CN113215982A - 一种uhpc组合桥的面板结构及组合方法 - Google Patents

一种uhpc组合桥的面板结构及组合方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种UHPC组合桥的面板结构及组合方法，包括底层面板，所述底层面板的两侧固定安装有与之平行的侧固定板，所述底层面板的内部设有多个沿其延伸方向首尾活动对接的槽内加强框，并且所述底层面板的内部通过配合两个所述侧固定板安装有多个用于压合相邻所述槽内加强框对接处的内加强横梁，所述底层面板和两个所述侧固定板形成的槽型桥结构的槽内通过浇筑填充有超高性能混凝土形成组合桥面板，通过在组合桥面板内设置多个横向分布的内加强横梁压合多个拼接的加强结构，使得后续浇注超高性能混凝土凝固后，超高性能混凝土会通过多个加强结构连带多个内加强横梁，并通过多个内加强横梁连带组合桥面板形成稳固的整体结构。

Description

一种UHPC组合桥的面板结构及组合方法
技术领域
本发明涉及结构工程技术领域，具体涉及一种UHPC组合桥的面板结构及组合方法。
背景技术
超高性能混凝土简称UHPC，是过去三十年中最具创新性的水泥基工程材料，实现工程材料性能的大跨越，它具有优越的力学性能以及超高的耐久性，完美契合土木工程领域发展，成为土木工程领域理想的材料。
桥面板和铺装结构是直接提供车辆通行的平台，其直接承受车辆荷载的作用，因此它们工作状态的好坏直接影响行车的舒适度以及桥梁结构主体的耐久性，目前常用的主要是混凝土桥面板，但是由于混凝土容重较大，全混凝土的桥面板结构限制了桥梁的跨越能力，因此，在保障桥面板的主要性能的前提下，采用UHPC与竹材结构的组合结构成为一种极具潜力的新型组合桥面板结构。
但是，现有的UHPC与竹材结构的组合结构在实际使用过程中仍存在混凝土结构与竹材结构粘接强度较差的问题，现有技术中开始采用在竹材结构与混凝土之间安装加强结构，通过加强结构与竹材结构通过螺栓固定连接，并在混凝土凝固后与加强结构黏结为一体的方式增强桥面板的结构，但是由于加强结构与竹材结构的连接区域较小，因此拧入螺栓的竹材结构局部极易损坏，从而难以保障桥面板的稳定性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种UHPC组合桥的面板结构及组合方法，以解决现有技术中的混凝土结构与竹材结构粘接强度较差问题。
为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：
一种UHPC组合桥的面板结构，包括底层面板，所述底层面板的两侧固定安装有与之平行的侧固定板，所述底层面板和两个所述侧固定板配合形成中间凹陷的槽型桥结构，所述底层面板的内部设有多个沿其延伸方向首尾活动对接的槽内加强框，并且所述底层面板的内部通过配合两个所述侧固定板安装有多个用于压合相邻所述槽内加强框对接处的内加强横梁，所述底层面板和两个所述侧固定板形成的槽型桥结构的槽内通过浇筑填充有超高性能混凝土形成组合桥面板。
作为本发明的一种优选方案，所述槽内加强框由处于中间部位的框顶板、处于所述框顶板两侧的框侧板，以及分别处于左侧所述框侧板外侧的框卡齿板和处于右侧所述框侧板外侧的框楔槽板组成的整体结构；
所述框顶板和两个所述框侧板组成横截面为梯形的结构，并且所述底层面板和两个所述框卡齿板皆保持水平状态。
作为本发明的一种优选方案，所述框顶板上设有多个等距排列的直通槽；两个所述框侧板上皆设有多个等距倾斜排列的斜通槽，并且两个所述框侧板上的多个所述斜通槽关于所述框顶板的中心轴线对称设置。
作为本发明的一种优选方案，所述框卡齿板包括与所述框侧板一体成型并处于水平状态的卡齿基板，所述卡齿基板侧边一体成型有短卡齿和两个长卡齿，所述短卡齿处于所述卡齿基板的中心轴线上，两个所述长卡齿关于所述短卡齿对称设置。
