CN110644362A - 采用空心超高性能混凝土板的组合桥面板结构及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种采用空心超高性能混凝土板的组合桥面板结构及施工方法，所述组合桥面板结构由钢桥面板和空心超高性能混凝土板组成；所述空心超高性能混凝土板设置在钢桥面板的上端面，空心超高性能混凝土板的混凝土体将钢桥面板上的栓钉包裹；空心超高性能混凝土板内设置有多根空心管状结构体，空心管状结构体设置在栓钉阵列的间隙中；空心超高性能混凝土板的混凝土体内设置有钢筋网；所述空心管状结构体采用钢管、FRP管或PVC管；本发明的有益技术效果是：提出了一种采用空心超高性能混凝土板的组合桥面板结构及施工方法，该方案能有效提高组合桥面板的抗弯效率，降低超高性能混凝土板所受的拉应力，可以使组合桥面板的制作成本得到降低。
Description
技术领域
本发明涉及一种组合桥面板，尤其涉及一种采用空心超高性能混凝土板的组合桥面板结构及施工方法。
背景技术
钢桥面板因其自重较轻，在大跨径桥梁中应用非常广泛，但由于其局部刚度较低、焊缝密集，钢桥面容易出现疲劳损伤，铺装结构也极易损坏，尤其在超载车辆的作用下，钢桥面及其铺装结构的寿命更是会大幅缩短。
超高性能混凝土（UHPC）是一种新型纤维增强水泥基复合材料，具有优异的抗拉、抗压强度和耐久性；现有技术中，有将超高性能混凝土以薄层浇筑方式设置于钢桥面板之上的案例（钢桥面板上设置有栓钉，钢桥面板和超高性能混凝土层通过栓钉连接为一体）；试验研究和工程应用表明，在钢桥面板上设置超高性能混凝土能够显著改善钢桥面的疲劳损伤和铺装易损问题。存在的问题是：
铺设在钢桥面板上的超高性能混凝土层需要承受极大的拉应力，为使超高性能混凝土层能够满足抗拉强度需求，通常需要采用价格昂贵的原材料来制作超高性能混凝土层，同时还需要对超高性能混凝土层进行繁琐的现场蒸汽养护处理，使得这类桥面板造价昂贵、应用受限。
发明内容
针对背景技术中的问题，本发明提出了一种采用空心超高性能混凝土板的组合桥面板结构，其创新在于：所述组合桥面板结构由钢桥面板和空心超高性能混凝土板组成；所述钢桥面板的上端面上焊接有多根栓钉，多根栓钉按阵列形式分布；所述空心超高性能混凝土板设置在钢桥面板的上端面，空心超高性能混凝土板的混凝土体将所述栓钉包裹；空心超高性能混凝土板内设置有多根空心管状结构体，空心管状结构体的轴向与钢桥面板的上端面平行，空心管状结构体设置在栓钉阵列的间隙中，多根空心管状结构体等间距平行设置；空心超高性能混凝土板的混凝土体内设置有钢筋网，钢筋网与钢桥面板的上端面平行，钢筋网位于空心管状结构体的上侧；所述空心管状结构体采用钢管、FRP管或PVC管。
本发明的原理是：由于设置了空心管状结构体，空心超高性能混凝土板形成中空结构，可以使组合桥面板的抗弯效率得到大幅提高，降低工作荷载下空心超高性能混凝土板所受的拉应力，进而就可以降低对空心超高性能混凝土板的强度要求；一方面，由于空心超高性能混凝土板为中空结构，可以减少材料用量，降低物料成本，另一方面，由于强度要求的降低，有可能不需要进行蒸汽养护处理就能使空心超高性能混凝土板满足要求，既提高了施工效率又降低了养护成本。
参见图1，图中的钢桥面板的下端面为平面，具体实施时，为提高结构性能，钢桥面板可采用性能更加优秀的正交异性钢桥面板，于是有如下的优选方案：所述钢桥面板采用正交异性钢桥面板，空心管状结构体的轴向与正交异性钢桥面板下端面上的肋的轴向垂直。
优选地，所述肋的横截面为U形、L形或倒T形，具体结构参见图4、5、6、7。
