一种宽梯帽形连接装置及制作方法

技术领域

本发明涉及桥梁结构的技术领域，具体涉及一种宽梯帽形连接装置及制作方法。

背景技术

近年来，由于逐渐推动传统建筑产业向绿色高效、现代化的方向发展，装配式建筑得到了大规模推广，其中力学性能优异的钢-混组合结构的发展应用迅速。钢-混组合结构中最关键的问题是钢梁与混凝土板之间的连接，现有的组合梁抗剪连接件中，开孔钢板连接件是主要的类型之一。

开孔钢板连接件在钢板的适当位置开孔，开孔内贯穿钢筋，浇筑的混凝土进入孔内形成混凝土榫，从而依靠钢筋和混凝土榫承担钢梁与混凝土板之间作用力，这种连接件可以很好的将钢截面上的巨大轴力及弯矩荷载分配到混凝土中，使得钢结构应力得到很好的分散，较好的改善了结合部的性能，具有较大的发展空间和潜能。

传统的开孔钢板连接件由一片直钢板构成，依靠钢板与混凝土的摩擦粘结和混凝土榫来发挥受力作用，后续许多改进的开孔钢板连接件虽通过引入不同的构造增大了连接件的抗拔和抗剪性能，但是这些连接件属于开口截面，该类型连接件的潜能还可进一步发掘，现有连接件中普遍存在以下几种问题：1、抗剪能力及整体承载能力较差，贯穿钢筋施工不便，抗剪承载力提升有限；2、翼缘阻碍混凝土振捣，延性较差。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是提供一种宽梯帽形连接装置。此连接装置增加了与混凝土的接触面积，提升了连接装置的抗剪承载能力。

本发明的另一目的是提供一种宽梯帽形连接装置的制作方法。此制作方法便于在施工现场加工和灵活安装。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种宽梯帽形连接装置，包括采用钢板制成的连接板和钢筋，所述连接板的横截面呈等腰梯形，所述连接板内设有内槽，且所述连接板设有与内槽相通的开孔部；所述开孔部包括矩形孔和椭圆形孔，所述矩形孔的两端分别与椭圆形孔连通，所述矩形孔位于连接板的顶部，所述椭圆形孔位于连接板的侧壁，所述钢筋贯穿于相应的两个椭圆形孔。

优选的，所述宽梯帽形连接装置还包括工字钢梁，所述连接板的下端与工字钢梁的翼缘板焊接。

优选的，所述宽梯帽形连接装置还包括扎丝，所述钢筋通过扎丝与连接板固定连接。

优选的，所述矩形孔的宽度比钢筋的直径大1～2cm。

优选的，所述连接板的斜边与水平轴线的夹角为55°～65°。

优选的，所述钢筋为带肋的钢筋。

优选的，所述宽梯帽形连接装置还包括UHPC块，所述UHPC块均与连接板和钢筋黏结。

一种基于上述的一种宽梯帽形连接装置的制作方法，在钢板预留开孔定位线，按照定位线切割预留孔洞，将切割好的钢板冲压折弯成等腰梯形以形成连接板，将连接板的下端焊接与工字钢梁的翼缘板，采用扎丝将钢筋固定于连接板，浇筑UHPC完成宽梯帽形连接装置的制作。

本发明相对现有技术具有以下优点及有益效果：

1、本发明宽梯帽形连接装置，此连接装置采用钢板制成的等腰梯形连接板，增加连接板与混凝土的接触面积，可倒扣焊接在工字钢梁上，连接板设有开孔部，开孔部设有贯穿与连接板的横向钢筋，连接板形成更大体积的混凝土榫，极大的提升连接板的抗剪承载力。

2、本发明宽梯帽形连接装置，此连接装置的连接板与工字钢梁焊接后形成闭口的截面，采用等腰梯型的设计，连接板与工字钢梁焊接后形成的封闭截面使连接板具有更大刚度，能改善连接板的整体受力性能。

3、本发明宽梯帽形连接装置，此连接装置的连接板的矩形孔和椭圆形孔构造使钢筋沿着剪力方向有一定的活动空间，也便于浇筑混凝土时的振捣，既确保了钢筋的抗剪作用，又提升了连接板的延性。

4、本发明宽梯帽形连接装置，此连接装置的等腰梯形钢板与UHPC块结合使用，等腰梯形钢板的强大刚度和UHPC的优异抗压强度共同作用下，可将连接装置的抗剪和抗拔性能充分发挥。

