CN109930484A - 一种超高性能桥面板结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种超高性能桥面板结构，包括多个可互相拼接的UHPC预制板和多个纵梁；相邻所述UHPC预制板在横向拼缝处的端部设置有内凹的榫槽；所述UHPC预制板两端搭接在纵梁上且相邻UHPC预制板间预留有纵向拼缝槽；所述UHPC预制板内部设置有多个空心槽；所述空心槽与榫槽或纵向拼缝槽的连通处设置有封堵板；所述榫槽和纵向拼缝槽内均浇筑有用于将相邻UHPC预制板连接成一个整体的拼缝混凝土；所述纵向拼缝槽内的纵梁上端固定有连接件；所述连接件周围的拼缝混凝土凝固后将互相拼接的UHPC预制板固定在纵梁上；该发明制得的桥面板抗拔、抗剪和抗弯能力强，减少UHPC材料用量，且可将预制和现浇相结合，可有效缩短现场施工时间。

Description

一种超高性能桥面板结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，具体地说是一种超高性能桥面板结构及其施工方法。

背景技术

超高性能混凝土（UHPC）是一种高强度、高模量、高延性的超高性能纤维增强水泥复合材料，特别对于超高性能混凝土中的活性粉末混凝土（RPC），是众多超高性能混凝土中非常具有发展前景的一种新型建筑材料。通常抗压强度不低于130MPa、轴拉强度不低于8MPa，并可通过在UHPC中掺入一定体积含量的钢纤维和密集配筋进一步增强抗拉能力，弯拉强度可达20~40MPa，甚至更高。UHPC还具有相当高的致密性，抗渗系数很高，水分基本不易透过UHPC进入粘结层。如果用UHPC代替普通混凝土结构，可以避免普通混凝土桥面板易开裂、寿命短的现象，还可减少桥面板混凝土用量，降低结构自重。但是，超高性能混凝土造价较高，如与普通混凝土的截面一样设计，将导致桥梁成本大幅度上升。而如果采用带肋式的桥面板，在与等厚板相同高度的情况下，抗弯刚度将下降很多。

申请号为CN201910062333.X的中国专利公开了一种带纵横肋的超高性能混凝土预制空心桥面板及其施工方法，该带纵横肋的超高性能混凝土预制空心桥面板包括顶板、底板和设在顶板与底板中间纵横相交的梁肋，中间纵、纵梁肋相交形成空心结构，所述顶板和底板内配有由普通钢筋横、纵编制成的普通钢筋网，所述梁肋内配有由预应力钢筋和箍筋编制成的预应力钢筋网。但在实际生产过程中，由于实际交通运输能力的限制，这种带纵横肋的超高性能混凝土预制空心桥面板幅面通常较小，而随着桥面宽度需求不断增大，这种小幅面的预制桥面板需要经过互相拼接才能满足桥面交通的实际使用需求。但现有的桥面板拼缝处通常只是简单的浇筑混凝土，导致桥面板连接强度较低，降低了桥梁的整体稳定性和安全性。

发明内容

为了解决现有技术所存在的上述问题，本发明提供了一种超高性能桥面板结构，并改进了其施工方法，空心结构的UHPC预制板可降低桥面板的整体质量，可将互相拼接的UHPC预制板和纵梁连接成一个整体，施工制得的桥面板抗拔、抗剪和抗震能力强，且可将预制和现浇相结合，可有效缩短现场施工时间。

本发明的技术方案如下：

一种超高性能桥面板结构，包括多个可互相拼接的UHPC预制板和多个沿桥面宽度方向间隔设置用于支撑所述UHPC预制板的纵梁；相邻所述UHPC预制板在横向拼缝处的端部设置有内凹的榫槽；所述UHPC预制板两端搭接在纵梁上且相邻UHPC预制板间预留有纵向拼缝槽；所述UHPC预制板内部纵向或横向间隔设置有多个用于降低桥面板质量的空心槽；所述空心槽与榫槽或纵向拼缝槽的连通处设置有用于防止后期浇筑的混凝土进入空心槽的封堵板；所述榫槽和纵向拼缝槽内均浇筑有用于将相邻UHPC预制板连接成一个整体的拼缝混凝土；所述纵向拼缝槽内的纵梁上端固定有连接件；所述连接件周围的拼缝混凝土凝固后将互相拼接的UHPC预制板固定在纵梁上。

