CN111910517A - 一种uhpc矮肋桥面板的纵桥向接缝连接构造和钢-uhpc组合桥梁 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种UHPC矮肋桥面板的纵桥向接缝连接构造，所述UHPC矮肋桥面板包括UHPC面板和固设于所述UHPC面板底部的纵肋，所述纵桥向接缝连接构造包括设于横桥向相邻所述UHPC面板处的现浇UHPC连接部和设于横桥向相邻所述纵肋处的纵肋连接部。本发明还提供一种钢‑UHPC组合桥梁，包括钢梁和设于所述钢梁上部的多块分体式UHPC矮肋桥面板，相邻所述UHPC矮肋桥面板横桥向通过上述的UHPC矮肋桥面板的纵桥向接缝连接构造连接成一整体。本发明纵桥向接缝连接构造具有接缝数量少、接缝开裂风险低、自重轻、强度高、装配率高、施工简便、质量可控、耐久性好、经济性优异等突出优点。
Description
技术领域
本发明属于桥梁领域，尤其涉及一种接缝构造和组合桥梁。
背景技术
超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete，UHPC，以下简称UHPC)具有高弹性模量、高抗拉强度、良好的收缩徐变特性和优良耐久性等优点，可以减少结构尺寸，降低结构自重，增大桥梁结构的跨越能力，具有广泛的应用前景。通过高温养护可以显著降低UHPC的徐变系数和后期收缩；通过工厂预制可以进一步确保结构质量，减少现场施工作业量，加快施工速度；且UHPC截面尺寸小，方便运输与吊装，因此UHPC结构适合于采用装配化施工。
UHPC矮肋桥面板是近些年来新兴的一种桥面形式，适用于钢-UHPC组合结构桥梁，其构造特点为：面板底面仅沿纵桥向设置加劲肋，从而提高整体桥面板的刚度，有效降低桥面板的自重并避免普通混凝土桥面板普遍面临的开裂风险。
UHPC矮肋桥面板的纵缝一般设置在腹板或纵梁上翼缘板位置。在局部车轮荷载作用下，接缝均处于负弯矩区，导致接缝顶面受拉，由于接缝的存在，UHPC中本应乱向分布的钢纤维在接缝截面处被“人为”地截断，使得接缝上无钢纤维穿过，导致接缝处UHPC的抗拉强度大大降低，导致现浇接缝处成为UHPC层的薄弱位置，增加了接缝断面的开裂风险。同时，这种接缝设置方法导致每个腹板(或纵梁)位置均需设置接缝，导致接缝数量众多，现场浇筑作业量大，增加了施工周期和成本。
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，提供一种纵桥向接缝数量少、接缝现浇UHPC方量少的、接缝处开裂风险低的、适用于大跨径桥梁的UHPC矮肋桥面板的纵桥向接缝连接构造和钢-UHPC组合桥梁。为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种UHPC矮肋桥面板的纵桥向接缝连接构造，所述UHPC矮肋桥面板包括UHPC面板和固设于所述UHPC面板底部的纵肋，所述纵桥向接缝连接构造设于横桥向相邻所述UHPC矮肋桥面板之间，所述纵桥向接缝连接构造包括设于横桥向相邻所述UHPC面板处的现浇UHPC连接部和设于横桥向相邻所述纵肋处的纵肋连接部，所述纵肋连接部包括第一预埋连接钢组件和用于连接相邻所述第一预埋连接钢组件的第一固定连接件，所述第一预埋连接钢组件设于所述纵肋上。上述纵肋与UHPC面板一体成型，其材质也采用UHPC。上述两相邻的UHPC面板端部紧邻设置，上半部设有槽口用于现浇UHPC形成现浇UHPC连接部。上述接缝连接构造即上半部采用现浇UHPC，下半部通过紧固组件连接。UHPC矮肋桥面板在工厂内预制施工，仅在UHPC面板中布设纵、横向钢筋，钢筋直径优选为0.014-0.024m。
上述接缝连接构造中，优选的，所述纵桥向接缝连接构造和与其距离最近的钢梁腹板或纵梁之间的中心间距h为相邻钢梁腹板之间的中心间距或相邻纵梁之间的中心间距的0.2-0.5倍。纵桥向接缝连接构造设置在相邻钢梁腹板间或相邻纵梁间的正弯矩区，避免现浇接缝顶面受拉，有利于保证接缝处的力学性能，从而大大降低现浇接缝开裂风险。上述对于纵桥向接缝构造位置的限定，使纵桥向接缝构造远离钢梁腹板或纵梁，纵桥向接缝构造的纵桥向中心线和与其距离最近的钢梁腹板的纵桥向中心线之间的间距为h，或纵桥向接缝构造的纵桥向中心线和与其距离最近的纵梁的纵桥向中心线之间的间距为h，相邻钢梁腹板之间的纵桥向中心间距或相邻纵梁之间的纵桥向中心间距均为n，此时，h为n的0.2-0.5倍。
