本發(fā)明涉及一種波形鋼腹板組合箱梁橋建設領域，具體涉及一種用來連接波形鋼腹板下翼緣與箱梁混凝土底板的，一種組合型波形鋼腹板底板剪力連接鍵及施工方法。

背景技術：

波形鋼腹板鋼筋混凝土組合箱梁結構是目前我國正在大力推廣的一種鋼-混凝土組合結構，其主要特點是由強度較高的波形鋼材代替了傳統(tǒng)混凝土箱梁的腹板，波型鋼腹板和頂?shù)装逯g通過剪力鍵連接。由于波形鋼腹板具有自重輕、抗剪強度高、可工廠預制等特點，因此大大降低了結構自重、結構受力更加合理，提高了橋梁跨徑、避免了傳統(tǒng)混凝土箱梁腹板開裂問題。

剪力連接鍵是波形鋼腹板箱梁中最重要的部位。波形鋼腹板由于其“手風琴效應”，承擔了大部分豎向剪力，而箱梁頂?shù)装鍎t承擔彎壓力。兩種材料是否能夠很好的連接為一體，共同抵抗外加荷載作用，必須依靠剪力連接鍵的作用。目前，國內外波形鋼腹板箱梁較常采用的剪力鍵連接方式主要有兩種：埋入型剪力鍵和翼緣型剪力鍵。

嵌入型剪力鍵是在頂?shù)装寤炷潦┕で皩⒉ㄐ武摳拱孱A先埋入到頂?shù)装鍍?，待混凝土澆筑完成后，從而使波形鋼腹板與頂?shù)装暹B接成整體。此種剪力鍵的優(yōu)點是構造簡單、施工最為經(jīng)濟，但缺點是剪力鍵連接較為薄弱、整體工作性能較差。

翼緣型剪力鍵是將波形鋼腹板上下緣焊接鋼板形成翼緣板，然后在鋼翼緣板上焊接不同類型鋼材的一種剪力鍵形式，與嵌入型剪力鍵相比其整體受力性能得到了提高，特別是翼緣板下焊接開口鋼板的PBL剪力鍵，是目前國內最常采用的剪力鍵連接形式。但是大量工程實踐發(fā)現(xiàn)，此種剪力鍵形式用于箱梁底板施工時，由于翼緣板位于剪力鍵頂部，底板立模后，由于下翼緣鋼板的阻擋，混凝土澆筑、振搗困難，由于混凝土自重導致鋼混連接處不密實，嚴重影響了結構耐久性。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服上述嵌入型和翼緣型剪力鍵的不足，提供一種承載能力大、整體受力性能好、施工方便、加工制造簡單、結構受力合理的嵌入翼緣組合型波形鋼腹板底板剪力鍵構造及施工方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

一種組合型波形鋼腹板底板剪力連接鍵，包括波形鋼腹板、下翼緣鋼板、腹板開孔鋼板、翼緣板帶狀開孔鋼板和剪力鍵構造鋼筋；所述的下翼緣鋼板沿順橋向水平焊接在波形鋼腹板底部；波形鋼腹板每個波折段均焊接有與其豎直面垂直的腹板開孔鋼板，且所述腹板開孔鋼板與下翼緣鋼板平行；腹板開孔鋼板的孔洞軸線與下翼緣鋼板垂直；下翼緣鋼板頂面沿結構順橋向通長焊接有與其垂直的翼緣板帶狀開孔鋼板，翼緣板帶狀開孔鋼板的空洞軸線與波形鋼腹板垂直；剪力鍵構造鋼筋分為豎向構造鋼筋、水平構造鋼筋、順橋向構造鋼筋，所述的豎向構造鋼筋穿過腹板開孔鋼板的孔洞連接到下翼緣鋼板上；所述的水平構造鋼筋水平穿過翼緣板帶狀開孔鋼板的孔洞連接到波形鋼腹板，并且豎向構造鋼筋、水平構造鋼筋在同一斷面相交處搭接焊接，順橋向構造鋼筋通長與豎向、水平構造鋼筋焊接成整體，其目的是保證箱梁底板混凝土澆筑過程中剪力鍵構造鋼筋的整體性，同時保證混凝土澆筑后剪力鍵與底板的整體工作性能。

進一步的，所述的波形鋼腹板垂直嵌入到箱梁底板內，并到達箱梁底板底面。

進一步的，所述的下翼緣鋼板位于波形鋼腹板底部，與波形鋼腹板垂直焊接，其目的是保證剪力鍵的抗拔性能，且不影響混凝土澆筑施工。

進一步的，所述的下翼緣鋼板寬度不超過混凝土底板的寬度。

進一步的，所述的腹板開孔鋼板位于波形鋼腹板內側，其孔洞直徑略大于豎向構造鋼筋直徑。腹板開孔鋼板其作用一方面可增加鋼腹板與混凝土的整體性，同時輔助定位剪力鍵構造鋼筋。