进一步的，所述连接件为至少一个倒“U”型钢筋；所述倒“U”型钢筋下端固定在纵梁上。

进一步的，所述UHPC预制板上设置有若干个抗剪预留槽；所述抗剪预留槽位于纵梁上方；相邻所述抗剪预留槽间至少有一条纵向拼缝槽；所述抗剪预留槽内的纵梁上固定有用于提高桥面板抗剪强度的抗剪钉；所述抗剪预留槽内浇筑有抗剪混凝土。

进一步的，所述抗剪预留槽的纵截面为梯形；所述抗剪预留槽的开口从上到下逐渐减小，抗剪混凝土凝固后将桥面板从上到下卡紧在纵梁上。

进一步的，所述榫槽和纵向拼缝槽内均设置有用于提高相邻UHPC预制板连接强度的环形钢筋；所述环形钢筋部分预埋固定在相邻的UHPC预制板上。

进一步的，所述UHPC预制板的内部上下设置有两层用于提高UHPC预制板强度的纵横交错的钢筋网。

进一步的，相邻所述UHPC预制板在横向拼缝处的下端部紧密贴合；相邻所述UHPC预制板下端部紧密贴合的位置设置有用于防止拼缝混凝土泄露的密封条。

进一步的，所述空心槽的截面形状为椭圆形或矩形或梯形。

进一步的，所述纵梁为工字型钢或槽型钢梁。

一种超高性能桥面板结构的施工方法，具体包括以下步骤：

1）纵梁安装与连接：将纵梁采用吊装、顶推或拖拉的方式架设在桥梁上端，并根据纵向拼缝槽和抗剪预留槽的位置，分别将连接件和抗剪钉焊接固定在纵梁上端；

2）UHPC预制板的预制：在预制构件制作平台上搭设浇筑模板，先铺设底层的钢筋网，根据榫槽和抗剪预留槽的形状在其相应的位置放置模具，将橡胶气囊芯模或塑料泡沫芯模或钢芯模预埋在空心槽的位置上，将环形钢筋部分预埋在相应的安装位置，再铺设上层的钢筋网，经过浇筑超高性能混凝土并进行养护，制得UHPC预制板；

3）UHPC预制板和纵梁的连接：采用吊装或顶推的方式将UHPC预制板安装在纵梁上，在空心槽与榫槽或纵向拼缝槽的连通处安装封堵板，通过密封条密封相邻UHPC预制板下端部紧密贴合的位置；

4）铺装成型：将拼缝混凝土浇筑在榫槽和纵向拼缝槽内，使互相拼接的UHPC预制板连成一个整体并初步将桥面板固定在纵梁上；再将抗剪混凝土浇筑在抗剪预留槽内，使桥面板进一步固定在纵梁上，超高性能桥面板结构施工完毕。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明一种超高性能桥面板结构，通过空心结构的UHPC预制板可降低桥面板的整体质量；榫槽内浇筑的拼缝混凝土凝固后，可与UHPC预制板的榫槽形成榫卯连接结构，可有效将UHPC预制板连接在一起；纵向拼缝槽内浇筑的拼缝混凝土凝固后，可与连接件共同将连接在一起的UHPC预制板固定在纵梁上；施工制得的桥面板抗拔、抗剪和抗弯能力强，且可将预制和现浇相结合，可有效缩短现场施工时间。

2、本发明一种超高性能桥面板结构，纵向拼缝槽内设置有倒“U”型钢筋以及环形钢筋，拼缝混凝土凝固后环形钢筋可使相邻的UHPC预制板紧密连接在一起，而倒“U”型钢筋可将连接在一起的桥面板稳定的固定在纵梁上，施工制得的桥面板抗拔和抗剪能力强，可有效提高桥梁的整体稳定性和安全性。

3、本发明一种超高性能桥面板结构，抗剪混凝土凝固后可与抗剪钉一起将桥面板固定在纵梁上，且抗剪混凝土的纵截面为梯形，其凝固后可将桥面板从上到下卡紧在纵梁上，可有效提高桥面板的抗拔和抗剪能力。

4、本发明一种超高性能桥面板结构，榫槽内设置有环形钢筋，拼缝混凝土凝固后环形钢筋可使相邻的UHPC预制板紧密连接在一起，制得的桥面板不易发生开裂现象，安全性好。

5、本发明一种超高性能桥面板结构，上下铺设的两层钢筋网可作为UHPC预制板的骨架，可有效提高UHPC预制板的抗压强度和抗变形能力。

6、本发明一种超高性能桥面板结构的施工方法，可将纵梁、连接件和抗剪钉预制焊接在一起，且UHPC预制板可在工厂进行预制，可有效将预制和现浇两种方式结合起来，可减少现场施工时间，加快工程的施工速度。

