CN104005337A - 一种钢—纤维混凝土组合板分次浇筑连接接头及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种钢—纤维混凝土组合板分次浇筑连接接头及其施工方法，接头由S形加强钢板和分次浇筑的纤维混凝土件组合，S形加强钢板由先浇纤维混凝土件和后浇纤维混凝土件包覆，分次浇筑的纤维混凝土件的连接接缝位于S形加强钢板处，S形加强钢板与纤维混凝土件之间通过企口咬合/扣锁方式连接成整体的纤维混凝土层。本发明的一种钢-纤维混凝土组合板分次浇筑连接接头可应用于整体式现浇或装配式钢-纤维混凝土组合桥面结构。本发明能提高钢-纤维混凝土组合板分次浇筑连接接头的局部的抗拉强度和刚度，有效减小接头处纤维混凝土层间滑移，降低接缝应力，提高接缝的抗拉强度，使分次浇筑的纤维混凝土连接为整体的纤维混凝土层。

Description

一种钢—纤维混凝土组合板分次浇筑连接接头及施工方法

技术领域

本发明涉及桥梁结构的建筑细部及其施工领域，特别地，涉及一种钢—纤维混凝土组合板分次浇筑连接接头及其施工方法。

背景技术

现有的钢桥水泥混凝土桥面铺装层采用整体式现浇的施工方式，如图1所示，施工完成后，在钢桥面板层1上形成有现浇的混凝土铺装层6，现浇的混凝土铺装层6中预制有现有增强钢筋13。现有常规钢桥面水泥混凝土铺装大多数采用现浇施工方式，由于桥面板混凝土易收缩开裂，现有的现浇施工技术无法保证施工质量，而且大面积的现浇混凝土的养护难度非常大，混凝土的强度会因养护不到位而受到很大的折减，这将大大减少桥面铺装层的使用寿命。

随着材料科学的发展和进步，在桥梁建筑领域出现了超高性能纤维混凝土，虽然采用纤维混凝土施工后得到的桥面结构具有明显的优势，但由于现有的桥面纤维混凝土浇筑施工是采用分次浇筑施工法，在前后两次浇筑的纤维混凝土之间不可避免地会存在连接接缝，带来接缝处局部应力过大、铺装层易产生裂缝、桥面结构的耐久性及抗疲劳性能都难以满足使用要求等重大缺陷。

发明内容

本发明目的在于提供一种钢—纤维混凝土组合板分次浇筑连接接头及其施工方法，以解决多次浇筑的纤维混凝土件之间存在的连接强度不大的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种钢—纤维混凝土组合板分次浇筑连接接头，所述接头从下至上依次包括钢板层、焊接在所述钢板上表面的S形加强钢板、分次浇筑于所述S形加强钢板上的纤维混凝土件层；所述S形加强钢板位于分次浇筑的纤维混凝土件的连接处下方，被至少两次浇筑的纤维混凝土件包覆；

所述S形加强钢板包括在中轴线左右交错相对的若干个棱台式结构，棱台式结构的两个侧边与相邻的棱台式结构的侧边相连。

优选的，分次浇筑的纤维混凝土件的连接处与所述S形加强钢板的中轴线位于同一垂直面。

优选的，分次浇筑的先浇纤维混凝土件中配置有沿桥梁纵向延伸的第一纵向增强钢筋，分次浇筑的后浇纤维混凝土件中配置有第二纵向增强钢筋或连接钢筋；所述第一纵向增强钢筋与所述第二纵向增强钢筋或连接钢筋对接。

优选的，所述棱台式结构的形状为在较窄底边开口的梯形。

优选的，所述钢板层和所述纤维混凝土层的结合面处设置有抗剪构件或采用抗剪式构造。

优选的，所述纤维混凝土件由活性粉末混凝土、超高性能纤维增强混凝土或注浆纤维混凝土中的至少任意一种浇筑而成。

一种如上述钢—纤维混凝土组合板分次浇筑连接接头应用于整体式现浇钢-纤维混凝土组合桥面结构的施工方法，包括以下步骤：

A1、浇筑先浇纤维混凝土构件：在钢桥面板上焊接第一个S形加强钢板，然后在钢桥面板的顶面和S形加强钢板的棱台式结构内设置抗剪构件；

将纤维混凝土浇筑于所述钢桥面板上并覆盖所述第一个S形加强钢板30-50％的表面积，得到带S形加强钢板的钢板-纤维混凝土组合式先浇构件；

B1、浇筑后浇纤维混凝土：取按步骤A1方法制作好的带S形加强钢板的钢板-纤维混凝土组合式先浇构件，在沿其纵向的下一个纤维混凝土连接处焊接第二个S形加强钢板；然后接着浇筑后浇纤维混凝土直到覆盖所述第二个S形加强钢板30-50％的表面积，得到后浇纤维混凝土件，完成相邻两次浇筑的纤维混凝土件的连接。

