CN109972511A - 一种型钢-uhpc组合板及桥面板 - Google Patents

一种型钢-uhpc组合板及桥面板 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种型钢‑UHPC组合板,所述型钢‑UHPC组合板包括多根型钢和固接于型钢上的UHPC板,所述型钢包括上翼缘与腹板,所述上翼缘的端部设有向外延伸的上翼缘外伸段。本发明还公开了一种桥面板,所述桥面板主要由多个型钢‑UHPC组合板纵桥向连接而成,相邻所述型钢‑UHPC组合板之间通过现浇连接部连接,所述上翼缘的端部均设有向现浇连接部内延伸的上翼缘外伸段,或所述上翼缘和下翼缘的端部均分别设有向现浇连接部内延伸的上翼缘外伸段和下翼缘外伸段。本发明的型钢‑UHPC组合板及桥面板解决了连续梁桥内支点横向接缝处负弯矩区桥面板易开裂和斜拉桥中跨跨中主梁桥面板之间横向连接处易开裂问题。

Description

一种型钢-UHPC组合板及桥面板
技术领域
本发明属于桥梁工程领域,尤其涉及一种用于组成桥面板的组合板及桥面板。
背景技术
对于钢-混凝土连续体系梁桥,因其受力性能好、伸缩缝少、行车舒适、经济性好、施工方便等优点得到了广泛的应用,连续体系梁桥在结构自重和汽车活载作用下内支点将产生巨大的负弯矩,且大跨径连续梁桥对自重很敏感,结构自重的增加将使得连续梁桥内支点负弯矩进一步增大,这将导致连续梁桥内支点区域的桥面板承受的拉应力远大于其他部位,使内支点区域桥面板存在开裂风险,这是限制钢-混凝土连续体系梁桥跨径超过150米的主要原因。
传统组合梁斜拉桥中,由于斜拉桥的受力特点,混凝土桥面板要承担来自斜拉桥的水平分力,故其平均厚度较厚,一般大于26cm,这将导致桥面板占主梁总重量的比例较大,往往在70%以上,同时也会增加主梁自重,而过重的主梁是限制桥梁跨径上限的主要因素,此外中跨无索区的梁段将承受很大的拉力,使得该区域主梁桥面板之间的接缝存在开裂风险。
超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete,以下简称UHPC)具有优异的力学性能,它的出现使桥梁建筑结构的发展趋向于大跨化、轻型化。对于钢-混凝土连续体系梁桥,若桥面板采用钢-UHPC组合板,同时采用恰当的施工工艺,内支点在结构自重和汽车活载作用下,依旧会产生很大的负弯矩,这将引起内支点区域的桥面板承受巨大的拉力,内支点区域桥面板依然存在开裂的风险。对于传统组合梁斜拉桥,桥面板采用钢-UHPC组合板后,可以降低主梁自重,进一步增大组合梁斜拉桥的跨径,但组合梁斜拉桥中跨跨中无索区主梁依旧会承担拉力,主梁桥面板之间横向连接处是薄弱截面,该处桥面板仍存在开裂风险。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服以上背景技术中提到的不足和缺陷,提供一种型钢-UHPC组合板及桥面板,该型钢-UHPC组合板及桥面板解决了连续梁桥内支点横向接缝处负弯矩区桥面板易开裂和斜拉桥中跨跨中主梁桥面板之间横向连接处易开裂问题。为解决上述技术问题,本发明提出的技术方案为:
一种型钢-UHPC组合板,所述型钢-UHPC组合板包括多根型钢(多根型钢平行布置)和固接于型钢上的UHPC板,所述型钢沿纵桥向布置,所述型钢包括上翼缘与腹板(型钢种类如角钢、T型钢、球扁钢等),所述UHPC板固接于上翼缘上,所述上翼缘的端部设有向外延伸的上翼缘外伸段。更优选的,所述腹板的端部也设有向外延伸的腹板外伸段。
上述型钢-UHPC组合板中,优选的,所述上翼缘外伸段为多根间隔排布的长直条。长直条结构简单,上翼缘外伸段为长直条一方面方便施工,利于后续接缝处的UHPC浇筑密实;另一方面长直条的受力性能与钢筋类似,可增加型钢与接缝处UHPC的接触面积,提高二者间的粘结力,改善接缝处UHPC的抗拉能力,从而保证接缝处的力学性能。