附图说明

图1为本发明实施例一的UHPC预制板安装在纵梁上时的结构示意图；

图2为本发明实施例一的UHPC预制板互相拼接并浇筑拼缝混凝土和抗剪混凝土后的俯视图；

图3为沿图2中A-A线的剖视结构示意图；

图4为图3的局部结构示意图；

图5为沿图2中B-B线的剖视结构示意图；

图6为未安装封堵板时沿图2中C-C线的剖视结构示意图；

图7为安装封堵板后沿图2中C-C线的剖视结构示意图；

图8为本发明实施例一的环形钢筋的结构示意图；

图9为图1中D部分的局部放大图；

图10为本发明实施例二的UHPC预制板安装在纵梁上时的结构示意图；

图11为本发明实施例三的榫槽部分的局部结构示意图。

图中附图标记表示为：

1、UHPC预制板；10、榫槽；11、纵向拼缝槽；12、空心槽；13、封堵板；14、抗剪预留槽；15、密封条；2、纵梁；3、拼缝混凝土；4、连接件；5、抗剪钉；6、抗剪混凝土；7、环形钢筋；8、钢筋网。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例来对本发明进行详细的说明。

实施例一

参见图1至图9，一种超高性能桥面板结构，包括多个可互相拼接的UHPC预制板1和多个沿桥面宽度方向间隔设置用于支撑所述UHPC预制板1的纵梁2；相邻所述UHPC预制板1在横向拼缝处的端部设置有内凹的榫槽10；所述UHPC预制板1两端搭接在纵梁2上且相邻UHPC预制板1间预留有纵向拼缝槽11；所述UHPC预制板1内部纵向或横向间隔设置有多个用于降低桥面板质量的空心槽12；所述空心槽12与榫槽10或纵向拼缝槽11的连通处设置有用于防止后期浇筑的混凝土进入空心槽12的封堵板13；所述榫槽10和纵向拼缝槽11内均浇筑有用于将相邻UHPC预制板1连接成一个整体的拼缝混凝土3；所述纵向拼缝槽11内的纵梁2上端固定有连接件4；所述连接件4周围的拼缝混凝土3凝固后将互相拼接的UHPC预制板1固定在纵梁2上。

如图3和图4所示，所述连接件4为至少一个倒“U”型钢筋；所述倒“U”型钢筋下端固定在纵梁2上。

如图1至图5所示，所述UHPC预制板1上设置有若干个抗剪预留槽14；所述抗剪预留槽14位于纵梁2上方；所述抗剪预留槽14内的纵梁2上固定有用于提高桥面板抗剪强度的抗剪钉5；所述抗剪预留槽14内浇筑有抗剪混凝土6。

如图1至图5所示，所述抗剪预留槽14的纵截面为梯形；所述抗剪预留槽14的开口从上到下逐渐减小，抗剪混凝土6凝固后将桥面板从上到下卡紧在纵梁2上。

如图3至图8所示，所述榫槽10和纵向拼缝槽11内均设置有用于提高相邻UHPC预制板1连接强度的环形钢筋7；所述环形钢筋7部分预埋固定在相邻的UHPC预制板1上。

如图3至图7所示，所述UHPC预制板1的内部上下设置有两层用于提高UHPC预制板1强度的纵横交错的钢筋网8。

如图5和图6所示，相邻所述UHPC预制板1在横向拼缝处的下端部紧密贴合；相邻所述UHPC预制板1下端部紧密贴合的位置设置有用于防止拼缝混凝土3泄露的密封条15。

如图1、图2、图5、图6和图9所示，所述空心槽12的截面形状为椭圆形或矩形或梯形。

如图1和图2所示，所述纵梁2为工字型钢或槽型钢梁。

参见图1至图9，一种超高性能桥面板结构的施工方法，具体包括以下步骤：

1）纵梁2安装与连接：将纵梁2采用吊装、顶推或拖拉的方式架设在桥梁上端，并根据纵向拼缝槽11和抗剪预留槽14的位置，分别将连接件4和抗剪钉5焊接固定在纵梁2上端；