作为本发明的一种优选方案，所述短卡齿和所述长卡齿皆为与所述卡齿基板固定连接的矩形结构，以及固定连接在矩形结构前端的圆形结构组成，所述短卡齿的矩形结构长度小于两个所述长卡齿的矩形结构长度。
作为本发明的一种优选方案，所述框楔槽板上设有吻合所述短卡齿的短楔槽，并且所述框楔槽板上设有两个分别吻合两个所述长卡齿的长楔槽。
作为本发明的一种优选方案，所述侧固定板上设有多个等距排列的梁槽，并且所述梁槽的高度为所述底层面板的厚度与所述槽内加强框的厚度总和，所述底层面板两侧固定安装的两个所述侧固定板上的梁槽一一对应用于供所述内加强横梁穿过。
作为本发明的一种优选方案，所述内加强横梁由多个呈矩形排列的钢筋、以及套设在多个钢筋外侧的钢圈通过高性能水泥浇筑形成，所述内加强横梁的长度为所述底层面板宽度与两个所述侧固定板厚度的总和，并且所述内加强横梁的尺寸小于所述侧固定板上梁槽的尺寸。
为解决上述技术问题，本发明还进一步包括一种组合方法，包括如下步骤：
步骤100、底层面板及侧固定板施工：将选取适当长度的底层面板并根据所需桥面弧度做相应的弯曲加工，之后将两个侧固定板分别安装在底层面板的两侧形成组合桥面板，并在组合桥面板外层做防腐处理；
步骤200、槽内加强结构拼装：将两个槽内加强结构放置在组合桥面板的凹槽内，并将两个组合桥面板首尾通过卡齿结构与楔槽结构咬合拼接，之后将两个组合桥面板的拼接部位移动至组合桥面板前端相应的两个梁槽区域，之后依次沿组合桥面板凹槽内拼接多个侧固定板，直至侧固定板与组合桥面板的后端平齐或是超出；
步骤300、内加强横梁施工：将内加强横梁沿组合桥面板前端两个相应的梁槽内穿入，并保障穿入的内加强横梁自然下落后压合步骤200中相应的两个槽内加强结构的拼接部位，之后沿组合桥面板上多个相应的梁槽穿入，依次压合所有处于组合桥面板槽内的侧固定板拼接部位；
步骤400、超高性能混凝土浇筑：使用挡板封闭组合桥面板的前端面和后端面，并向组合桥面板的槽内浇筑超高性能混凝土，直至超高性能混凝土完全填充多个侧固定板的内侧以及组合桥面板的凹槽，直至超高性能混凝土完全凝固，之后拆卸水泥挡板并对组合桥面板进行养护，完成施工。
作为本发明的一种优选方案，在步骤300中，检测内加强横梁与侧固定板压合情况的方式为：同时将内加强横梁压合的两个侧固定板相向牵拉；
若两个侧固定板摇晃同步或是未产生位移，则判定两个侧固定板对接吻合并被内加强横梁完全压合；
若两个侧固定板摇晃不同步并产生位移，则判定内两个侧固定板对接错误，需取出内加强横梁并重复步骤200至步骤300，直至该内加强横梁完全压合两个侧固定板。
本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：
(1)本发明通过在组合桥面板内设置多个横向分布的内加强横梁压合多个拼接的加强结构，使得后续浇注超高性能混凝土凝固后，超高性能混凝土会通过多个加强结构连带多个内加强横梁，并通过多个内加强横梁连带组合桥面板形成稳固的整体结构，增强了混凝土与竹材结构的粘接；
(2)本发明通过在两个侧固定板上设置等距分布且一一对应的梁槽，使得内加强横梁可以通过穿入两个相应的梁槽卡合在底层面板和两个侧固定板组成的凵形面板凹槽内，在混凝土结构连带多个加强结构对内加强横梁施加应力时，内加强横梁可以通过两个梁槽对两个侧固定板施加大面积的应力，提升了面板的稳定性；
(3)本发明通过在组合桥面板内设置多个首尾拼接的加强结构，使得在制备不同长度的组合桥面板时，可以通过拼接并裁切多余部分的方式组合成任意长度的加强结构，保障了成品组合桥面板内均匀分布有加强结构，保障了组合桥面板成品的性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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，下面描述中的附图仅仅是示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