上述型钢-UHPC组合板中,优选的,所述型钢包括下翼缘(型钢种类如工字钢、槽钢、U型钢等),所述下翼缘的端部设有向外延伸的下翼缘外伸段。
上述型钢-UHPC组合板中,优选的,所述下翼缘外伸段为多根间隔排布的长直条。更优选的,至少一根所述下翼缘外伸段为向上倾斜的长直条,且倾斜角度θ在10-60°之间。进一步优选的,所有下翼缘外伸段均为向上倾斜的长直条(除开与腹板外伸段直接连接的下翼缘外伸段)。下翼缘外伸段采用长直条一方面利于后续在接缝中浇筑UHPC,便于浇筑的UHPC流入型钢-UHPC组合板与主梁横隔板或横梁上翼板之间的缝隙中,另一方面长直条的受力性能与钢筋类似,可以保证接缝处的力学性能。另外,研究表明,采用倾斜的长直条,一方面可增加型钢与现浇连接部UHPC之间的粘结力,使下翼缘外伸段可以更好的参与受力,另一方面也可使横向相邻两倾斜的长直条所包裹范围内UHPC处于受压状态,故而可使接缝处的力学性能更优。并且,下翼缘外伸段倾斜角θ过小,与水平长直条的构造效果接近,仅通过长直条与横向现浇连接部UHPC的粘结力来提高横向连接结构的抗拉能力,且不能很好地改善在浇筑现浇连接部UHPC时浇筑密实的问题;下翼缘外伸段倾斜角θ过大时,长直条与横向现浇连接部UHPC的相互作用大于倾斜角较小情况下的相互作用,也能较好地改善横向现浇连接部UHPC浇筑密实的问题,但倾斜角过大时,在外界荷载作用下,下翼缘外伸段长直条与横向现浇连接部UHPC间会产生很大的作用力,这样使得长直条起弯处承受很大的作用力,对外伸段长直条受力不利,除此之外,长直条倾斜角过大会使得其在横向连接处的覆盖范围减小,仅能提高部分截面的抗拉性能,所以长直条的倾斜角宜在10-60°之间。
本发明中,型钢与UHPC板之间通过栓钉连接件、型钢连接件、弯筋连接件、高强螺栓连接件或开孔钢板连接件连接。优选采用栓钉连接件连接,栓钉连接件的直径为9-25mm,高度为25-80mm,每个型钢上方横向一般布置2-4排栓钉,横向间距为50-200mm,纵向间距为100-300mm。
本发明中,多根型钢之间横向间距为300-1000mm,型钢的宽度一般为100-400mm,高度较小,一般不超过400mm。UHPC板为平板、在与型钢连接处作加厚处理的平板或在两相邻平板纵向接缝处作加厚处理的平板。
本发明中,型钢作为型钢-UHPC组合板中的一部分,当型钢包括上翼缘与腹板时,上翼缘与腹板中的任一个具有外伸段,即可满足本发明的需求,当型钢包括上翼缘、腹板和下翼缘时,上翼缘、腹板和下翼缘中的任一个具有外伸段,即可满足本发明的需求。
作为一个总的技术构思,本发明还提供一种桥面板,所述桥面板主要由多个型钢-UHPC组合板纵桥向连接而成,相邻所述型钢-UHPC组合板之间通过现浇连接部连接,所述型钢-UHPC组合板包括多根型钢和固接于型钢上的UHPC板,所述型钢沿纵桥向布置,所述型钢包括上翼缘与腹板,所述UHPC板固接于上翼缘上,所述上翼缘的端部均设有向现浇连接部内延伸的上翼缘外伸段。更优选的,所述腹板的端部设有向现浇连接部内延伸的腹板外伸段。
上述桥面板中,优选的,所述型钢的端部设有UHPC横向加劲板,所述UHPC横向加劲板的端面设有一向现浇连接部内延伸的凸起(凸起为异形形状,如为楔形,可根据受力需求改变);所述UHPC横向加劲板上开设有横桥向的通孔,所述通孔中贯穿设有贯穿钢筋。贯穿钢筋的作用用于改善UHPC横向加劲板横向受力。UHPC横向加劲板与UHPC板可以一起预制,UHPC横向加劲板可提高接缝处截面的受力性能。在预制UHPC横向加劲板时,优选在腹板相应位置处布置多个栓钉连接件,浇筑UHPC时,使UHPC包裹住栓钉连接件与贯穿钢筋,可以使UHPC横向加劲板与型钢更好的连接成一个整体。
上述桥面板中,优选的,所述上翼缘外伸段为多根间隔排布的长直条。采用长直条的优势在上文中已经提及,此处不再赘述。