2）UHPC预制板1的预制：在预制构件制作平台上搭设浇筑模板，先铺设底层的钢筋网8，根据榫槽10和抗剪预留槽14的形状在其相应的位置放置模具，将橡胶气囊芯模或塑料泡沫芯模或钢芯模预埋在空心槽12的位置上，将环形钢筋7部分预埋在相应的安装位置，再铺设上层的钢筋网8，经过浇筑超高性能混凝土并进行养护，制得UHPC预制板1；所述环形钢筋7也可由上下层钢筋网8中的钢筋在端部弯曲而成；

3）UHPC预制板1和纵梁2的连接：采用吊装或顶推的方式将UHPC预制板1安装在纵梁2上，在空心槽12与榫槽10或纵向拼缝槽11的连通处安装封堵板13，通过密封条15密封相邻UHPC预制板1下端部紧密贴合的位置；

4）铺装成型：将拼缝混凝土3浇筑在榫槽10和纵向拼缝槽11内，使互相拼接的UHPC预制板1连成一个整体并初步将桥面板固定在纵梁2上；再将抗剪混凝土6浇筑在抗剪预留槽14内，使桥面板进一步固定在纵梁2上，超高性能桥面板结构施工完毕。

在本发明实施例一中，如图1所示， 相邻所述抗剪预留槽14之间有至少两条纵向拼缝槽11；所述纵向拼缝槽11的数量根据实际要求UHPC预制板1与纵梁2的安装强度确定。

实施例二

在本发明实施例二中，如图10所示，实施例二与实施例一的主要区别在于：相邻所述抗剪预留槽14之间只有一条纵向拼缝槽11。

实施例三

在本发明实施例三中，如图11所示，实施例三与实施例一的主要区别在于：

相邻所述UHPC预制板1在横向拼缝处的下端部预留一段宽度，通过底部安装模板进行榫槽10处的拼缝混凝土3浇筑。

本发明的具体施工方法：

该发明一种超高性能桥面板结构的具体施工方法，首先将纵梁2采用吊装、顶推或拖拉的方式架设在桥梁上端，并根据纵向拼缝槽11和抗剪预留槽14的位置，分别将连接件4和抗剪钉5焊接固定在纵梁2上端；或者将UHPC预制板1安装在纵梁2上后，再进行连接件4和抗剪钉5焊接固定。接着，在预制构件制作平台上搭设浇筑模板，先铺设底层的钢筋网8；根据榫槽10和抗剪预留槽14的形状在其相应的位置放置模具，以使UHPC预制板1成型后在相应位置得到榫槽10和抗剪预留槽14，且相邻抗剪预留槽14的间距可根据UHPC预制板1与纵梁2之间的连接强度确定；将橡胶气囊芯模或塑料泡沫芯模或钢芯模预埋在空心槽12的位置上，以使UHPC预制板1成型后在相应位置得到空心槽12；将环形钢筋7部分预埋在相应的安装位置，再铺设上层的钢筋网8，经过浇筑超高性能混凝土并进行养护，制得UHPC预制板1。然后，采用吊装或顶推的方式将UHPC预制板1安装在纵梁2上，在空心槽12与榫槽10或纵向拼缝槽11的连通处安装封堵板13，通过密封条15密封相邻UHPC预制板1下端部紧密贴合的位置，或通过模板密封相邻UHPC预制板1下端部的预留空间。最后，将拼缝混凝土3浇筑在榫槽10和纵向拼缝槽11内，使互相拼接的UHPC预制板1连成一个整体并初步将桥面板固定在纵梁2上；再将抗剪混凝土6浇筑在抗剪预留槽14内，使桥面板进一步固定在纵梁2上，超高性能桥面板结构施工完毕。因此，该发明空心结构的UHPC预制板1可降低桥面板的整体质量，可将互相拼接的UHPC预制板1和纵梁2连接成一个整体，施工制得的桥面板抗拔、抗剪和抗震能力强，且可将预制和现浇相结合，可有效缩短现场施工时间。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种超高性能桥面板结构，其特征在于：包括多个可互相拼接的UHPC预制板（1）和多个沿桥面宽度方向间隔设置用于支撑所述UHPC预制板（1）的纵梁（2）；相邻所述UHPC预制板（1）在横向拼缝处的端部设置有内凹的榫槽（10）；所述UHPC预制板（1）两端搭接在纵梁（2）上且相邻UHPC预制板（1）间预留有纵向拼缝槽（11）；所述UHPC预制板（1）内部纵向或横向间隔设置有多个用于降低桥面板质量的空心槽（12）；所述空心槽（12）与榫槽（10）或纵向拼缝槽（11）的连通处设置有用于防止后期浇筑的混凝土进入空心槽（12）的封堵板（13）；所述榫槽（10）和纵向拼缝槽（11）内均浇筑有用于将相邻UHPC预制板（1）连接成一个整体的拼缝混凝土（3）；所述纵向拼缝槽（11）内的纵梁（2）上端固定有连接件（4）；所述连接件（4）周围的拼缝混凝土（3）凝固后将互相拼接的UHPC预制板（1）固定在纵梁（2）上。

