CN110725216A - 一种超高性能混凝土梁及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及一种超高性能混凝土梁，所述超高性能混凝土梁包括相对设置的两超高性能混凝土预制单元，设置于两超高性能混凝土预制单元之间的现浇超高性能混凝土接缝部；所述超高性能混凝土预制单元包含若干对其主体施加预应力的第一预应力束；所述现浇超高性能混凝土接缝部包含若干与两超高性能混凝土预制单元连接的连接板，各连接板配合形成现浇超高性能混凝土接缝部的浇筑区域；向浇筑区域现浇超高性能混凝土形成的接缝主体；若干对接缝主体施加预应力的第二预应力束，各第二预应力束与各第一预应力束一一连接。有效解决预应力混凝土梁的病害严重，结构开裂、钢筋锈蚀等问题。

Description

一种超高性能混凝土梁及其施工方法

技术领域

本发明涉及一种桥梁构件及其施工技术领域，特点是一种预制式超高性能混凝土梁及其施工方法。

背景技术

现有预应力混凝土桥梁病害调查发现，在服役预应力混凝土梁的病害严重，结构开裂、钢筋锈蚀等问题不仅影响桥梁的安全性，而且会影响结构的安全性和使用性能。

超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete，UHPC)是一种水泥基材料，具有优异的力学性能，其拉压强度高，韧性和耐久性好，长期荷载作用下徐变小，不仅有利于桥梁朝轻质、大跨方向发展，而且可以避免结构开裂，增强桥梁严酷环境下的耐久性，降低后期维修养护成本，是土木工程桥梁领域极具应用前景的新型水泥基材料。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种超高性能混凝土梁及其施工方法。

第一方面，本申请提供了一种超高性能混凝土梁。

所述超高性能混凝土梁，包括相对设置的两超高性能混凝土预制单元，设置于两超高性能混凝土预制单元之间的现浇超高性能混凝土接缝部；

所述超高性能混凝土预制单元包含若干对其主体施加预应力的第一预应力束；

所述现浇超高性能混凝土接缝部包含若干与两超高性能混凝土预制单元连接的连接板，各连接板配合形成现浇超高性能混凝土接缝部的浇筑区域；向浇筑区域现浇超高性能混凝土形成的接缝主体；若干对接缝主体施加预应力的第二预应力束，各第二预应力束与各第一预应力束一一连接。

可选地，各所述第二预应力束与各第一预应力束通过预应力锚具连接。

可选地，所述第一预应力束、第二预应力束为预应力钢筋或预应力钢铰线。

可选地，所述连接板面向浇筑区域的一侧设置若干剪力连接件，所述剪力连接件优选为剪力钉。

可选地，所述超高性能混凝土预制单元相对的一端设有预埋钢板，各所述连接板与预埋钢板连接。

可选地，所述超高性能混凝土预制单元包含底板，连接底板两侧缘的两腹板。

可选地，所述超高性能混凝土预制单元包含底板，连接底板中部的腹板。

可选地，其一所述超高性能混凝土预制单元的长度为13m，另一所述超高性能混凝土预制单元的长度为3.5m或8.5m；所述现浇超高性能混凝土接缝部的长度为0.5m；所述超高性能混凝土预制单元的高度为1～1.50m，所述底板的厚度为15～30cm。

第二方面，本申请提供了第一方面所述超高性能混凝土梁的施工方法。

所述施工方法包括以下步骤：

在工厂预制所述超高性能混凝土预制单元的主体，并通过第一预应力束对其施加预应力，得到所述超高性能混凝土预制单元；

在施工现场架设相对设置的所述超高性能混凝土预制单元，将各第二预应力束与各第一预应力束一一连接并调节施加的预应力，随后安装各连接板形成现浇超高性能混凝土接缝部的浇筑区域；

在浇筑区域浇筑超高性能混凝土形成接缝主体，并进行养护。

本发明具备以下有益效果：

在本实施例中，所述超高性能混凝土预制单元于工厂预制，其精度高，可实现标准化生产；所述超高性能混凝土预制单元采用的基材为超高性能混凝土，其强度高、截面尺寸小，材料用量少，吊装重量轻；通过设置于两超高性能混凝土预制单元之间的现浇超高性能混凝土接缝部，可实现快速、牢靠连接。有效解决预应力混凝土梁的病害严重，结构开裂、钢筋锈蚀等问题。

附图说明

所包括的附图用来提供对本申请实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本申请的实施方式，并与文字描述一起来阐释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1为本申请超高性能混凝土梁(去除内连接板)其一实施例的结构示意图；

图2为图1中超高性能混凝土梁去除一超高性能混凝土预制单元的结构示意图；

图3为本申请超高性能混凝土梁另一实施例的结构示意图；

图4为图3中超高性能混凝土梁去除一超高性能混凝土预制单元的结构示意图；

附图标记说明：1、超高性能混凝土预制单元；2、现浇超高性能混凝土接缝部；3、底板；4、腹板；5、第二预应力束；6、预埋钢板；7、连接板；8、剪力连接件；9、预应力锚具。