上述桥面板中,优选的,相邻设置的型钢-UHPC组合板中的型钢一一对应布置,且同一型钢中的上翼缘外伸段沿腹板外伸段对称设置,未与腹板外伸段直接相连的上翼缘外伸段的末端越过现浇连接部的横桥向中心轴线,一一对应布置的型钢的上翼缘外伸段交错布置(不包括与腹板外伸段直接相连的上翼缘外伸段)。上翼缘外伸段的末端均可越过现浇连接部的横桥向中心轴线,使相邻长直条间的混凝土处于受压状态,以此改善现浇连接部的受力性能。
上述桥面板中,优选的,相邻设置的型钢-UHPC组合板中的型钢相互交错布置,且同一型钢中的上翼缘外伸段沿腹板外伸段对称设置,上翼缘外伸段的末端与腹板外伸段的末端均越过现浇连接部的横桥向中心轴线。上翼缘外伸段的末端与腹板外伸段的末端越过现浇连接部的横桥向中心轴线可以保证现在浇连接部的中心也布设有外伸段,以进一步增加接缝结构的受力性能。
作为一个总的技术构思,本发明还提供一种桥面板,所述桥面板主要由多个型钢-UHPC组合板纵桥向连接而成,相邻所述型钢-UHPC组合板之间通过现浇连接部连接,所述型钢-UHPC组合板包括多根型钢和固接于型钢上的UHPC板,所述型钢沿纵桥向布置,所述型钢包括上翼缘、腹板和下翼缘,所述UHPC板固接于上翼缘上,所述上翼缘和下翼缘的端部均分别设有向现浇连接部内延伸的上翼缘外伸段和下翼缘外伸段。更优选的,所述腹板的端部设有向现浇连接部内延伸的腹板外伸段。
上述桥面板中,优选的,所述型钢的端部设有UHPC横向加劲板,所述UHPC横向加劲板的端面设有一向现浇连接部内延伸的凸起;所述UHPC横向加劲板上开设有横桥向的通孔,所述通孔中贯穿设有贯穿钢筋。贯穿钢筋的作用用于改善UHPC横向加劲板横向受力。UHPC横向加劲板与UHPC板可以一起预制,UHPC横向加劲板可提高接缝处截面的受力性能。在预制UHPC横向加劲板时,优选在腹板相应位置处布置多个栓钉连接件,浇筑UHPC时,使UHPC包裹住栓钉连接件与贯穿钢筋,可以使UHPC横向加劲板与型钢更好的连接成一个整体。
上述桥面板中,优选的,所述上翼缘外伸段为多根间隔排布的长直条,所述下翼缘外伸段为多根间隔排布的长直条。更优选的,至少一根所述下翼缘外伸段为向上倾斜的长直条,且倾斜角度θ在10-60°之间。进一步优选的,所有下翼缘外伸段均为向上倾斜的长直条(除开与腹板外伸段直接连接的下翼缘外伸段)。采用长直条的优势在上文中已经提及,此处不再赘述。
上述桥面板中,优选的,相邻设置的型钢-UHPC组合板中的型钢一一对应布置,且同一型钢中的上翼缘外伸段沿腹板外伸段对称设置,未与腹板外伸段直接相连的上翼缘外伸段的末端越过现浇连接部的横桥向中心轴线,一一对应布置的型钢的上翼缘外伸段交错布置(不包括与腹板外伸段直接相连的上翼缘外伸段);同一型钢中的下翼缘外伸段沿腹板外伸段对称设置,未与腹板外伸段直接相连的下翼缘外伸段的末端越过现浇连接部的横桥向中心轴线,一一对应布置的型钢的下翼缘外伸段交错布置(不包括与腹板外伸段直接相连的下翼缘外伸段)。上述上翼缘外伸段的末端与下翼缘外伸段的末端均可越过现浇连接部的横桥向中心轴线,可以改善现浇连接部的受力性能。
上述桥面板中,优选的,相邻设置的型钢-UHPC组合板中的型钢相互交错布置,且同一型钢中的上翼缘外伸段沿腹板外伸段对称设置,同一型钢中的下翼缘外伸段沿腹板外伸段对称设置,上翼缘外伸段的末端、腹板外伸段的末端与下翼缘外伸段的末端均越过现浇连接部的横桥向中心轴线。上翼缘外伸段的末端、腹板外伸段的末端与下翼缘外伸段的末端均越过现浇连接部的横桥向中心轴线可以保证现在浇连接部的中心也布设有外伸段,以进一步增加接缝结构的受力性能。
本发明还提供一种上述的横向连接结构的施工方法,下部主梁和上部型钢-UHPC组合板分开预制,再在现场拼接,包括以下步骤:
S1:分别完成型钢-UHPC组合板和主梁的预制;
S2:在主梁上布置用于连接型钢-UHPC组合板的上翼板,在上翼板上装设栓钉连接件,并在上翼板纵桥向两侧布置密封用的橡胶胶条;