2.如权利要求1所述的一种超高性能桥面板结构，其特征在于：所述连接件（4）为至少一个倒“U”型钢筋；所述倒“U”型钢筋下端固定在纵梁（2）上。

3.如权利要求2所述的一种超高性能桥面板结构，其特征在于：所述UHPC预制板（1）上表面设置有若干个抗剪预留槽（14）；相邻所述抗剪预留槽（14）间至少有一条纵向拼缝槽（11）；所述抗剪预留槽（14）内的纵梁（2）上固定有用于提高桥面板抗剪强度的抗剪钉（5）；所述抗剪预留槽（14）内浇筑有抗剪混凝土（6）。

4.如权利要求3所述的一种超高性能桥面板结构，其特征在于：所述抗剪预留槽（14）的纵截面为梯形；所述抗剪预留槽（14）的开口从上到下逐渐减小，抗剪混凝土（6）凝固后将桥面板从上到下卡紧在纵梁（2）上。

5.如权利要求4所述的一种超高性能桥面板结构，其特征在于：所述榫槽（10）和纵向拼缝槽（11）内均设置有用于提高相邻UHPC预制板（1）连接强度的环形钢筋（7）；所述环形钢筋（7）部分预埋固定在相邻的UHPC预制板（1）上。

6.如权利要求5所述的一种超高性能桥面板结构，其特征在于：所述UHPC预制板（1）的内部上下设置有两层用于提高UHPC预制板（1）强度的纵横交错的钢筋网（8）。

7.如权利要求6所述的一种超高性能桥面板结构，其特征在于：相邻所述UHPC预制板（1）在横向拼缝处的下端部紧密贴合；相邻所述UHPC预制板（1）下端部紧密贴合的位置设置有用于防止拼缝混凝土（3）泄露的密封条（15）。

8.如权利要求1所述的一种超高性能桥面板结构，其特征在于：所述空心槽（12）的截面形状为椭圆形或矩形或梯形。

9.如权利要求1所述的一种超高性能桥面板结构，其特征在于：所述纵梁（2）为工字型钢或槽型钢梁。

10.一种如权利要求7所述超高性能桥面板结构的施工方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

纵梁（2）安装与连接：将纵梁（2）采用吊装、顶推或拖拉的方式架设在桥梁上端，并根据纵向拼缝槽（11）和抗剪预留槽（14）的位置，分别将连接件（4）和抗剪钉（5）焊接固定在纵梁（2）上端；

UHPC预制板（1）的预制：在预制构件制作平台上搭设浇筑模板，先铺设底层的钢筋网（8），根据榫槽（10）和抗剪预留槽（14）的形状在其相应的位置放置模具，将橡胶气囊芯模或塑料泡沫芯模或钢芯模预埋在空心槽（12）的位置上，将环形钢筋（7）部分预埋在相应的安装位置，再铺设上层的钢筋网（8），经过浇筑超高性能混凝土并进行养护，制得UHPC预制板（1）；

UHPC预制板（1）和纵梁（2）的连接：采用吊装或顶推的方式将UHPC预制板（1）安装在纵梁（2）上，在空心槽（12）与榫槽（10）或纵向拼缝槽（11）的连通处安装封堵板（13），通过密封条（15）密封相邻UHPC预制板（1）下端部紧密贴合的位置；

铺装成型：将拼缝混凝土（3）浇筑在榫槽（10）和纵向拼缝槽（11）内，使互相拼接的UHPC预制板（1）连成一个整体并初步将桥面板固定在纵梁（2）上；再将抗剪混凝土（6）浇筑在抗剪预留槽（14）内，使桥面板进一步固定在纵梁（2）上，超高性能桥面板结构施工完毕。