進一步的，所述的翼緣板帶狀開孔鋼板也位于波形鋼腹板內側，其位置位于內側下翼緣板寬度中心位置附近，其作用與腹板開孔鋼板相同。

進一步的，所述的同一斷面剪力鍵豎向、水平構造鋼筋垂直搭接焊接，并與剪力鍵順橋向構造鋼筋焊接形成整體鋼筋骨架。

利用所述的一種組合型波形鋼腹板底板剪力連接鍵施工方法，包括以下幾個步驟：

步驟1：根據(jù)箱梁底板設計尺寸要求，加工波形鋼腹板、下翼緣鋼板、腹板開孔鋼板、翼緣板帶狀開孔鋼板。

步驟2：按照設計要求將上述部件焊接成整體，并檢查驗收。

即下翼緣鋼板沿順橋向水平焊接在波形鋼腹板底部；波形鋼腹板每個波折段均焊接有腹板開孔鋼板，所述腹板開孔鋼板與波形鋼腹板垂直且與下翼緣鋼板平行；腹板開孔鋼板的孔洞軸線與下翼緣鋼板垂直；下翼緣鋼板頂面沿結構順橋向通長焊接有與其垂直的翼緣板帶狀開孔鋼板，翼緣板帶狀開孔鋼板的空洞軸線與波形鋼腹板垂直；

步驟3：將步驟2組裝好的鋼構件運至施工現(xiàn)場，箱梁底板立模后，測量放樣波形鋼腹板的軸線位置。

步驟4：吊裝波形鋼腹板至預定軸線位置，復測波形鋼腹板空間坐標，并配合手動葫蘆微調至設計位置后，將本節(jié)段安裝的波形鋼腹板與前一節(jié)段的波形鋼腹板通過螺栓連接成整體，并焊接上節(jié)段與本節(jié)段腹板底部的下翼緣鋼板。

步驟5：按照設計要求長度，加工剪力鍵構造鋼筋。

步驟6：將位于同一斷面位置，穿過腹板開孔鋼板、翼緣板帶狀開孔鋼板孔洞的剪力鍵構造鋼筋進行垂直搭接焊接。

步驟7：將順橋向通長鋼筋順橋向穿入底板，與剪力鍵水平構造鋼筋、部分豎直構造鋼筋焊接形成整體。

步驟8：澆筑底板混凝土，并振搗養(yǎng)護，完成本節(jié)段箱梁底板與剪力鍵連接施工。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

1、本發(fā)明所述組合型波形鋼腹板底板剪力連接鍵，下翼緣鋼板位于底板底面，剪力鍵翼緣板不阻礙底板混凝土澆筑、振搗施工，保證了剪力鍵與混凝土結合面的澆筑質量，提高了剪力鍵抗拉拔性能。

2、本發(fā)明所述開孔鋼板一方面可進一步增加剪力鍵與混凝土的連接性能，同時還可以輔助定位剪力鍵構造鋼筋，減小了鋼筋定位難度。

3、本發(fā)明所述剪力鍵構造鋼筋全部為直筋，加工方便且易于安裝，通過焊接可使全部剪力鍵構造鋼筋形成鋼筋骨架，保證了混凝土澆筑過程中剪力鍵構造鋼筋的整體性，同時進一步加強了混凝土澆筑后剪力鍵與底板的整體工作性能。

4、本發(fā)明所述剪力鍵整體受力性能好、承載能力大、施工方便、加工制造簡單，大大節(jié)約了施工時間及施工成本，提高了施工的經(jīng)濟效益。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1傳統(tǒng)嵌入型波形鋼腹板剪力鍵典型示意圖；

圖2傳統(tǒng)翼緣板型波形鋼腹板剪力鍵典型示意圖；

圖3本發(fā)明組合型波形鋼腹板底板剪力連接鍵立面示意圖；

圖4本發(fā)明組合型波形鋼腹板底板剪力連接鍵平面示意圖；

圖中：101波形鋼腹板、102貫通鋼筋、103連接鋼筋、104混凝土底板；

201下翼緣鋼板、202翼緣板帶狀鋼板、203鋼混連接處；

301腹板開孔鋼板、302剪力鍵豎向構造鋼筋、303剪力鍵橫向構造鋼筋、304剪力鍵順橋向構造鋼筋、305焊接位置；

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

結合圖1所示，傳統(tǒng)嵌入型剪力連接鍵主要由波形鋼腹板101、貫通鋼筋102、連接鋼筋103組成。由于波形鋼腹板101整體嵌入，底部通過貫通鋼筋102與混凝土底板104連接，因此整體連接及受力性能較差。

結合圖2所示，傳統(tǒng)翼緣型型剪力鍵主要由波形鋼腹板101、下翼緣鋼板201、帶狀鋼板202、貫通鋼筋102組成。由于底板施工時，下翼緣鋼板201位于剪力鍵頂部，底板立模后，由于下翼緣鋼板201的阻擋，混凝土澆筑、振搗困難，由于混凝土自重導致鋼混連接處203不密實。

