钢—混凝土组合梁中剪力钉的布置原则及单钉承载力的确定

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钢箱梁桥面轻质混凝土剪力钉铺装方案有限元分析及参数确定

钢箱梁桥面轻质混凝土剪力钉铺装方案有限元分析及参数确定万尧方;付军;向念;杨炎卿;刘卫东;叶梦君【摘要】The mechanical response of lightweight concrete multiple shear rivet pavement on the steel box girder bridge deck under wheel loadingare analyzed by finite element method.Besides,the effects of various distance,diameter,height of shear rivet to pavement,are researched as well as the effects of thickness of lightweight concrete.Then some recommended parameters are put forward for the paving proj ect.%针对钢箱梁桥面的轻质混凝土剪力钉铺装方案，采用三维有限元模型分析车轮荷载下桥面铺装层的力学响应，研究剪力钉间距、直径、高度和轻质混凝土厚度对铺装层控制力学指标的影响，并在此基础上提出了轻质混凝土剪力钉铺装方案的建议设计参数。

【期刊名称】《交通科技》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】4页(P1-4)【关键词】钢箱梁;桥面铺装;轻质混凝土;剪力钉;有限元分析【作者】万尧方;付军;向念;杨炎卿;刘卫东;叶梦君【作者单位】宜昌市中路建设开发有限公司宜都 443000; 武汉理工大学交通学院武汉 430063;武汉理工大学交通学院武汉 430063;宜都市公路管理局宜都443000;宜昌市中路建设开发有限公司宜都 443000;宜昌市虹源公路工程咨询监理有限责任公司宜昌 443000;宜昌市虹源公路工程咨询监理有限责任公司宜昌443000【正文语种】中文当前国内外钢箱梁桥面铺装主要分为单层环氧沥青混凝土、单层浇注式沥青混合料、下层浇注式上层环氧沥青、双层SMA等[1]，由于钢箱梁桥本身结构的特殊性及其所处环境的恶劣性，其桥面铺装问题一直是个世界性难题。

浅析钢-混组合结构剪力钉性能研究现状

浅析钢 -混组合结构剪力钉性能研究现状摘要：本文针对钢-混组合结构剪力钉的性能进展进行了简要分析。

总结了国内外学者对剪力钉在静力荷载下的多参数分析成果；分析了剪力钉疲劳性能研究现状并讨论了疲劳寿命的计算方法，进一步探究了新型布置形式群钉连接件受力特点。

1.概述为加快公路建设的进一步升级，钢桥梁因其独特的性能优势已大量应用于工程建设，其中钢-混组合结构于房屋建筑及桥梁工程领域较为广泛。

针对钢-混组合结构的研究可追溯到20世纪初，直在1926年，在钢与混凝土之间嵌入剪力连接件将两者结合标志着钢-混组合结构的诞生[1]。

为防止混凝土板相对钢结构的滑移和掀起，主要有四种剪力连接件类型[2]，剪力钉、开孔板、型钢块和锚固变筋，其中剪力钉因其经济优势和结构上的能显著改善钢-混凝土组合构件的界面粘结性能和变形协调能力，在实际工程应用已有50余年。

本文通过查阅整理国内外大量文献，以钢-混组合结构剪力钉力学性能研究为基础，浅析剪力钉静力性能、疲劳性能的研究现状及不足。

2.静力性能剪力钉的静力性能分析主要可分为三个主要部分：强度、刚度和延展性。

通过国内外学者的大量试验研究，得出剪力钉静力性能受多个参数的影响，主要影响因素：杆柄直径、螺柱高度及抗拉强度、混凝土抗压强度及弹性模量、混凝土浇筑方向等[3]。

近年来，超高性能混凝土（Ultrahigh-performanceconcrete ,UHPC）因其优越的力学性能（高强度、高弹模）广泛用于工程建设中[4]。

未探究薄UHPC板桥面栓钉剪力连接器的结构性能和有效性，结果表明UHPC中栓钉剪力连接件的静力强度仅受螺柱直径和螺柱材料的极限强度影响，而不受周围的混凝土强度影响，并得出实际的抗剪承载力远大于规范计算[5]。

随着剪力钉的大规模运用，也出现了较多问题，为达到较高的抗剪承载力需焊接大量的螺柱，时间成本、安全风险增加且其难以移除混凝土板，对钢梁造成一定的损伤。

因此，为了避免上述问题并保证均匀分布，采用大直径剪力钉无疑是最佳选择。

钢结构中栓钉的要求

钢结构中栓钉的要求一、栓钉的作用栓钉在钢梁钢柱与同混凝土之间，起组合连接作用。

因为钢板强度较高，利用钢材与混凝土的粘结力不足以共同工作。

虽然栓钉对于传递弯矩没有什么支配作用，但对于抗拉，由于栓钉受剪，能传递内力。

二、栓钉的规范要求《高规》第11.4.17条：抗震设计时，混合结构中的钢柱及型钢混凝土柱、钢管混凝土柱宜采用埋入式柱脚。

采用埋入式柱脚时（抗震设防区一般采用埋入式柱脚），在柱脚部位和柱脚向上延伸一层的范围内宜设置栓钉，其直径不宜小于19mm，其竖向及水平间距不宜大于200mm。

注：当有可靠依据时，可通过计算确定栓钉数量。

《高规》第11.4.2条：型钢混凝土悬臂梁自由端的纵向受力钢筋应设置专门的锚固件，型钢梁的上翼缘宜设置栓钉；型钢混凝土转换梁在型钢上翼缘宜设置栓钉。

栓钉的最大间距不宜大于200mm，栓钉的最小间距沿梁轴线方向不应小于6倍的栓钉杆直径，垂直梁方向的间距不应小于4倍的栓钉杆直径，且栓钉中心至型钢板件边缘的距离不应小于50mm。

栓钉顶面的混凝土保护层厚度不应小于15mm。

《组合规范》第13.5条：压型钢板端部支座处宜采用栓钉与钢梁或预埋件固定，栓钉应设置在支座的压型钢板凹槽处，每槽不应少于1个，并应穿透压型钢板与钢梁焊牢，栓钉中心到压型钢板自由边距离不应小于2倍栓钉直径。

栓钉直径可根据楼板跨度按下表采用。

《组合规范》第4.4.5条：抗剪栓钉的直径规格宜选用19mm和22mm，其长度不宜小于4倍栓钉直径，水平和竖向间距不宜小于6倍栓钉直径且不宜大于200mm。

栓钉中心至型钢翼缘边缘距离不应小于50mm，栓钉顶面的混凝土保护层厚度不宜小于15mm。

《组合规范》第10.2.6条：钢板混凝土剪力墙的钢板两侧和端部型钢翼缘应设置栓钉，栓钉直径不宜小于16mm，间距不宜大于300mm。

三、总结设置部位：型钢混凝土柱：柱脚、过渡区应设置栓钉，房屋的底层、顶层以及型钢混凝土梁与钢筋混凝土交接层宜设置栓钉；牛腿上下翼缘板设置栓钉。

组合结构构造要求

1组合结构构造要求1.1栓钉的设置栓钉是组合结构中常见的抗剪连接件，用于抵抗钢材与混凝土交界面的剪力。

根据规范及图集规定一般下列位置需设置栓钉。

抗剪栓钉的直径规格宜选用19mm和22mm，其长度不宜小于4倍栓钉直径，水平和竖向间距不宜小于6倍栓钉直径且不宜大于200mm。

栓钉中心至型钢翼缘边缘不应小于50mm，栓钉顶面的混凝土保护层厚度不宜小于15mm。

1.1.1型钢混凝土梁栓钉设置要求对于配置实腹式型钢的托墙转换梁、托柱转换梁、悬臂梁和大跨度框架梁等主要承受竖向重力荷载的梁，型钢上翼缘应设置栓钉。

（组规5.5.14）剪力墙洞口连梁中配置的型钢或钢板，其高度不宜小于0.7倍连梁高度，型钢或钢板应伸入洞口边，其伸入墙体长度不应小于2倍型钢或钢板高度；型钢腹板及钢板两侧应设置栓钉。

