本實用新型涉及建筑結(jié)構(gòu)技術領域，具體涉及一種沉管隧道雙層鋼殼混凝土組合結(jié)構(gòu)中的剪力連接件。

背景技術：

在我國，目前的沉管隧道管節(jié)都是采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)來建造，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)通過架設模板—綁扎鋼筋骨架—澆筑混凝土，待混凝土冷凝后與鋼筋骨架形成整體受力結(jié)構(gòu)。普通建設條件下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的沉管隧道具有施工便利、技術成熟、工程經(jīng)濟性好，且能提供足夠的強度和剛度，使用效果較好，但其也有一些突出的缺點：施工現(xiàn)場需要大量模板，綁扎大量鋼筋，澆注大量混凝土，構(gòu)件尺寸大且重，抗裂性能差，施工速度慢，養(yǎng)護條件高，人工成本高，對環(huán)境造成嚴重污染等問題。如果用雙層鋼殼混凝土組合結(jié)構(gòu)來建造沉管隧道的話，它的強度高、剛度大、防水性能好，適用于大跨度、大埋深、高水壓等條件，且雙層鋼板在工廠預制，施工質(zhì)量高、速度快，人工成本低。但是，傳統(tǒng)的雙層鋼殼混凝土組合結(jié)構(gòu)在設計上存在一些問題：剪力連接件布置過于密集，不利于澆注混凝土；同時剪力連接件間距及雙層鋼板之間間距有嚴格要求，并且需要專門的機械進行焊接。因此，尋求一種新型的雙層鋼殼混凝土組合結(jié)構(gòu)剪力連接件對這類結(jié)構(gòu)的工廠化預制具有重要的意義，同時對雙層鋼殼混凝土組合結(jié)構(gòu)在沉管隧道中的發(fā)展及施工具有實際指導意義。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術的缺點與不足，提供一種加工制作簡單、施工方便快速、力學性能好以及適用范圍廣的沉管隧道雙層鋼殼混凝土組合結(jié)構(gòu)中的剪力連接件。

本實用新型的目的通過下述技術方案實現(xiàn)：

一種沉管隧道雙層鋼殼混凝土組合結(jié)構(gòu)中的剪力連接件，包括上層鋼板、下層鋼板、T型鋼剪力連接件、工字鋼剪力連接件、縱向鋼隔板和橫向鋼隔板，其中，所述T型鋼剪力連接件、工字鋼剪力連接件、縱向鋼隔板和橫向鋼隔板都設置在所述上層鋼板和下層鋼板之間，所述T型鋼剪力連接件分別設置在所述上層鋼板的下表面和下層鋼板的上表面，所述工字鋼剪力連接件的兩端分別與所述上層鋼板的下表面和下層鋼板的上表面相連接，且所述工字鋼剪力連接件與T型鋼剪力連接件相連接；所述縱向鋼隔板上下兩端分別與所述上層鋼板的下表面和下層鋼板的上表面相連接，且所述縱向鋼隔板設置在兩個T型鋼剪力連接件之間，所述橫向鋼隔板上下兩端分別與所述上層鋼板的下表面和下層鋼板的上表面相連接，且所述橫向鋼隔板設置在兩個工字鋼剪力連接件之間，所述縱向鋼隔板和橫向鋼隔板相互組合形成內(nèi)部隔室；所述上層鋼板設有混凝土澆注孔和排氣孔，自密實混凝土通過所述混凝土澆注孔進入所述內(nèi)部隔室；

所述T型鋼剪力連接件包括翼板和腹板，所述翼板和腹板相互垂直設置，所述T型鋼剪力連接件通過所述腹板分別與所述上層鋼板和下層鋼板相連接；所述工字鋼剪力連接件包括兩個翼板和設置在兩個翼板之間的腹板，所述腹板和兩翼板相互垂直設置，所述T型鋼剪力連接件與所述工字鋼剪力連接件的左右兩翼板相連接。

優(yōu)選地，所述T型鋼剪力連接件、工字鋼剪力連接件、上層鋼板或者下層鋼板這三者之間通過滿焊相互連接。

優(yōu)選地，所述T型鋼剪力連接件的腹板與工字鋼剪力連接件的腹板方向一致且厚度相等。

優(yōu)選地，所述上層鋼板和下層鋼板的厚度為20-40mm；所述T型鋼剪力連接件的翼板和腹板的厚度為6-10mm；所述工字鋼剪力連接件的翼板和腹板的厚度為6-10mm。

優(yōu)選地，所述T型鋼剪力連接件等間距布置，且相鄰兩個T型鋼剪力連接件翼板之間的凈距離不小于120mm。

優(yōu)選地，所述混凝土澆注孔設置在所述內(nèi)部隔室的中心，且混凝土澆注孔的直徑不小于200mm；所述排氣孔在混凝土澆注孔四周均勻布置，且排氣孔的直徑為80-120mm。