5、本发明宽梯帽形连接装置的制作方法，便于在施工现场加工和灵活安装，提高施工效率，且采用制作的钢板成本低。

附图说明

图1是本发明的一种宽梯帽形连接装置的示意图一。

图2是本发明的一种宽梯帽形连接装置的示意图二。

图3是本发明的一种宽梯帽形连接装置的连接板开孔的示意图。

图4是本发明的一种宽梯帽形连接装置的侧视图。

其中，1为连接板，11为开孔部，111为椭圆形孔，112为矩形孔，2为钢筋，3为UHPC块，4为工字钢梁，41为翼缘板，R为斜边与水平轴线的夹角。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的发明目的作进一步详细地描述，实施例不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施例。

如图1至4所示，一种宽梯帽形连接装置，包括采用钢板制成的连接板1和钢筋2，所述连接板1的横截面呈等腰梯形，所述连接板1内设有内槽，此内槽用于浇筑混凝土，连接板1的横截面为等腰梯形符合浇筑混凝土的最大体积，且所述连接板1设有与内槽相通的开孔部11；所述开孔部11包括矩形孔112和椭圆形孔111，所述矩形孔112的两端分别与椭圆形孔111连通，椭圆形孔111用于放置钢筋2或绑扎钢筋2，矩形孔112和椭圆形孔111构造使钢筋2沿着剪力方向有一定的活动空间，也便于浇筑混凝土时的振捣，既确保了钢筋2的抗剪作用，又提升了连接板1的延性。矩形孔112作为内槽的向上开口，使混凝土能够流入到内槽，采用振动棒振捣混凝土，使内槽的混凝土更加结实，所述矩形孔112位于连接板1的顶部，所述椭圆形孔111位于连接板1的侧壁，所述钢筋2贯穿于相应的两个椭圆形孔111。采用开孔形式冲压形成等腰梯形的连接板1，可倒扣焊接在工字钢梁4上，开孔部11可布置横向钢筋2，配合形成的混凝土榫，能很好地提高了连接装置的抗剪和抗拔承载能力，与工字钢梁4焊接后形成的封闭截面使连接装置具有更大刚度，能改善连接装置的整体受力性能。

所述连接装置还包括工字钢梁4，所述连接板1的下端与工字钢梁4的翼缘板41焊接，工字钢梁4的翼缘板41与连接板1焊接，工字钢梁4可替换为钢箱梁和钢桁梁，连接板1与工字钢梁4焊接后形成闭口的截面，增强连接装置的抗剪刚度，采用等腰梯形的设计，增加连接板1与混凝土的接触面积，使连接板1形成更大体积的混凝土榫，极大的提升连接板1的抗剪承载力。

所述连接装置还包括扎丝，所述钢筋2通过扎丝与连接板1固定连接。扎丝将钢筋2固定于开孔部11，当内槽内浇筑混凝土时，采用扎丝可以避免振动棒振捣混凝土不会将钢筋2振捣移位，使钢筋2与连接板1的整体结构更加稳定。

所述矩形孔112的宽度比钢筋2的直径大1～2cm。便于施工人员放置钢筋2，加快施工进度，同时还能让混凝土的碎石进入到内槽内，使内槽内的混凝土强度与内槽外的混凝土强度保持一致，增加连接装置的抗压强度。

所述连接板1的斜边与水平轴线的夹角R为55°～65°。此实施例中连接板1的斜边与水平轴线的夹角R为60°，采用60°使连接板1的内槽能够装入更多的混凝土，使连接板1的横截面的四周更加均等，从而增加连接板1横向的抗压能力。

所述钢筋2为带肋的钢筋2。带肋的钢筋2可以增大钢筋2与混凝土之间的摩擦力，当连接板1浇筑混凝土后，连接板1的横向抗剪能力得到加强。

所述连接装置还包括UHPC(超高性能混凝土)块3，UHPC堪称耐久性最好的工程材料，适当配筋的UHPC力学性能接近刚结构，同时UHPC具有优良的耐磨、抗爆性能，因此，UHPC特别适合用于大跨径桥梁、抗爆结构和薄壁结构，所述UHPC均与连接板1和钢筋黏结。等腰梯形钢板的强大刚度和UHPC的优异抗压强度共同作用，可将连接板1的抗剪和抗拔性能充分发挥。

一种基于上述的一种宽梯帽形连接装置的制作方法，在钢板预留开孔定位线，按照定位线切割预留孔洞，将切割好的钢板冲压折弯成等腰梯形以形成连接板1，将连接板1的下端焊接与工字钢梁4的翼缘板41，采用扎丝将钢筋2固定于连接板1，浇筑UHPC完成混凝土榫的制作。

此连接装置的制作方法简单，连接板1与工字钢梁4焊接也便于在施工现场灵活安装，便于在施工现场加工，无需预制定做，同时加快施工的进度，节省制作成本。

上述具体实施方式为本发明的优选实施例，并不能对本发明进行限定，其他的任何未背离本发明的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。