上述接缝连接构造中，优选的，所述第一预埋连接钢组件为第二异形钢板或纵桥向布置的第二平直钢板；所述第二异形钢板预埋设于所述UHPC矮肋桥面板横向端部(即横桥向两端)，所述第二异形钢板包括一块侧板和底板，所述底板设于侧板底部并与所述侧板连接，所述侧板通过栓钉与所述纵肋的侧壁固接；所述第二平直钢板预埋设于所述UHPC矮肋桥面板横向端部的纵肋底部。上述侧板、底板结合后的形状与相邻纵肋之间的内腔形状相同。上述第二异形钢板的底面优选与纵肋底部平齐设置，第二异形钢板的底板端部优选与UHPC面板的端部平齐。上述侧板上设有多个栓钉，用于与纵肋的侧壁连接。底板上均匀开设有螺栓孔，用于与横向连接钢板和横向连接螺栓相配合。第二平直钢板在与纵肋对应的位置上设有多个栓钉，用于与纵肋底部连接。当采用第二平直钢板时，与第二平直钢板固接的纵肋底部不设置肋底钢板，即相当于直接将肋底钢板加宽(根据受力性能需要还可以加厚)，即得到第二平直钢板。采用第二平直钢板时，第二平直钢板与横桥向接缝连接构造的钢板需要其中一个断开，以利于安装。
上述接缝连接构造中，优选的，所述第二异形钢板沿纵桥向等间隔布置，相邻所述第二异形钢板之间的间距为0.5-1.5m；根据实际性能需求，可以计算得出纵桥向布置的第二异形钢板数量、间隔。所述第二平直钢板的横桥向宽度大于所述纵肋的底部宽度，所述第二平直钢板的一侧与所述纵肋底部的一侧平齐，所述第二平直钢板的另一侧向所述UHPC矮肋桥面板的横向端部外延伸。第二平直钢板与纵肋固接时，第二平直钢板的横桥向远离接缝的一端与纵肋的横桥向一端对齐，另一端超出纵肋的端部，超出部分上开设有螺栓孔，用于与横向连接钢板和横向连接螺栓相配合，超出部分的宽度(即外延长度)可为相邻纵肋宽度的一半。
上述接缝连接构造中，优选的，所述第一固定连接件包括横向连接钢板和横向连接螺栓，所述横向连接钢板上开设有与所述横向连接螺栓配套的螺栓孔，横桥向相邻所述纵肋之间的相邻第一预埋连接钢组件通过所述横向连接钢板和横向连接螺栓连接成一整体。上述第二异形钢板的底面或第二平直钢板上均开设有螺栓孔，且其螺栓孔与横向连接钢板上的螺栓孔位置相对应，通过将横向连接钢板放置于相邻底板之间或相邻第二平直钢板之间，再通过横向连接螺栓即可将相邻的第二异形钢板或第二平直钢板连接。
上述接缝连接构造中，相邻UHPC矮肋桥面板纵向端部的纵肋处的第一预埋连接钢组件可均设置为第二异形钢板或第二平直钢板，或者其中一个设置为第二异形钢板，另一个为第二平直钢板，只要能通过第一固定连接件将相邻UHPC矮肋桥面板的下方纵肋连接即可。
上述接缝连接构造中，优选的，所述UHPC面板的厚度为0.06-0.14m；所述纵肋为倒梯形，所述纵肋的肋高为0.08-0.3m，相邻所述纵肋的间距为0.4-1.0m，所述纵肋的顶宽为0.2-0.5m，底宽为0.15-0.4m；所述纵肋的底部设有肋底钢板，所述肋底钢板与所述纵肋的底宽同宽，所述肋底钢板的厚度为0.006-0.014m，所述肋底钢板顶面设有用于将所述肋底钢板与纵肋连接成一整体的栓钉。肋底钢板在预制UHPC矮肋桥面板即同步预制，肋底钢板上装设长栓钉利于肋底钢板与纵肋的连接。长栓钉的直径为0.016-0.025m，长度确保净保护层厚度不低于20mm。
上述接缝连接构造中，优选的，所述UHPC面板的横桥向端部设有槽口，所述槽口的高度为所述UHPC面板厚度的30-70％，所述槽口的横桥向宽度为0.3-0.6m。槽口的存在以增加接缝UHPC和UHPC面板的接触范围，避免接缝处由于新老UHPC交界面钢纤维不连续致使抗拉强度低，过早出现裂缝。
作为一个总的技术构思，本发明还提供一种钢-UHPC组合桥梁，包括钢梁和设于所述钢梁上部的多块分体式UHPC矮肋桥面板，相邻所述UHPC矮肋桥面板横桥向通过上述的UHPC矮肋桥面板的纵桥向接缝连接构造连接成一整体。上述钢梁为取消正交异性钢桥面板的钢板梁、钢箱梁、PK钢梁或钢桁梁。
