CN112359721A - 高性能纤维增强水泥基混凝土桥面连续构造及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高性能纤维增强水泥基混凝土桥面连续构造及施工方法，该构造包括由下至上依次设置的盖梁(5)、简支梁、桥面和桥面铺装(20)，所述的桥面包括高性能纤维增强水泥基砼(14)和高性能纤维增强水泥基砼(14)两侧的预制砼桥面板(6)，所述的简支梁跟高性能纤维增强水泥基砼(14)之间设有薄膜层(16)，所述的简支梁连接有位于预制砼桥面板(6)下方的第一钢模板(18)以及位于薄膜层(16)下方的第二钢模板(21)。与现有技术相比，本发明具有施工方便快速、耐久性好等优点。

Description

高性能纤维增强水泥基混凝土桥面连续构造及施工方法

技术领域

本发明涉及组合结构桥梁技术，尤其是涉及一种高性能纤维增强水泥基混凝土桥面连续构造及施工方法。

背景技术

简支梁受力明确且施工速度快，是城市桥梁建设推荐桥型，但是目前的简支梁伸缩缝多，伸缩缝处的差异沉降或伸缩缝破坏而使路面纵坡出现台阶，使车辆通过时产生跳跃和冲击，使司机和乘客感到颠簸不适，影响了行车舒适性，同时对桥涵和路面造成附加的冲击荷载，甚至造成车辆大幅度减速，导致交通事故。

现有技术也给出了一些解决方案，中国专利CN201911383159.5提出一种桥面连续方法，根据无粘结层长度，将桥面连续结构分为A型构造和B型构造。A型构造适用于无粘结层长度较短的桥梁，B型构造适用于无粘结层长度较长的桥梁。主梁桥面板内部设有第一纵向钢筋，第一纵向钢筋部分伸出于主梁桥面板并伸入现浇的桥面连续段，即第二段内的中央桥面板处；第二段内部设置有第二纵向钢筋，第一纵向钢筋与第二纵向钢筋固定连接；中央桥面板和/或主梁桥面板通过剪力钉和主梁固定连接。该桥面板连续方法制造工艺成熟，构造简单，成本低，具有良好的经济效益。

但该专利存在以下问题：

当桥面连续结构采用普通混凝土时，需要较长的无粘结长度，桥面连续结构为中凹状，需采用与该形状匹配的主梁，结构较为复杂，对于无需下凹钢主梁的桥面连续结构浇筑混凝土需要临时搭建模板，影响施工速度；对于桥面连续采用普通混凝土材料时，在限定桥面连续无粘结段长度的情况下，为控制桥面连续表面裂缝，需在桥面连续顶部配置双层钢筋，且钢筋直径达到28mm及以上，钢筋现场连接方式限制于机械连接，量大且繁琐，影响施工速度。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种高性能纤维增强水泥基混凝土桥面连续构造及施工方法，施工方便快速，耐久性好。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种高性能纤维增强水泥基混凝土桥面连续构造，包括由下至上依次设置的盖梁、简支梁、桥面和桥面铺装，所述的桥面包括高性能纤维增强水泥基砼和高性能纤维增强水泥基砼两侧的预制砼桥面板，所述的简支梁跟高性能纤维增强水泥基砼之间设有薄膜层，所述的简支梁连接有位于预制砼桥面板下方的第一钢模板以及位于薄膜层下方的第二钢模板，所述的第一钢模板用于增大预制砼桥面板的刚度，所述的第二钢模板用于支撑薄膜层；

所述的高性能纤维增强水泥基内的纤维是钢纤维，高性能纤维增强水泥基砼的轴心抗拉强度大于6MPa，弯拉强度大于12MPa，所需的浇筑量少，所需的配筋率低，桥面连续构造的抗裂性强。

进一步地，所述的预制砼桥面板内设有第一剪力钉，所述的高性能纤维增强水泥基砼与预制砼桥面板连接的端部内设有第二剪力钉，所述的第二剪力钉(13)的长度大于第一剪力钉的长度，保证预制砼桥面板和高性能纤维增强水泥基砼之间受力匀顺过渡，提高桥面的承载力及抗裂性。