优选的，步骤A1还包括：浇筑得到先浇纤维混凝土件后，使先浇纤维混凝土件中配置的第一纵向增强钢筋从其端部伸出；

步骤B1还包括：浇筑得到后浇纤维混凝土件后，使后浇纤维混凝土中配置的第二纵向增强钢筋与先浇纤维混凝土件中配置的第一纵向增强钢筋对接。

一种如上述钢—纤维混凝土组合板分次浇筑连接接头应用于装配式钢-纤维混凝土组合桥面结构的施工方法，包括以下步骤：

A2、制作钢板-纤维混凝土组合式构件：在单块的、顶面为平面的钢板上表面两端焊接S形加强钢板，所述S形加强钢板的外侧与所述钢板的外侧预留出0.1-1m长度的空间，然后在钢板的顶面和S形加强钢板棱台式结构内设置抗剪构件；将纤维混凝土浇筑于钢板上并覆盖S形加强钢板30-50％的表面积，得到带S形加强钢板的钢板-纤维混凝土组合式构件；

B2、组合拼接：取两块按步骤A2方法预制好的带S形加强钢板的钢板-纤维混凝土组合式构件，并使位于两块钢板-纤维混凝土组合式构件上的两个S形加强钢板相对；将两钢板焊接起来，在焊接后的两钢板上方、且位于两S形加强钢板之间的凹槽中浇筑后浇纤维混凝土，完成相邻两次浇筑的纤维混凝土件的连接。

优选的，步骤A2还包括：浇筑得到先浇纤维混凝土件后，使先浇纤维混凝土件中配置的第一纵向增强钢筋从其端部伸出；

步骤B2还包括：浇筑得到后浇纤维混凝土件后，使后浇纤维混凝土中配置的连接钢筋与先浇纤维混凝土件中配置的第一纵向增强钢筋对接。

本发明具有以下有益效果：

1.本发明的钢-纤维混凝土组合板分次浇筑连接接头特别包含有S形加强钢板，由于S形加强钢板的棱台式结构(企口)与纤维混凝土件相互间的“嵌锁”咬合力和S形加强钢板的加筋作用，消除了分次浇筑的纤维混凝土在连接接缝处因材料“断裂”所带来的抗拉强度的削弱，提高了分次浇筑连接接缝处的局部强度和刚度及接缝处纤维混凝土的抗剪能力，大幅度降低了接缝处应力水平，有效减小接缝处纤维混凝土层间滑移，提高了接缝的抗拉强度。

2.本发明的钢-纤维混凝土组合板分次浇筑连接接头可应用于钢-纤维混凝土组合桥面结构(尤其是正交异性钢桥面板组合结构)，组合桥面结构的施工方法可以是整体式现浇施工或装配式施工。从实际应用效果来看，钢-纤维混凝土组合板分次浇筑连接接头能有效提高组合桥面结构中分次浇筑的纤维混凝土连接接缝的局部强度和刚度，降低接缝处应力水平，减小接缝处纤维混凝土层间滑移，有效防止接缝处裂缝的产生，具有耐久性好、抗疲劳性能好、车辆冲击作用小等优点，具有重大的实用价值和良好的经济效益，尤其是在大型、特大型钢桥的施工建造上具有广阔的应用前景。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是现有技术中常规正交异性钢箱梁整体刚性桥面纵截面结构示意图；

图2是本发明实施例1中装配式钢-纤维混凝土组合桥面板结构的俯视示意图；

图3是图2的A-A向剖视示意图；

图4是本发明实施例1中装配式钢-纤维混凝土组合桥面板结构的俯视示意图(未浇注后浇纤维混凝土件时的状态)；

图5是本发明实施例2中整体式现浇钢-纤维混凝土组合桥面板结构的俯视示意图；

图6是图5的B-B向剖视示意图；

图7是本发明实施例2中整体式现浇钢-纤维混凝土组合桥面板结构的俯视示意图(未浇注后浇纤维混凝土件时的状态)；

其中，1、钢板，2、纤维混凝土件层，3、先浇纤维混凝土件；4、后浇纤维混凝土件；5、S形加强钢板，51、企口，6、铺装层，7、钢板接缝，8、连接钢筋，9、纤维混凝土件的连接处，10、剪力钉，11、第一纵向增强钢筋，12、第二纵向增强钢筋，13、现有增强钢筋，14、钢板-纤维混凝土组合板。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