S3:将两个相对设置的型钢-UHPC组合板搁置在橡胶胶条上,然后在两个相对设置的UHPC板之间沿横桥向摆放纵向加强钢筋;
S4:在两个相对设置的型钢-UHPC组合板与上翼板形成的空间中浇筑超高性能混凝土使型钢端部的外伸段、纵向加强钢筋与UHPC板中的预留钢筋均包埋于超高性能混凝土中,使两个相对设置的型钢-UHPC组合板之间结合为一个整体,即完成施工。
本发明还提供另一种上述的横向连接结构的施工方法,下部主梁和上部型钢-UHPC组合板整体预制,再在现场拼接,包括以下步骤:
S1:将型钢-UHPC组合板和主梁整体预制,型钢-UHPC组合板与主梁形成一个节段的组合梁,并预留出节段间横向接缝的位置;
S2:安装组合梁的节段,然后在预留的横向接缝内沿横桥向摆放纵向加强钢筋;
S3:在横向接缝内浇筑超高性能混凝土使型钢端部的外伸段、纵向加强钢筋与UHPC板中的预留钢筋均包埋于超高性能混凝土中,使得组合梁的节段之间结合为一个整体,即完成施工。
本发明中,所述上翼板上设有多个用于抵抗型钢-UHPC组合板与上翼板间剪力的栓钉连接件,所述栓钉连接件的直径为9-25mm,高度为40-150mm,横向间距为50-200mm,纵向间距为100-200mm;所述腹板外伸段上设有多个栓钉连接件,所述栓钉连接件直径为9-25mm,高度为5-80mm,每个腹板外伸段上设置2-4排栓钉连接件,各排之间的横向间距为50-200mm,竖向间距为50-200mm。在接缝中浇筑完UHPC后,上述栓钉连接件将两相对布置的型钢-UHPC组合板与上翼板连接成一整体。
本发明中,所述UHPC板内布置一层、两层或多层钢筋网,采用多层钢筋网时,底层横向钢筋与顶层横向钢筋交错布置,两层横向钢筋间可布置纵向钢筋,纵、横向钢筋直径为10-20mm,钢筋间距为70-300mm。
本发明中,主梁为未布置正交异性钢桥面板的PK梁、钢箱梁、钢板梁、钢桁梁或工字梁,在主梁横隔板或横梁的上方布置一定宽度的上翼板用于连接型钢-UHPC组合板,上翼板上的预留密封橡胶胶条,橡胶胶条仅起密封作用,不参与受力。
与现有技术相比,本发明的优点在于:
1、本发明提供了一种适用于桥梁领域的型钢-UHPC组合板,首次提出型钢-UHPC组合板中的型钢在横向现浇连接部处设置外伸段的构造方式。对于连续体系梁桥,内支点处桥面板之间的横向连接采用本发明的横向连接结构,在满足浇筑横向现浇连接部UHPC浇筑密实的要求下,当连续梁桥内支点桥面板承受轴向拉力时,型钢外伸段与现浇连接部UHPC的粘结力和挤压作用对截面的抗拉能力有很大贡献,将进一步增强截面的抗拉能力,改善内支点处横向连接的受力性能,提高横向连接处截面的抗拉能力,从而解决连续体系梁桥内支点上方桥面板拉力过大、桥面板易开裂的问题。同时,还可进一步优化墩顶预应力束的布置甚至取消墩顶预应力束,施工简单,经济性好,也可进一步增大连续体系梁桥的跨径。对于传统组合梁斜拉桥,采用本发明中横向连接结构,型钢外伸段与横向现浇连接部UHPC间的粘结力和挤压作用将会抵抗截面所承受的拉力,且外伸段间的UHPC处于受压状态,这也会提高截面的抗拉能力,上述作用会改善斜拉桥中跨跨中无索区梁段桥面板之间横向连接处的受力性能,提高桥面板的抗拉能力,进而解决组合梁斜拉桥中跨跨中无索区梁段轴力过大的问题,降低无索区梁段桥面板之间横向连接处的开裂风险。同时,也可进一步拓宽斜拉桥的跨径。
2、本发明的桥面板主要由型钢-UHPC组合板组成,材料用量少且抗弯刚度大,满足桥面板纵、横向受力的要求,并显著降低了桥面板的自重,使得主梁结构自重显著降低,增大了组合梁的跨越能力。与传统钢-混凝土组合梁相比,主梁自重可降低40-50%,与纯钢梁相比,主梁自重增加10-20%,跨度可以达到2000米。
3、本发明中型钢-UHPC组合板,通过调整桥面板、型钢的尺寸以及型钢的横向间距,可方便匹配桥面板的纵、横向刚度。