上述钢-UHPC组合桥梁中，优选的，所述UHPC矮肋桥面板与所述钢梁的腹板上翼缘板或纵梁上翼缘板通过纵向上翼缘板连接件连接，所述纵向上翼缘板连接件包括第三预埋连接钢组件和用于连接所述第三预埋连接钢组件和腹板上翼缘板、或用于连接所述第三预埋连接钢组件和纵梁上翼缘板的第三固定连接件，所述第三预埋连接钢组件设于所述UHPC矮肋桥面板和腹板上翼缘板的交接处或设于所述UHPC矮肋桥面板和纵梁上翼缘板的交接处。
上述钢-UHPC组合桥梁中，优选的，所述第三预埋连接钢组件为第四异形钢板或纵桥向布置的第四平直钢板；所述第四异形钢板预埋设于相邻所述纵肋之间，所述第四异形钢板包括底板、加强腹板和两块侧板，所述底板设于两块侧板底部并分别与两块所述侧板连接，两块所述侧板分别与相邻所述纵肋的相邻侧壁固接，所述加强腹板的两侧分别与两块所述侧板固接(如焊接)并垂直设于所述底板的中部；所述第四平直钢板预埋设于所述UHPC矮肋桥面板的纵肋底部。上述侧板、底板和加强腹板结合后的形状与相邻纵肋之间的内腔形状相同。上述第四异形钢板的底面优选与纵肋底部平齐设置。上述侧板上设有多个栓钉，用于与纵肋的侧壁连接。底板上均匀开设有螺栓孔，用于与腹板上翼缘板或纵梁上翼缘板上的螺栓孔相配合以将第四异形钢板与腹板上翼缘板或纵梁上翼缘板连接成一整体。第四平直钢板与纵肋对应的位置上设有多个栓钉，用于与纵肋底部连接。当采用第四平直钢板时，与第四平直钢板固接的纵肋底部不设置肋底钢板，即相当于直接将肋底钢板加宽(根据受力性能需要还可以加厚)，即得到第四平直钢板。采用第四平直钢板时，第四平直钢板与横桥向接缝连接构造的钢板需要其中一个断开，以利于安装。
上述钢-UHPC组合桥梁中，优选的，所述第四异形钢板沿纵桥向等间隔布置，相邻所述第四异形钢板之间的间距为0.5-1.5m；根据实际性能需求，可以计算得出纵桥向布置的第四异形钢板的数量、间隔。所述第四平直钢板的横桥向宽度大于与其固接的纵肋的底部宽度，且所述第四平直钢板的横桥向两端均超与其固接的纵肋的底部两端，所述第四平直钢板和第三固定连接件的连接处设于所述第四平直钢板的横桥向两端。将腹板/纵梁连接螺栓设置在纵肋的两侧，以避免在局部车轮作用下，UHPC矮肋桥面板和腹板上翼缘或纵梁上翼缘板之间存在较大空隙而产生过大变形与应力。
上述钢-UHPC组合桥梁中，优选的，所述腹板上翼缘板或纵梁上翼缘板上开设有螺栓孔，所述第三固定连接件包括腹板/纵梁连接螺栓，所述第三预埋连接钢组件和腹板上翼缘板或所述第三预埋连接钢组件和纵梁上翼缘板通过所述腹板/纵梁连接螺栓连接成一整体。上述第四异形钢板的底面或第四平直钢板上均开设有螺栓孔，且其螺栓孔与腹板上翼缘板或纵梁上翼缘板上的螺栓孔位置相对应，通过腹板/纵梁连接螺栓即可将第三预埋连接钢组件和腹板上翼缘板或纵梁上翼缘板连接成一整体，即实现UHPC矮肋桥面板与下部钢梁的纵桥向连接。
上述涉及的横向连接螺栓和腹板/纵隔板连接螺栓等均均匀布置，螺栓个数及间距视钢-UHPC界面抗剪及抗拉拔受力要求而定，螺栓优选为摩擦型高强螺栓。螺栓与各钢板接触处可设置一垫板。
上述UHPC矮肋桥面板在厂内完成预制施工，而其安装既可在厂内与钢梁节段形成钢-UHPC组合梁段，也可待现场钢梁架设完成后，现场吊装UHPC矮肋桥面板，完成桥面板施工。UHPC矮肋桥面板顶面通过抛丸等方式进行糙化处理，铺设沥青类或树脂类面层。
本发明还提供上述纵桥向接缝连接构造、钢-UHPC组合桥梁的施工方法如下：
第一种施工方法：现场吊装UHPC矮肋桥面板，纵桥向接缝连接构造设置于腹板或纵梁之间，横桥向接缝连接构造采用预埋异形钢板，具体包括如下步骤：
S1：架设钢梁；
S2：在钢梁上吊装UHPC矮肋桥面板单元；
S3：定位安装UHPC矮肋桥面板单元，在UHPC矮肋桥面板单元与横隔板上翼缘板间的螺栓孔位置拧紧高强螺栓；
S4：安放横桥向接缝处的纵向连接钢板，拧紧该位置的高强螺栓；浇筑横桥向接缝预留槽口处UHPC，完成横桥向接缝施工；
S5：在UHPC矮肋桥面板单元与腹板或纵梁上翼缘板间的螺栓孔位置拧紧高强螺栓；
S6：安装纵桥向接缝处的横向连接钢板并拧紧横向连接螺栓，浇筑纵桥向接缝预留槽口处的UHPC，完成纵向接缝施工；
S7：对UHPC矮肋桥面板顶面进行糙化处理，铺设面层。
第二种施工方法：厂内预制吊装UHPC矮肋桥面板，纵桥向接缝连接构造设置于腹板或纵梁之间，横桥向接缝连接构造采用预埋横桥向平直钢板，具体包括如下步骤：