具体实施方式

在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、内、外、顶、底等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。另外，术语“包括”、“包含”及其任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

实施例一

首先参见图1、图2，其示出了根据本发明超高性能混凝土梁的一种示例性实施例。如图1、图2所示，所述超高性能混凝土梁包括相对设置的两超高性能混凝土预制单元1，设置于两超高性能混凝土预制单元1之间的现浇超高性能混凝土接缝部2。

其中，所述超高性能混凝土预制单元1包含若干对其主体施加预应力的第一预应力束。本实施例中，所述超高性能混凝土梁为U型简支梁，所述超高性能混凝土预制单元1的结构还包括底板3，连接底板3两侧缘的两腹板4。所述底板3、腹板4内均设置对其施加预应力的第一预应力束。

所述现浇超高性能混凝土接缝部2包含若干与两超高性能混凝土预制单元1连接的连接板7，各连接板7配合形成现浇超高性能混凝土接缝部2的浇筑区域；向浇筑区域现浇超高性能混凝土形成的接缝主体；若干对接缝主体施加预应力的第二预应力束5，各第二预应力束5与各第一预应力束一一连接。

本实施例中，所述超高性能混凝土预制单元1相对的一端设有预埋钢板6，所述连接板7的数量为六，分别是两内侧钢板、内底钢板、两外侧钢板、外底钢板，各所述连接板7与预埋钢板6的周侧边缘通过高强度螺栓固定连接，同时各连接板7配合形成现浇超高性能混凝土接缝部2的浇筑区域。在备选实施例中，各所述连接板7与预埋钢板6的周侧边缘通过焊接的方式固定连接。

所述两外侧钢板、外底钢板面向浇筑区域的一侧设置若干剪力连接件8，优选的，所述剪力连接件8为焊接固定于两外侧钢板、外底钢板的剪力钉。在备选实施例中，所述各连接板7面向浇筑区域的一侧均设置若干剪力连接件8。

各所述第二预应力束5与各第一预应力束通过预应力锚具9连接，所述第一预应力束、第二预应力束5为预应力钢筋或预应力钢铰线。

本实施例中，所述超高性能混凝土梁的尺寸参数如下：

其一所述超高性能混凝土预制单元1的长度为13m，为主节段；另一所述超高性能混凝土预制单元1的长度为3.5m或8.5m，为辅节段；所述现浇超高性能混凝土接缝部2的长度为0.5m；所述超高性能混凝土预制单元1的高度为1～1.50m，所述底板3的厚度为15～30cm。主节段与辅节段拼接可拼成20m跨(一主节段、两3.5m规格辅节段)、30m跨(一主节段、两8.5m规格辅节段)、40m跨(两主节段、一3.5m规格辅节段、一8.5m规格辅节段)等跨度。

上述超高性能混凝土梁的施工方法，包括以下步骤：

在工厂预制所述超高性能混凝土预制单元1的主体，并通过第一预应力束对其施加预应力，得到所述超高性能混凝土预制单元1；

在施工现场架设相对设置的所述超高性能混凝土预制单元1，将各第二预应力束5与各第一预应力束一一连接并调节施加的预应力，随后安装各连接板7形成现浇超高性能混凝土接缝部2的浇筑区域；

在浇筑区域浇筑超高性能混凝土形成接缝主体，并进行养护。

在本实施例中，所述超高性能混凝土预制单元1于工厂预制，其精度高，可实现标准化生产；所述超高性能混凝土预制单元1采用的基材为超高性能混凝土，其强度高、截面尺寸小，材料用量少，吊装重量轻；通过设置于两超高性能混凝土预制单元1之间的现浇超高性能混凝土接缝部2，可实现快速、牢靠连接。有效解决预应力混凝土梁的病害严重，结构开裂、钢筋锈蚀等问题。

实施例二

现参见图3、图4，其示出了根据本发明超高性能混凝土梁的另一种示例性实施例。如图3、图4所示，所述超高性能混凝土梁包括相对设置的两超高性能混凝土预制单元1，设置于两超高性能混凝土预制单元1之间的现浇超高性能混凝土接缝部2。

其中，所述超高性能混凝土预制单元1包含若干对其主体施加预应力的第一预应力束。本实施例中，所述超高性能混凝土梁为I型简支梁，所述超高性能混凝土预制单元1的结构还包括底板3，连接底板3中部的腹板4。所述底板3、腹板4内均设置对其施加预应力的第一预应力束。

所述现浇超高性能混凝土接缝部2包含若干与两超高性能混凝土预制单元1连接的连接板7，各连接板7配合形成现浇超高性能混凝土接缝部2的浇筑区域；向浇筑区域现浇超高性能混凝土形成的接缝主体；若干对接缝主体施加预应力的第二预应力束5，各第二预应力束5与各第一预应力束一一连接。