参见图2至图7，本发明提供了一种钢—纤维混凝土组合板分次浇筑连接接头，该钢板-纤维混凝土组合板14包括位于下部的钢板1、浇筑于钢板1上的先浇纤维混凝土件3和后浇纤维混凝土件4，相邻分次浇筑的先浇纤维混凝土件3与后浇纤维混凝土件4的连接处设有S形加强钢板5。

所述接头从下至上依次包括钢板1、焊接在所述钢板上表面的S形加强钢板5、分次浇筑于所述S形加强钢板5上的纤维混凝土件层2；所述S形加强钢板5位于分次浇筑的纤维混凝土件的连接处9下方，被至少两次浇筑的纤维混凝土件包覆；如图2和图7所示，S形加强钢板5被先浇纤维混凝土件3和后浇纤维混凝土件4所共同包覆，则使得S形加强钢板5成为先浇纤维混凝土件3和后浇纤维混凝土件4之间的连接件，加强连接强度。

所述S形加强钢板5包括在中轴线左右交错相对的若干个向外突出的棱台式结构(企口51)，棱台式结构的两个侧边与相邻的棱台式结构的侧边相连，形成类似S形结构，承受S形加强钢板5左右两侧的应力，起到连接S形加强钢板5两侧结构的作用。

所述棱台式结构的形状可以为在较窄底边开口的梯形，较宽底面朝向中轴线的外侧，朝向纤维混凝土件层的内部深处，使得咬合力更大，嵌锁更牢。

分次浇筑的纤维混凝土件的连接处9可以与所述S形加强钢板5的中轴线位于同一垂直面，使得前后两次浇筑的纤维混凝土件均匀地包覆S形加强钢板5的两侧，受力更均衡。

另外，分次浇筑的先浇纤维混凝土件3中配置有沿桥梁纵向延伸的第一纵向增强钢筋11，分次浇筑的后浇纤维混凝土件中配置有第二纵向增强钢筋12或连接钢筋8；所述第一纵向增强钢筋11与所述第二纵向增强钢筋12或连接钢筋8对接，形成纵向连贯的支撑体系，增加连接强度。

所述钢板层和所述纤维混凝土层的结合面处设置有抗剪构件或采用抗剪式构造，例如剪力钉，加固连接。

所述纤维混凝土件可以由活性粉末混凝土、超高性能纤维增强混凝土或注浆纤维混凝土中的至少任意一种浇筑而成，都不影响本实施例的实现。

以下实施例一为上述本实施例的钢-纤维混凝土组合板分次浇筑连接接头应用于装配式钢-纤维混凝土组合桥面结构的施工方法，实施例二为上述本实施例的钢-纤维混凝土组合板分次浇筑连接接头应用于整体式现浇钢-纤维混凝土组合桥面结构的施工方法。

实施例一、

如图2～图4所示，一种本发明的钢-纤维混凝土组合板分次浇筑连接接头应用于装配式钢-纤维混凝土组合桥面结构的施工方法，该组合桥面结构主要由多块钢板-纤维混凝土组合板14沿桥梁纵向依次连接装配而成(图中仅示出相邻的两块)，具体包括以下施工步骤：

(1)制作钢板-纤维混凝土组合式构件：先在单块的、顶面为平面的钢板1上表面两端焊接S形加强钢板5，S形加强钢板5的两侧均设置多个棱台式结构的企口51，S形加强钢板5的外侧与钢板1的外侧预留出0.1-1m长度的空间以供连接。

然后在钢板1的顶面和S形加强钢板5棱台式结构的企口内焊接抗剪用的剪力钉10；然后将纤维混凝土浇筑于钢板1上并覆盖一半S形加强钢板5得到先浇纤维混凝土件，同时使先浇纤维混凝土件3中配置的第一纵向增强钢筋11从其端部伸出，得到带S形加强钢板5的钢板-纤维混凝土组合式构件14；

可以理解的是，在实施例一和实施例二中，先浇纤维混凝土浇筑在S形加强钢板上时所覆盖的面积可以为S形加强钢板30-50％的表面积，都不影响本发明的实现。但当先浇纤维混凝土件先覆盖一半S形加强钢板，后浇纤维混凝土件先覆盖另一半S形加强钢板时，前后两次浇筑的纤维混凝土件均匀地包覆S形加强钢板的两侧，受力更均衡。