进一步地，所述的桥面和桥面铺装之间设有桥面防水层，防止桥面铺装上的水渗漏至高性能纤维增强水泥基砼，耐用性好。

进一步地，所述的第一钢模板和第二钢模板的厚度为6mm或8mm，所述的钢模板上设有沿顺桥方向的顺桥向加劲肋以及沿横桥方向的横桥向加劲肋，以满足浇筑高性能纤维增强水泥基的湿重产生的挠曲刚度。

进一步地，所述的预制砼桥面板内设有沿顺桥方向的连接段顺桥向钢筋和沿横桥方向的连接段横桥向钢筋。

进一步地，所述的高性能纤维增强水泥基砼内设有无粘结段横桥向钢筋、上层受力主筋和下层受力主筋，所述的无粘结段横桥向钢筋沿横桥方向，参与桥面沿横桥方向上的受力，所述的上层受力主筋和下层受力主筋沿顺桥方向，参与桥面沿顺桥方向上的受力，提高桥面的承载力。

进一步地，还包括沿顺桥方向设置的上层受力主筋和下层受力主筋，所述的上层受力主筋和下层受力主筋连接高性能纤维增强水泥基砼和预制砼桥面板。

进一步地，所述的简支梁为组合槽型梁、组合工字梁、混凝土板梁、T梁或小箱梁，所述的盖梁为平头盖梁或倒T盖梁。

进一步地，所述的薄膜层为油毛毡，隔水性能好。

一种采用所述的高性能纤维增强水泥基混凝土桥面连续构造的施工方法，具体为：

在简支梁上对称设置两块预制砼桥面板，对两块预制砼桥面板进行凿毛；

进行配筋，具体为：在两块预制砼桥面板之间预埋上层受力主筋和下层受力主筋，所述的上层受力主筋和下层受力主筋采用搭接或环扣，连接方式简单，施工速度快，在简支梁和第二铺钢模板上设置薄膜层，在薄膜层上设置无粘结段横桥向钢筋；

在两块预制砼桥面板之间的薄膜层上浇筑高性能纤维增强水泥基，形成高性能纤维增强水泥基砼，无需现场搭建浇筑模板，效率高；

在预制砼桥面板和高性能纤维增强水泥基砼上铺设桥面防水层，然后再在预制砼桥面板和高性能纤维增强水泥基砼上铺设桥面铺装。

与现有技术相比，本发明具有以如下有益效果：

(1)本发明预先在简支梁上设置预制砼桥面板，在简支梁上设有位于预制砼桥面板下方的第一钢模板以及位于薄膜层下方的第二钢模，在预制砼桥面板之间形成用于浇筑的凹槽，无需现场搭建浇筑模板，操作简便，在预制砼桥面板之间的薄膜层上浇筑高性能纤维增强水泥基，生成轴心抗拉强度和弯拉强度大的高性能纤维增强水泥基砼，能够减小现场浇筑量以及配筋率，简化钢筋连接方式，提高现场施工效率，缩短工期，且桥面连续构造的耐久性好；

(2)本发明在桥面和桥面铺装之间设有桥面防水层，防止桥面铺装上的水渗漏至高性能纤维增强水泥基砼，耐用性好，寿命长；

(3)本发明在预制砼桥面板内设有第一剪力钉，高性能纤维增强水泥基砼与预制砼桥面板连接的端部内设有第二剪力钉，第二剪力钉的长度大于第一剪力钉的长度，保证预制砼桥面板和高性能纤维增强水泥基砼之间受力匀顺过渡，提高桥面的承载力及抗裂性。

