并不能很好的达到预期的使用效果。

发明内容

解决的技术问题：本发明的目的是提供一种采用开孔型钢作为剪力键的叠合梁的结构与制造工艺，因开孔型钢作为剪力键有很好的抗剪性能，使得UHPC 和NC很好地整体受力工作，解决了UHPC-NC叠合梁的粘结面易破坏，不能充分发挥力学性能的问题，为进一步研究UHPC-NC叠合梁的力学性能提供了一种想法。

技术方案：一种采用开孔型钢作为剪力键的叠合梁的结构，包括：下层的 UHPC，上层的NC和中间的开孔型钢。

所述一种采用开孔型钢作为剪力键的叠合梁，由下层的UHPC，上层的NC 和中间的开孔型钢组成；所述的开孔型钢由中间的腹板和两边的翼缘板组成；开孔型钢垂直于UHPC和NC的粘结面，从横断面上看，开孔型钢的截面形状为H 形，其形心应与UHPC和NC的粘结面中心重合。

所述的一种采用开孔型钢作为剪力键的叠合梁，其特征在于，开孔型钢的高度为UHPC厚度的1/2～2/3，其底部距离UHPC底部不少于5cm，开孔型钢纵向边缘距叠合梁边缘的混凝土保护层厚度不小于5cm。

所述的一种采用开孔型钢作为剪力键的叠合梁，其特征在于，开孔型钢采用优质高强度合金钢制成。

所述的一种采用开孔型钢作为剪力键的叠合梁，其特征在于，开孔型钢厚度为12～18mm。

所述的一种采用开孔型钢作为剪力键的叠合梁，其特征在于，开孔型钢的宽度为梁宽度的1/3～1/2。

所述的一种采用开孔型钢作为剪力键的叠合梁，其特征在于，开孔型钢的腹板和翼缘板都要开孔，且翼缘板的孔口上下关于粘结面对称，左右都一一对应。

所述的一种采用开孔型钢作为剪力键的叠合梁，其特征在于开孔型钢的腹板的孔径应为型钢宽度的1/2～2/3，翼缘板的孔径约为型钢高度的1/4，每孔间距为 5～8cm。