技术摘要：
本发明公开一种混凝土受拉状态下钢‑混凝土组合连接结构，通过利用自带约束构造的栓钉抗剪连接件利用其在钢‑混凝土界面抗剪刚度方面优越稳定的受力性能，提出了一系列新型结构构造方法。在混凝土轴心受拉或弯拉状态下采用上述新型结构构造方法可有效减小钢‑混凝土组  全部
背景技术：
钢-混凝土连续组合梁在负弯矩区会产生混凝土受拉、钢梁受压的不利情况，特别 是混凝土板的开裂，会引起组合梁刚度的降低和耐久性的下降。因此，采取有效的设计、施 工方法和处理措施，有效控制和防止负弯矩区混凝土开裂就成为连续组合梁设计的一个关 键性的问题。目前常用的处理方法有：预加荷载法、支座预顶升法、施加预应力法、配筋限制 混凝土裂缝宽度法、后结合预应力混凝土桥面板法、钢梁底板浇筑混凝土法、增强钢混凝土 结合强度法等。 但是现有技术存在如下缺点： (1)现场施工复杂、工作量大、施工周期长，且日后对组合梁的局部翻新比较困难； (2)有些技术会造成局部的应力集中，需要采取必要的构造措施来改善应力集中 问题，导致设计复杂； (3)成本较高不经济，效果不理想，经常需要同时采用几种方法来解决组合梁负弯 矩区的问题。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种混凝土受拉状态下钢-混凝土组合连接结构，该结构增 大了组合梁负弯矩区的抗弯刚度，解决了有效控制和防止组合梁负弯矩区混凝土开裂的难 题。 为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种混凝土受拉状态下钢- 混凝土组合连接结构，包括用于连接钢梁翼缘以及钢筋混凝土翼缘板的栓钉，所述栓钉通 过螺栓栓接和焊接的方式与钢梁翼缘固连，组合梁混凝土翼缘板的截面上还设置有斜向受 拉短钢筋或受拉钢板中的任意一者或两者，所述斜向受拉短钢筋设置于所述组合梁混凝土 翼缘板截面的中性轴处，所述受拉钢板设置于所述钢梁混凝土翼缘板截面的受拉应力最大 处。 优选的，在所述栓钉外缘固定成型有一圈高强细石砼，所述高强细石砼强度大于 浇筑的钢筋混凝土翼缘的砼强度，在其外缘通过环抱高强细石砼的抗拉单元来对高强细石 砼及其内部组件施加一次环抱拉力，同时，在所述高强细石砼的抗拉单元外侧还设置有螺 旋筋，此螺旋筋同心环绕在高强细石砼外侧并通过浇筑方式成型在钢筋混凝土翼缘中。 优选的，钢梁上翼缘钢板的顶面和附加钢板的底面均通过所述栓钉与钢筋混凝土 翼缘板连接，顶面和底面的栓钉并排对应布置或者相互错列布置。 优选的，当钢梁混凝土翼缘板的截面上仅设置有斜向受拉短钢筋时，所述斜向受 拉短钢筋可与钢梁混凝土翼缘板内的横向钢筋共同作用用于平衡栓钉传递的剪力。 3 CN 111576181 A 说　明　书 2/9 页 优选的，当组合梁混凝土翼缘板的截面上仅设置有受拉钢板时，钢梁混凝土翼缘 板受拉应力最大处设置的所述受拉钢板直接用于承受该部位的受拉应力。 优选的，当组合梁混凝土翼缘板的截面上同时设置有斜向受拉短钢筋和受拉钢板 时，组合梁混凝土翼缘板内上下交错啮合错列布置的栓钉与所述斜向受拉短钢筋和受拉钢 板共同用于抵抗拉应力。 优选的，钢翼缘板和组合梁混凝土翼缘板的连接方式可采用装配式连接。 本发明相对于现有技术取得了以下技术效果： 本发明提出的混凝土受拉状态下钢-混凝土组合连接结构，具体为连续组合梁负 弯矩区的三种实施例，三种实施例中均采用带约束构造的栓钉剪力连接件，由于该抗剪连 接件能有效约束混凝土的劈裂及劈裂发展，具有优越的界面抗剪承载力及强韧稳定的界面 抗剪刚度，尤其是大直径栓钉(直径22mm、25mm及以上的栓钉)可以较为可靠的应用到组合 梁结构连接中，通过组合梁混凝土部分与钢结构部分以及抗剪连接件的合理设计，而不发 生抗剪连接件先于混凝土或钢梁的破环，完全可以满足强组合连接的组合结构的基本受力 要求，做到充分发挥钢-混凝土各自材料的优点。该组合连接结构可广泛用于其他钢-混凝 土组合连接共同受拉的其他部位。 与常用的处理方法相比，更能充分发挥钢与混凝土材料各自的优点，高效减小混 凝土翼缘板中的拉应力水平，提高组合梁负弯矩区的有效刚度，增加组合梁负弯矩区延性 耗能能力；施工简单，可操作性强。有效的解决钢-混凝土连续组合梁在负弯矩区开裂荷载 低，不放松或降低连续组合梁负弯矩区的组合作用，借助该连接构造连续组合梁负弯矩区 也能充分发挥钢-混凝土各自材料的优点，从而推动组合构件在实际工程中的应用。 