4、本发明的桥面板可在工厂预制,现场只需要对纵、横向湿接缝进行浇筑,现场浇筑量小,工作量少,接缝处钢筋无需弯折和绑扎,也不需要搭接或焊接,施工简单,设备投入少、对劳动力素质和工艺要求较低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为实施例1中型钢-UHPC组合板的结构示意图。
图2为实施例1中型钢的结构示意图。
图3为实施例1中桥面板的结构示意图。
图4为实施例1中桥面板连接处的结构示意图(图中未示出UHPC板内钢筋和现浇连接部)。
图5为图4的平面图。
图6为图5中A-A截面剖视图。
图7为图5中B-B截面剖视图。
图8为图5中C-C截面剖视图。
图9为图4的平面图(图中未示出UHPC板)。
图10为图9中D-D截面剖视图。
图11为图9中E-E截面剖视图。
图12为图9中F-F截面剖视图。
图13为实施例1中另一种桥面板连接处的结构示意图(图中未示出UHPC板内钢筋和现浇连接部)。
图14为图13的平面图。
图15为图14中G-G截面剖视图。
图16为图14中H-H截面剖视图。
图17为图13的平面图(图中未示出UHPC板)。
图18为图17中I-I截面剖视图。
图19为图17中J-J截面剖视图。
图20为实施例2中型钢-UHPC组合板的结构示意图。
图21为实施例2中型钢的结构示意图。
图22为实施例2中桥面板的结构示意图。
图23为实施例2中桥面板连接处的结构示意图(图中未示出UHPC板内钢筋和现浇连接部)。
图24为实施例2中另一种桥面板连接处的结构示意图(图中未示出UHPC板内钢筋和现浇连接部)。
图例说明:
1、型钢;101、上翼缘;102、腹板;103、下翼缘;1001、上翼缘外伸段;1002、腹板外伸段;1003、下翼缘外伸段;2、UHPC板;3、UHPC横向加劲板;4、通孔;5、贯穿钢筋;6、上翼板;7、栓钉连接件;8、橡胶胶条;9、凸起;10、底层横向钢筋;11、中间纵向钢筋;12、顶层横向钢筋;13、现浇连接部。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述,但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。
除非另有定义,下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的,并不是旨在限制本发明的保护范围。
除非另有特别说明,本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
实施例1:
如图1所示,本实施例的型钢-UHPC组合板,型钢-UHPC组合板包括多根型钢1和固接于型钢1上的UHPC板2,型钢1沿纵桥向平行布置,型钢1包括上翼缘101、腹板102和下翼缘103(型钢1种类如工字钢、槽钢、U型钢等),UHPC板2固接于上翼缘101上,上翼缘101、腹板102和下翼缘103的端部设有向外延伸的上翼缘外伸段1001、腹板外伸段1002和下翼缘外伸段1003。
本实施例中,上翼缘外伸段1001为多根间隔排布的长直条,下翼缘外伸段1003为多根间隔排布、向上倾斜(倾斜角度为10-60°之间均可)的长直条(与腹板外伸段1002直接相连的下翼缘外伸段1003仍然直接设于腹板外伸段1002底部)。
本实施例中,型钢的结构示意图如图2所示。
如图3-19所示,本实施例中的桥面板,桥面板主要由多个上述型钢-UHPC组合板纵桥向连接而成,相邻桥面板之间通过现浇连接部13连接。
本实施例中,型钢1的端部设有UHPC横向加劲板3,UHPC横向加劲板3的端面设有一向现浇连接部13内延伸的楔形凸起9(如图4、5所示);UHPC横向加劲板3上开设有横桥向的通孔4,通孔4中贯穿设有贯穿钢筋5(如图8、图10所示)。
