CN109577162A - 一种具有uhpc挂孔构造的连续桥梁及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有UHPC挂孔构造的连续桥梁及其施工方法，该装置包括主梁和连接组件，所述主梁包括中跨和两个分别位于所述中跨两侧的边跨，所述中跨与两个所述边跨分别连接，所述中跨为超高性能混凝土UHPC梁段，所述边跨为普通混凝土梁段，所述连接组件包括分别设置在所述中跨和边跨端部的两个外伸连接件，每个所述外伸连接件上均设有多个剪力连接件，两个所述外伸连接件相互连接。本发明提供的一种具有UHPC挂孔构造的连续桥梁及其施工方法，将易下挠的跨中普通混凝土段改变为UHPC材料，并采用外伸接头将UHPC梁段与普通混凝土梁段连接，连接牢固，解决了大跨度连续桥梁中UHPC梁与普通混凝土梁施工连接困难的问题。
Description
技术领域
本发明涉及桥梁设计及建造领域，具体涉及一种具有UHPC挂孔构造的连续桥梁及其施工方法。
背景技术
混凝土桥以其具有就地取材、工业化施工、耐久性好、适应性强、整体性好等诸多优点而被广泛修建，但混凝土桥也存在很多缺点，如结构自重大，跨越能力小等等，因而在大跨度桥梁选型上，混凝土桥具有明显劣势，同时，由于普通混凝土本身的材料性能不足，造成其后期病害较为严重。UHPC(超高性能混凝土)是伴随着混凝土的技术进步，在20世纪80年代中期形成的新概念混凝土，采用UHPC和普通混凝土组合桥梁结构，能够同时发挥普通混凝土和UHPC的优势，减轻普通混凝土桥梁的病害，具有广阔的应用前景。
混凝土连续梁桥或连续刚构桥是一种性能非常优良的桥梁结构体系，但其跨径常常受到混凝土材料性能的限制，对于大跨度的连续刚构桥，易出现腹板开裂和跨中持续下挠的病害。该病害引起了工程界的高度重视，且从多个角度提出了改进措施，包括提高预应力储备、提高腹板截面尺寸、加强普通钢筋配置等等。这些措施都是在维持现有结构体系下的改进措施，对结构体系而言并未有实质性的改变。
其次，普通混凝土箱梁厚度比较厚，超高性能混凝土厚度相对薄很多，两者过渡时，现有的连接方式一般为节段现浇施工和节段拼装施工，节段拼装施工主要是靠齿块+预应力体系有效连接，节段现浇施工一般是齿块加现浇和后浇混凝土的粘结来实现有效连接，这两种方式都较难保障连接的可靠性，常常影响桥梁整体的结构刚度和稳定性。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种具有UHPC挂孔构造的连续桥梁及其施工方法，将易下挠的跨中普通混凝土段改变为UHPC材料，并采用外伸接头将UHPC梁段与普通混凝土梁段连接，连接牢固，解决了大跨度连续桥梁中UHPC梁与普通混凝土梁施工连接困难的问题。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
主梁，其包括中跨和两个分别位于所述中跨两侧的边跨，所述中跨与两个所述边跨分别连接，所述中跨为超高性能混凝土UHPC梁段，所述边跨为普通混凝土梁段；
连接组件，其包括分别设置在所述中跨和边跨端部的两个外伸连接件，每个所述外伸连接件上均设有多个剪力连接件，两个所述外伸连接件相互连接，且两个所述外伸连接件分别通过所述剪力连接件与所述中跨和边跨相连。
在上述技术方案的基础上，所述外伸连接件为中空结构，且嵌设于所述中跨或边跨的端部。
在上述技术方案的基础上，两个所述外伸连接件之间采用焊接或栓接。
在上述技术方案的基础上，所述边跨和中跨内沿桥梁的纵向均设有多根钢筋条，多根所述钢筋条均延伸出所述边跨和中跨的端部。
