橋面板縱向不等強(qiáng)鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)橋梁及其施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于連續(xù)組合梁橋或組合剛構(gòu)橋的新型橋梁結(jié)構(gòu)形式，屬于橋梁工程技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)橋梁跨度較大時(shí)，采用連續(xù)梁橋或剛構(gòu)橋方案可顯著降低豎向荷載作用下的彎矩峰值，減小橋梁的材料用量，提高綜合經(jīng)濟(jì)性。對(duì)于連續(xù)組合梁橋或組合剛構(gòu)橋，中間支座或墩柱處的組合梁處于負(fù)彎矩區(qū)，上部混凝土橋面板處于受拉狀態(tài)，因而存在較高的開(kāi)裂風(fēng)險(xiǎn)。而混凝土板開(kāi)裂后的組合梁不僅剛度降低，且長(zhǎng)期使用性能和耐久性問(wèn)題也十分突出。為改善連續(xù)組合梁橋或組合剛構(gòu)橋負(fù)彎矩區(qū)混凝土板的抗裂性能，目前在設(shè)計(jì)和施工中已開(kāi)發(fā)出多種負(fù)彎矩區(qū)抗裂措施，如調(diào)整橋面混凝土板的澆筑順序、施加縱向預(yù)應(yīng)力、采用抗拔不抗剪連接件等。
[0003]超尚性能混凝土由活性粉末混凝土和鋼纖維組成，是一種具有超尚強(qiáng)度、超尚韋刃性和高耐久性的水泥基復(fù)合材料。在負(fù)彎矩區(qū)鋪設(shè)超高性能混凝土，可有效提高橋梁負(fù)彎矩區(qū)混凝土橋面板的抗裂性能，改善負(fù)彎矩區(qū)橋面系的受力性能，提高橋梁整體剛度及其長(zhǎng)期使用性能和耐久性能，從而可以充分發(fā)揮鋼與混凝土之間的組合優(yōu)勢(shì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種受力合理、抗裂性能好、耐久性高、施工方便的橋面板縱向不等強(qiáng)組合結(jié)構(gòu)橋梁體系，通過(guò)綜合利用鋼、普通混凝土和超高性能混凝土的各自特點(diǎn)，從而獲得理想的受力性能、施工性能和綜合經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。
[0005]本發(fā)明的一種橋面板縱向不等強(qiáng)鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)橋梁，由超高性能混凝土、普通混凝土和鋼梁構(gòu)成，其特征在于:在橋梁負(fù)彎矩區(qū)為超高性能混凝土橋面板，在橋梁正彎矩區(qū)為普通混凝土橋面板；所述鋼梁包括上翼緣、腹板和底板。
[0006]在所述鋼梁上翼緣上焊接抗剪連接件。
[0007]在所述負(fù)彎矩區(qū)的超高性能混凝土和/或正彎矩區(qū)的普通混凝土內(nèi)布設(shè)鋼筋。
[0008]所述的超高性能混凝土內(nèi)布設(shè)鋼纖維。
[0009]本發(fā)明的一種橋面板縱向不等強(qiáng)鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)橋梁的施工方法，其特征在于，該方法包括以下步驟:
[0010](I)安裝橋面鋼結(jié)構(gòu)；
[0011 ] (2)在鋼梁上翼緣上焊接抗剪連接件；
[0012](3)在橋面負(fù)彎矩區(qū)澆筑超高性能混凝土 ；
[0013](4)在橋面正彎矩區(qū)澆筑普通混凝土。
[0014]I
[0015]所述橋面鋼結(jié)構(gòu)采用工字鋼截面主梁或箱型截面主梁。
[0016]所述步驟(3)和/或步驟(4)前，配置受力鋼筋和構(gòu)造鋼筋。
[0017]所述的超高性能混凝土內(nèi)配置一定數(shù)量的鋼纖維。
[0018]本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有以下突出優(yōu)勢(shì):①在橋面負(fù)彎矩區(qū)鋪設(shè)超高性能混凝土，可有效提高負(fù)彎矩區(qū)橋面板在各種荷載工況作用下的抗裂性能，解決困擾組合結(jié)構(gòu)橋梁體系發(fā)展的負(fù)彎矩區(qū)抗裂設(shè)計(jì)難題，改善橋梁結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)期使用性能和耐久性能；②可充分發(fā)揮負(fù)彎矩區(qū)混凝土板和鋼梁之間的組合作用，利用抗剪連接件將鋼梁和混凝土板連接形成整體，有效提高橋面系的強(qiáng)度和剛度，降低橋面系的用鋼量；③僅在負(fù)彎矩區(qū)段局部采用超高性能混凝土，總體造價(jià)較低，經(jīng)濟(jì)性能較好。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為鋼-混凝土連續(xù)梁橋中組合梁不同區(qū)域采用不同類型混凝土的示意圖。
[0020]圖2為鋼-混凝土剛構(gòu)橋中組合梁不同區(qū)域采用不同類型混凝土的示意圖。
[0021]圖3為負(fù)彎矩區(qū)采用抗剪連接件連接鋼梁和超高性能混凝土的橫斷面圖。
[0022]圖4為正彎矩區(qū)采用抗剪連接件連接鋼梁和普通混凝土的橫斷面圖。
[0023]圖中:1 一超尚性能混凝土 ；2 —普通混凝土 ；3 —鋼梁上翼緣；4 一鋼梁腹板；5 —鋼梁底板；6 —栓釘抗剪連接件；7 —鋼筋；8 —?jiǎng)倶?gòu)橋墩柱。
【具體實(shí)施方式】
[0024]以下結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步描述。
[0025]本發(fā)明所提供的橋面板縱向不等強(qiáng)組合結(jié)構(gòu)橋梁，包括超高性能混凝土 1、普通混凝土 2和鋼梁(由上翼緣3、腹板4和底板5)，如圖1和圖2所示。
[0026]為保證鋼梁與混凝土板形成組合作用，可在鋼梁上翼緣3上方焊接具有抗剪及抗拔作用的連接件，連接件可采用栓釘6，如圖3所示。
[0027]還可根據(jù)工程需要，在超高性能混凝土 I和普通混凝土 2內(nèi)配置一定數(shù)量的受力鋼筋和構(gòu)造鋼筋7，如圖3和圖4所示，在超高性能混凝土 I內(nèi)配置一定數(shù)量的鋼纖維(圖中未示出)。
[0028]本發(fā)明的施工工序?yàn)?