图1为本发明实施例提供面板结构的俯视图。
图2为本发明实施例提供面板结构的局部剖视图。
图3为本发明实施例提供槽内加强框的俯视图。
图中的标号分别表示如下：
1-底层面板；2-侧固定板；3-槽内加强框；4-内加强横梁；5-超高性能混凝土；
31-框顶板；32-框侧板；33-框卡齿板；34-框楔槽板；
331-卡齿基板；332-短卡齿；333-长卡齿；
341-短楔槽；342-长楔槽。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1至图3所示，本发明提供了一种UHPC组合桥的面板结构及组合方法，包括底层面板1，底层面板1的两侧固定安装有与之平行的侧固定板2，底层面板1和两个侧固定板2配合形成中间凹陷的槽型桥结构，底层面板1的内部设有多个沿其延伸方向首尾活动对接的槽内加强框3，并且底层面板1的内部通过配合两个侧固定板2安装有多个用于压合相邻槽内加强框3对接处的内加强横梁4，底层面板1和两个侧固定板2形成的槽型桥结构的槽内通过浇筑填充有超高性能混凝土5形成组合桥面板。
其中，槽内加强框3由处于中间部位的框顶板31、处于框顶板31两侧的框侧板32，以及分别处于左侧框侧板32外侧的框卡齿板33和处于右侧框侧板32外侧的框楔槽板34组成的整体结构；
框顶板31和两个框侧板32组成横截面为梯形的结构，并且底层面板1和两个框卡齿板33皆保持水平状态。
框顶板31上设有多个等距排列的直通槽；两个框侧板32上皆设有多个等距倾斜排列的斜通槽，并且两个框侧板32上的多个斜通槽关于框顶板31的中心轴线对称设置。
框卡齿板33包括与框侧板32一体成型并处于水平状态的卡齿基板331，卡齿基板331侧边一体成型有短卡齿332和两个长卡齿333，短卡齿332处于卡齿基板331的中心轴线上，两个长卡齿333关于短卡齿332对称设置。
短卡齿332和长卡齿333皆为与卡齿基板331固定连接的矩形结构，以及固定连接在矩形结构前端的圆形结构组成，短卡齿332的矩形结构长度小于两个长卡齿333的矩形结构长度。
框楔槽板34上设有吻合短卡齿332的短楔槽341，并且框楔槽板34上设有两个分别吻合两个长卡齿333的长楔槽342。
侧固定板2上设有多个等距排列的梁槽，并且梁槽的高度为底层面板1的厚度与槽内加强框3的厚度总和，底层面板1两侧固定安装的两个侧固定板2上的梁槽一一对应用于供内加强横梁4穿过。
内加强横梁4由多个呈矩形排列的钢筋、以及套设在多个钢筋外侧的钢圈通过高性能水泥浇筑形成，内加强横梁4的长度为底层面板1宽度与两个侧固定板2厚度的总和，并且内加强横梁4的尺寸小于侧固定板2上梁槽的尺寸。
本发明通过在组合桥面板内设置多个首尾拼接的槽内加强框3，使得在制备不同长度的组合桥面板时，可以通过拼接并裁切多余部分的方式组合成任意长度的槽内加强框3，保障了成品组合桥面板内均匀分布有槽内加强框3，保障了组合桥面板成品的性能。
在组合桥面板的各个结构安装完毕后，需要对组合桥面板的凹槽内浇注超高性能混凝土5(即为UHPC)，此时超高性能混凝土5为流体，因此在浇注的过程中可以通过槽内加强框3的框顶板31和两个框侧板32上设置的通槽流入槽内加强框3内侧，直至组合桥面板的凹槽被填满后，使得浇注超高性能混凝土5的过程中不易在槽内加强框3的梯形结构内侧内产生空洞，并且在超高性能混凝土5凝固后将多个槽内加强框3、多个内加强横梁4、两侧的侧固定板2和底层面板1形成稳固的整体。
本发明还进一步包括一种组合方法，包括如下步骤：
步骤100、底层面板及侧固定板施工：将选取适当长度的底层面板并根据所需桥面弧度做相应的弯曲加工，之后将两个侧固定板分别安装在底层面板的两侧形成组合桥面板，并在组合桥面板外层做防腐处理。