在上述技术方案的基础上，所述钢筋条之间采用交错绑扎或焊接的方式进行连接。
在上述技术方案的基础上，所述钢筋条在焊接时的重叠焊接长度不小于500mm。
本发明还可提供一种具有UHPC挂孔构造的连续桥梁的施工方法，其包括：
采用普通混凝土浇筑制得两个边跨，在两个所述边跨相邻的端部设置外伸连接件，并利用剪力连接件固定；
采用超高性能混凝土浇筑制得中跨，在所述中跨的两端设置所述外伸连接件，并利用所述剪力连接件固定；
整孔吊装所述中跨，使位于所述中跨和边跨端部的所述外伸连接件对接并相连。
在上述技术方案的基础上，
所述外伸连接件之间的连接方式采用焊接或栓接；
将所述中跨和边跨端部的所述外伸连接件对接后，焊接或栓接所述外伸连接件。
在上述技术方案的基础上，所述边跨和中跨内均沿长度方向分别设有多根钢筋条，多根所述钢筋条均延伸出所述边跨和中跨的端部；
在完成焊接或栓接所述外伸连接件后，分别将所述中跨两端的多根所述钢筋条同与其对应的所述边跨端的多根所述钢筋条进行交错绑扎或焊接，再对所述钢筋条连接处进行现浇施工。
在上述技术方案的基础上，在焊接时，所述钢筋条的重叠焊接长度不小于500mm。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明提供的一种具有UHPC挂孔构造的连续桥梁及其施工方法，桥梁的中跨为超高性能混凝土UHPC梁段，边跨为普通混凝土梁段，将UHPC梁段进行整孔吊装，再与普通混凝土梁段结合，形成了超普组合连续梁或连续刚构体系，施工过程简单，操作方便，质量较轻且强度较高的UHPC梁段有效的解决了桥体腹板开裂或跨中下挠等病害，另外，UHPC梁段和普通混凝土梁段之间采用外伸连接件连接，进一步保证了组合段接头处的连接可靠，解决了大跨度连续桥梁中UHPC梁与普通混凝土梁施工连接困难的问题。
附图说明
图1为本发明实施例中具有UHPC挂孔构造的连续桥梁的结构示意图；
图2为本发明实施例中具有UHPC挂孔构造的连续桥梁的中跨和边跨连接处的现浇接头剖面图；
图3为本发明实施例中具有UHPC挂孔构造的连续桥梁的中跨和边跨连接处的现浇完成剖面图；
图4为本发明实施例中具有UHPC挂孔构造的连续桥梁的边跨的横向截面图；
图5为本发明实施例中具有UHPC挂孔构造的连续桥梁的中跨的横向截面图；
图6为本发明实施例中具有UHPC挂孔构造的连续桥梁的中跨和边跨接头处的钢筋条连接示意图。
图中：1-主梁，10-中跨，11-边跨，12-钢筋条，2-连接组件，20-外伸连接件，21-剪力连接件。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细说明。
参见图1-图5所示，本发明实施例提供一种具有UHPC挂孔构造的连续桥梁，包括主梁1和连接组件2，其中，主梁1包括中跨10和两个分别位于中跨10两侧的边跨11，中跨10与两个边跨11分别连接，中跨10为超高性能混凝土UHPC梁段，边跨11为普通混凝土梁段，由于超高性能混凝土具有质量轻、强度高等特点，因此，从改变结构受力体系的角度出发，将易下挠的跨中普通混凝土段，改变为轻质高强的UHPC材料后，能有效的提高桥梁本身的抗裂性和抗挠性，明显地减少出现腹板开裂或跨中下挠等病害。
参见图2所示，连接组件2包括分别设置在中跨10和边跨11端部的两个外伸连接件20，每个外伸连接件20上均设有多个剪力连接件21，两个外伸连接件20相互连接，将UHPC梁段与普通混凝土梁段连接，其中，两个外伸连接件20分别通过剪力连接件21与中跨10和边跨11相连。