本發(fā)明一種組合型波形鋼腹板底板剪力連接鍵，主要由波形鋼腹板101、下翼緣鋼板201、腹板開孔鋼板301、翼緣板帶狀開孔鋼板202、剪力鍵豎向構造鋼筋302、剪力鍵橫向構造鋼筋303、剪力鍵順橋向構造鋼筋304組成。

結合圖3、圖4所示，下翼緣鋼板沿波形鋼腹板101長度方向(即前面所描述的順橋向)水平焊接在波形鋼腹板101底部；波形鋼腹板101每個波折段均焊接腹板開孔鋼板301，且所述腹板開孔鋼板301與波形鋼腹板101垂直，與下翼緣鋼板平行，開孔方向正對下翼緣鋼板201(即：腹板開孔鋼板的孔洞軸線與下翼緣鋼板垂直)；下翼緣鋼板201頂面沿結構順橋向通長焊接翼緣板帶狀開孔鋼板202，且所述翼緣板帶狀開孔鋼板202與下翼緣鋼板201垂直，開孔方向正對波形鋼腹板101(即：翼緣板帶狀開孔鋼板的空洞軸線與波形鋼腹板垂直)；剪力鍵構造鋼筋分為豎向構造鋼筋302、橫向構造鋼筋303、順橋向構造鋼筋304，所述的豎向、水平構造鋼筋分別穿過鋼腹板、翼緣板開孔鋼板孔洞(所述的豎向構造鋼筋穿過腹板開孔鋼板的孔洞連接到下翼緣鋼板上；所述的水平構造鋼筋水平穿過翼緣板帶狀開孔鋼板的孔洞連接到波形鋼腹板)，并在剪力鍵底部相交處搭接焊接305，順橋向構造鋼筋304通長與水平構造鋼筋、部分豎向構造鋼筋焊接成整體，其目的是保證底板混凝土澆筑過程中剪力鍵構造鋼筋的整體性，同時保證混凝土澆筑后剪力鍵與底板的整體工作性能。

上述結構中所述波形鋼腹板下翼緣鋼混結合部構造，

進一步的，所述的波形鋼腹板101垂直嵌入到混凝土底板104內，并到達箱梁混凝土底板104底面。

進一步的，所述的下翼緣鋼板201位于波形鋼腹板101底部，與波形鋼腹板101垂直焊接。

進一步的，所述的下翼緣鋼板201寬度不超過混凝土底板。

進一步的，所述的腹板開孔鋼板301位于波形鋼腹板101內側，其孔洞直徑略大于剪力鍵構造鋼筋直徑。

進一步的，所述的下翼緣板帶狀鋼板202同樣位于波形鋼腹板101內側，其位置位于內側下翼緣板寬度中心位置附近。

進一步的，所述的同一斷面剪力鍵豎向、水平構造鋼筋垂直搭接焊接305，并與剪力鍵順橋向構造鋼筋304焊接形成整體鋼筋骨架。

進一步的，所述的腹板開孔鋼板301為一個矩形結構，焊接時，其一個邊與形鋼腹板101的波折段平行，多個腹板開孔鋼板301焊接完成后，形成與波形鋼腹板101的波紋形狀一致的波紋狀。利用所述的一種組合型波形鋼腹板底板剪力連接鍵施工方法，包括以下幾個步驟：

步驟1：根據(jù)底板設計尺寸要求，在工廠加工波形鋼腹板101、下翼緣鋼板201、、腹板開孔鋼板301、翼緣板帶狀鋼板202。

步驟2：按照設計要求將上述部件焊接成整體，并檢查驗收。

步驟3：將鋼構件運至施工現(xiàn)場，箱梁底板立模后，測量放樣波形鋼腹板101軸線位置。

步驟4：吊裝波形鋼腹板101至預定軸線位置，復測波形鋼腹板101空間坐標，并配合手動葫蘆微調至設計位置后，將本節(jié)段安裝的波形鋼腹板與前一節(jié)段的波形鋼腹板通過螺栓連接成整體，并焊接連接上節(jié)段與本節(jié)段腹板底部的下翼緣板。

步驟5：按照設計要求長度，加工剪力鍵構造鋼筋。

步驟6：將按設計尺寸加工好的豎向及橫向構造鋼筋分別穿過腹板開孔鋼301板、翼緣板帶狀鋼板302孔洞，并將位于同一斷面位置的豎向及橫向構造鋼筋垂直搭接焊接305。

步驟7：將順橋向構造鋼筋穿入底板，與剪力鍵水平構造鋼筋303、部分豎直構造鋼筋302焊接形成整體。

步驟8：澆筑底板混凝土，并振搗養(yǎng)護，完成本節(jié)段箱梁底板與剪力鍵連接施工。

上述雖然結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式進行了描述，但并非對本發(fā)明保護范圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本發(fā)明的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護范圍以內。