（组规9.2.11）当框架柱一侧为型钢混凝土梁，另一侧为钢筋混凝土梁时，型钢混凝土梁中的型钢，宜延伸至钢筋混凝土梁1/4跨度处，且在伸长段型钢上、下翼缘设置栓钉。

栓钉直径不宜小于19mm，间距不宜大于200mm，且在梁端至伸长段外2倍梁高范围内，箍筋应加密。

（组规14.4.1）型钢混凝土悬臂梁自由端的纵向受力钢筋应设置专门的锚固件，型钢梁的上翼缘宜设置栓钉；型钢混凝土转换梁在型钢上翼缘宜设置栓钉。

栓钉顶面的混凝土保护层厚度不应小于15mm。

（组规14.4.2）1.1.2型钢混凝土柱栓钉设置要求各种结构体系中的型钢混凝土柱，宜在下列部位设置抗剪栓钉：1）埋入式柱脚型钢翼缘埋入部分及其上一层柱全高；2）非埋入式柱脚上部第一层的型钢翼缘和腹板部位；3）结构类型转换所设置的过渡层及其相邻层全高范围的翼缘部位；4）结构体系中设置的腰桁架层和伸臂桁架加强层及其相邻楼层柱全高范围的翼缘部位；5）梁柱节点区上、下各2倍型钢截面高度范围的型钢柱翼缘部位；6）受力复杂的节点、承受较大外加竖向荷载或附加弯矩的节点区，在节点上、下各1/3柱高范围的型钢柱翼缘部位；7）框支层及其上、下层的型钢柱全高范围的翼缘部位；8）各类体系中底层和顶层型钢柱全高范围的翼缘部位（组规14.7.1）在各种结构体系中，当结构下部楼层采用型钢混凝土柱，上部楼层采用钢筋混凝土柱时，在此两种结构类型间应设置结构过渡层，过渡层应符合下列规定：1）设计中确定某层柱由型钢混凝土柱改为钢筋混凝土柱时，下部型钢混凝土柱中的型钢应向上延伸一层或二层作为过渡层，过渡层柱的型钢截面可适当减小，纵向钢筋和箍筋配置应按钢筋混凝土柱计算，不考虑型钢作用；箍筋应沿柱全高加密；2）结构过渡层内的型钢翼缘应设置栓钉，栓钉的直径不应小于19mm，栓钉的水平及竖向间距不宜大于200mm，栓钉至型钢钢板边缘距离不宜小于50mm。

剪力钉集束式与均布式布置下钢-混组合梁桥受力分析

ＵＭｕ．ｙｕ。ＷＡＮＪｉｅ，ＺＨＡＮＧＱｉａｎｇ
（１．ＨｕｂｅｉＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＲｏａｄｗａｙＢｉｒｄｇｅ＆ＳｔｒｕｃｔｕｒｅＥｎｇｉｎｅｅｉｒｎｇ，ＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，
剪力钉集束式与均布式布置下钢一混组合梁桥受力分析
刘沐宇，万杰，张强
（１．武汉理工大学道路桥梁与结构工程湖北省重点实验室，湖北武汉４３００７０；
２．中铁大桥勘测设计院集团有限公司，湖北
摘
武汉４３００５０）
要：本文针对港珠澳大桥６× ８５ｍ组合连续梁桥开展受力性能分析，采用Ｂｅａｍ１８８梁单元模拟剪力钉、Ｓｏ１．
ｉｄ４５实体单元模拟混凝土桥面板、Ｓｈｅｌｌ１６３壳单元模拟钢箱梁，在最不利边跨建立了精细的空间有限元模型（按剪力钉的实际数量建立梁单元），采用生死单元法模拟港珠澳大桥的实际施工过程，即大节段整体吊装、简
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｃａｒｒｉｅｓｏｕｔｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｎａｌｙｓｉｓａｇａｉｎｓｔｔｈｅ６ ×８５ｍｃｏｍｐｏｓｉｔｅｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｂｅａｍｂｉｄｒｇｅｏｆｔｈｅＨｏｎｇｋｏｎｇ — Ｚｈｕｈａｉ－ＭａｃａｕＢｒｉｄｇｅ．Ｂｅａｍ１８８ｂｅａｍｅｌｅｍｅｎｔｉｓｕｓｅｄｔｏｓｉｍｕｌａｔｅｓｈｅａｒｓｔｕｄｓ．Ｓｏｌｉｄ４５ｓｏｌｉｄｅｌｅｍｅｎｔｉＳｕｓｅｄｔｏｓｉｍｕｌａｔｅｃｏｎｃｒｅｔｅｂｒｉｄｇｅｄｅｃｋ，ａｎｄＳｈｅｌｌ１６３ｓｈｅｌｌｅｌｅｍｅｎｔｉＳｕｓｅｄｔｏｓｉｍｕｌａｔｅｓｔｅｅｌｂｏｘｇｉｒｄｅｒ．Ｔｈｅｆｉｎｅｓｐａｔｉａｌｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｓａｒｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｉｎｔｈｅｍｏｓｔｕｎｆａｖｏｒａｂｌｅｓｉｄｅｓｐａｎ．ａｎｄｂｅａｍｅｌｅｍｅｎｔｓａｒｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｉｎｔｈｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｓａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅａｃｔｕａｌｎｕｍｂｅｒｏｆｔｈｅｓｈｅａｒｓｔｕｄｓ．ＬｉｆｅａｎｄｄｅａｔｈｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｉＳｕｓｅｄｔｏｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅａｃｔｕａｌｃｏｎｓｔｕｃｒｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔｈｅＨｏｎｇｋｏｎｇ — Ｚｈｕｈａｉ－ＭａｃａｕＢｒｉｄｇｅ，ｔｈａｔｉｓｌａｒｇｅｓｅｇｍｅｎｔｉｎｔｅｇｒａｌｌｉｆｔｉｎｇ，ｃｏｎｖｅｒｔｉｎｇｓｉｍｐｌｙ — ｓｕｐｐｏｔｒｉｎｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ，ｆｕｌｃｕｍｒｌｉｆｔｉｎｇ — ｕｐａｎｄｆａｌｌｂａｃｋｉｎｇ，ｆｕｌｃｕｍｒｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄｔｅｎｓｉｏｎａｎｄｓｅｃｏｎｄａｒｙｄｅａｄｌｏａｄ．Ｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｅｆｏｒｍａｒｎｃｅｏｆｔｈｅｓｔｅｅ１．ｃｏｎｃｒｅｔｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｂｅａｍｂｉｄｒｇｅａｎｄｔｈｅｆｏｒｃｅｓｔａｔｕｓｏｆｓｈｅａｒｓｔｕｄｓａｒｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｔｗｏｋｉｎｄｓｏｆａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔｏｆｃｌｕｓｔｅｒｄｉｓｔｉｂｒｕｔｉｏｎａｎｄｕｎｉｏｔｆｉｎｄｉｓｔｌｂｉｕｔｉｏｎｏｆｓｈｅａｒｓｔｕｄｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔ：ｔｈｅｄｅｌｅｆｃｔｉｏｎｏｆｃｏｍｐｏｓｉｔｅｂｅａｍ，ｔｈｅｓｔｒｅｓｓｏｆｃｏｎｃｒｅｔｅｂｉｄｒｇｅａｎｄｓｔｅｅｌｂｏｘｇｉｒｄｅｒａｒｅｂａｓｉｃａｌｌｙｔｈｅｓａｍｅ；ｕｎｄｅｒｔｈｅｃｏｍｂｉｎｅｄｌｏａｄｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｓｈｅａｒｆｏｒｃｅｏｆｓｈｅａｒｓｔｕｄｓｕｎｄｅｒｃｌｕｓｔｅｒｄｉｓｔｉｂｒｕｔｉｏｎａｎｄｕｎｉｏｒｆｎ＇ｌｄｉｓｔｌｂｉｕｔｉｏｎａｒｅ５４．４９ｋＮａｎｄ６７．９８ｋＮ，ａｎｄｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｐｕｌｌｉｎｇｆｏｒｃｅｒｅａ４５．４４ｋＮａｎｄ４３．６７ｋＮ，ｗｈｉｃｈｍｅｅｔｔｈｅｎｏｒｍａｌｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓａｎｄｐｒｏｖｉｄｅ