S1：预制厂内预制UHPC矮肋桥面板-钢梁的组合单元，并将UHPC矮肋桥面板吊装至钢梁上；
S2：在横隔板上翼缘板处拧紧该位置的高强螺栓，形成UHPC矮肋桥面板-钢梁的组合单元；
S3：在腹板或纵梁上翼缘板处拧紧该位置的高强螺栓；
S4：安装纵桥向接缝处的横向连接钢板，拧紧该位置的高强螺栓；浇筑纵桥向接缝槽口处UHPC，在厂内完成纵桥向接缝施工；
S5：运输并架设UHPC矮肋桥面板-钢梁的组合单元；
S6：安装横桥向接缝处的纵向连接钢板，拧紧该位置的高强螺栓；浇筑横桥向接缝预留槽口处UHPC，完成横桥向接缝施工；
S7：对UHPC矮肋桥面板顶面进行糙化处理，铺设面层。
第三种施工方法：厂内预制吊装UHPC矮肋桥面板，无纵桥向接缝连接构造，横桥向接缝连接构造采用预埋横向平直钢板，具体包括如下步骤：
S1：预制厂内预制UHPC矮肋桥面板-钢梁的组合单元，并将UHPC矮肋桥面板吊装至钢梁上；
S2：在横隔板上翼缘板处拧紧该位置的高强螺栓，形成UHPC矮肋桥面板-钢梁的组合单元；
S3：运输并架设UHPC矮肋桥面板-钢梁的组合单元；
S4：安装横桥向接缝处的纵向连接钢板，拧紧该位置的高强螺栓；浇筑横桥向接缝预留槽口处UHPC，完成横桥向接缝施工；
S5：对UHPC矮肋桥面板顶面进行糙化处理，铺设面层。
根据吊装UHPC矮肋桥面板的地点、纵桥向接缝连接构造的形式与位置、横桥向接缝连接构造形式与位置的不同，上述施工方法可以依据实际条件进行组合，不仅限于上述四种施工方法。
传统钢-UHPC组合桥梁或钢-普通混凝土组合桥梁中，现浇接缝一般设置在钢梁腹板或纵梁的上翼缘板处，且每个钢梁腹板或纵梁的上翼缘板处均设置接缝，以与相邻桥面板单元共同形成整体，导致接缝数量较多。同时，纵桥向接缝连接构造均位于负弯矩区，顶面拉应力较高，存在高开裂风险。本发明在钢梁腹板或纵梁的上翼缘板处取消接缝体系，优化接缝体系的布置位置和布置方式，优化UHPC矮肋桥面板与下部钢梁的连接方式，采用UHPC矮肋桥面板厂内预制、现场栓接的思路，实现装配化施工。首先优化接缝连接构造的布置位置，使现浇UHPC连接部远离钢梁腹板或纵梁；UHPC矮肋桥面板在厂内预制，其底面纵肋间设置预埋连接钢组件，通过固定连接件连接将相邻UHPC矮肋桥面板之间的纵肋实现固接，再在上部UHPC面板之间现浇UHPC，实现相邻UHPC矮肋桥面板之间的连接，再通过纵肋间设置预埋连接钢组件，通过固定连接件连接UHPC矮肋桥面板和下部钢梁。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明取消钢梁腹板或纵梁处的现浇接缝，并在钢梁腹板或纵梁之间设置现浇接缝(现浇UHPC连接部)与钢板栓接(预埋连接钢组件+固定连接件)相结合的接缝连接构造，通过采用钢板栓接(预埋连接钢组件+固定连接件)的方式与钢梁腹板或纵梁上翼缘板连接，可减少接缝数量，优化接缝处受力，大大提高了该位置UHPC桥面板的抗裂强度，接缝开裂风险低。
2、本发明的纵桥向接缝连接构下部采用栓接的方式，相邻接缝之间的浇筑量小，接缝构造处不再由于增加厚度导致重量增加，桥面板的自重更低，UHPC矮肋桥面板更加适用于对自重敏感的大跨径桥梁。
3、本发明由于接缝数量大大降低，仅在相邻UHPC面板顶面预留槽口，并在槽口内现浇UHPC即可，接缝构造简化、尺寸大大减小，从而显著减少现场浇筑施工工作量，提高接缝质量。
4、本发明的纵桥向接缝连接构造远离钢梁腹板或纵梁等部件，且下部采用栓接，无需在钢梁腹板或纵梁上翼缘板等位置焊接栓钉，也简化了钢梁的施工工艺，且避免了因在钢梁上焊接栓钉引起的疲劳开裂风险。
5、钢材只要表面防护得当，本身具有很好的耐久性。水泥基材料的耐久性主要包括抗渗性、抗碳化性、抗冻性等。由于UHPC材料比普通混凝土更为密实，“百毒不侵”，其耐久性通常比普通混凝土高出一个数量级，通常认为UHPC具有超200年的寿命，故本发明的UHPC矮肋桥面板和钢-UHPC组合桥梁具有更高的耐久性。
总的来说，本发明的UHPC矮肋桥面板和钢-UHPC组合桥梁为全预制构件，UHPC矮肋桥面板通过高强螺栓与钢梁的腹板或纵梁连接，且避免在负弯矩区设置现浇接缝，具有接缝数量少、接缝开裂风险低、自重轻、强度高、装配率高、施工简便、质量可控、耐久性好、经济性优异等突出优点。