步骤200、槽内加强结构拼装：将两个槽内加强结构放置在组合桥面板的凹槽内，并将两个组合桥面板首尾通过卡齿结构与楔槽结构咬合拼接，之后将两个组合桥面板的拼接部位移动至组合桥面板前端相应的两个梁槽区域，之后依次沿组合桥面板凹槽内拼接多个侧固定板，直至侧固定板与组合桥面板的后端平齐或是超出；
在步骤200中，将两个槽内加强框3首尾对接时，需先将单个槽内加强框3放置在组合桥面板的凹槽内，之后将另一个槽内加强框3右侧的框卡齿板33对准之前放置的槽内加强框3左侧的框楔槽板34，使得框卡齿板33侧边的短卡齿332和两个长卡齿333分别从上至下分别卡入框楔槽板34的短楔槽341和两个长楔槽342中，由于框卡齿板33的卡齿结构由矩形结构和前端的圆形结构组成，因此在卡入与之吻合的楔槽后会连带两个槽内加强框3咬合，使得对两个槽内加强框3施加相向的拉力后两个槽内加强框3不会发生移动，之后仅需保障两个槽内加强框3的框卡齿板33和框楔槽板34不发生纵向的脱离即可保障咬合的稳固性；
通过在框卡齿板33的侧边中心位置设置短卡齿332和两个对称分布的长卡齿333，使得相邻的两组槽内加强框3拼接时，若是需要对槽内加强框3右侧框卡齿板33的长度进行缩减，即可切除两个长卡齿333，此时该槽内加强框3仍可通过单个短卡齿332与另一个槽内加强框3拼接，提升了适用范围。
步骤300、内加强横梁施工：将内加强横梁沿组合桥面板前端两个相应的梁槽内穿入，并保障穿入的内加强横梁自然下落后压合步骤200中相应的两个槽内加强结构的拼接部位，之后沿组合桥面板上多个相应的梁槽穿入，依次压合所有处于组合桥面板槽内的侧固定板拼接部位；
在步骤300中，检测内加强横梁与侧固定板压合情况的方式为：同时将内加强横梁压合的两个侧固定板相向牵拉；
若两个侧固定板摇晃同步或是未产生位移，则判定两个侧固定板对接吻合并被内加强横梁完全压合；
若两个侧固定板摇晃不同步并产生位移，则判定内两个侧固定板对接错误，需取出内加强横梁并重复步骤200至步骤300，直至该内加强横梁完全压合两个侧固定板。
步骤400、超高性能混凝土浇筑：使用挡板封闭组合桥面板的前端面和后端面，并向组合桥面板的槽内浇筑超高性能混凝土，直至超高性能混凝土完全填充多个侧固定板的内侧以及组合桥面板的凹槽，直至超高性能混凝土完全凝固，之后拆卸水泥挡板并对组合桥面板进行养护，完成施工。
以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。

Claims (10)

1.一种UHPC组合桥的面板结构，包括底层面板(1)，其特征在于：所述底层面板(1)的两侧固定安装有与之平行的侧固定板(2)，所述底层面板(1)和两个所述侧固定板(2)配合形成中间凹陷的槽型桥结构，所述底层面板(1)的内部设有多个沿其延伸方向首尾活动对接的槽内加强框(3)，并且所述底层面板(1)的内部通过配合两个所述侧固定板(2)安装有多个用于压合相邻所述槽内加强框(3)对接处的内加强横梁(4)，所述底层面板(1)和两个所述侧固定板(2)形成的槽型桥结构的槽内通过浇筑填充有超高性能混凝土(5)形成组合桥面板。
2.根据权利要求1所述的一种UHPC组合桥的面板结构及组合方法，其特征在于：所述槽内加强框(3)由处于中间部位的框顶板(31)、处于所述框顶板(31)两侧的框侧板(32)，以及分别处于左侧所述框侧板(32)外侧的框卡齿板(33)和处于右侧所述框侧板(32)外侧的框楔槽板(34)组成的整体结构；
所述框顶板(31)和两个所述框侧板(32)组成横截面为梯形的结构，并且所述底层面板(1)和两个所述框卡齿板(33)皆保持水平状态。