附图说明 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所 需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施 例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获 得其他的附图。 图1为典型的传统连续组合梁负弯矩区的组合截面的受力特征示意图。 图2为本发明提出的实施例三典型的连续组合梁负弯矩区的组合截面的受力特征 示意图。 图3为实施例一中连续组合梁最大的负弯矩区段与最大的正弯矩区段弯距分布 图。 图4为实施例一中连续组合梁负弯矩区段与最大的正弯矩区段内带栓钉的钢梁部 分与混凝土部分各自平衡体受力平衡示意图。 图5为实施例一中连续组合梁负弯矩区段与最大的正弯矩区段内栓钉纵向布置示 意图。 图6为实施例一中连续组合梁负弯矩区段内栓钉平面布置示意图。 图7为实施例一中图6所示的A-A截面栓钉横向布置示意图。 图8为实施例一中图6所示的B-B截面栓钉纵向布置示意图。 图9为实施例二中连续组合梁最大的负弯矩区段与最大的正弯矩区段弯距分布 4 CN 111576181 A 说　明　书 3/9 页 图。 图10为实施例二中连续组合梁负弯矩区段与最大的正弯矩区段内带栓钉的钢梁 部分与混凝土部分各自平衡体受力平衡示意图。 图11为实施例二中连续组合梁负弯矩区段与最大的正弯矩区段内栓钉纵向布置 示意图。 图12为实施例二中连续组合梁负弯矩区段内栓钉平面布置示意图。 图13为实施例二中图12所示的负弯矩区段内A-A截面栓钉横向布置示意图。 图14为实施例二中图12所示的负弯矩区段内C-C截面栓钉横向布置示意图。 图15为实施例二中图12所示的负弯矩区段内B-B截面栓钉纵向布置示意图。 图16为实施例三中连续组合梁最大的负弯矩区段与最大的正弯矩区段弯矩分布 图。 图17为实施例三中连续组合梁负弯矩区段与最大的正弯矩区段内带栓钉的钢梁 部分与混凝土部分各自平衡体受力平衡示意图。 图18为实施例三中连续组合梁负弯矩区段与最大的正弯矩区段内栓钉纵向布置 示意图。 图19为实施例三中连续组合梁负弯矩区段内栓钉平面布置示意图。 图20为实施例三中图19所示的负弯矩区段内A-A截面栓钉横向布置示意图。 图21为实施例三中图19所示的负弯矩区段内C-C截面栓钉横向布置示意图。 图22为实施例三中图19所示的负弯矩区段内B-B截面栓钉纵向布置示意图。 图23为实施例三中连续组合梁负弯矩区段内(钢梁上布置1列栓钉)栓钉平面布置 示意图。 图24为图23所示的负弯矩区段内(钢梁上布置1列栓钉)A-A截面横向栓钉布置示 意图。 图25为实施例三中连续组合梁负弯矩区段内(钢梁上布置3列栓钉)栓钉平面布置 示意图。 图26为图25所示的负弯矩区段内(钢梁上布置3列栓钉)A-A截面横向栓钉布置示 意图。 图27为图25所示的负弯矩区段内(钢梁上布置3列栓钉)C-C截面横向栓钉布置示 意图。 图28为图25所示的负弯矩区段(钢梁上布置3列栓钉)内B-B截面纵向栓钉布置示 意图。 图29为图23所示的负弯矩区段内(钢梁上布置3列栓钉)D-D截面纵向栓钉布置示 意图。 图30为实施例三中对2跨4m跨度的连续组合梁采用数值计算模拟，其跨中集中荷 载300kN对应的钢梁及附加钢板的应力分布图。 图31为实施例三中对2跨4m跨度的连续组合梁采用数值计算模拟，其跨中集中荷 载300kN对应的混凝土名义应力分布图。 图32为实施例三中对2跨4m跨度的连续组合梁采用数值计算模拟，其跨中集中荷 载300kN对应的组合梁栓钉剪力分布图。 5 CN 111576181 A 说　明　书 4/9 页 图33为实施例三中对2跨4m跨度的连续组合梁采用数值计算模拟，其跨中集中荷 载300kN对应的组合梁挠度分布图。 其中，1钢梁翼缘板；2钢梁混凝土翼缘板；3栓钉；4栓钉扩大头；5高强细石砼；6高 强受拉单元；7螺旋筋；8栓钉焊接引弧点；9高强细石砼模具；10焊接辅助环；11环形内胎膜； 12混凝土翼缘板顶部横向钢筋；13混凝土翼缘板底部横向钢筋；14混凝土翼缘板顶部纵向 钢筋；15混凝土翼缘板底部纵向钢筋；16受拉钢板；17斜向钢筋；18横向钢筋；19高强度螺 栓。