(2)组合拼接：如图4所示，取两块按步骤(1)方法预制好的带S形加强钢板5的钢板-纤维混凝土组合式构件14，并使其沿其纵向进行拼接(第一块钢板-纤维混凝土组合式构件左侧的S形加强钢板与第二块钢板-纤维混凝土组合式构件右侧的S形加强钢板相对)，拼接时先在对接区域的钢板接缝7处焊接位于底部的相邻两钢板1，然后在焊接后的两钢板1上方、且位于两S形加强钢板5之间的凹槽中浇筑后浇纤维混凝土4，并使后浇纤维混凝土4中配置的连接钢筋8与两侧先浇纤维混凝土件3中配置的第一纵向增强钢筋11对接，对现浇纤维混凝土进行养护后得到后浇纤维混凝土件4，完成相邻两块钢板-纤维混凝土组合式构件的组合拼接。

本实施例的先浇纤维混凝土件3和后浇纤维混凝土件4主要是由活性粉末混凝土浇筑而成。

(3)重复依次装配：重复上述步骤(2)的操作并按照节段施工法将各块钢板-纤维混凝土组合式构件沿其纵向依次装配对接，形成整体、连续的钢桥面板层和纤维混凝土件层2，待后浇纤维混凝土件4的强度等力学指标达到设计要求后，在纤维混凝土件层2的上方加铺铺装层6(或在纤维混凝土件层2的顶面进行粗糙化处理形成路表面)，并对铺装层6进行养护形成适宜行车的路表面，完成组合桥面结构的施工。

实施例二：

如图5～图7所示，一种本发明的钢-纤维混凝土组合板分次浇筑连接接头应用于整体式现浇钢-纤维混凝土组合桥面结构的施工方法，该组合桥面结构主要先由多块钢板1沿桥梁纵向依次连接(图中仅示出相邻的两块)，再在钢板1上分次浇筑纤维混凝土件组合而成，具体包括以下施工步骤：

(1)浇筑先浇纤维混凝土：先在顶面为平面的钢板1上焊接S形加强钢板5，S形加强钢板5的两侧均设置多个棱台式结构的企口51；

然后在钢板1的顶面和S形加强钢板5棱台式结构的企口内焊接抗剪用的剪力钉10；然后将纤维混凝土浇筑于钢板1上并覆盖一半所述S形加强钢板5得到先浇纤维混凝土件3，同时使先浇纤维混凝土件3中配置的第一纵向增强钢筋11从其端部伸出，得到带S形加强钢板5的钢板-纤维混凝土组合式先浇构件；

(2)浇筑后浇纤维混凝土：取按步骤(1)方法制作好的带S形加强钢板5的钢板-纤维混凝土组合式先浇构件，在沿其纵向的下一个纤维混凝土连接处焊接S形加强钢板5；然后接着浇筑后浇纤维混凝土4直到覆盖一半所述下一个S形加强钢板5，并使后浇纤维混凝土4中配置的第二纵向增强钢筋12与先浇纤维混凝土件3中配置的第一纵向增强钢筋11对接，同时使后浇纤维混凝土件4中配置的第二纵向增强钢筋12从其端部伸出，得到后浇纤维混凝土件4，完成相邻两次浇筑的纤维混凝土件的连接；

(3)重复依次浇筑：重复上述步骤(2)的操作使纤维混凝土沿其纵向依次连接，形成整体、连续的纤维混凝土件层2，待后浇纤维混凝土件4的强度等力学指标达到设计要求后，在纤维混凝土件层2的上方加铺铺装层6(或在纤维混凝土件层2的顶面进行粗糙化处理形成路表面)，并对铺装层6进行养护形成适宜行车的路表面，完成组合桥面结构的施工。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种钢—纤维混凝土组合板分次浇筑连接接头，其特征在于，所述接头从下至上依次包括钢板层、焊接在所述钢板上表面的S形加强钢板、分次浇筑于所述S形加强钢板上的纤维混凝土件层；所述S形加强钢板位于分次浇筑的纤维混凝土件的连接处下方，被至少两次浇筑的纤维混凝土件包覆；