为了增强钢桥面板（或正交异性钢桥面板）和空心超高性能混凝土板之间的抗剪强度，还可采用如下的优选方案：所述钢桥面板和空心超高性能混凝土板之间设置有环氧粘结层，环氧粘结层上均匀散布有石英砂。具体实施时，本领域技术人员可根据实际情况判断是否需要增设环氧粘结层。
基于前述方案，本发明还提出了一种组合桥面板结构的施工方法，所述组合桥面板结构的构成如前所述，所述施工方法包括：
1）对于新建桥梁，将钢桥面板铺设好后，进入步骤2）；对于在役桥梁，将钢桥面板上方的结构体清理干净后，进入步骤2）；
2）在钢桥面板上焊接栓钉；
3）在钢桥面板上方布置空心管状结构体；空心管状结构体采用钢管时，钢管须经除锈处理；具体实施时，还可在钢管表面涂抹环氧粘结层，并在环氧粘结层凝固前均匀撒布石英砂；
4）在空心管状结构体上方布置钢筋网；
5）用超高性能混凝土将栓钉、空心管状结构体和钢筋网浇筑在一起。
如需在钢桥面板和空心超高性能混凝土板之间增设环氧粘结层，前述的施工方法可以进一步优化为：步骤2）结束后，在正交异性钢桥面板上涂抹环氧粘结层，环氧粘结层凝固前，在环氧粘结层上均匀撒布石英砂，然后再进行步骤3）的操作。
本发明的有益技术效果是：提出了一种采用空心超高性能混凝土板的组合桥面板结构及施工方法，该方案能有效提高组合桥面板的抗弯效率，降低超高性能混凝土板所受的拉应力，最终可以使组合桥面板的制作成本得到降低。
附图说明
图1、组合桥面板结构纵剖面结构示意图；
图2、图1中A-A位置处的断面示意图；
图3、图1中B-B位置处的断面示意图；
图4、正交异性钢桥面板采用U形肋时的纵剖面结构示意图；
图5、正交异性钢桥面板采用U形肋时在A-A位置处的断面示意图；
图6、正交异性钢桥面板采用L形肋时的断面示意图（断面位置与图5中的A-A位置相似）；
图7、正交异性钢桥面板采用倒T形肋时的断面示意图（断面位置与图5中的A-A位置相似）；
图中各个标记所对应的名称分别为：钢桥面板1、栓钉1-1、肋1-2、空心超高性能混凝土板2、空心管状结构体2-1、钢筋网2-2。
具体实施方式
一种采用空心超高性能混凝土板的组合桥面板结构，其创新在于：所述组合桥面板结构由钢桥面板1和空心超高性能混凝土板2组成；所述钢桥面板1的上端面上焊接有多根栓钉1-1，多根栓钉1-1按阵列形式分布；所述空心超高性能混凝土板2设置在钢桥面板1的上端面，空心超高性能混凝土板2的混凝土体将所述栓钉1-1包裹；空心超高性能混凝土板2内设置有多根空心管状结构体，空心管状结构体的轴向与钢桥面板1的上端面平行，空心管状结构体设置在栓钉1-1阵列的间隙中，多根空心管状结构体等间距平行设置；空心超高性能混凝土板2的混凝土体内设置有钢筋网，钢筋网与钢桥面板1的上端面平行，钢筋网位于空心管状结构体的上侧；所述空心管状结构体采用钢管、FRP管或PVC管。
进一步地，所述钢桥面板1采用正交异性钢桥面板，空心管状结构体的轴向与正交异性钢桥面板下端面上的肋的轴向垂直。
进一步地，所述肋的横截面为U形、L形或倒T形。
进一步地，所述钢桥面板1和空心超高性能混凝土板2之间设置有环氧粘结层，环氧粘结层上均匀散布有石英砂。
一种组合桥面板结构的施工方法，所述组合桥面板结构由钢桥面板1和空心超高性能混凝土板2组成；所述钢桥面板1的上端面上焊接有多根栓钉1-1，多根栓钉1-1按阵列形式分布；所述空心超高性能混凝土板2设置在钢桥面板1的上端面，空心超高性能混凝土板2的混凝土体将所述栓钉1-1包裹；空心超高性能混凝土板2内设置有多根空心管状结构体，空心管状结构体的轴向与钢桥面板1的上端面平行，空心管状结构体设置在栓钉1-1阵列的间隙中，多根空心管状结构体等间距平行设置；空心超高性能混凝土板2的混凝土体内设置有钢筋网，钢筋网与钢桥面板1的上端面平行，钢筋网位于空心管状结构体的上侧；所述空心管状结构体采用钢管、FRP管或PVC管；其创新在于：所述施工方法包括：