優(yōu)選地，所述縱向鋼隔板和橫向鋼隔板的厚度為8-12mm。

本實用新型的工作原理：

工作時，首先根據(jù)設計所需的參數(shù)，切割好上層鋼板、下層鋼板、T型鋼剪力連接件、工字鋼剪力連接件、縱向鋼隔板和橫向鋼隔板；根據(jù)設計要求，在上層鋼板的相應位置焊接T型鋼剪力連接件，在下層鋼板的相應位置焊接T型鋼剪力連接件和工字鋼剪力連接件；將上層鋼板翻轉(zhuǎn)并起吊，與下層鋼板對位完成后將工字鋼剪力連接件與上層鋼板焊接在一起；按順序把縱向鋼隔板安裝在相應位置，并與上層鋼板和下層鋼板焊接在一起；按順序把橫向鋼隔板安裝在相應位置，并與上層鋼板和下層鋼板焊接在一起；縱向鋼隔板和橫向鋼隔板相互組合形成內(nèi)部隔室，通過上層鋼板的混凝土澆注孔向內(nèi)部隔室澆注自密實混凝土；待所澆注自密實混凝土強度達到設計要求，通過焊接來封閉混凝土澆注孔。

本實用新型與現(xiàn)有技術相比具有以下的有益效果：

(1)本實用新型具有加工制作簡單、施工方便快速、力學性能好、適用范圍廣等優(yōu)點；

(2)本實用新型可充分發(fā)揮鋼材與混凝土的優(yōu)勢，可實現(xiàn)工廠化預制，且無需使用特殊機械進行加工，從而降低設備投入；同時減少現(xiàn)場施工工作量，使施工方便快捷；

(3)本實用新型具有顯著的節(jié)約資源、保護環(huán)境和減少污染的特點，符合可持續(xù)發(fā)展要求。

附圖說明

圖1為本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型T型鋼剪力連接件和工字鋼剪力連接件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實用新型組合結(jié)構(gòu)的俯視圖；

圖4為本實用新型澆注自密實混凝土的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中附圖標記為：1、上層鋼板；2、下層鋼板；3、T型鋼剪力連接件；4、工字鋼剪力連接件；5、縱向鋼隔板；6、橫向鋼隔板；7、混凝土澆注孔；8、排氣孔；9、自密實混凝土。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例及附圖對本實用新型作進一步詳細的描述，但本實用新型的實施方式不限于此。

如圖1～4所示，一種沉管隧道雙層鋼殼混凝土組合結(jié)構(gòu)中的剪力連接件，包括上層鋼板1、下層鋼板2、T型鋼剪力連接件3、工字鋼剪力連接件4、縱向鋼隔板5和橫向鋼隔板6，其中，所述T型鋼剪力連接件3、工字鋼剪力連接件4、縱向鋼隔板5和橫向鋼隔板6都設置在所述上層鋼板1和下層鋼板2之間，所述T型鋼剪力連接件3分別設置在所述上層鋼板1的下表面和下層鋼板2的上表面，所述T型鋼剪力連接件3等間距布置，且相鄰兩個T型鋼剪力連接件3翼板之間的凈距離不小于120mm，所述T型鋼剪力連接件3承擔沉管隧道雙層鋼殼混凝土組合結(jié)構(gòu)的主要剪力；所述工字鋼剪力連接件4的兩端分別與所述上層鋼板1的下表面和下層鋼板2的上表面相連接，所述工字鋼剪力連接件4固定上層鋼板1和下層鋼板2的相對位置，并承擔次要剪力；且所述工字鋼剪力連接件4與T型鋼剪力連接件3相連接，所述T型鋼剪力連接件3、工字鋼剪力連接件4、上層鋼板1或者下層鋼板2這三者之間通過滿焊相互連接；所述T型鋼剪力連接件3包括翼板和腹板，所述翼板和腹板相互垂直設置，所述T型鋼剪力連接件3通過所述腹板分別與所述上層鋼板1和下層鋼板2相連接；所述工字鋼剪力連接件4包括兩個翼板和設置在兩個翼板之間的腹板，所述腹板和兩翼板相互垂直設置，所述T型鋼剪力連接件3與所述工字鋼剪力連接件4的左右兩翼板相連接；所述T型鋼剪力連接件3的腹板與工字鋼剪力連接件4的腹板方向一致且厚度相等；所述上層鋼板1和下層鋼板2的厚度為20-40mm；所述T型鋼剪力連接件3的翼板和腹板的厚度為6-10mm；所述工字鋼剪力連接件4的翼板和腹板的厚度為6-10mm。所述縱向鋼隔板5上下兩端分別與所述上層鋼板1的下表面和下層鋼板2的上表面相連接，且所述縱向鋼隔板5設置在兩個T型鋼剪力連接件3之間，所述橫向鋼隔板6上下兩端分別與所述上層鋼板1的下表面和下層鋼板2的上表面相連接，且所述橫向鋼隔板6設置在兩個工字鋼剪力連接件4之間；所述縱向鋼隔板5和橫向鋼隔板6相互組合形成內(nèi)部隔室；所述縱向鋼隔板5和橫向鋼隔板6的厚度為8-12mm；所述上層鋼板1設有混凝土澆注孔7和排氣孔8，自密實混凝土9通過所述混凝土澆注孔7進入所述內(nèi)部隔室，所述混凝土澆注孔7設置在所述內(nèi)部隔室的中心，且混凝土澆注孔7的直徑不小于200mm；所述排氣孔8在混凝土澆注孔7四周均勻布置，且排氣孔8的直徑為80-120mm；