钢-混凝土组合结构的设计与应用

钢-混凝土组合结构的设计与应用钢-混凝土组合结构因其结合了钢材和混凝土两种材料的优点，在现代建筑工程中得到了广泛应用。

钢材具有高强度、轻质和良好的抗拉性能，而混凝土具有良好的抗压性能和耐久性。

钢-混凝土组合结构通过将钢材和混凝土合理结合，提高结构的整体性能和经济性。

本文将探讨钢-混凝土组合结构的设计原则、应用方法及其在实际工程中的应用。

首先，钢-混凝土组合结构的设计需要综合考虑钢材和混凝土的材料特性和受力特点。

常见的组合结构形式包括组合梁、组合柱和组合楼板等。

组合梁通过在钢梁上浇筑混凝土板，形成整体受力构件，提高结构的抗弯和抗剪能力；组合柱通过在钢管或型钢内浇筑混凝土，增强柱的承载能力和稳定性；组合楼板通过在钢梁和混凝土板之间设置剪力连接件，实现钢材和混凝土的共同受力，提高楼板的整体刚度和承载能力。

在组合结构的设计中，剪力连接件是确保钢材和混凝土共同受力的关键。

剪力连接件通过提供剪力传递路径，保证钢材和混凝土之间的协调变形和受力。

例如，常用的剪力连接件包括剪力钉、剪力键和栓钉等，这些连接件通过焊接或螺栓连接在钢梁和混凝土之间，提供可靠的剪力传递和受力性能。

在施工过程中，钢-混凝土组合结构的质量控制是确保结构性能和安全性的关键。

钢材和混凝土的施工质量直接关系到组合结构的整体性能和耐久性。

例如，钢材的制造和安装需要严格控制，以确保钢构件的尺寸精度和连接质量。

钢梁和钢柱的焊接和螺栓连接必须符合设计要求，确保接头的强度和稳定性。

混凝土的浇筑和养护质量对组合结构的性能也有重要影响。

通过采用高性能混凝土和科学的养护措施，可以提高混凝土的强度和耐久性，确保组合结构的长期稳定和安全。

在实际应用中，钢-混凝土组合结构已经在多个工程项目中取得了显著成效。

例如，上海的东方明珠广播电视塔通过采用钢-混凝土组合柱和组合梁结构，实现了建筑物的高强度和高稳定性，成为现代建筑工程的杰出代表；英国的伦敦塔桥通过采用组合梁和组合楼板结构，提高了桥梁的承载能力和耐久性，确保了桥梁的安全性和使用寿命。

装配式组合梁剪力钉抗剪刚度研究

装配式组合梁剪力钉抗剪刚度研究李成君;周志祥;黄雅意【摘要】根据装配式钢-混凝土组合梁桥道板快速安装的工程需求,提出水平布置的装配式剪力钉.为了研究装配式剪力钉的抗剪刚度问题,进行推出试验.为选定合适的抗剪刚度公式,论述了国内、外常规剪力钉抗剪刚度计算方法的适用性和优缺点,并根据试验结果对现有抗剪刚度计算公式进行了分类.分析两类试件的抗剪刚度,发现:与常规剪力钉相比,装配式剪力钉的抗剪刚度均较大,正常使用极限状态下二者的抗剪刚度相差最明显.最后引入剪力钉抗剪刚度退化率的概念,用以分析组合构件在荷载作用下不同阶段的抗剪刚度变化特性.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2016(016)006【总页数】5页(P228-232)【关键词】装配式组合梁;推出试验;剪力钉;抗剪刚度【作者】李成君;周志祥;黄雅意【作者单位】重庆交通大学土木工程学院,重庆400074;重庆交通大学土木工程学院,重庆400074;重庆交通大学土木工程学院,重庆400074【正文语种】中文【中图分类】U443.32015年10月22日收到国家自然科学基金(51308571)和交通运输部应用基础研究项目(2013 319 814 040)资助钢-混凝土组合梁中，抗剪连接件是钢和混凝土两种材料之间的纽带，使钢梁与混凝土板能变形协调，是钢梁和混凝土板共同工作的关键因素 [1]。

剪力钉隶属抗剪连接件中的柔性连接件，因其良好的抗剪能力，且焊接工艺标准化，广泛应用在组合梁桥中[2，3]。

为解决课题组承担的钢-混凝土简支组合梁预制桥道板快速安装问题，拟定了装配式组合梁的施工方案，将预先焊好的剪力钉预埋在混凝土内，形成带剪力钉的预制混凝土桥道板，最后将预制板焊接在钢梁上翼缘，如图1所示。

现有组合梁中的常规剪力钉，其钉杆方向与钢梁上翼缘垂直，由图1可知，装配式预制混凝土桥道板中的剪力钉(此处称其为：“装配式剪力钉”)与常规剪力钉不同，钉杆平行于钢梁上翼缘。

剪力钉单钉连接件的抗剪承载力分析

中国科技信息２０１３年第２２期・ＣＨＩＮＡＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＮＦＯＲＭＡＴ工程科技
剪力钉单钉连接件的抗剪承载力分析
４结语
本文通过与已有的剪力钉推出试验进行有限元模拟分析，验证了有限元分析的正确性；对剪力钉单钉抗剪承载
通过对文献［１】中剪力钉单钉连接件的有限元分析，得出其抗剪承载力别如表ｌ所示。可以看出，有限元计算结果略小于试验实测结果，且其差值仅为３％，从而证明了本文有限元分析方法的合理性。
示。其中，剪力钉以及试件钢板采用实体单元ＳＯＬＩＤ１８５模拟，试件混凝土采用实体单元ＳＯＬＩＤ６５模拟。．
导致根据其承载力公式得出的计算值离散性较大。本文通过对各国规范及学者提出的关于单钉抗剪承载力的公式进行对比分析，以期得到合理的计算公式。
５３
图１剪力钉单钉试件有限元模型２．３有限元计算结果与试验结果对比
工程科技
中国科技信息２０１３年第２２期・ＣＨＩＮＡＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮＮｏｖ．２０１３
ｃｏｎｎｅｃｔｏｒｓｉｎｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔａｎｄｎｏｒｍａｌ－ｗｅｉｇｈｔｃｏｎｃｒｅｔｅ［Ｊ】．Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ

钢板_混凝土组合梁及组合抗弯加固中栓钉的性能及抗剪承载力研究

图 2 钢板混凝土组合抗弯加固梁构件详图
构件的主要参数如表 1 所示。表中 a 为剪跨段长度, t sp为底部钢板厚度, f spy 为钢板屈服强度, s 为栓钉间距。试验中采用的栓钉极限强度为 509N mm2。钢板与混凝土之间为自然界面, 未做特殊处理。
试验构件参数
表1
为了确定组合抗弯加固中栓钉的实际受力情况, 试验时在剪跨段内钢板底部沿轴向两个或几个栓钉之间布置应变片以量测特定截面上钢板的拉力, 从而间接得到栓钉在梁中受到的真实剪力。量测方案如图 3 所示。图中, 数字表示钢板应变量测的截面。由于栓钉间距及剪跨比等参数有变化, 故截面位置仅为示意。
( Department of Civil Engineering, Key Laboratory of Structural Engineering and V ibration of China Education Ministry, Tsinghua University, Beijing 100084, China) Abstract: The states of stress and ultimate shear resistance of stud shear connectors in steel plate concrete composite ( SPCC) beams and RC beams flexurally strengthened using SPCC technique were different from the studs in traditional steel concrete composite beams in hogging moment reg ion, so the design rules in current standards can not be used in SPCC beams. Eight large scale SPCC beams and ten RC beams flexurally strengthened using SPCC technique were tested. The axial strains of steel plate were measured in order to obtain the real behavior of studs in SPCC beams. The ultimate shear strength of studs is suggested according to test results. A design model is proposed based on the analysis of the state of stress of steel plate in SPCC beams. And the design method is verified by the test results. Keywords: steel plate concrete composite beams; strengthened using steel plate concrete composite technique; stud shear connectors; shear resistance

钢—高强混凝土组合梁中栓钉连接件的分析

钢—高强混凝土组合梁中栓钉连接件的分析在分析国内外钢—商品混凝土组合梁各种剪切连接件形式的基础上,着重阐述了钢—高强商品混凝土组合梁中栓钉连接件的受力性能和承载力计算方法,提出了有待完善的地方。

钢—商品混凝土组合梁是一种重要的横向承重组合构件,通过抗剪连接件将钢梁和商品混凝土板组合成整体共同受力,从而能够充分发挥钢材抗拉、商品混凝土抗压性能好的优点。

而抗剪连接件是将钢梁与商品混凝土板组合在一起共同工作的关键部件,起到了传递商品混凝土与钢梁之间纵向剪力的作用,同时还能抵抗使两者分离的掀起作用。

而高强商品混凝土在组合梁中的应用表明,抗剪连接件的设置显得尤为重要。

1 常见的剪力连接件的形式抗剪连接件的形式很多,一般按照变形能力可分为刚性连接件和柔性连接件两大类。

刚性连接件包括方钢、T 型钢、马蹄型钢、槽钢等连接件;而栓钉、弯筋、角钢、锚环、摩擦型高强螺栓等则属于柔性抗剪连接件。

刚性抗剪连接件通常用于不考虑剪力重分布的结构,后者则广泛应用于一般的房屋建筑及桥梁中。

2 栓钉连接件的受力性能2. 1 栓钉连接件工作机理栓钉在抵抗商品混凝土板与工字钢的相对滑移与掀起时,栓钉根部为拉—剪—弯复合受力形态,其受力状态类似于弹性地基梁。

栓钉受到根部传来的荷载与商品混凝土的被动反力,如同一根“地基梁”,外层商品混凝土因为一侧无横向约束,抗压强度较低,刚度较小,而另一侧商品混凝土受到周围商品混凝土的约束,抗压强度较高,刚度较大。

如图1 所示,随着荷载的增大,A 端商品混凝土首先进入塑性,塑性区由A 端向B 端扩展,滑移增加越来越快。

当栓钉截面达到极限强度或商品混凝土板不能承受栓钉传来的更大压力时,即达到极限承载力。

2. 2 栓钉连接件的破坏机理栓钉连接件在破坏时破坏形式通常有三种:1) 栓钉根部受剪受拉破坏。

钢—高强商品混凝土组合梁中通常栓钉相对于商品混凝土板较弱,即商品混凝土强度等级较高。

破坏呈一定的脆性,破坏时栓钉断口平整,根部下方小范围内的商品混凝土因栓钉挤压而被压成粉状。

钢-混凝土组合梁中的剪力连接件

钢 -混凝土组合梁中的剪力连接件摘要：抗剪连接件将钢构件与混凝土构件连接起来组成新型结构形式钢-混凝土组合梁。

组合梁中的构件共同工作，共同受力，协调变形，不仅可以充分发挥钢材抗拉强度高和延性好的优势，同时使混凝土抗压强度得到有效利用。

抗剪连接件同时承受剪切力和掀起力，是组合结构中最重要的部分。

文章主要介绍连接件的类型、特点、应用及相应的最新研究，提出一种新型抗剪连接件形式，为抗剪连接件的发展开辟新的研究方向。

关键词：抗剪连接件;组合结构;新型抗剪连接件钢-混凝土组合结构形式相对合理，抗剪性能以及抵抗车载吸收能量的能力突出，较多的采用在承受动载的桥梁工程中。

相对于混凝土而言承载力提高，施工快速方便，缩短施工周期，减小结构高度，同时结构延性和抗震性能有了显著提升；相对于钢结构提高耐火性，提高稳定性和整体性等[1]。

抗剪连接件最早在上世纪20年代外包组合梁中开始出现，早期的连接件都是通过握裹力、机械咬合力及摩擦力作用实现[2]。

随着焊接技术飞速发展，抗剪连接件连接形式被焊接取代。

20世纪30年代国外首先在组合梁中采用了螺旋筋和锚筋剪力连接件，两种剪力连接件一直被沿用到40年代，随着20世纪40-70年代对性能更好的栓钉和槽钢剪力连接件性能研究的深入以及承载力公式的提出，螺旋筋和锚筋剪力连接件逐步被取代。

现在随着研究的深入各种新型抗剪连不断出现[3]。

1剪连接件的类型1.1化学胶体型连接1.1.1自然形式粘接自然形式粘接一般通过组合结构中钢梁与混凝土的接触实现，通过两者的自然作用结合在一起。

两者的自然粘接作用较弱，一般是通过改变钢梁与混凝土的接触面积实现。

此类粘接形式和钢筋混凝土中的钢筋与混凝土的连接作用相似。

但是完全依靠自然连接没有足够的接触面积，并且粘接力主要来源于接触面的摩擦力，梁端部的受力一般是负弯矩，此时没有正向压力，端部的粘结基本没有结构容易发生破坏。

1.1.2化学粘结剂连接化学粘结剂性连接一般通过树脂类、烯类等化学粘结剂将钢构件与混凝土构件组合在一起。

剪力钉集束式与均布式布置下钢-混组合梁桥受力分析

剪力钉集束式与均布式布置下钢-混组合梁桥受力分析刘沐宇1，万杰1，张强2【摘要】本文针对港珠澳大桥6×85 m组合连续梁桥开展受力性能分析，采用Beam188梁单元模拟剪力钉、Solid45实体单元模拟混凝土桥面板、Shell163壳单元模拟钢箱梁，在最不利边跨建立了精细的空间有限元模型(按剪力钉的实际数量建立梁单元)，采用生死单元法模拟港珠澳大桥的实际施工过程，即大节段整体吊装、简支变连续、支点顶升与回落、支点纵向预应力张拉以及二期恒载的全过程。