本实施例中,两相邻设置的型钢-UHPC组合板中的型钢1的排布方式可为以下结构中的任一种,如图4-12所示,相邻设置的型钢-UHPC组合板中的型钢1一一对应布置。如图13-19所示,相邻设置的型钢-UHPC组合板中的型钢1相互交错布置。具体如下:
如图4-12所示,本实施例中,相邻设置的型钢-UHPC组合板中的型钢1一一对应布置,且同一型钢1中的上翼缘外伸段1001沿腹板外伸段1002对称设置,未与腹板外伸段1002直接相连的上翼缘外伸段1001的末端越过现浇连接部13的横桥向中心轴线,一一对应布置的型钢1的上翼缘外伸段1001交错布置;同一型钢1中的下翼缘外伸段1003沿腹板外伸段1002对称设置,未与腹板外伸段1002直接相连的下翼缘外伸段1003的末端越过现浇连接部13的横桥向中心轴线,一一对应布置的型钢1的下翼缘外伸段1003交错布置。
如图13-19所示,本实施例中,相邻设置的型钢-UHPC组合板中的型钢1相互交错布置,且同一型钢1中的上翼缘外伸段1001沿腹板外伸段1002对称设置,同一型钢1中的下翼缘外伸段1003沿腹板外伸段1002对称设置,上翼缘外伸段1001的末端、腹板外伸段1002的末端与下翼缘外伸段1003的末端均越过现浇连接部13的横桥向中心轴线。
本实施例中,型钢1与UHPC板2之间通过栓钉连接件7(本实施例中,各栓钉连接件7的标号相同,但功能、位置可能不同,下同)连接,栓钉连接件7的直径为9-25mm,高度为25-80mm,每个型钢1上方横向一般布置2-4排栓钉,横向间距为50-200mm,纵向间距为100-300mm。多根型钢1之间横向间距为300-1000mm,型钢1的宽度一般为100-400mm,高度较小,一般不超过400mm。UHPC板2为平板、在与型钢1连接处作加厚处理的平板或在两相邻平板纵向接缝处作加厚处理的平板。
本实施例中,上翼板6上设有多个用于抵抗型钢-UHPC组合板与上翼板6间剪力的栓钉连接件7,栓钉连接件7的直径为9-25mm,高度为40-150mm,横向间距为50-200mm,纵向间距为100-200mm。腹板外伸段1002上设有多个栓钉连接件7,栓钉连接件7直径为9-25mm,高度为5-80mm,每个腹板外伸段1002上设置2-4排栓钉连接件7,各排之间的横向间距为50-200mm,竖向间距为50-200mm。
本实施例中,UHPC板内布置一层、两层或多层钢筋网(如图10中为三层),采用三层钢筋网时,底层横向钢筋10与顶层横向钢筋12交错布置,两层横向钢筋间可布置中间纵向钢筋11,纵、横向钢筋直径为10-20mm,钢筋间距为70-300mm。
本实施例中,腹板外伸段1002下可以不设置下翼缘外伸段1003,长直条的上翼缘外伸段1001、下翼缘外伸段1003的数量可根据需求而定,倾斜的下翼缘外伸段1003的数量也可以根据需求而定,并不局限于本实施例附图中所示的数量。
本实施例还提供一种上述桥面板的施工方法,包括以下步骤:
S1:分别完成型钢-UHPC组合板和主梁的预制;
S2:在主梁上装设用于连接型钢-UHPC组合板的上翼板6,在上翼板6上焊接栓钉连接件7,并在上翼板6纵桥向两侧布置密封用的橡胶胶条8;
S3:将两个相对设置的型钢-UHPC组合板搁置在橡胶胶条8上,然后在两个相对设置的UHPC板2之间沿横桥向摆放纵向加强钢筋;
S4:在两个相对设置的型钢-UHPC组合板与上翼板6形成的空间中浇筑超高性能混凝土使型钢1端部的外伸段、纵向加强钢筋与UHPC板2中的预留钢筋均包埋于超高性能混凝土中,使两个相对设置的型钢-UHPC组合板之间结合为一个整体,即完成施工。
本实施例还提供一种上述桥面板的另一种施工方法,包括以下步骤:
S1:将型钢-UHPC组合板和主梁整体预制,型钢-UHPC组合板与主梁形成一个节段的组合梁,并预留出节段间横向接缝的位置;