本实施例中，所述超高性能混凝土预制单元1相对的一端设有预埋钢板6，所述连接板7的数量为五，分别是两上侧钢板、两下侧钢板、底钢板，各所述连接板7与预埋钢板6的周侧边缘通过高强度螺栓套固定连接，同时各连接板7配合形成现浇超高性能混凝土接缝部2的浇筑区域。应当理解，所述连接板7的数量还可以根据实际情况而调整，如数量为六、七、八等等。

所述底钢板面向浇筑区域的一侧设置若干剪力连接件8，优选的，所述剪力连接件8为焊接固定于两外侧钢板、外底钢板的剪力钉。在备选实施例中，所述各连接板7面向浇筑区域的一侧均设置若干剪力连接件8。

各所述第二预应力束5与各第一预应力束通过预应力锚具9连接，所述第一预应力束、第二预应力束5为预应力钢筋或预应力钢铰线。

本实施例中，所述超高性能混凝土梁的尺寸参数如下：

其一所述超高性能混凝土预制单元1的长度为13m，为主节段；另一所述超高性能混凝土预制单元1的长度为3.5m或8.5m，为辅节段；所述现浇超高性能混凝土接缝部2的长度为0.5m；所述超高性能混凝土预制单元1的高度为1～1.50m，所述底板3的厚度为15～30cm。主节段与辅节段拼接可拼成20m跨(一主节段、两3.5m规格辅节段)、30m跨(一主节段、两8.5m规格辅节段)、40m跨(两主节段、一3.5m规格辅节段、一8.5m规格辅节段)等跨度。

上述超高性能混凝土梁的施工方法，包括以下步骤：

在工厂预制所述超高性能混凝土预制单元1的主体，并通过第一预应力束对其施加预应力，得到所述超高性能混凝土预制单元1；

在施工现场架设相对设置的所述超高性能混凝土预制单元1，将各第二预应力束5与各第一预应力束一一连接并调节施加的预应力，随后安装各连接板7形成现浇超高性能混凝土接缝部2的浇筑区域；

在浇筑区域浇筑超高性能混凝土形成接缝主体，并进行养护。

以上所述实施例仅表达了本发明的部分实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种超高性能混凝土梁，其特征在于：包括相对设置的两超高性能混凝土预制单元，设置于两超高性能混凝土预制单元之间的现浇超高性能混凝土接缝部；

所述超高性能混凝土预制单元包含若干对其主体施加预应力的第一预应力束；

所述现浇超高性能混凝土接缝部包含若干与两超高性能混凝土预制单元连接的连接板，各连接板配合形成现浇超高性能混凝土接缝部的浇筑区域；向浇筑区域现浇超高性能混凝土形成的接缝主体；若干对接缝主体施加预应力的第二预应力束，各第二预应力束与各第一预应力束一一连接。

2.根据权利要求1所述的超高性能混凝土梁，其特征在于：各所述第二预应力束与各第一预应力束通过预应力锚具连接。

3.根据权利要求1或2所述的超高性能混凝土梁，其特征在于：所述第一预应力束、第二预应力束为预应力钢筋或预应力钢铰线。

4.根据权利要求1所述的超高性能混凝土梁，其特征在于：所述连接板面向浇筑区域的一侧设置若干剪力连接件。

5.根据权利要求4所述的超高性能混凝土梁，其特征在于：所述剪力连接件为剪力钉。

6.根据权利要求1所述的超高性能混凝土梁，其特征在于：所述超高性能混凝土预制单元相对的一端设有预埋钢板，各所述连接板与预埋钢板连接。

7.根据权利要求1所述的超高性能混凝土梁，其特征在于：所述超高性能混凝土预制单元包含底板，连接底板两侧缘的两腹板。

8.根据权利要求1所述的超高性能混凝土梁，其特征在于：所述超高性能混凝土预制单元包含底板，连接底板中部的腹板。

9.根据权利要求7或8所述的超高性能混凝土梁，其特征在于：其一所述超高性能混凝土预制单元的长度为13m，另一所述超高性能混凝土预制单元的长度为3.5m或8.5m；所述现浇超高性能混凝土接缝部的长度为0.5m；所述超高性能混凝土预制单元的高度为1～1.50m，所述底板的厚度为15～30cm。

10.一种如权利要求1至9任一项超高性能混凝土梁的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

在工厂预制所述超高性能混凝土预制单元的主体，并通过第一预应力束对其施加预应力，得到所述超高性能混凝土预制单元；

在施工现场架设相对设置的所述超高性能混凝土预制单元，将各第二预应力束与各第一预应力束一一连接并调节施加的预应力，随后安装各连接板形成现浇超高性能混凝土接缝部的浇筑区域；

在浇筑区域浇筑超高性能混凝土形成接缝主体，并进行养护。

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