工作時，首先根據(jù)設計所需的參數(shù)，切割好上層鋼板1、下層鋼板2、T型鋼剪力連接件3、工字鋼剪力連接件4、縱向鋼隔板5和橫向鋼隔板6；根據(jù)設計要求，在上層鋼板1的相應位置焊接T型鋼剪力連接件3，在下層鋼板2的相應位置焊接T型鋼剪力連接件3和工字鋼剪力連接件4；將上層鋼板1翻轉(zhuǎn)并起吊，與下層鋼板2對位完成后將工字鋼剪力連接件4與上層鋼板1焊接在一起；按順序把縱向鋼隔板5安裝在相應位置，并與上層鋼板1和下層鋼板2焊接在一起；按順序把橫向鋼隔板6安裝在相應位置，并與上層鋼板1和下層鋼板2焊接在一起；縱向鋼隔板5和橫向鋼隔板6相互組合形成內(nèi)部隔室，通過上層鋼板1的混凝土澆注孔7向內(nèi)部隔室澆注自密實混凝土9；待所澆注自密實混凝土9強度達到設計要求，通過焊接來封閉混凝土澆注孔7。

具體來說，圖1為本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖，其結(jié)構(gòu)體系主要由上層鋼板1、下層鋼板2、T型鋼剪力連接件3、工字鋼剪力連接件4、縱向鋼隔板5、橫向鋼隔板6、混凝土澆注孔7、排氣孔8組成，作為優(yōu)選，所有鋼材均采用屈服強度為Q345及以上的鋼材?；炷翝沧⒖?在內(nèi)部隔室中心布置，且直徑不小于200mm；選用自密實混凝土9澆注，而自密實混凝土9則采用強度為C40及以上的自密實混凝土9；排氣孔8四周均勻布置，直徑為80-120mm；澆注完成后，孔洞焊接密封。縱向鋼隔板5和橫向鋼隔板6厚度為8-12mm；縱向鋼隔板5滿焊在上層鋼板1的下表面和下層鋼板2的上表面。橫向鋼隔板6布置在相鄰工字鋼剪力連接件4中間，貫穿T型鋼，滿焊在上層鋼板1的下表面和下層鋼板2的上表面。

圖2～3為本實用新型T型鋼剪力連接件3和工字鋼剪力連接件4的結(jié)構(gòu)示意圖，作為優(yōu)選，上層鋼板1和下層鋼板2的厚度為20-40mm；T型鋼剪力連接件3的腹板及翼板的厚度為6-10mm，腹板焊接在上層鋼板1的下表面和下層鋼板2的上表面；工字鋼剪力連接件4的腹板及翼板厚度為6-10mm，貫穿T型鋼并焊接在上層鋼板1的下表面和下層鋼板2的上表面，而其高度不小于3倍T型鋼剪力連接件3的高度。T型鋼剪力連接件3等間距布置，其相鄰翼板凈距離不小于120mm，且T型鋼剪力連接件3的翼板與工字鋼剪力連接件4的翼板等寬。T型鋼剪力連接件3的腹板與工字鋼剪力連接件4的腹板等厚且方向一致。

本實用新型具有加工制作簡單、施工方便快速、力學性能好、適用范圍廣等優(yōu)點；可充分發(fā)揮鋼材與混凝土的優(yōu)勢，可實現(xiàn)工廠化預制，且無需使用特殊機械進行加工，從而降低設備投入；同時減少現(xiàn)場施工工作量，使施工方便快捷；具有顯著的節(jié)約資源、保護環(huán)境和減少污染的特點，符合可持續(xù)發(fā)展要求。

上述為本實用新型較佳的實施方式，但本實用新型的實施方式并不受上述內(nèi)容的限制，其他的任何未背離本實用新型的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。