S2:安装组合梁的节段,然后在预留的横向接缝内沿横桥向摆放纵向加强钢筋;
S3:在横向接缝内浇筑超高性能混凝土使型钢1端部的外伸段、纵向加强钢筋与UHPC板2中的预留钢筋均包埋于超高性能混凝土中,使得组合梁的节段之间结合为一个整体,即完成施工。
本实施例中,主梁为未布置正交异性钢桥面板的PK梁、钢箱梁、钢板梁、钢桁梁或工字梁,在主梁横隔板或横梁的上方布置一定宽度的上翼板6用于连接型钢-UHPC组合板,上翼板6上的预留密封橡胶胶条8,橡胶胶条8仅起密封作用,不参与受力。
实施例2:
如图20所示,本实施例的型钢-UHPC组合板,与实施例1相比,不同之处在于型钢1中没有下翼缘103(型钢1的种类可为角钢、T型钢、球扁钢等)。
本实施例中,型钢的结构示意图如图21所示。
如图22所示,本实施例中的桥面板,桥面板主要由多个上述型钢-UHPC组合板纵桥向连接而成,相邻桥面板之间通过现浇连接部13连接。
本实施例中,两相邻设置的型钢-UHPC组合板中的型钢1的排布方式可为以下结构中的任一种,如图23所示,相邻设置的型钢-UHPC组合板中的型钢1一一对应布置。如图24所示,相邻设置的型钢-UHPC组合板中的型钢1相互交错布置。具体如下:
如图23所示,本实施例中,相邻设置的型钢-UHPC组合板中的型钢1一一对应布置,且同一型钢1中的上翼缘外伸段1001沿腹板外伸段1002对称设置,未与腹板外伸段1002直接相连的上翼缘外伸段1001的末端越过现浇连接部13的横桥向中心轴线,一一对应布置的型钢1的上翼缘外伸段1001交错布置。
如图24所示,本实施例中,相邻设置的型钢-UHPC组合板中的型钢1相互交错布置,且同一型钢1中的上翼缘外伸段1001沿腹板外伸段1002对称设置,上翼缘外伸段1001的末端与腹板外伸段1002的末端均越过现浇连接部13的横桥向中心轴线。
本实施例中的其他结构,如UHPC横向加劲板3、型钢1与UHPC板2之间通过栓钉连接件7连接、栓钉连接件7的其他布置方式以及上述横向连接结构的施工方法均可与实施例1中保持相同,具体可参照实施例1。

Claims (19)

1.一种型钢-UHPC组合板,其特征在于,所述型钢-UHPC组合板包括多根型钢(1)和固接于型钢(1)上的UHPC板(2),所述型钢(1)沿纵桥向布置,所述型钢(1)包括上翼缘(101)与腹板(102),所述UHPC板(2)固接于上翼缘(101)上,所述上翼缘(101)的端部设有向外延伸的上翼缘外伸段(1001)。
2.根据权利要求1所述的型钢-UHPC组合板,其特征在于,所述腹板(102)的端部设有向外延伸的腹板外伸段(1002)。
3.根据权利要求1所述的型钢-UHPC组合板,其特征在于,所述上翼缘外伸段(1001)为多根间隔排布的长直条。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的型钢-UHPC组合板,其特征在于,所述型钢(1)包括下翼缘(103),所述下翼缘(103)的端部设有向外延伸的下翼缘外伸段(1003)。
5.根据权利要求4所述的型钢-UHPC组合板,其特征在于,所述下翼缘外伸段(1003)为多根间隔排布的长直条。
6.根据权利要求5所述的型钢-UHPC组合板,其特征在于,至少一根所述下翼缘外伸段(1003)为向上倾斜的长直条,且倾斜角度θ在10-60°之间。
7.一种桥面板,其特征在于,所述桥面板主要由多个型钢-UHPC组合板纵桥向连接而成,相邻所述型钢-UHPC组合板之间通过现浇连接部(13)连接,所述型钢-UHPC组合板包括多根型钢(1)和固接于型钢(1)上的UHPC板(2),所述型钢(1)沿纵桥向布置,所述型钢(1)包括上翼缘(101)与腹板(102),所述UHPC板(2)固接于上翼缘(101)上,所述上翼缘(101)的端部均设有向现浇连接部(13)内延伸的上翼缘外伸段(1001)。