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为传统UHPC矮肋桥面板-钢梁组合结构横桥向接缝处的结构示意图。
图2为传统UHPC矮肋桥面板-钢梁组合结构纵桥向接缝处的结构示意图。
图3为实施例中UHPC矮肋桥面板的立面图，横隔板处采用预埋异形钢板，接缝连接构造处采用预埋形钢板。
图4为图3中的A-A截面剖视图。
图5为图3中的B-B截面剖视图。
图6为实施例中UHPC矮肋桥面板的立面图，横隔板处采用预埋平直钢板，接缝连接构造处采用预埋形钢板。
图7为图6中的C-C截面剖视图。
图8为实施例中钢-UHPC组合桥梁的立面图，横隔板处采用预埋异形钢板，接缝连接构造处采用预埋形钢板。
图9为图8中的D-D截面剖视图。
图10为图8中的E-E截面剖视图。
图11为实施例中钢-UHPC组合桥梁的三维图，横隔板处采用预埋异形钢板。
图12为实施例中异形钢板的结构示意图。
图13为实施例中钢-UHPC组合桥梁的立面图，横隔板处采用预埋平直钢板，接缝连接构造处采用预埋形钢板。
图14为图13中的F-F截面剖视图。
图15为实施例中钢-UHPC组合桥梁的三维图，横隔板处采用预埋平直钢板。
图16为实施例中平直钢板的结构示意图。
图17为实施例中钢-UHPC组合桥梁的横断面图，钢梁腹板处采用预埋异形钢板，接缝连接构造处采用预埋异形钢板。
图18为图17中的A处大样图。
图19为图18中的G-G截面剖视图。
图20为图17中的B处大样图。
图21为图20中的H-H截面剖视图。
图22为实施例中钢-UHPC组合桥梁的横断面图，钢梁腹板处采用预埋平直钢板，接缝连接构造采用预埋平直钢板。
图23为图22中的C处大样图。
图24为图23中的I-I剖面图。
图25为图22中的D处大样图。
图26为图25中的J-J剖面图。
图例说明：
1、UHPC面板；2、纵肋；3、现浇UHPC连接部；4、横隔板；5、第一异形钢板；6、第一平直钢板；7、底板；8、侧板；9、纵向连接钢板；10、纵向连接螺栓；11、钢梁；13、第二异形钢板；14、第二平直钢板；15、横向连接钢板；16、横向连接螺栓；17、肋底钢板；18、栓钉；19、槽口；20、横隔板上翼缘板；21、第三异形钢板；22、第三平直钢板；23、加强腹板；24、横隔板连接螺栓；25、腹板上翼缘板；26、第四异形钢板；27、第四平直钢板；28、腹板/纵梁连接螺栓；29、沥青铺装层；30、钢梁腹板。
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：
如图1和图2所示，分别为传统UHPC矮肋桥面板-钢梁组合结构的横桥向接缝处、纵桥向接缝处的结构示意图，由图可知，传统的横桥向接缝设于横隔板或横梁处，纵桥向接缝设于腹板或纵梁处。
如图17-图26所示，本实施例的UHPC矮肋桥面板的纵桥向接缝连接构造，UHPC矮肋桥面板包括UHPC面板1和固设于UHPC面板1底部的纵肋2(其二者一体预制成型)，纵桥向接缝连接构造设于横桥向相邻UHPC矮肋桥面板之间，纵桥向接缝连接构造包括设于横桥向相邻UHPC面板1处的现浇UHPC连接部3和设于横桥向相邻纵肋2处的纵肋连接部，纵肋连接部包括第一预埋连接钢组件和用于连接相邻第一预埋连接钢组件的第一固定连接件，第一预埋连接钢组件设于纵肋2上。
本实施例中，纵桥向接缝连接构造和与其距离最近的钢梁腹板30或纵梁之间的中心间距h为相邻钢梁腹板30之间的中心间距或相邻纵梁之间的中心间距的0.2-0.5倍(上述范围均可)。本实施例中仅示出钢梁腹板30的情形。
如图17-26所示，本实施例中，第一预埋连接钢组件为第二异形钢板13(如图17、20-21所示)或纵桥向布置的第二平直钢板14(如图22、25-26所示)；第二异形钢板13预埋设于UHPC矮肋桥面板横向端部，第二异形钢板13包括一块侧板8和底板7，底板7设于侧板8底部并与侧板8连接，侧板8与纵肋2的侧壁固接；第二平直钢板14预埋设于UHPC矮肋桥面板横向端部的纵肋2底部。