按照剪力钉集束式布置和剪力钉均布式布置两种方式，分别计算了钢-混组合梁桥受力性能和剪力钉的受力状况。

计算结果表明：两种布置形式下组合梁挠度、混凝土桥面板和钢梁应力基本相同；组合荷载工况下集束式与均布式布置剪力钉最大纵向剪力分别为64.49 kN和67.98 kN，最大拉拔力分别为45.44 kN和43.67 kN，都满足正常使用要求，为钢-混组合梁桥剪力钉集束式布置提供分析依据。

【期刊名称】土木工程与管理学报【年(卷),期】2014(000)003【总页数】6【关键词】组合梁；剪力钉；集束式；均布式【文献来源】https:///academic-journal-cn_journal-civil-engineering-management_thesis/0201216072118.html钢-混组合梁桥是通过剪力钉连接混凝土桥面板与钢主梁，以保证二者共同作用。

目前，剪力钉布置方式主要采用均布式，其剪力钉受力具有比较均匀的特征，但是也造成混凝土桥面板分块和湿接缝较多，引起施工不便和增加工期。

港珠澳大桥钢-混组合连续箱梁的剪力钉采用了新颖的集束式布置方式，它可以对桥面板进行分块预制整体拼装，具有施工速度快、安装质量好、钢-混组合梁整体性能优越的特点。

但是，剪力钉集束式布置对钢-混组合梁桥整体受力性能的影响和剪力钉的受力性能成为桥梁设计人员非常关心的问题。

有轨电车钢-混组合曲线梁桥剪力钉受力分析

有轨电车钢-混组合曲线梁桥剪力钉受力分析刘沐宇;翟志雄;李倩;何勇;张勇【摘要】武汉市东湖创新示范区有轨电车T2实验线工程,跨武黄高速公路段采用三跨钢-混组合曲线连续梁桥,曲率半径为150 m,钢箱梁与桥面板采用均布式剪力钉连接.由于桥梁呈小曲线半径,曲线段桥面板受弯扭复合作用,剪力钉不仅受顺桥向剪力作用,同时也承受横桥向剪力,剪力钉受力十分复杂,因此,研究钢-混组合曲线梁桥剪力钉受力特性是十分必要的.文中采用ABAQUS有限元软件,通过弹簧单元Springs/Dashpots模拟剪力钉、实体单元C3D8模拟混凝土桥面板、壳单元S4R 模拟钢箱梁,桁架单元T3D2模拟预应力筋,建立了全桥精细化空间有限元模型,研究四种工况组合下桥梁剪力钉空间受力特性.结果表明,在四种工况作用下桥梁剪力钉顺桥向剪力,在边跨跨中、D6和D7支点附近最大,最大值为61.38 kN;剪力钉横桥向最大值在D7墩附近,为23.33 kN;与直线段相比,桥梁曲线段剪力钉存在明显的横桥向作用,在弯扭复合作用下,剪力钉受力复杂;在四种工况作用下最大剪应力为66.3 kN,小于剪力钉抗剪强度,满足规范要求.【期刊名称】《武汉理工大学学报（交通科学与工程版）》【年(卷),期】2019(043)001【总页数】5页(P1-5)【关键词】有轨电车;钢-混组合曲线梁桥;剪力钉;ABAQUS有限元模拟【作者】刘沐宇;翟志雄;李倩;何勇;张勇【作者单位】武汉理工大学道路桥梁与结构工程湖北省重点实验室武汉 430070;武汉理工大学道路桥梁与结构工程湖北省重点实验室武汉 430070;武汉理工大学道路桥梁与结构工程湖北省重点实验室武汉 430070;武汉市城建工程有限公司武汉 430015;武汉市城建工程有限公司武汉 430015【正文语种】中文【中图分类】U448.420 引言国内外学者对组合梁桥中剪力钉的受力特性已经开展了比较多的试验研究和有限元模拟分析[1-4].近几年，剪力钉数值模拟分析广泛应用于工程实际.赵建等[5]将集束式布置的多个剪力钉简化成一个等效剪力钉计算模型进行模拟，再根据群钉的荷载分配关系修正得到实际结构中受力最大的剪力钉受力状况；刘沐宇等[6-7]以港珠澳大桥组合梁为工程背景，采用ANSYS软件建立单跨85 m组合连续梁桥空间精细有限元模型，研究了组合连续梁在剪力钉集束式布置和剪力钉均布式布置两种方式下受力状况，以及荷载工况组合作用下剪力钉沿顺桥向及横桥向应力分布；黄彩萍等[8]通过剪力钉推出试验和数值仿真分析相互验证的方式，找出了合理的钢-混凝土界面及剪力钉的模拟方法，准确地模拟了剪力钉推出试验；高增增[9]采用ANSYS有限元软件，对无柞轨道结构剪力钉受力特性进行了计算分析.由此可见，对剪力钉的有限元模拟，多采用ANSYS有限元软件，进行局部分析，且有关有轨电车钢-混组合曲线梁桥剪力钉有限元研究较少，而ABAQUS有限元软件，以其较强的非线性分析技术，能精确模拟全桥剪力钉受力特性，这对钢-混组合曲线梁桥剪力钉受力特性分析是很有价值的.文中采用ABAQUS有限元软件, 用弹簧单元Springs/Dashpots模拟剪力钉，建立全桥精细化空间有限元模型，研究四种工况下钢-混组合曲线梁桥剪力钉沿顺桥向和横桥向的受力特性，明确桥梁曲线半径对剪力钉受力影响规律，分析结果对曲线桥梁设计与施工具有重要指导作用.1 工程概况武汉市东湖国家自主创新示范区有轨电车T2实验线工程，线路全长19.192 km，跨武黄高速段采用三跨(49 m+54 m+38 m)钢-混组合曲线连续箱梁桥，曲率半径为150 m.钢箱梁采用闭合单箱双室截面，通过均布式剪力钉与混凝土桥面板结合，其中D6墩采用单铰支座形式立在路中绿化带内，D7墩采用墩梁固结形式，其中0～42.5 m为直线段，42.5～141 m为曲线段，见图1.由于桥梁呈小半径曲线，桥面板受弯扭复合作用，剪力钉不仅受顺桥向剪力作用，同时也承受横桥向剪力，剪力钉受力复杂.图1 主梁纵断面图(尺寸单位：mm)主梁截面采用钢-混组合箱梁，采用单箱双室截面，梁高3.2 m，桥面宽8.85 m，钢箱梁与桥面板采用均布式剪力钉连接，剪力钉直径22 mm，剪力钉布置见图2，钢箱梁中心线处梁高2.8 m，腹板厚20 mm，顶板厚16 mm，底板跨中处厚25 mm，中支点附近加厚到32 mm，固结墩处腹板、顶板和底板均加厚，主梁横断面图见图3.图2 剪力钉横断面布置图(单位：mm)图3 主梁横断面图(单位：mm)主要技术标准如下：①使用年限，桥梁主体结构为100年；②曲率半径，150 m;③正线数目及线间距，本桥为双线连续梁，线间距4.15 m；④轨道：整体道床，高500 mm；⑤车辆型式采用100%低地板钢轮钢轨现代有轨电车，近期5模块(共6轴)，车辆最大轴重125 kN，最小轴重75 kN.对影响线异符号区段，按75 kN计，见图4.图4 车辆型式(尺寸单位：m)根据强度及稳定需要，钢箱梁的顶、底板设通长纵向加劲肋，钢梁腹板设竖向加劲肋，并每隔1.05 m设置横隔板，以保证钢箱梁稳定性.混凝土桥面板宽8.85 m、高0.4 m，采用现浇施工，先浇筑跨中部分，后浇筑支点部分，最后进行预应力张拉处封锚.2 建立钢-混组合曲线连续梁桥有限元模型2.1 单元类型的确定该实验线工程采用2 140个实体单元C3D8模拟混凝土桥面板，用3 704个桁架单元T3D2模拟预应力筋，预应力通过降温法生成，该单元能够传递轴力，而钢筋的抗弯能力对结果影响基本可以忽略不计，将预应力筋通过接触关系“嵌入”结合在一起；293 825个板单元S4R模拟钢箱梁，同时采用39 210个弹簧单元Springs/Dashpots模拟剪力钉，以准确计算每个剪力钉的内力，空间精细有限元模型见图5～6.