[0029](I)安裝橋面鋼結(jié)構(gòu)(可采用工字鋼截面主梁或箱型截面主梁)；
[0030](2)在鋼梁上翼緣3上焊接抗剪連接件6 ;
[0031](3)在橋面負(fù)彎矩區(qū)澆筑超高性能混凝土 I ;
[0032](4)在橋面正彎矩區(qū)澆筑普通混凝土 2。
[0033]根據(jù)工程需要，還可在橋面負(fù)彎矩區(qū)澆筑超高性能混凝土 I和/或在橋面正彎矩區(qū)澆筑普通混凝土 2前，鋪設(shè)受力鋼筋和構(gòu)造鋼筋7。
[0034]根據(jù)工程需要，還可在超高性能混凝土內(nèi)配置一定數(shù)量的鋼纖維。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種橋面板縱向不等強(qiáng)鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)橋梁，由超高性能混凝土、普通混凝土和鋼梁構(gòu)成，其特征在于:在橋梁負(fù)彎矩區(qū)為超高性能混凝土橋面板，在橋梁正彎矩區(qū)為普通混凝土橋面板；所述鋼梁包括上翼緣、腹板和底板。
2.按照權(quán)利要求1所述的橋面板縱向不等強(qiáng)組合結(jié)構(gòu)橋梁，其特征在于:在鋼梁上翼緣上焊接抗剪連接件。
3.按照權(quán)利要求1所述的橋面板縱向不等強(qiáng)組合結(jié)構(gòu)橋梁，其特征在于:在負(fù)彎矩區(qū)的超高性能混凝土和/或正彎矩區(qū)的普通混凝土內(nèi)布設(shè)鋼筋。
4.按照權(quán)利要求1所述的橋面板縱向不等強(qiáng)組合結(jié)構(gòu)橋梁，其特征在于:所述的超高性能混凝土內(nèi)布設(shè)鋼纖維。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的所述的組合結(jié)構(gòu)橋梁的施工方法，其特征在于，該方法包括以下步驟:(1)安裝橋面鋼結(jié)構(gòu)；(2)在鋼梁上翼緣上焊接抗剪連接件；(3)在橋面負(fù)彎矩區(qū)澆筑超高性能混凝土；(4)在橋面正彎矩區(qū)澆筑普通混凝土。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的施工方法，其特征在于，所述橋面鋼結(jié)構(gòu)采用工字鋼截面主梁或箱型截面主梁。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的施工方法，其特征在于，所述步驟(3)和/或步驟(4)前，配置受力鋼筋和構(gòu)造鋼筋。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的施工方法，其特征在于，所述的超高性能混凝土內(nèi)配置一定數(shù)量的鋼纖維。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種橋面板縱向不等強(qiáng)鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)橋梁及其施工方法，屬于一種應(yīng)用于連續(xù)組合梁橋或組合剛構(gòu)橋中的新型橋梁結(jié)構(gòu)體系。本發(fā)明由超高性能混凝土、普通混凝土和鋼梁構(gòu)成，本發(fā)明通過(guò)抗剪連接件和上部混凝土板連接形成整體共同工作，從而提高橋梁的強(qiáng)度和剛度，降低橋梁整體用鋼量。本發(fā)明綜合了普通組合橋面系和超高性能混凝土的各自優(yōu)勢(shì)，具有強(qiáng)度剛度大、抗裂性能好、耐久性好且易于施工等優(yōu)點(diǎn)，在連續(xù)梁橋和剛構(gòu)橋等存在負(fù)彎矩區(qū)的組合結(jié)構(gòu)橋梁中具有廣闊的應(yīng)用前景。
【IPC分類】E01D19-00, E01D19-12, E01D101-26
【公開(kāi)號(hào)】CN104831627
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510083643
【發(fā)明人】聶建國(guó), 樊健生, 劉誠(chéng), 潘文豪
【申請(qǐng)人】清華大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年8月12日
【申請(qǐng)日】2015年2月16日