具体的，外伸连接件20为中空结构，外伸连接件20的横向截面均与UHPC梁段和普通混凝土梁段的端部的截面尺寸相互匹配，保证连接的稳固性，也能保证从边跨11到中跨10连接处的平稳过渡。优选的，外伸连接件20嵌设于中跨10或边跨11的端部上，且通过剪力连接件21进一步的连接固定，保证连接的可靠性。其中一个外伸连接件20的一端与UHPC梁段连接，另一个外伸连接件20的一端与普通混凝土梁段连接，两个外伸连接件20远离UHPC梁段和普通混凝土梁段的一端相接，两个外伸连接件20之间采用焊接或栓接。
具体的，参见图6所示，在边跨11和中跨10的内部沿桥梁的纵向方向上，均设有多根钢筋条12，钢筋条12用于加强桥梁本身的结构刚度和稳定性，多根钢筋条12均延伸出边跨11和中跨10的端部，且穿设于外伸连接件20内。当边跨11和中跨10相接时，采用交错绑扎或焊接的方式对多根钢筋条12进行连接，为了确保连接的牢固性，优选的，钢筋条12在焊接时的重叠焊接长度不应该小于500mm。在梁段相接处的钢筋条12焊接结束后，再将外伸连接件20进行焊接或栓接。
本发明还提供了一种具有UHPC挂孔构造的连续桥梁的施工方法，其步骤包括首先采用普通混凝土浇筑制得位于两侧的两个边跨11，可采用现浇施工或者悬臂拼装的方式，边跨11完成后，在两个边跨11相邻的端部截面处分别设置外伸连接件20，并利用剪力连接件21将边跨11与外伸连接件20进一步的固定，保证每一处连接处的牢固性；其次采用超高性能混凝土浇筑制得中跨10，一般在工厂预制中跨10，并采用蒸汽对其进行养护，并充分存梁以降低收缩徐变，在中跨10的两端设置外伸连接件20，并利用剪力连接件21将中跨10与外伸连接件20进一步的固定；最后通过航运运输或者其他可行的方式，将中跨10运输到桥梁现场后整孔吊装中跨10，使位于中跨10和边跨11端部的外伸连接件20对接，再对处于中跨10和边跨11的外伸连接件20进行焊接或栓接，形成桥梁整体。其中，整孔吊装时，在连续桥梁悬臂端设置桥面吊机或者大型浮吊进行吊装施工。
进一步的，在浇筑边跨11和中跨10的过程中，在边跨11和中跨10内均沿长度方向分别设置多根钢筋条12，钢筋条12用于加强桥梁本身的结构刚度和稳定性，多根钢筋条12均延伸出边跨11和中跨10的端部。在桥梁施工过程中，在焊接或栓接外伸连接件20后，分别将中跨10两端的多根钢筋条12同与其对应的边跨11端的多根钢筋条12进行交错绑扎或焊接，再对钢筋条12连接处进行现浇施工。为了保证连接处的牢固性，在焊接时，钢筋条12的重叠焊接长度不小于500mm。
进一步的，为了满足UHPC梁段整孔吊装的条件，根据实际施工时不同跨度桥梁的中跨10UHPC段吊装重量的不同，采用优化吊点或设置预应力方式满足吊装受力的要求，即当重量较重时，通过计算分析确定吊点位置或者在UHPC段预制过程中围绕吊点设置预应力，以降低UHPC梁段在吊装过程中的开裂风险。
进一步的，将普通混凝土梁段和UHPC梁段接头处的钢筋条12焊接或绑扎后，设置内模，对钢筋条12连接处进行现场浇筑并进行相应的养护。混凝土浇筑完成后，随即用养生薄膜覆盖进行保湿养护，覆盖养生薄膜以后，再覆盖潮湿土工布，养护过程中，保持土工布始终处于湿润状态，混凝土覆膜养护时间优选为3天。这里的内模与普通混凝土箱梁内模板设置工序基本相同，UHPC截面与普通混凝土梁截面采用直线过渡，直线过渡方便模板制作。