图5 钢-混组合曲线箱梁桥精细有限元模型图6 剪力钉全桥分布图2.2 模型参数的确定材料参数参考相应规范，曲线钢-混组合梁桥相应材料特性见表1，表2.组合连续梁剪力钉布置方式采用均布式布置，直径22 mm，高180 mm，采用ML15钢，根据文献[10]，得到剪力钉材料参数见表3.表1 曲线钢-混组合梁桥材料特性材料弹性模量/MPa泊松比容重/(kN·m-3)抗拉强度/MPa抗压强度/MPa线膨胀系数 C50纤维混凝土355000.226.253.1033.51×10-5 C40收缩混凝土34 0000.226.252.7027.01×10-5 Q345钢材206 0000.378.52952951.2×10-5表2 预应力束参数材料规格弹性模量/GPa抗拉强度/MPa张拉控制应力/MPa 高强度低松弛钢绞线5-Φs15.2 1951 8601 340表3 剪力钉材料特性尺寸/mm弹性模量/GPa抗剪强度设计值/kNϕ22×1802061782.3 荷载工况的确定据武汉T2有轨电车跨武黄高速高架桥周围环境与结构受力特点，按《地铁设计规范》所列荷载，对桥梁可能出现的荷载进行组合.工况一：自重+二期铺装+纵向预应力;工况二：自重+二期铺装+纵向预应力+活载(列车荷载+离心力+人群荷载+列车横向摇摆力);工况三：自重+二期铺装+纵向预应力+列车外侧脱轨荷载;工况四：自重+二期铺装+纵向预应力+列车内侧脱轨荷载.其中列车荷载，通过对武汉T2钢-混组合曲线梁桥平面梁单元模型，做移动荷载分析，得到中跨跨中截面为最不利位置，再按确定的车位进行节点荷载对称添加.偏载以脱轨荷载考虑，按照确定的车位，列车集中力直接作用于线路中心线两侧2.1 m的位置，集中力值取为本线列车实际轴重的一半.3 计算结果分析3.1 顺桥向剪力钉受力特性分析计算了四种工况作用下，钢-混组合曲线连续梁桥顺桥向剪力钉剪力分布，见图7～9.图7 曲线外侧腹板顶部剪力钉分布图8 曲线中腹板顶部剪力钉分布图9 曲线内侧腹板顶部剪力钉分布由图7a)、图8a)和图9a)可知，四种工况作用下剪力钉顺桥向剪力整体趋势一样，边跨在跨中最大，向两侧支点方向减小，中跨在D6,D7支点两侧最大，跨中处顺桥向剪力为0；在四个支点处，剪力钉顺桥向剪力为0；工况二作用下，剪力钉桥梁顺桥向剪力最大，第一跨跨中附近最大为56.65 kN，第三跨跨中附近最大为61.38 kN，顺桥向剪力与工况一相比最大相差为12.71 kN.由图7b)、图8b)和图9b)可知，在直线段，曲线外侧腹板顶部和内侧腹板顶部剪力钉都受较小横桥向剪力，最大为6.42 kN和5.63 kN，而中线剪力钉横桥向受力为0；在曲线段，中跨在D7墩顶处最大，向D6墩方向减小，第三跨在靠近D7墩处最大，向两侧支点减小，在工况四作用下，剪力钉横桥向剪力最大，分别为23.33和22.13 kN.由此可知，由于小曲线对桥梁的弯扭复合作用，在直线段，中线剪力钉横桥向受力为0，在曲线段，剪力钉不仅受顺桥向剪力，同时还受横桥向剪力，横桥向最大剪力出现在D7墩两侧，向两侧支点减小.3.2 横桥向剪力钉受力特性根据顺桥向剪力钉受力特性分析，选取第一跨最大顺桥向剪力横断面(下面称为截面一)和D7墩顶横桥向剪力最大横断面(下面称为截面二)分析了四种工况作用下，钢-混组合曲线连续梁桥剪力钉横桥向剪力分布特性，见图10～11.图10 截面一剪力钉分布图11 截面二剪力钉分布由图10可知，在直线段，中线剪力钉受横桥向剪力为0，腹板曲线内侧和外侧横桥向剪力沿中线对称，受力方向相反，且数值较小；而顺桥向，曲线外侧顺桥向剪力大于中线，曲线内侧剪力最小，其中工况四作用下，顺桥向剪力最大，为15.49 kN.由图11可知，在曲线段，四种工况作用下剪力钉横桥向剪力沿腹板曲线内侧增大，整体上工况四最大，最大值为23.33 kN，工况三最小，在顺桥向则是工况一最大.由上可知，在曲线段，桥梁曲线内侧腹板顶部剪力钉横桥向剪力大于中间，外侧腹板顶部最小，剪力钉横桥向最大值在D7墩附近，在工况四作用下，曲线内侧腹板顶部剪力钉的横桥向剪力比外侧大63.6%.4 结论1) 在四种工况作用下桥梁剪力钉顺桥向剪力，在边跨跨中、 D6和D7支点附近最大，最大值为61.38 kN；剪力钉横桥向最大值在D7墩附近，为23.33 kN.2) 与直线段相比，在弯扭复合作用下，桥梁曲线段的剪力钉不仅受顺桥向剪力作用，还受较大横桥向剪力作用，剪力钉受力复杂；曲线内侧腹板顶部剪力钉的横桥向剪力比外侧大，在工况四作用下，两者相差 63.6%.3) 在四种工况作用下桥梁最大剪应力为66.3 kN，小于文献[11]中剪力钉抗剪强度，满足规范要求.参考文献【相关文献】[1] 周伟翔.连续组合梁桥钢与混凝土连接试验研究[D].上海：同济大学,2007.[2] QURESHI J, LAM D, YE J. Effect of shear connector spacing and layout on the shear connector capacity in composite beams[J]. Journal of Constructional Steel Research, 2011,67(4):706-719.[3] XU C, SUGIURA K, WU C, et al. Parametrical static analysis on group studs with typical push-out tests[J]. Journal of Constructional Steel Research, 2012,72(1):84-96.[4] QINGTIAN S, GUOTAO Y, BRADFORD M A. Static behaviour of multi-row stud shear connectors in high- strength concrete[J]. Steel and Composite Structures, 2014,17(6):967-980.[5] 赵建,郑舟军.大跨度钢-混组合梁桥剪力群钉受力分析研究[J].桥梁建设,2013,43(3):48-53.[6] 刘沐宇,万杰,张强.剪力钉集束式与均布式布置下钢-混组合梁桥受力分析[J].土木工程与管理学报,2014,31(3):1-6.[7] 刘沐宇,王松,张强.港珠澳大桥组合连续箱梁桥剪力钉受力分析[J].武汉理工大学学报,2013,35(2):118-123.[8] 黄彩萍,马强,郑舟军,等.剪力钉力学性能试验研究与数值分析[J].武汉理工大学学报(交通科学与工程版),2015,39(3):596-600.[9] 高增增.哈萨克斯坦阿斯塔纳车站钢桥上无砟轨道设计[J].铁道建筑,2017,57(8):102-104.[10] 中国工程建设标准化协会.钢结构设计规范:GB 50017—2003[S].北京：中国建筑工业出版社，2006.。