附图说明

图1为桥面连续构造的俯视图；

图2为图1的A-A截面图；

图3为图1的B-B截面图；

图4为铺设预制砼桥面板后的桥面连续构造示意图；

图5为无粘接段完成配筋后的桥面连续构造示意图；

图中标号说明：

1.钢梁，2.钢端横梁，3.第一剪力钉，4.支座，5.盖梁，6.预制砼桥面板，7.连接段顺桥向钢筋，8.连接段横桥向钢筋，9.无粘结段横桥向钢筋，10.上层受力主筋，11.下层受力主筋，12.桥面连续段架立筋，13.第二剪力钉，14.高性能纤维增强水泥基砼，15.桥面防水层，16.薄膜层，17.横桥向加劲肋，18.第一钢模板，19.顺桥向加劲肋，20.桥面铺装，21.第二钢模板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

一种高性能纤维增强水泥基混凝土桥面连续构造，如图1和图2，包括由下至上依次设置的盖梁5、简支梁、桥面和桥面铺装20，桥面包括高性能纤维增强水泥基砼14和高性能纤维增强水泥基砼14两侧的预制砼桥面板6，预制砼桥面板6分为无粘结段以及位于无粘结段两端的过渡段，预制砼桥面板6构成连接段，预制砼桥面板6内设有第一剪力钉3，预制砼桥面板6的无粘结段内设有第二剪力钉13，第二剪力钉13的长度大于第一剪力钉3的长度，第二剪力钉13与高性能纤维增强水泥基砼14连接，保证无粘结段和连接段之间受力匀顺过渡，提高桥面的承载力及抗裂性，简支梁和高性能纤维增强水泥基砼14之间设有薄膜层16，薄膜层16为油毛毡，隔水性能好。

简支梁为组合槽型梁，包括钢梁1和钢端横梁2，钢梁1和钢端横梁2均设置在盖梁5上，钢梁1有多块，多块钢梁1沿横桥方向均匀设置。

钢端横梁2的截面为工字型，钢端横梁2上设有第一钢模板18和第二钢模板21，第一钢模板18位于预制砼桥面板6下方，用于提高预制砼桥面板6的刚度，第二钢模板21位于薄膜层16下方，用于支撑薄膜层16。

高性能纤维增强水泥基内的纤维是钢纤维，高性能纤维增强水泥基砼14的轴心抗拉强度大于6MPa，弯拉强度大于12MPa，采用高性能纤维增强水泥基可降低桥面连续构造的厚度和无粘结段的长度，降低配筋率，提高桥面连续构造的抗裂性。

桥面和桥面铺装20之间设有桥面防水层15，防止桥面铺装20上的水渗漏至高性能纤维增强水泥基砼14，耐用性好。

第一钢模板18和第二钢模板21的厚度为6mm或8mm，第一钢模板18和第二钢模板21上设有沿顺桥方向的顺桥向加劲肋19以及沿横桥方向的横桥向加劲肋17，以满足浇筑高性能纤维增强水泥基的湿重产生的挠曲刚度。

预制砼桥面板6内设有沿顺桥方向的连接段顺桥向钢筋7和沿横桥方向的连接段横桥向钢筋8。

高性能纤维增强水泥基砼14内设有无粘结段横桥向钢筋9、上层受力主筋10和下层受力主筋11，无粘结段横桥向钢筋9沿横桥方向，参与桥面沿横桥方向上的受力，上层受力主筋10和下层受力主筋11沿顺桥方向，参与桥面沿顺桥方向上的受力，提高桥面的承载力。

还包括沿顺桥方向设置的上层受力主筋10和下层受力主筋11，上层受力主筋10和下层受力主筋11连接高性能纤维增强水泥基砼14和预制砼桥面板6。

实施例2

与实施例1对应的一种采用高性能纤维增强水泥基混凝土桥面连续构造的施工方法，具体为：

如图4，在简支梁上对称设置两块预制砼桥面板6，对两块预制砼桥面板6进行凿毛；

如图5，进行配筋，具体为：在两块预制砼桥面板6之间预埋上层受力主筋10和下层受力主筋11，上层受力主筋10和下层受力主筋11采用搭接或环扣，在简支梁和第二铺钢模板21上设置薄膜层16，在薄膜层16上设置无粘结段横桥向钢筋9，在两块预制砼桥面板6之间的薄膜层16上浇筑高性能纤维增强水泥基，形成高性能纤维增强水泥基砼14，无需现场搭建浇筑模板，效率高；