将UHPC梁段进行整孔吊装，再与普通混凝土梁段结合，形成了超普组合连续梁或连续刚构体系，施工过程简单，操作方便，质量较轻且强度较高的UHPC梁段有效的解决了桥体腹板开裂或跨中下挠等病害，另外，UHPC梁段和普通混凝土梁段之间采用外伸连接件20连接，进一步保证了组合段接头处的连接可靠，解决了大跨度连续桥梁中UHPC梁与普通混凝土梁施工连接困难的问题。
本发明不仅局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本发明相同或相近似的技术方案，均在其保护范围之内。
Claims (10)
1.一种具有UHPC挂孔构造的连续桥梁，其特征在于，其包括：
主梁(1)，其包括中跨(10)和两个分别位于所述中跨(10)两侧的边跨(11)，所述中跨(10)与两个所述边跨(11)分别连接，所述中跨(10)为超高性能混凝土UHPC梁段，所述边跨(11)为普通混凝土梁段；
连接组件(2)，其包括分别设置在所述中跨(10)和边跨(11)端部的两个外伸连接件(20)，每个所述外伸连接件(20)上均设有多个剪力连接件(21)，两个所述外伸连接件(20)相互连接，且两个所述外伸连接件(20)分别通过所述剪力连接件(21)与所述中跨(10)和边跨(11)相连。
2.如权利要求1所述的一种具有UHPC挂孔构造的连续桥梁，其特征在于：所述外伸连接件(20)为中空结构，且嵌设于所述中跨(10)或边跨(11)的端部。
3.如权利要求2所述的一种具有UHPC挂孔构造的连续桥梁，其特征在于：两个所述外伸连接件(20)之间采用焊接或栓接。
4.如权利要求1所述的一种具有UHPC挂孔构造的连续桥梁，其特征在于：所述边跨(11)和中跨(10)内沿桥梁的纵向均设有多根钢筋条(12)，多根所述钢筋条(12)均延伸出所述边跨(11)和中跨(10)的端部。
5.如权利要求4所述的一种具有UHPC挂孔构造的连续桥梁，其特征在于：所述钢筋条(12)之间采用交错绑扎或焊接的方式进行连接。
6.如权利要求5所述的一种具有UHPC挂孔构造的连续桥梁，其特征在于：所述钢筋条(12)在焊接时的重叠焊接长度不小于500mm。
7.一种如权利要求1所述的具有UHPC挂孔构造的连续桥梁的施工方法，其特征在于：
采用普通混凝土浇筑制得两个边跨(11)，在两个所述边跨(11)相邻的端部设置外伸连接件(20)，并利用剪力连接件(21)固定；
采用超高性能混凝土浇筑制得中跨(10)，在所述中跨(10)的两端设置所述外伸连接件(20)，并利用所述剪力连接件(21)固定；
整孔吊装所述中跨(10)，使位于所述中跨(10)和边跨(11)端部的所述外伸连接件(20)对接并相连。
8.如权利要求7所述的一种具有UHPC挂孔构造的连续桥梁的施工方法，其特征在于：
所述外伸连接件(20)之间的连接方式采用焊接或栓接；
将所述中跨(10)和边跨(11)端部的所述外伸连接件(20)对接后，焊接或栓接所述外伸连接件(20)。
9.如权利要求8所述的一种具有UHPC挂孔构造的连续桥梁的施工方法，其特征在于：
所述边跨(11)和中跨(10)内均沿长度方向分别设有多根钢筋条(12)，多根所述钢筋条(12)均延伸出所述边跨(11)和中跨(10)的端部；
在完成焊接或栓接所述外伸连接件(20)后，分别将所述中跨(10)两端的多根所述钢筋条(12)同与其对应的所述边跨(11)端的多根所述钢筋条(12)进行交错绑扎或焊接，再对所述钢筋条(12)连接处进行现浇施工。
10.如权利要求9所述的一种具有UHPC挂孔构造的连续桥梁的施工方法，其特征在于：在焊接时，所述钢筋条(12)的重叠焊接长度不小于500mm。
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