1）对于新建桥梁，将钢桥面板1铺设好后，进入步骤2）；对于在役桥梁，将钢桥面板1上方的结构体清理干净后，进入步骤2）；
2）在钢桥面板1上焊接栓钉1-1；
3）在钢桥面板1上方布置空心管状结构体；空心管状结构体采用钢管时，钢管须经除锈处理；具体实施时，空心管状结构体的轴向与桥梁的横向平行；
4）在空心管状结构体上方布置钢筋网；
5）用超高性能混凝土将栓钉1-1、空心管状结构体和钢筋网浇筑在一起。
进一步地，步骤2）结束后，在钢桥面板1上涂抹环氧粘结层，环氧粘结层凝固前，在环氧粘结层上均匀撒布石英砂，然后再进行步骤3）的操作。
Claims (6)
1.一种采用空心超高性能混凝土板的组合桥面板结构，其特征在于：所述组合桥面板结构由钢桥面板（1）和空心超高性能混凝土板（2）组成；所述钢桥面板（1）的上端面上焊接有多根栓钉（1-1），多根栓钉（1-1）按阵列形式分布；所述空心超高性能混凝土板（2）设置在钢桥面板（1）的上端面，空心超高性能混凝土板（2）的混凝土体将所述栓钉（1-1）包裹；空心超高性能混凝土板（2）内设置有多根空心管状结构体，空心管状结构体的轴向与钢桥面板（1）的上端面平行，空心管状结构体设置在栓钉（1-1）阵列的间隙中，多根空心管状结构体等间距平行设置；空心超高性能混凝土板（2）的混凝土体内设置有钢筋网，钢筋网与钢桥面板（1）的上端面平行，钢筋网位于空心管状结构体的上侧；所述空心管状结构体采用钢管、FRP管或PVC管。
2.根据权利要求1所述的采用空心超高性能混凝土板的组合桥面板结构，其特征在于：所述钢桥面板（1）采用正交异性钢桥面板，空心管状结构体的轴向与正交异性钢桥面板下端面上的肋的轴向垂直。
3.根据权利要求2所述的采用空心超高性能混凝土板的组合桥面板结构，其特征在于：所述肋的横截面为U形、L形或倒T形。
4.根据权利要求1、2或3所述的采用空心超高性能混凝土板的组合桥面板结构，其特征在于：所述钢桥面板（1）和空心超高性能混凝土板（2）之间设置有环氧粘结层，环氧粘结层上均匀散布有石英砂。
5.一种组合桥面板结构的施工方法，所述组合桥面板结构由钢桥面板（1）和空心超高性能混凝土板（2）组成；所述钢桥面板（1）的上端面上焊接有多根栓钉（1-1），多根栓钉（1-1）按阵列形式分布；所述空心超高性能混凝土板（2）设置在钢桥面板（1）的上端面，空心超高性能混凝土板（2）的混凝土体将所述栓钉（1-1）包裹；空心超高性能混凝土板（2）内设置有多根空心管状结构体，空心管状结构体的轴向与钢桥面板（1）的上端面平行，空心管状结构体设置在栓钉（1-1）阵列的间隙中，多根空心管状结构体等间距平行设置；空心超高性能混凝土板（2）的混凝土体内设置有钢筋网，钢筋网与钢桥面板（1）的上端面平行，钢筋网位于空心管状结构体的上侧；所述空心管状结构体采用钢管、FRP管或PVC管；其特征在于：所述施工方法包括：
1）对于新建桥梁，将钢桥面板（1）铺设好后，进入步骤2）；对于在役桥梁，将钢桥面板（1）上方的结构体清理干净后，进入步骤2）；
2）在钢桥面板（1）上焊接栓钉（1-1）；
3）在钢桥面板（1）上方布置空心管状结构体；空心管状结构体采用钢管时，钢管须经除锈处理；
4）在空心管状结构体上方布置钢筋网；
5）用超高性能混凝土将栓钉（1-1）、空心管状结构体和钢筋网浇筑在一起。
6.根据权利要求5所述的组合桥面板结构的施工方法，其特征在于：步骤2）结束后，在钢桥面板（1）上涂抹环氧粘结层，环氧粘结层凝固前，在环氧粘结层上均匀撒布石英砂，然后再进行步骤3）的操作。
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