本实施例中，第二异形钢板13沿纵桥等间隔布置，相邻第二异形钢板13之间的间距为0.5-1.5m(根据实际需求选择，上述范围均可)；第二平直钢板14的横桥向宽度大于纵肋2的底部宽度，第二平直钢板14的一侧与纵肋2底部的一侧平齐，第二平直钢板14的另一侧向UHPC矮肋桥面板的横向端部外延伸。本实施例中，当采用第二平直钢板14时，与第二平直钢板14固接的纵肋2底部不设置肋底钢板17，即相当于直接将肋底钢板17加宽(或加厚)，即得到第二平直钢板14。采用第二平直钢板14时，第二平直钢板14与横桥向接缝连接构造的钢板需要其中一个断开，以利于安装。
如图20-21、25-26所示，本实施例中，第一固定连接件包括横向连接钢板15和横向连接螺栓16，横向连接钢板15上开设有与横向连接螺栓16配套的螺栓孔，横桥向相邻纵肋2之间的相邻第一预埋连接钢组件通过横向连接钢板15和横向连接螺栓16连接成一整体。
本实施例中，UHPC面板1的厚度为0.06-0.14m(如100mm)；纵肋2为倒梯形，纵肋2的肋高为0.08-0.3m(如140mm)，相邻纵肋2的间距为0.4-1.0m，纵肋2的顶宽为0.2-0.5m，底宽为0.15-0.4m；相邻纵肋2的间距为600-1000mm；纵肋2的底部设有肋底钢板17，肋底钢板17与纵肋2的底宽同宽，肋底钢板17的厚度为0.006-0.014m(如8mm)，肋底钢板17顶面设有用于将肋底钢板17与纵肋2连接成一整体的栓钉18，此栓钉18的高度为180mm。
本实施例中，UHPC面板1的横向端部设有槽口19，槽口19的高度为UHPC面板1厚度的30-70％(如50mm)，槽口19的横桥向宽度为0.3-0.6m(如250mm)。
本实施例的钢-UHPC组合桥梁，包括钢梁11和设于钢梁11上部的多块分体式UHPC矮肋桥面板，相邻UHPC矮肋桥面板横桥向通过上述的UHPC矮肋桥面板的纵桥向接缝连接构造连接成一整体。钢梁11为取消正交异性钢桥面板的钢箱梁。
如图17-19、22-24所示，本实施例中，UHPC矮肋桥面板与钢梁11的腹板上翼缘板25或纵梁上翼缘板通过纵向上翼缘板连接件连接，纵向上翼缘板连接件包括第三预埋连接钢组件和用于连接第三预埋连接钢组件和腹板上翼缘板25、或用于连接第三预埋连接钢组件和纵梁上翼缘板的第三固定连接件，第三预埋连接钢组件设于UHPC矮肋桥面板和腹板上翼缘板25的交接处或UHPC矮肋桥面板和纵梁上翼缘板的交接处。
本实施例中，第三预埋连接钢组件为第四异形钢板26(如图17-19所示)或纵桥向布置的第四平直钢板27(如图22-24所示)；第四异形钢板26预埋设于相邻纵肋2之间，第四异形钢板26包括底板7、加强腹板23和两块侧板8，底板7设于两块侧板8底部并分别与两块侧板8连接，两块侧板8分别与相邻纵肋2的相邻侧壁固接，加强腹板23的两侧分别与两块侧板8焊接并垂直设于底板7的中部；第四平直钢板27预埋设于UHPC矮肋桥面板的纵肋2底部。
本实施例中，第四异形钢板26沿纵桥等间隔布置，相邻第四异形钢板26之间的间距为0.5-1.5m(根据实际需求选择，上述范围均可)。
如图23-24所示，本实施例中，第四平直钢板27的横桥向宽度大于与其固接的纵肋2的横桥向宽度，且第四平直钢板27的横桥向两端均超与其固接的纵肋2的横桥向两端，第四平直钢板27和第三固定连接件的连接处设于第四平直钢板27的横桥向两端。当采用第四平直钢板27时，与第四平直钢板27固接的纵肋2底部不设置肋底钢板17，即相当于直接将肋底钢板17加宽(或加厚)，即得到第四平直钢板27。采用第四平直钢板27时，第四平直钢板与横桥向接缝连接构造的钢板需要其中一个断开，以利于安装。
如图18-19、23-24所示，本实施例中，腹板上翼缘板25或纵梁上翼缘板上开设有螺栓孔，第三固定连接件包括腹板/纵梁连接螺栓28，第三预埋连接钢组件和腹板上翼缘板25或第三预埋连接钢组件和纵梁上翼缘板通过腹板/纵梁连接螺栓28连接成一整体。
本实施例中，UHPC矮肋桥面板、接缝处UHPC由超高性能混凝土浇筑而成，超高性能混凝土是指组分中含钢纤维且无粗骨料、抗压强度不低于100MPa、轴拉强度不低于5MPa的混凝土。超高性能混凝土层的上方设置有沥青铺装层29。
本实施例的上述钢-UHPC组合桥梁的施工方法不限，可参见前文中提及的施工方法。