常见的九种桥梁维修加固方法介绍

常见的九种桥梁维修加固方法介绍摘要：本文就九种常见的桥梁维修加固方法原理、适用条件、特点、设计及施工措施进行了介绍。

关键词：桥梁维修加固方法Abstract: this article nine kinds of common bridge maintenance and reinforcement method, the applicable condition, the characteristics, design and construction measures are introduced in this paper.Key words: the bridge maintenance and reinforcement method随着交通运输量的大幅度增长，行车密度及车辆载重的日益增加，现有桥梁中相当一部分满足不了承载能力和使用性能上的要求。

因此，对桥梁结构的维修、加固和补强等领域的研究和工程应用已引起了世界性的关注。

但随着使用时间增长，我国公路和城市道桥梁损坏越来越多，对各种损坏和老化桥梁维修加固成为道路主管部门日益关心的问题，现就我国常用桥梁维修加固方法作一比较。

1 改变结构体系加固法1.1原理通过改变桥梁结构体系，缩短桥梁计算跨径，以减小梁内应力，提高承载力，即以植筋或直接锚固的由原墩台处生出斜撑，通过斜撑在简支梁下主要受拉区增设支架或叠合梁等。

1.2适用条件有通航净空或行洪要求时，桥梁临时通过超重车辆的一种加固措施。

重车通过，临时支撑，尤其以HAD可拆卸式锚栓固定的钢斜撑，可以方便地拆除。

1.3特点⑴施工及使用期间对桥下净空侵占较少，对通航及排洪能力影响较小；⑵承台处产生水平推力，临时支点处产生负弯矩，须进行受力验算。

1.4设计及施工措施：计算植筋孔径、孔深和数量，（选用锚栓时，计算锚栓植埋的边距、间距和数量），用钢筋探测器探测钢筋混凝土保护层的厚度和钢筋的位置（以避免钻孔时损坏梁的主筋），按计算孔深用电锤钻钻孔，清孔，注入植筋胶，然后种植钢筋或螺杆，再支模板浇锳钢筋混凝土斜及钢筋混凝土水平撑；或采用钢制斜撑和水平撑，斜撑与承台及水平撑与梁底之间采用自切底重型锚栓HDA锚固。

预制钢-混组合梁施工关键技术

Engineering Technology and Application | 工程技术与应用 |·51·1，沈阳2（1.贵州高速公路集团有限公司，贵州贵阳 550000；2.贵州省公路工程集团有限公司，贵州贵阳 550000）摘要：钢-混凝土组合梁近年来在我国城市立交桥梁中得到了广泛的应用，它与常用的钢筋混凝土梁相比，在结构上减轻了自重，优化了截面尺寸，优化节省了支模工序，缩短施工周期。

同钢梁相比，其可以减小用钢量，增大刚度，增加稳定性和整体性，增强结构抗火性和耐久性等。

它兼有钢结构和混凝土结构的优点，具有显著的技术经济效益和社会效益，适合我国基本建设的国情，是未来结构体系的主要发展方向之一。

关键词：钢-混组合梁；钢结构制作；焊接中图分类号：U445.4 文献标志码：A 文章编号：2096-2789（2019）07-0051-03作者简介：张锐(1989—)，男，工程师，研究方向：土木工程。

钢-混凝土组合梁是在钢结构和混凝土结构基础上联合各自结构的优点，从而发展起来的一种新型结构型式，通过在我国的大量实践应用，证实了它的适用性和科学性。

它主要通过在钢梁和混凝土翼缘板之间设置剪力连接件（栓钉、槽钢、弯筋等），抵抗两者在交界面处的掀起及相对滑移，使之成为一个整体而共同工作。

钢-混凝土组合梁在施工准备阶段要做到技术交底清晰，作业指导书完备。

梁片制作阶段要对钢梁制作、钢梁拼接、桥面板临时支架和模板安装、钢筋安装、砼浇筑等进行严格的施工工艺控制，最后梁片吊装、连接结束后进行附属工程施工。

1 工程概况某高速枢纽互通采用预制钢-混组合梁设计，上构采用22m+30m 先简支后连续预制预应力混凝土T 梁+42m 简支钢-混组合梁+38m 简支钢-混组合梁+20m 预应力混凝土简支T 梁，桥梁全长164m 。

42m 钢混组合梁12片，38m 钢混组合梁12片，共计676.34t 。

2 钢-混凝土组合梁设计参数组合梁采用工字钢板梁截面，单幅桥采用6片钢主梁，钢梁的横向间距为2.844m 。

剪力钉间距布置原则

剪力钉间距布置原则剪力钉是建筑结构中一种常用的连接件，用于连接构件之间的刚性连接。

剪力钉的间距布置是决定连接件受力性能的重要因素之一、合理的剪力钉间距布置可以保证连接件的充分受力，提高结构的抗剪承载力。

本文将从理论和实践两个方面介绍剪力钉间距布置的原则。

一、剪力钉间距布置的理论原则1.安全性原则连接件的剪力承载力与连接件的抗剪强度密切相关，间距过小导致剪力集中，容易引起钉孔开裂、钢板弯曲等破坏现象；间距过大则无法达到连接件的有效受力，减小连接件的抗剪强度。

因此，剪力钉间距布置应根据连接件的抗剪强度来确定，确保连接件在受力过程中不发生破坏。

2.受力均匀原则剪力钉的间距应布置均匀，避免过于集中或过于分散。

过于集中的间距会造成受力点集中，剪力钉的承载能力会减小；过于分散的间距则会导致连接件的抗剪强度降低。

因此，剪力钉的间距应布置均匀，使连接件充分发挥承载能力。

3.受力路径连续性原则剪力钉的间距布置应保证受力路径的连续性。

在结构中，连接件的受力路径应从构件中心开始，逐渐向外分散。

因此，剪力钉的间距布置应从连接件中心开始，逐渐增大。

二、剪力钉间距布置的实际应用剪力钉的间距布置不仅要满足理论原则，还需要考虑结构的实际受力情况，下面介绍了几个常用的实际应用原则。

1.参考规范和手册在进行剪力钉间距布置时，可以参考相关的规范和手册进行设计。

规范和手册中通常会给出连接件的建议间距范围，设计人员可以根据具体情况进行选择。

2.结构形式和受力情况剪力钉的间距布置应根据结构的形式和受力情况进行选择。

例如，对于板条受拉承载连接，在受拉端和受压端之间应布置一定的剪力钉，以提高连接件的抗剪承载力。

3.裁判经验对于一些特殊结构和特殊受力情况，可以借鉴裁判经验进行设计。

裁判经验是结构工程师在实际工作中总结的一些经验方法，可以用来解决一些特殊的问题。

4.模型分析和试验验证在进行剪力钉间距布置时，可以利用数值模型进行分析，确定合理的间距。

钢混凝土组合梁施工的关键技术

所示。
湿状况（漆应呈润湿状态，无流挂现象），调整喷枪以补涂
3. 4 钢筋质量
难以喷涂的部位，凹角（滴水檐）和凸沿（圆弧角）等采用
控制
刷涂方法，刷涂厚度要与设计要求相符。② 细腻子喷涂后，
(1)
加强控
涂装环氧树脂以封闭底漆，封闭底漆可封闭底层的水分和碱
(4)
钢筋绑扎。为确保钢筋位置准确稳定，翼缘环形
(2)
支座处划出十字中心线，设置好支座垫石后于该
钢筋绑扎时需采用钢筋定位辅助。
处安装支座，调整支座板十字中心线，确保与垫石的十字线
(5)
混凝土浇筑。依据规范合理浇筑，控制浇筑速度
调整好分段接头位置，不宜设在应力最大处。
(3)
桥梁主体结构选择 Q345q E 级钢，此类材料应由
同一厂家提供，以保证各批次材料质量统一。每 1 0 个批号
抽检 1 组，检验质量，任何不符合规范的材料均不可投入
(2)
桥梁下部及基础：通过 C5 0 小石子混凝土施工支
崖窖沟大桥跨径组合为（21+2X 40+29) m+
损伤。
(3X 26) m+ l X 22m+ l X 60m+l X 22m, 起讫桩号为 K 16+358.656〜 K 16+677.656,桥梁总长度 319m 。桥梁结构体系中，钢混凝土组合梁应用于上部结构第四联处。桥梁平面位于 R=760m 的左偏圆曲线上，墩台径向布置。

