刚度可控型钢与混凝土组合连接件及其使用方法

摘要

本发明属于结构工程及桥梁工程技术领域，具体涉及一种刚度可控型钢与混凝土组合连接件及其使用方法。由圆管和填充件组成，所述圆管外壁光滑，也可带有螺纹或端部带有螺帽，将填充有高硬度树脂和硅砂的混合物的空心圆管焊接在钢与混凝土结合面的钢板上，或将开孔钢板焊接在钢与混凝土结合面的钢板上，再将填充有高硬度树脂和硅沙的混合物的圆管贯穿在开孔钢板中，依据需要配置钢筋，浇筑混凝土后形成一体。本发明制作简单，可以改善施工过程、混凝土收缩变形等对组合结构受力性能的不利影响。

说明书

技术领域

本发明属于结构工程及桥梁工程技术领域，具体涉及一种抗剪刚度可控型钢与混凝土组合连接件及其使用方法。

背景技术

钢与混凝土组合结构的力学性能不仅受到自身材料性质的影响，而且与结合面连接件的抗剪作用有很大关系。目前主要使用的连接件都具有一个共同的特点，即连接件从一开始就具有很大的抗剪刚度，无法考虑施工过程和材料性能的要求。特别是对组合结构桥梁混凝土施加预应力的施工阶段，由于连接件的抗剪刚度很大，使得钢与混凝土共同作用，造成预应力损失及混凝土损坏；另一种不利情况是钢结构限制了混凝土的收缩变形，导致混凝土中产生次内力，容易发生收缩裂缝。

发明内容

本发明的目的在于提供一种刚度可控型钢与混凝土组合连接件及其使用方法。

本发明提出的刚度可控型钢与混凝土组合连接件，由圆管1和填充件2组成，圆管1为中部空心的结构，填充件2位于该空心部位内，所述填充件2为高硬度树脂和硅砂的混合物。

本发明中，所述圆管1外壁光滑，也可带有螺纹11或端部带有螺帽12。

本发明提出的刚度可控型钢与混凝土组合连接件的使用方法之一，将该组合连接件直接布置于钢板3和混凝土5之间，具体方法为：将圆管1一端焊接于钢板3上，并填充填充件2，圆管1的四周布置有纵横向钢筋4，再浇筑混凝土5，圆管1、填充件2、钢筋4均位于混凝土5内。

本发明提出的刚度可控型钢与混凝土组合连接件的另一种使用方法，将该组合连接件使用于开孔钢板6和混凝土5之间，具体方法为：将开孔钢板6焊接在钢板3上，将填充有填充件2的圆管1穿入开孔钢板6的通孔处，布置纵横向钢筋4，再浇筑混凝土5，圆管1、钢筋4和开孔钢板6均位于混凝土5内。

本发明所述刚度可控型钢与混凝土组合连接件的使用方法，具体做法是将圆管焊接在钢板上，或者将圆管穿入开孔钢板中，并在圆管中填充高硬度树脂和硅砂的混合物，浇筑混凝土以达到连接钢与混凝土的要求。高硬度树脂为胶状体，放置一定时间后就会硬化，而达到硬化的时间可以通过调整硬化剂的加入量来调节。在树脂中配合一定比例的硅砂，可以提高弹性模量和粘度。也就是说这种高硬度树脂砂浆是一种刚度滞后型的材料，而且滞后时间可以调整，用它填充的圆管作为组合连接件使用，其在强度及刚度上就具有时效性。另外，可以在圆管上刻上螺纹，也可以在圆管端部安装螺帽，以抵抗钢与混凝土之间的拉拔力。

由于组合连接件的抗剪刚度属于可控型，本发明具有以下特点：

(1)依据结构受力的不同需要，选择刚度可控型组合连接件的形式，可以将圆钢管焊接在钢板上，并填充高硬度树脂砂浆使用，也可将填充高硬度树脂砂浆的圆管贯穿在开孔钢板中使用；

(2)可以减少组合结构预应力在施加阶段对结构受力的不利影响；

(3)可以减少组合结构中混凝土收缩变形的影响，防止混凝土收缩裂缝的发生；

(4)刚度可控型组合连接件的制作简单，可改善施工过程、混凝土收缩变形等对组合结构受力性能的不利影响。

本发明提出的刚度可控型钢与混凝土组合连接件，具有抗剪刚度可以调节的特点：即允许钢与混凝土间相对滑移时的施工阶段抗剪刚度较小，但又能确保不脱离；需要钢与混凝土间完全结合时的运营阶段抗剪刚度又能够达到很大，与通常连接件性能基本相同，能更好地满足材料性能和施工过程的要求。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。其中，(a)为圆管1的结构图示，(b)为带有螺纹的圆管1的结构图示，(c)为带有螺帽的圆管1的结构图示。

图2为本发明直接焊接在钢板3上实施例的结构示意图。

图3为本发明贯穿在开孔钢板6中实施例的结构示意图。

图中标号：1为圆管，2为填充件，3为钢板，4为钢筋，5为混凝土，6为开孔钢板，11为螺纹，12为螺帽。

具体实施方式

以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。

如图1所示，本发明刚度可控型组合连接件主要包括圆管1，圆管1可以采用钢管，空心的圆管内填充高硬度树脂和硅砂的混合物2。空心的圆管1的壁厚、内径和高度依据结构受力等要求选取；树脂硬度及树脂和硅砂的配合比依据刚度、滞后时间等要求选取。同时，空心的圆管1也可以采用管壁带螺纹11的型式，或端头带有螺帽12的形式。

如图2所示，圆管1直接焊接在钢板3上时，空心的圆管1端部与钢板3焊接在一起，在圆管1中填充填充件2，布置钢筋4，浇筑混凝土5成型。

如图3所示，圆管1贯穿在开孔钢板6中时，填充有填充件2的空心的圆管1布置在开孔钢板6中，开孔钢板6与钢板3焊接在一起，布置钢筋4，浇筑混凝土5成型。

其中，组合连接件两种使用形式中的纵、横向钢筋4可以依据组合结构受力要求进行选取。

本发明具体实际应用时，将有填充件2的空心的圆管1焊接在钢与混凝土结合面的钢板3上，或将开孔钢板6焊接在钢与混凝土结合面的钢板3上，再将有填充件2的圆管1贯穿在开孔钢板6中，并布置钢筋4，浇筑混凝土5后形成组合构件。