为了更好的理解本实施例中的技术方案，以下本实施例中还提供一种与上述纵桥向接缝连接构造相似的横桥向接缝连接构造，以及UHPC矮肋桥面板与钢梁11的横隔板上翼缘板20的连接方式。
如图3-图17所示，本实施例的UHPC矮肋桥面板的横桥向接缝连接构造，UHPC矮肋桥面板包括UHPC面板1和固设于UHPC面板1底部的纵肋2(其二者一体预制成型)，横桥向接缝连接构造设于纵桥向相邻UHPC矮肋桥面板之间，横桥向接缝连接构造包括设于纵桥向相邻UHPC面板1处的现浇UHPC连接部3和设于纵桥向相邻纵肋2处的纵肋连接部，纵肋连接部包括第一预埋连接钢组件和用于连接相邻第一预埋连接钢组件的第一固定连接件，第一预埋连接钢组件设于纵肋2上。
本实施例中，横桥向接缝连接构造和与其距离最近的横隔板4或横梁之间的中心间距k为相邻横隔板4之间的中心间距或相邻横隔板4和横梁之间的中心间距的0.2-0.5倍(上述范围均可)。本实施例中仅示出横隔板4的情形。
如图3-16所示，本实施例中，第一预埋连接钢组件为第一异形钢板5(图3-4、6、8-9、13)或横桥向布置的第一平直钢板6(附图中未示出此情形，仅需将第一异形钢板5替换为第一平直钢板6即可)；第一异形钢板5预埋设于UHPC矮肋桥面板纵向端部的相邻纵肋2之间，第一异形钢板5包括底板7和两块侧板8，底板7设于两块侧板8底部并分别与两块侧板8连接，两块侧板8分别与相邻纵肋2的相邻侧壁固接(侧板8上设置栓钉18，通过栓钉18与纵肋2侧壁连接，下同)；第一平直钢板6预埋设于UHPC矮肋桥面板纵向端部的纵肋2底部(第一平直钢板6上设置栓钉18，通过栓钉18与纵肋2底部连接，下同)。
如图8-9、13所示，本实施例中，第一固定连接件包括纵向连接钢板9(如采用10mm厚的钢板)和纵向连接螺栓10(螺栓与钢板连接处可设置垫板，下同)，纵向连接钢板9上开设有与纵向连接螺栓10配套的螺栓孔，纵桥向相邻纵肋2之间的相邻第一预埋连接钢组件通过纵向连接钢板9和纵向连接螺栓10连接成一整体。
本实施例中，当设置第一平直钢板6时，纵肋2底部的肋底钢板17需要断开，以利于安装第一平直钢板6。
本实施例的钢-UHPC组合桥梁，包括钢梁11和设于钢梁11上部的多块分体式UHPC矮肋桥面板，相邻UHPC矮肋桥面板纵桥向通过上述的UHPC矮肋桥面板的接缝连接构造连接成一整体。钢梁11为取消正交异性钢桥面板的钢箱梁。
如图3-16所示，本实施例中，UHPC矮肋桥面板与钢梁11的横隔板上翼缘板20(图中未示出横梁上翼缘板的情形)通过横向上翼缘板连接件连接，横向上翼缘板连接件包括第二预埋连接钢组件和用于连接第二预埋连接钢组件和横隔板上翼缘板20的第二固定连接件，第二预埋连接钢组件设于UHPC矮肋桥面板和横隔板上翼缘板20交接处。
本实施例中，第二预埋连接钢组件为第三异形钢板21(如图3、5、8、10、11-12所示)或横桥向布置的第三平直钢板22(如图6-7、13-16所示)；第三异形钢板21预埋设于相邻纵肋2之间，第三异形钢板21包括底板7、加强腹板23和两块侧板8，底板7设于两块侧板8底部并分别与两块侧板8连接，两块侧板8分别与相邻纵肋2的相邻侧壁固接，加强腹板23的两侧分别与两块侧板8固接并垂直设于底板7的中部；第三平直钢板22预埋设于UHPC矮肋桥面板的纵肋2底部。
如图11所示，本实施例中，第三异形钢板21的加强腹板23所在的平面和横隔板4的腹板所在的平面为同一平面。
如图8、10-16所示，本实施例中，横隔板上翼缘板20上开设有螺栓孔，第二固定连接件包括横隔板连接螺栓24，第二预埋连接钢组件和横隔板上翼缘板20通过横隔板连接螺栓24连接成一整体。
Claims (10)
1.一种UHPC矮肋桥面板的纵桥向接缝连接构造，其特征在于，所述UHPC矮肋桥面板包括UHPC面板(1)和固设于所述UHPC面板(1)底部的纵肋(2)，所述纵桥向接缝连接构造设于横桥向相邻所述UHPC矮肋桥面板之间，所述纵桥向接缝连接构造包括设于横桥向相邻所述UHPC面板(1)处的现浇UHPC连接部(3)和设于横桥向相邻所述纵肋(2)处的纵肋连接部，所述纵肋连接部包括第一预埋连接钢组件和用于连接相邻所述第一预埋连接钢组件的第一固定连接件，所述第一预埋连接钢组件设于所述纵肋(2)上。