在预制砼桥面板6和高性能纤维增强水泥基砼14上铺设桥面防水层15，然后再在预制砼桥面板6和高性能纤维增强水泥基砼14上铺设桥面铺装20。

实施例1和实施例2提出了一种高性能纤维增强水泥基混凝土桥面连续构造及施工方法，采用高性能纤维增强水泥基填充两块预制砼桥面板6之间的凹槽，高性能纤维增强水泥基砼14的刚度大，能在相同配筋条件下减小无粘接段的现场浇筑量，缩短工期。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种高性能纤维增强水泥基混凝土桥面连续构造，其特征在于，包括由下至上依次设置的盖梁(5)、简支梁、桥面和桥面铺装(20)，所述的桥面包括高性能纤维增强水泥基砼(14)和高性能纤维增强水泥基砼(14)两侧的预制砼桥面板(6)，所述的简支梁跟高性能纤维增强水泥基砼(14)之间设有薄膜层(16)，所述的简支梁连接有位于预制砼桥面板(6)下方的第一钢模板(18)以及位于薄膜层(16)下方的第二钢模板(21)。

2.根据权利要求1所述的一种高性能纤维增强水泥基混凝土桥面连续构造，其特征在于，所述的预制砼桥面板(6)内设有第一剪力钉(3)，所述的高性能纤维增强水泥基砼(14)与预制砼桥面板(6)连接的端部内设有第二剪力钉(13)，所述的第二剪力钉(13)的长度大于第一剪力钉(3)的长度。

3.根据权利要求1所述的一种高性能纤维增强水泥基混凝土桥面连续构造，其特征在于，所述的桥面和桥面铺装(20)之间设有桥面防水层(15)。

4.根据权利要求1所述的一种高性能纤维增强水泥基混凝土桥面连续构造，其特征在于，所述的第一钢模板(18)和第二钢模板(21)上均设有沿顺桥方向的顺桥向加劲肋(19)以及沿横桥方向的横桥向加劲肋(17)。

5.根据权利要求1所述的一种高性能纤维增强水泥基混凝土桥面连续构造，其特征在于，所述的预制砼桥面板(6)内设有沿顺桥方向的连接段顺桥向钢筋(7)和沿横桥方向的连接段横桥向钢筋(8)。

6.根据权利要求1所述的一种高性能纤维增强水泥基混凝土桥面连续构造，其特征在于，所述的高性能纤维增强水泥基砼(14)内设有无粘结段横桥向钢筋(9)。

7.根据权利要求1所述的一种高性能纤维增强水泥基混凝土桥面连续构造，其特征在于，还包括沿顺桥方向设置的上层受力主筋(10)和下层受力主筋(11)，所述的上层受力主筋(10)和下层受力主筋(11)连接高性能纤维增强水泥基砼(14)和预制砼桥面板(6)。

8.根据权利要求1所述的一种高性能纤维增强水泥基混凝土桥面连续构造，其特征在于，所述的简支梁为组合槽型梁、组合工字梁、混凝土板梁、T梁或小箱梁。

9.根据权利要求1所述的一种高性能纤维增强水泥基混凝土桥面连续构造，其特征在于，所述的薄膜层(16)为油毛毡。

10.一种采用如权利要求1所述的高性能纤维增强水泥基混凝土桥面连续构造的施工方法，其特征在于，具体为：

将预制砼桥面板(6)设置在简支梁上，在简支梁上焊接第一钢模板(18)和第二钢模板(21)，在简支梁和第二钢模板(18)上铺设薄膜层(16)，在预制砼桥面板(6)和薄膜层(16)构成的浇筑槽内浇筑高性能纤维增强水泥基砼(14)，形成桥面，然后在桥面上铺设桥面铺装(20)。

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