所述S形加强钢板包括在中轴线左右交错相对的若干个棱台式结构，棱台式结构的两个侧边与相邻的棱台式结构的侧边相连。

2.根据权利要求1所述的一种钢—纤维混凝土组合板分次浇筑连接接头，其特征在于，分次浇筑的纤维混凝土件的连接处与所述S形加强钢板的中轴线位于同一垂直面。

3.根据权利要求1所述的一种钢—纤维混凝土组合板分次浇筑连接接头，其特征在于，分次浇筑的先浇纤维混凝土件中配置有沿桥梁纵向延伸的第一纵向增强钢筋，分次浇筑的后浇纤维混凝土件中配置有第二纵向增强钢筋或连接钢筋；所述第一纵向增强钢筋与所述第二纵向增强钢筋或连接钢筋对接。

4.根据权利要求1所述的一种钢—纤维混凝土组合板分次浇筑连接接头，其特征在于，所述棱台式结构的形状为在较窄底边开口的梯形。

5.根据权利要求1所述的一种钢—纤维混凝土组合板分次浇筑连接接头，其特征在于，所述钢板层和所述纤维混凝土层的结合面处设置有抗剪构件或采用抗剪式构造。

6.根据权利要求1所述的一种钢—纤维混凝土组合板分次浇筑连接接头，其特征在于，所述纤维混凝土件由活性粉末混凝土、超高性能纤维增强混凝土或注浆纤维混凝土中的至少任意一种浇筑而成。

7.一种如权利要求1-6任一项所述钢—纤维混凝土组合板分次浇筑连接接头应用于整体式现浇钢-纤维混凝土组合桥面结构的施工方法，包括以下步骤：

A1、浇筑先浇纤维混凝土构件：在钢桥面板上焊接第一个S形加强钢板，然后在钢桥面板的顶面和S形加强钢板的棱台式结构内设置抗剪构件；

将纤维混凝土浇筑于所述钢桥面板上并覆盖所述第一个S形加强钢板30-50％的表面积，得到带S形加强钢板的钢板-纤维混凝土组合式先浇构件；

B1、浇筑后浇纤维混凝土：取按步骤A1方法制作好的带S形加强钢板的钢板-纤维混凝土组合式先浇构件，在沿其纵向的下一个纤维混凝土连接处焊接第二个S形加强钢板；然后接着浇筑后浇纤维混凝土直到覆盖所述第二个S形加强钢板30-50％的表面积，得到后浇纤维混凝土件，完成相邻两次浇筑的纤维混凝土件的连接。

8.根据权利要求7所述的一种钢—纤维混凝土组合板分次浇筑连接接头应用于整体式现浇钢-纤维混凝土组合桥面结构的施工方法，其特征在于，

步骤A1还包括：浇筑得到先浇纤维混凝土件后，使先浇纤维混凝土件中配置的第一纵向增强钢筋从其端部伸出；

步骤B1还包括：浇筑得到后浇纤维混凝土件后，使后浇纤维混凝土中配置的第二纵向增强钢筋与先浇纤维混凝土件中配置的第一纵向增强钢筋对接。

9.一种如权利要求1-6任一项所述钢—纤维混凝土组合板分次浇筑连接接头应用于装配式钢-纤维混凝土组合桥面结构的施工方法，包括以下步骤：

A2、制作钢板-纤维混凝土组合式构件：在单块的、顶面为平面的钢板上表面两端焊接S形加强钢板，所述S形加强钢板的外侧与所述钢板的外侧预留出0.1-1m长度的空间，然后在钢板的顶面和S形加强钢板棱台式结构内设置抗剪构件；将纤维混凝土浇筑于钢板上并覆盖S形加强钢板30-50％的表面积，得到带S形加强钢板的钢板-纤维混凝土组合式构件；

B2、组合拼接：取两块按步骤A2方法预制好的带S形加强钢板的钢板-纤维混凝土组合式构件，并使位于两块钢板-纤维混凝土组合式构件上的两个S形加强钢板相对；将两钢板焊接起来，在焊接后的两钢板上方、且位于两S形加强钢板之间的凹槽中浇筑后浇纤维混凝土，完成相邻两次浇筑的纤维混凝土件的连接。

10.根据权利要求9所述的一种钢—纤维混凝土组合板分次浇筑连接接头应用于装配式钢-纤维混凝土组合桥面结构的施工方法，其特征在于，

步骤A2还包括：浇筑得到先浇纤维混凝土件后，使先浇纤维混凝土件中配置的第一纵向增强钢筋从其端部伸出；

步骤B2还包括：浇筑得到后浇纤维混凝土件后，使后浇纤维混凝土中配置的连接钢筋与先浇纤维混凝土件中配置的第一纵向增强钢筋对接。