2.根据权利要求1所述的纵桥向接缝连接构造，其特征在于，所述纵桥向接缝连接构造和与其距离最近的钢梁腹板(30)或纵梁之间的中心间距h为相邻钢梁腹板(30)之间的中心间距或相邻纵梁之间的中心间距的0.2-0.5倍。
3.根据权利要求1所述的纵桥向接缝连接构造，其特征在于，所述第一预埋连接钢组件为第二异形钢板(13)或纵桥向布置的第二平直钢板(14)；所述第二异形钢板(13)预埋设于所述UHPC矮肋桥面板横向端部，所述第二异形钢板(13)包括一块侧板(8)和底板(7)，所述底板(7)设于侧板(8)底部并与所述侧板(8)连接，所述侧板(8)与所述纵肋(2)的侧壁固接；所述第二平直钢板(14)预埋设于所述UHPC矮肋桥面板横向端部的纵肋(2)底部。
4.根据权利要求3所述的纵桥向接缝连接构造，其特征在于，所述第二异形钢板(13)沿纵桥向等间隔布置，相邻所述第二异形钢板(13)之间的间距为0.5-1.5m；所述第二平直钢板(14)的横桥向宽度大于所述纵肋(2)的底部宽度，所述第二平直钢板(14)的一侧与所述纵肋(2)底部的一侧平齐，所述第二平直钢板(14)的另一侧向所述UHPC矮肋桥面板的横向端部外延伸。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的纵桥向接缝连接构造，其特征在于，所述第一固定连接件包括横向连接钢板(15)和横向连接螺栓(16)，所述横向连接钢板(15)上开设有与所述横向连接螺栓(16)配套的螺栓孔，横桥向相邻所述纵肋(2)之间的相邻第一预埋连接钢组件通过所述横向连接钢板(15)和横向连接螺栓(16)连接成一整体。
6.一种钢-UHPC组合桥梁，其特征在于，包括钢梁(11)和设于所述钢梁(11)上部的多块分体式UHPC矮肋桥面板，相邻所述UHPC矮肋桥面板横桥向通过权利要求1-5中任一项所述的UHPC矮肋桥面板的纵桥向接缝连接构造连接成一整体。
7.根据权利要求6所述的钢-UHPC组合桥梁，其特征在于，所述UHPC矮肋桥面板与所述钢梁(11)的腹板上翼缘板(25)或纵梁上翼缘板通过纵向上翼缘板连接件连接，所述纵向上翼缘板连接件包括第三预埋连接钢组件和用于连接所述第三预埋连接钢组件和腹板上翼缘板(25)、或用于连接所述第三预埋连接钢组件和纵梁上翼缘板的第三固定连接件，所述第三预埋连接钢组件设于所述UHPC矮肋桥面板和腹板上翼缘板(25)的交接处或设于所述UHPC矮肋桥面板和纵梁上翼缘板的交接处。
8.根据权利要求7所述的钢-UHPC组合桥梁，其特征在于，所述第三预埋连接钢组件为第四异形钢板(26)或纵桥向布置的第四平直钢板(27)；所述第四异形钢板(26)预埋设于相邻所述纵肋(2)之间，所述第四异形钢板(26)包括底板(7)、加强腹板(23)和两块侧板(8)，所述底板(7)设于两块侧板(8)底部并分别与两块所述侧板(8)连接，两块所述侧板(8)分别与相邻所述纵肋(2)的相邻侧壁固接，所述加强腹板(23)的两侧分别与两块所述侧板(8)固接并垂直设于所述底板(7)的中部；所述第四平直钢板(27)预埋设于所述UHPC矮肋桥面板的纵肋(2)底部。
9.根据权利要求8所述的钢-UHPC组合桥梁，其特征在于，所述第四异形钢板(26)沿纵桥向等间隔布置，相邻所述第四异形钢板(26)之间的间距为0.5-1.5m；所述第四平直钢板(27)的横桥向宽度大于与其固接的纵肋(2)的底部宽度，且所述第四平直钢板(27)的横桥向两端均超与其固接的纵肋(2)的底部两端，所述第四平直钢板(27)和第三固定连接件的连接处设于所述第四平直钢板(27)的横桥向两端。
10.根据权利要求7-9中任一项所述的钢-UHPC组合桥梁，其特征在于，所述腹板上翼缘板(25)或纵梁上翼缘板上开设有螺栓孔，所述第三固定连接件包括腹板/纵梁连接螺栓(28)，所述第三预埋连接钢组件和腹板上翼缘板(25)或所述第三预埋连接钢组件和纵梁上翼缘板通过所述腹板/纵梁连接螺栓(28)连接成一整体。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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