钢-混凝土组合梁中剪力钉的布置原则及单钉承载力的确定

钢-混凝土组合梁中剪力钉的布置原则及单钉承载力的确定王帆
【期刊名称】《铁道建筑》
【年(卷),期】2013(000)008
【摘要】钢-混凝土组合梁自应用于工程领域以来就备受关注，尤其经过几十年的理论研究和工程实践，已经形成了较为系统的设计理论和方法。

本文以武汉鹦鹉洲长江大桥的主梁设计为切入点，通过参考国内外相关规范，介绍了钢-混凝土组合梁在设计时剪力钉单钉承载力的确定方法，并比较了各种规范在计算单钉承载力时所考虑的因素，即其承载力与剪力钉材料强度、混凝土板强度和焊钉高度与直径比值有关，此外还介绍了各国规范规定的剪力钉的布置原则。

期望为我国以后进一步研究剪力钉提供更多的借鉴。

【总页数】3页(P6-8)
【作者】王帆
【作者单位】西南交通大学土木工程学院，四川成都 610031
【正文语种】中文
【中图分类】U448.38
【相关文献】
1.由温度引起的静定钢——混凝土板结合梁中剪力钉的受力 [J], 刘伟时
2.钢—混凝土组合结构中密集型剪力钉群的受力状态 [J], 唐jin;叶梅新
3.有轨电车钢-混组合曲线梁桥剪力钉受力分析 [J], 刘沐宇;翟志雄;李倩;何勇;张勇
4.钢混组合曲线梁桥剪力钉滑移效应分析 [J], 陈汉林; 郭增伟; 李龙景
5.钢-混凝土组合梁剪力钉力学行为数值参数分析 [J], 徐意宏;徐略勤;赵洋;范鑫因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

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，，＿一圆柱头焊钉抗拉强度设计值；
２０１３年第８期
王帆：钢一混凝土组合梁中剪力钉的布置原则及单钉承载力的确定
７
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栓钉材料抗拉强度最小值与屈服强度
中剪力钉直径应 ≥ １９ｍｍ，本桥剪力钉直径选用２２ｍｍ，高度１４０ｍｍ。
在钢一混凝土组合结构中，需使用连接件把两者结合在一起，其主要用于承担钢梁与混凝土桥面板间
的剪力。连接件被称为剪力钉、剪力键、剪力连接件
国内外相关规范，介绍了钢一混凝土组合梁在设计时剪力钉单钉承载力的确定方法，并比较了各种规范在计算单钉承载力时所考虑的因素，即其承载力与剪力钉材料强度、混凝土板强度和焊钉高度与直径比
值有关，此外还介绍了各国规范规定的剪力钉的布置原则。期望为我国以后进一步研究剪力钉提供更
对钢一混凝土结合段进行构造、力学性能和承载力的验证性研究，而在设计施工应用中，连接件该如何
２单钉抗剪承载力
我国公路规范中缺少剪力钉承载力的相关条文，
布置，其承载力在设计时该如何取值，我国公路行业还未对此编制出完善的规范或规程。本文以武汉鹦鹉洲长江大桥的主梁设计为背景，通过具体实例查找国内
兴路，是武汉第８座长江大桥和第９条过江通道。大
桥距下游武汉长江大桥约２．０ｋｍ，距上游规划的杨泗
和整体性，提高结构的抗火性和耐久性等。目前
已被广泛应用。
港过江通道约３．２ｋｍ，距武汉白沙洲长江大桥６．３ｋｍ。其主梁设计采用钢一混凝土组合梁，梁高３ｉｎ，钢梁采用工字型板梁；桥面板为钢筋混凝土结构，板厚２０ｃｍ，采用Ｃ６０混凝土、ＭＬ１５钢剪力钉。结合我国的工程经验并参考日本相关规定，钢一混凝土组合梁
钢一混凝土组合梁综合了钢梁和钢筋混凝土梁的
特点，且组合后的性能超过了两种材料各自的力学性
１工程概况
武汉鹦鹉洲长江大桥位于武汉长江大桥与武汉白沙洲长江大桥之间，北接汉阳的马鹦路，南连武昌的复
式中
收稿日期：２０１３．０１．０４；修回日期：２０１３．０４．１５
Ｎ：＝０．４３Ａ √Ｅｆ＜０．７Ａ
Ｅ —— 混凝土弹性模量；Ａ —— 圆柱头焊钉钉杆截面面积；
．
作者简介：王帆（１９９０一），男，陕西铜川人，硕士研究生。
多的借鉴。
关键词：连接件组合梁剪力钉承栽力规范中图分：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００３－１９９５．２０１３．０８．０２
王帆
（西南交通大学土木工程学院，四川成都６１００３１）
摘要：钢一混凝土组合梁自应用于工程领域以来就备受关注，尤其经过几十年的理论研究和工程实践，
已经形成了较为系统的设计理论和方法。本文以武汉鹦鹉洲长江大桥的主梁设计为切入点，通过参考
外相关规范，并通过相互比较，从而最终得出具有一定
剪力钉的承载力拟按我国建筑钢结构规范、日本道路桥示方书、英国规范和欧洲规范的相关内容设计。
２．１我国建筑钢结构规范
焊钉承载力设计值
安全储备的剪力钉承载力。
对钢一混凝土组合梁目前已作了大量的模型试验和仿真计算但所做工作主要局限于2单钉抗剪承载力对钢一混凝土结合段进行构造力学性能和承载力的验证性研究而在设计施工应用中连接件该如何我国公路规范中缺少剪力钉承载力的相关条文布置其承载力在设计时该如何取值我国公路行业还剪力钉的承载力拟按我国建筑钢结构规范日本道路未对此编制出完善的规范或规程
等，最常见的连接件是圆柱头焊钉，它的力学性能不具
有方向性，即不必考虑受力方向进行设置，且施工方便，质量容易保证。对钢一混凝土组合梁，目前已作了
大量的模型试验和仿真计算，但所做工作主要局限于
能。与钢筋混凝土梁相比，可以有效地减小构件截面尺寸，减轻结构自重，减小地震作用，增加有效使用空间，降低基础造价，方便施工安装，缩短建设周期，增加构件的延性等；与钢梁相比，可以减小用钢量，增加刚度，提高行车舒适性，改善结构动力特性，增强稳定性
铁
６
道
建
筑
ＲａｉｌｗａｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
文章编号：１００３ — １９９５（２０１３）０８ — ０００６ — ０３
钢一混凝土组合梁中剪力钉的布置原则及单钉承载力的确定