[发明专利]一种被动式抗裂增强型预制桥面板连接结构及其设计方法

说明书

本发明公开了一种被动式抗裂增强型预制桥面板连接结构及其设计方法，该连接结构包括设置于混凝土板端部的端部连接件，端部连接件包括位于混凝土桥面板侧面的竖向板和底面的横向板；竖向板设置有多个沿竖直方向的带孔加劲板，孔内穿有钢筋，带孔加劲板与孔内钢筋均埋入桥面板中；竖向板顶部设置有多个钢筋连接孔，桥面板受力主钢筋插入钢筋连接孔，并与竖向板可靠连接；横向板的一端与竖向板相接，横向板上表面设置剪力连接件与混凝土桥面板连接。本发明显著提高了竖向板与桥面板交界面的抗裂性能，无需主动在交界面上施加预应力，省去了繁琐的预应力工序，无需预应力设备和锚具，解决了栓焊连接钢混界面的刚度和耐久性的问题。

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，具体涉及一种被动式抗裂增强型预制桥面板连接结构及其设计方法。

背景技术

混凝土板的连接形式主要有现浇湿接缝和干式连接两种。现浇湿接缝在预留的后浇带中浇筑混凝土，通过现浇混凝土及预留的伸出钢筋，连接相邻混凝土板。

干式接缝有两种形式，其一为在相邻混凝土板端面涂抹环氧胶，并将钢绞线穿过预留的孔道，通过环氧胶和钢绞线连接相邻混凝土板；其二为在混凝土板端部预埋板端连接件，在板端连接件顶部采用焊接连接，在板端连接件下部采用螺栓连接，也叫栓焊连接。

栓焊连接是一种采用钢结构的连接方式连接混凝土构件的方法，具有既连接快速又便于拆装的显著优点，而且施工现场无现浇作业，大大加快了施工速度。

但栓焊连接由于竖向板与混凝土界面依靠剪力钉或钢筋连接，连接界面的抗裂强度由混凝土与钢板件的化学粘结力提供，剪力钉或钢筋在钢板-混凝土界面开裂后才能发挥作用，抗裂性能差，水气等腐蚀物质易通过界面裂缝进入，腐蚀剪力连接件及钢板，降低了混凝土板连接的刚度和耐久性。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种能够解决现有技术中栓焊连接的连接界面抗裂强度不足的问题的被动式抗裂增强型预制桥面板连接结构及其设计方法。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

第一方面，本发明提出了一种被动式抗裂增强型预制桥面板连接结构，包括设置于混凝土板端部的端部连接件，所述端部连接件包括位于混凝土桥面板侧面的竖向板和混凝土桥面板底面的横向板；

所述竖向板侧面垂直设置有多个带孔加劲板，所述带孔加劲板的孔内穿有钢筋，所述带孔加劲板与钢筋均埋入混凝土桥面板内；所述竖向板顶部设置有多个钢筋连接孔，所述钢筋连接孔内插入桥面板受力主钢筋，所述桥面板受力主钢筋与竖向板可靠连接；

所述横向板的一端与竖向板相接，所述横向板的上表面设置剪力连接件与混凝土桥面板连接。

进一步地，所述带孔加劲板的设置方式包括沿竖直方向设置在竖向板侧面顶部或沿水平方向设置在竖向板侧面顶部，其中沿竖直方向设置在竖向板侧面顶部的方式采用全高或非全高结构。

进一步地，所述竖向板顶部设置剪力连接件与桥面板受力主钢筋可靠连接。

进一步地，所述横向板底部与竖向板间设置有加劲肋板。

进一步地，相邻所述连接结构间通过竖向板顶部的焊缝及下部的螺栓连接为一个整体。

第二方面，本发明还提出了一种被动式抗裂增强型预制桥面板连接结构的设计方法，包括以下步骤：

S1、设定上述连接结构尺寸、竖向板与混凝土桥面板侧面交界面的容许裂缝宽、以及带孔加劲板间距；

S2、根据桥面板厚度确定焊缝拉力；

S3、根据步骤S1设定的连接结构尺寸、竖向板与混凝土桥面板侧面交界面的容许裂缝宽、带孔加劲板间距和焊缝拉力确定带孔加劲板孔径；