8.根据权利要求7所述的桥面板,其特征在于,所述型钢(1)的端部设有UHPC横向加劲板(3),所述UHPC横向加劲板(3)的端面设有一向现浇连接部(13)内延伸的凸起(9);所述UHPC横向加劲板(3)上开设有横桥向的通孔(4),所述通孔(4)中贯穿设有贯穿钢筋(5)。
9.根据权利要求7所述的桥面板,其特征在于,所述腹板(102)的端部设有向现浇连接部(13)内延伸的腹板外伸段(1002)。
10.根据权利要求9所述的桥面板,其特征在于,其特征在于,所述上翼缘外伸段(1001)为多根间隔排布的长直条。
11.根据权利要求10所述的桥面板,其特征在于,相邻设置的型钢-UHPC组合板中的型钢(1)一一对应布置,且同一型钢(1)中的上翼缘外伸段(1001)沿腹板外伸段(1002)对称设置,未与腹板外伸段(1002)直接相连的上翼缘外伸段(1001)的末端越过现浇连接部(13)的横桥向中心轴线。
12.根据权利要求9或10所述的桥面板,其特征在于,相邻设置的型钢-UHPC组合板中的型钢(1)相互交错布置,且同一型钢(1)中的上翼缘外伸段(1001)沿腹板外伸段(1002)对称设置,上翼缘外伸段(1001)的末端与腹板外伸段(1002)的末端均越过现浇连接部(13)的横桥向中心轴线。
13.一种桥面板,其特征在于,所述桥面板主要由多个型钢-UHPC组合板纵桥向连接而成,相邻所述型钢-UHPC组合板之间通过现浇连接部(13)连接,所述型钢-UHPC组合板包括多根型钢(1)和固接于型钢(1)上的UHPC板(2),所述型钢(1)沿纵桥向布置,所述型钢(1)包括上翼缘(101)、腹板(102)和下翼缘(103),所述UHPC板(2)固接于上翼缘(101)上,所述上翼缘(101)和下翼缘(103)的端部均分别设有向现浇连接部(13)内延伸的上翼缘外伸段(1001)和下翼缘外伸段(1003)。
14.根据权利要求13所述的桥面板,其特征在于,所述型钢(1)的端部设有UHPC横向加劲板(3),所述UHPC横向加劲板(3)的端面设有一向现浇连接部(13)内延伸的凸起(9);所述UHPC横向加劲板(3)上开设有横桥向的通孔(4),所述通孔(4)中贯穿设有贯穿钢筋(5)。
15.根据权利要求13所述的桥面板,其特征在于,所述腹板(102)的端部设有向现浇连接部(13)内延伸的腹板外伸段(1002)。
16.根据权利要求15所述的桥面板,其特征在于,所述上翼缘外伸段(1001)为多根间隔排布的长直条,所述下翼缘外伸段(1003)为多根间隔排布的长直条。
17.根据权利要求16所述的桥面板,其特征在于,至少一根所述下翼缘外伸段(1003)为向上倾斜的长直条,且倾斜角度θ在10-60°之间。
18.根据权利要求16或17所述的桥面板,其特征在于,相邻设置的型钢-UHPC组合板中的型钢(1)一一对应布置,且同一型钢(1)中的上翼缘外伸段(1001)沿腹板外伸段(1002)对称设置,未与腹板外伸段(1002)直接相连的上翼缘外伸段(1001)的末端越过现浇连接部(13)的横桥向中心轴线;同一型钢(1)中的下翼缘外伸段(1003)沿腹板外伸段(1002)对称设置,未与腹板外伸段(1002)直接相连的下翼缘外伸段(1003)的末端越过现浇连接部(13)的横桥向中心轴线。
19.根据权利要求15-17中任一项所述的桥面板,其特征在于,相邻设置的型钢-UHPC组合板中的型钢(1)相互交错布置,且同一型钢(1)中的上翼缘外伸段(1001)沿腹板外伸段(1002)对称设置,同一型钢(1)中的下翼缘外伸段(1003)沿腹板外伸段(1002)对称设置,上翼缘外伸段(1001)的末端、腹板外伸段(1002)的末端与下翼缘外伸段(1003)的末端均越过现浇连接部(13)的横桥向中心轴线。
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