3.根据权利要求2所述的一种UHPC组合桥的面板结构，其特征在于：所述框顶板(31)上设有多个等距排列的直通槽；两个所述框侧板(32)上皆设有多个等距倾斜排列的斜通槽，并且两个所述框侧板(32)上的多个所述斜通槽关于所述框顶板(31)的中心轴线对称设置。
4.根据权利要求3所述的一种UHPC组合桥的面板结构，其特征在于：所述框卡齿板(33)包括与所述框侧板(32)一体成型并处于水平状态的卡齿基板(331)，所述卡齿基板(331)侧边一体成型有短卡齿(332)和两个长卡齿(333)，所述短卡齿(332)处于所述卡齿基板(331)的中心轴线上，两个所述长卡齿(333)关于所述短卡齿(332)对称设置。
5.根据权利要求3所述的一种UHPC组合桥的面板结构，其特征在于：所述短卡齿(332)和所述长卡齿(333)皆为与所述卡齿基板(331)固定连接的矩形结构，以及固定连接在矩形结构前端的圆形结构组成，所述短卡齿(332)的矩形结构长度小于两个所述长卡齿(333)的矩形结构长度。
6.根据权利要求5所述的一种UHPC组合桥的面板结构，其特征在于：所述框楔槽板(34)上设有吻合所述短卡齿(332)的短楔槽(341)，并且所述框楔槽板(34)上设有两个分别吻合两个所述长卡齿(333)的长楔槽(342)。
7.根据权利要求1所述的一种UHPC组合桥的面板结构，其特征在于：所述侧固定板(2)上设有多个等距排列的梁槽，并且所述梁槽的高度为所述底层面板(1)的厚度与所述槽内加强框(3)的厚度总和，所述底层面板(1)两侧固定安装的两个所述侧固定板(2)上的梁槽一一对应用于供所述内加强横梁(4)穿过。
8.根据权利要求1所述的一种UHPC组合桥的面板结构，其特征在于：所述内加强横梁(4)由多个呈矩形排列的钢筋、以及套设在多个钢筋外侧的钢圈通过高性能水泥浇筑形成，所述内加强横梁(4)的长度为所述底层面板(1)宽度与两个所述侧固定板(2)厚度的总和，并且所述内加强横梁(4)的尺寸小于所述侧固定板(2)上梁槽的尺寸。
9.一种用于权利要求1-5所述的UHPC组合桥面板结构的组合方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤100、底层面板及侧固定板施工：将选取适当长度的底层面板并根据所需桥面弧度做相应的弯曲加工，之后将两个侧固定板分别安装在底层面板的两侧形成组合桥面板，并在组合桥面板外层做防腐处理；
步骤200、槽内加强结构拼装：将两个槽内加强结构放置在组合桥面板的凹槽内，并将两个组合桥面板首尾通过卡齿结构与楔槽结构咬合拼接，之后将两个组合桥面板的拼接部位移动至组合桥面板前端相应的两个梁槽区域，之后依次沿组合桥面板凹槽内拼接多个侧固定板，直至侧固定板与组合桥面板的后端平齐或是超出；
步骤300、内加强横梁施工：将内加强横梁沿组合桥面板前端两个相应的梁槽内穿入，并保障穿入的内加强横梁自然下落后压合步骤200中相应的两个槽内加强结构的拼接部位，之后沿组合桥面板上多个相应的梁槽穿入，依次压合所有处于组合桥面板槽内的侧固定板拼接部位；
步骤400、超高性能混凝土浇筑：使用挡板封闭组合桥面板的前端面和后端面，并向组合桥面板的槽内浇筑超高性能混凝土，直至超高性能混凝土完全填充多个侧固定板的内侧以及组合桥面板的凹槽，直至超高性能混凝土完全凝固，之后拆卸水泥挡板并对组合桥面板进行养护，完成施工。
10.根据权利要求1所述的一种组合方法，其特征在于，在步骤300中，检测内加强横梁与侧固定板压合情况的方式为：同时将内加强横梁压合的两个侧固定板相向牵拉；
若两个侧固定板摇晃同步或是未产生位移，则判定两个侧固定板对接吻合并被内加强横梁完全压合；
若两个侧固定板摇晃不同步并产生位移，则判定内两个侧固定板对接错误，需取出内加强横梁并重复步骤200至步骤300，直至该内加强横梁完全压合两个侧固定板。
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