“缓粘结通关系列”连载 ——缓粘结“剪力钉”是你要通的第24关么?

2025年12月04日 11:34 兆小通

“缓粘结通关系列”连载 ——缓粘结“剪力钉”是你要通的第24关么?

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缓粘结“剪力钉”

Hello大家好,我是兆小通!探索与实践缓粘结技术在工程中的应用,我们义无反顾、一往直前,成功闯过了23关。今天迎来了第24关的挑战—"缓粘结剪力钉"。

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在各类大型工程中,钢混组合梁的身影随处可见。抗剪连接件是钢混组合梁中保证钢和混凝土共同工作的关键元件。剪力钉是目前常用的抗剪连接件,其主要作用是抵抗钢梁和混凝土梁之间的剪(剪力)和拔(掀起)。而负弯矩区的混凝土部分可能会产生拉应力,导致混凝土板开裂,影响了组合梁使用的耐久性。通常在负弯矩区施加预应力等措施控制裂缝,但钢梁通过组合作用吸收了部分预应力,降低了预应力的导入度。因此,如何增加组合梁负弯矩区的预应力导入度,从而控制混凝土拉应力在允许的范围,成为钢混组合梁设计的关键。这就是缓粘结剪力钉大显身手的舞台,让我们以热烈的掌声欢迎今天的主角闪亮登场!




01
认识一下!它就是缓粘结剪力钉



钢梁和混凝土,一个擅长受拉,一个擅长受压,是工程界公认的一对“好搭档”。在钢混组合结构中,它们发挥各自特长,配合默契。在两者协同工作的过程中,剪力钉起到了关键作用。传统剪力钉是个“急性子”,将钢梁和混凝土牢牢锁死。如果此时需要施加预应力,尽职尽责的传统剪力钉会将大部分预应力吸引到自己身上,反倒阻碍了预应力的导入。缓粘结剪力钉不一样,它就像一位"懂得时间管理"的调解师,施加预应力时绝不出手干预,给钢梁和混凝土这对搭档充分的时间和空间。“时机”一到,又能紧密联系钢梁和混凝土,保证它们共同工作。

言归正传,缓粘结剪力钉是在普通剪力钉技术基础上结合缓粘结技术而研发出的一种新型剪力钉技术,由螺柱焊钉和缓粘结套筒构成,其中缓粘结套筒由带肋外壳体、按设定时间固化的专用粘合剂(缓粘剂)与螺柱焊钉配套的螺帽组合而成。如下图所示,它就长这个样子。 


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螺柱焊钉              缓粘结套筒



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安装在钢梁上的缓粘结剪力钉





02
缓粘结剪力钉的工作机理



从上面的介绍,大家可能也看出来了,缓粘结剪力钉其实就是一个“慢性子”,属于慢热型人格!怎么形容它的工作呢?一句话概括就是:“你张拉时它装睡,你完工后它拼命!”。

用科学的工程语言来介绍其机理,是这个样子的:在施工时将螺柱焊钉焊接在钢混组合结构的钢梁上,然后将缓粘结套筒套在螺柱焊钉上,并将螺柱焊钉与套筒内的螺母旋紧,缓粘剂将螺柱焊钉紧密封裹,并将套筒填充密实。缓粘剂在混凝土预应力张拉施工完成之前为膏状的非牛顿流体,螺柱焊钉与混凝土之间几乎没有粘结力,因此在给混凝土施加预应力时螺柱焊钉不会影响混凝土预应力的导入度;混凝土预应力张拉施工完成后,随着时间的推移缓粘剂逐渐固化,使缓粘结剪力钉与混凝土之间形成有效结合,发挥其抗拔又抗剪的功能,实现钢梁和混凝土真正的共同受力。

大家明白了吧!缓粘剂初期cosplay非牛顿流体,放任混凝土自由滑移。此时主打的就是一个佛系:“各位张拉大哥先忙,小弟绝不挡道!”。待预应力施加到位后,它秒变“粘人精”:固化后锁死螺柱焊钉和混凝土,抗拔抗剪双修,让钢梁混凝土从“塑料搭档”进阶“钛合金搭档”。

