[发明专利]一种填充ECC的钢管-开孔板抗剪连接件及其施工方法

说明书

本发明公开了一种填充ECC的钢管‑开孔板抗剪连接件及其施工方法，属于桥梁工程技术领域，其包括一钢板和若干短管，钢板上设置若干通孔；短管与通孔对应设置，并固定连接在钢板上；短管内填充ECC混凝土并形成ECC混凝土短柱。本发明提出的填充ECC的钢管‑开孔板抗剪连接件与传统PBL开孔板连接件相比，取消了穿孔钢筋，取而代替的是长度可控的可固定位置的短钢管，并内填充ECC混凝土，既保证了连接件的有效工作，还对施工极其方便，特别是混合塔柱、组合基础以及桥面板等内部空间有限的情况下。

技术领域

本发明属于桥梁工程技术领域，具体涉及一种填充ECC的钢管-开孔板抗剪连接件及其施工方法。

背景技术

大跨径的缆索承重体系桥梁(斜拉桥和悬索桥)的桥塔结构形式主要采用钢桥塔、混凝土桥塔和钢-混凝土混合桥塔。其中钢-混凝土混合桥塔能够充分发挥钢和混凝土两种材料的优点，在塔柱部分采用自重轻、装配化程度高、施工精度高、抗震性能好、索塔锚固结构受力明确的钢结构，而在受力较大、耐久性要求高的塔墩部分(塔座及承台)采用混凝土结构，具有刚度大、阻尼高、造价和维护成本低的特点。目前，混合桥塔已在越来越多的桥梁结构中得到应用，国外有明石海峡大桥、金门大桥、维拉扎诺海峡大桥等，国内有南京长江三桥、泰州长江大桥、宁波大榭第二公路大桥、南京青奥景观桥(南京眼)等。混合塔柱能否充分发挥其自身的力学性能，很大程度上取决于钢材与混凝土是否能良好连接。

目前常用的连接件有栓钉连接件、PBL连接件以及型钢连接件等。这些连接件被提出主要是应用于钢-混凝土组合梁结构中，以受弯为主，其受力模式与混合桥塔相差较大。混合桥塔主要以受压为主，钢-混凝土结合段多为承压传剪式连接或承压为主式连接。另外，桥塔结构往往受空间局限，结合段处的复杂设计对抗剪连接件的设计与施工也提出新的要求。此外，对于跨海桥梁深水基础、大跨径桥梁桥面板等用到钢-混凝土组合结构的部位，也同样存在以上问题。

因此，急需一种既能够保证受力需求，也能提高其适用性，并解决施工困难等问题，且便应用于混合桥塔结构等钢-混凝土组合结构位置的抗剪连接件。

发明内容

为了解决上述问题，本发明采取了如下技术方案：

一种填充ECC的钢管-开孔板抗剪连接件，包括一钢板和若干短管，所述钢板上设置若干通孔；所述短管与所述通孔对应设置，并固定连接在所述钢板上；所述短管内填充ECC混凝土并形成ECC混凝土短柱。

进一步地，所述短管穿过所述通孔后，与所述钢板固定连接。

进一步地，所述短管采用镀锌钢管，其外径尺寸与所述钢板上的通孔直径一致；所述短管的长度为6cm～15cm。

进一步地，所述短管作为外模，在所述短管内填充具有高韧性的ECC混凝土，并在所述ECC混凝土中添加微膨胀剂进行浇筑，形成ECC混凝土短柱；待所述ECC混凝土短柱达到预设强度后，对所述短管两端外露的ECC混凝土进行磨平处理。

进一步地，将填充有ECC混凝土所述短管布置在所述钢板的通孔处，所述短管的长度中线与所述钢板的截面中线对齐，并通过点焊方式将所述短管与所述钢板固定连接。

一种填充ECC的钢管-开孔板抗剪连接件的用法，将上述任一项所述的填充ECC的钢管-开孔板抗剪连接件布置在钢-混凝土混合桥塔钢-混凝土结合段位置。

一种如上述任一项所述的填充ECC的钢管-开孔板抗剪连接件的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S10、按照预设尺寸制作带有通孔的钢板；

S20、按照预设的直径、长度尺寸制作短管，以所述短管为模板，向所述短管内部浇筑ECC混凝土；

S30、待所述ECC混凝土达到预设强度后，根据所述短管的预设长度对內填ECC混凝土的所述短管进行切割，得到符合预设长度的短管；