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縱向不抗剪螺桿式抗拔連接件及其施工方法

01. 成果簡介在鋼-混凝土連續(xù)組合梁橋以及鋼-混凝土組合框架，其中采用的鋼混凝土組合梁均由鋼梁和混凝土板組成，兩者通常采用栓釘連接件相連。栓釘連接件的主要作用包括：(1)抗剪：承擔(dān)鋼梁與混凝土板之間的界面縱向剪力，限制兩者之間的界面縱向自由滑動，從而保證鋼梁與混凝土板協(xié)同變形、共同工作，充分發(fā)揮組合作用，提高截面剛度和承載能力；(2)抗拔：抵抗混凝土板因整體縱向彎曲以及局部橫向彎曲導(dǎo)致的豎向分離和掀起。鋼-混凝土連續(xù)組合梁橋以及鋼-混凝土組合框架結(jié)構(gòu)目前尚缺少一種用于負(fù)彎矩區(qū)只抗拔但縱向不抗剪的新型連接件，從而制約了這兩種結(jié)構(gòu)形式的推廣和應(yīng)用。本成果提出的縱向不抗剪螺桿式抗拔連接件（簡稱“抗拔不抗剪連接件”）及其施工方法于2012年提出，通過改進(jìn)普通栓釘連接件在鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)橋梁中的構(gòu)造方式，釋放鋼梁與混凝土板的組合作用，使得在負(fù)彎矩作用下，混凝土板不隨鋼梁發(fā)生變形，從而降低了混凝土板拉應(yīng)力水平，防止了混凝土板的開裂，提升了橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性能。該連接件用于連接鋼梁和混凝土板，連接件包括螺桿和螺帽，螺桿與螺帽通過螺紋機械連接，螺桿周圍外包彈性材料管，并焊接于鋼梁的上翼緣板上，若鋼梁和混凝土相對滑移量需求較大，可進(jìn)一步在螺帽周圍外包彈性材料管。在鋼-混凝土連續(xù)組合梁橋以及鋼-混凝土組合框架結(jié)構(gòu)的負(fù)彎矩區(qū)采用該連接件，能有效減小負(fù)彎矩區(qū)混凝土板的拉應(yīng)力，提高混凝土板的縱向預(yù)應(yīng)力導(dǎo)入度，改善混凝土板的長期性能和耐久性，同時該連接件具有可靠的抗拔能力，能抵抗混凝土板相對于鋼梁的掀起作用。抗拔不抗剪連接件屬于一種橋梁結(jié)構(gòu)建設(shè)領(lǐng)域的混凝土防開裂技術(shù)，相比于傳統(tǒng)的混凝土防開裂技術(shù)（例如預(yù)應(yīng)力技術(shù)、強配筋技術(shù)、非張拉預(yù)應(yīng)力技術(shù)等），該技術(shù)無復(fù)雜的工藝流程，施工速度快，構(gòu)造簡單，材料成本更低，因此具有非常廣闊的應(yīng)用前景和良好的經(jīng)濟效益。抗拔不抗剪連接件目前在國內(nèi)部分鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)橋梁中得到了應(yīng)用，實踐表明，采用該連接件的橋梁結(jié)構(gòu)的混凝土板未發(fā)生開裂現(xiàn)象，運營良好，且建造成本更低。目前，鋼混組合結(jié)構(gòu)橋梁在全國的應(yīng)用不斷增加，這種防開裂技術(shù)將會得到更多的認(rèn)可。02. 應(yīng)用前景可用于橋梁結(jié)構(gòu)和建筑結(jié)構(gòu)，特別是鋼-混凝土連續(xù)組合梁橋以及鋼-混凝土組合框架結(jié)構(gòu)負(fù)彎矩區(qū)的連接件。 03. 知識產(chǎn)權(quán) 成果涉及1項授權(quán)專利。 04. 團隊介紹團隊負(fù)責(zé)人現(xiàn)任清華大學(xué)土木工程安全與耐久教育部重點實驗室主任、清華大學(xué)未來城鎮(zhèn)與基礎(chǔ)設(shè)施研究院院長。長期從事鋼－混凝土組合結(jié)構(gòu)的研究與推廣應(yīng)用工作，研發(fā)了一系列組合結(jié)構(gòu)新形式和新技術(shù)，發(fā)展了組合結(jié)構(gòu)設(shè)計計算理論和設(shè)計方法，解決了建筑、橋梁、特殊結(jié)構(gòu)和加固改造等領(lǐng)域的諸多難題，拓寬了組合結(jié)構(gòu)的工程應(yīng)用領(lǐng)域。獲中國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會首屆鋼結(jié)構(gòu)杰出人才獎、光華工程科技獎、何梁何利科技進(jìn)步獎。以第一完成人獲國家技術(shù)發(fā)明一等獎、國家科技進(jìn)步獎(創(chuàng)新團隊)、國家科技進(jìn)步二等獎各1項。 05. 合作方式技術(shù)許可。 06. 聯(lián)系方式電話：18811351491 郵箱：zhuangld12@126.com, zhysh@tsinghua.edu.cn

清華大學(xué) 2021-04-13

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