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缓粘结剪力钉布置示意图



03
缓粘结剪力钉的性能优势




各位看官一定会问,今天闪亮登场的主角身上的发光点有哪些?我给它总结了以下亮点技能。



1 力学性能突出

如何让钢梁和混凝土这对“黄金搭档”如我们工程人所愿所想的和谐共处,共同发力,一直是工程界的一大痛点。缓粘剂在预应力张拉施工完成之前为膏状的非牛顿流体,在给混凝土施加预应力时,混凝土可以与焊钉自由滑移,避免张拉力施加在焊钉上,提高负弯矩区预应力的施加效率;缓粘剂固化后可保证钢混组合梁两种材料之间的粘结效果,达成抗拔又抗剪的受力需求!



2 施工工艺简单

缓粘结剪力钉可采用预先灌装好缓粘剂的套筒,在施工时将螺柱焊钉和缓粘结套筒通过螺纹连接进行组装的结构可以实现钢混组合预应力梁的现浇施工,避免了为预应力张拉预留焊钉空洞待张拉完成后补洞的繁琐工序,减少现场人工操作步骤,施工工艺简单。



3 质量易于控制

无需现场涂覆缓粘剂,解决了缓粘剂渗漏问题;套筒和螺柱焊钉可以相对定位,解决了浇筑混凝土的冲击力下焊钉错位问题,施工质量易于控制。



4 耐久性能优异

缓粘剂具有良好的耐久性、耐水性、耐碱性,整体缓粘结剪力钉的抗腐蚀能力大幅提升,耐久性能优异。



5 工程适应性广

缓粘结剪力钉作为钢混(型钢预应力混凝土构件)组合结构的抗剪连接件,可以保障预应力混凝土结构的预应力导入度,同时可提升钢混组合结构整体受力性能,适应性强,工程适应性广。

 这就是我们今天力荐的“实力派主角”

——缓粘结剪力钉!









二十多年的探索旅程,缓粘结预应力技术留下了太多难忘的印记:有攻坚克难的汗水,也有应用成功的喜悦。万物迭代更新,但我们对于技术完美的那份严谨与热爱,从未改变。感恩一路同行,缓粘结人期待与您下期再会!




END


关于兆福基


北京兆福基新材料科技发展有限公司是工程领域集研发、制造、设计、施工、检测与技术支持为一体的北京市“专精特新”及高新技术企业,是致力于为客户提供各种新型的预应力技术与产品、预应力设计与施工、深度的材料研发、检测及技术支持的整套服务体系的行业成熟企业。ZFJ-RPS缓粘结预应力技术体系开拓了在国内铁路桥梁、市政公路、水利输水隧洞、工业筒仓、大型公共建筑等领域的首次应用。

      截至目前ZFJ-RPS缓粘结预应力技术体系已在铁路、公路、市政多条线路的桥梁、多个工业筒仓以及多项大型公共建筑工程中得到广泛应用。该技术对动荷载大、疲劳效应突出或侵蚀性较强的各类大跨度预应力结构,尤具有显著的技术与经济优势。

应用领域

铁路与公路桥梁工程:适用于桥梁T形梁、箱型梁等梁体及桩体。可用于横向筋、竖向筋、纵向筋。

市政工程:应用于地铁、综合管廊、道路等超长结构墙体、板等需抗裂部位。

水利工程:适用于坝体、地下工程等大跨重载区域混凝土梁、板等结构。

海洋工程:适用于极端恶劣环境下的预应力混凝土结构。

特种工程:适用于筒仓、水池、核工业燃料储存工程、抗震试验台等结构。

工业与民用建筑工程:适用于机场航站楼、铁路站房、大型场馆与广场、办公楼等大跨预应力混凝土结构。

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