CN113737646A - 预制uhpc板-波型钢叠合式桥面连接结构及施工方法 - Google Patents
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Abstract
一种预制UHPC板‑波型钢叠合式桥面连接结构，包括一对端头相对的桥体，所述桥体由主梁、铺设于主梁顶部的桥面板、铺设于桥面板顶部的桥面铺装构成，所述主梁的端头顶部均设置有固定钢板，两固定钢板之间设置有跨缝钢板，两固定钢板的顶部之间设置有用于连接桥面板的超高性能混凝土板，两桥面板的顶部之间铺设有用于桥面铺装的SMA‑13沥青玛蹄脂层，所述SMA‑13沥青玛蹄脂层与桥面铺装上表面平齐。该桥面连接结构不仅具有良好的变形性能与便利的施工性能，还能有效提升桥面连续处的刚度，提高连接结构的整体竖向刚度和强度，使其与桥面的竖向刚度匹配，可以显著减轻车轮碾过伸缩缝时因存在较大的变形差而导致的预留槽啃边、弹塑体开裂等病害。
Description
技术领域
本发明涉及一种预制UHPC板-波型钢叠合式桥面连接结构及其施工方法。
背景技术
传统有缝桥梁中，桥梁伸缩缝是桥梁结构设计中的薄弱位置，已成为桥梁施工和维护难题之一。伸缩缝直接承受车辆荷载、环境等作用，极易产生病害，甚至失效。当伸缩缝遭到破坏时，往往又伴随着与其连接的混凝土路面发生开裂、破损啃边，久而久之，此部分的路面相继发生不均匀沉降，路面顶胀等现象，大大降低了桥梁的服务质量，影响了桥梁结构的安全性与耐久性。
传统上解决桥梁伸缩缝易损坏的问题，主要通过改进伸缩缝结构或者取消伸缩缝来实现。但改进伸缩缝结构只能减小伸缩缝的更换周期和破坏程度，并不能从根本上解决伸缩缝的维护和更换问题。因此，取消桥墩，特别是桥台处的伸缩缝结构，进行结构整体、半整体或延伸桥面无缝化、连续化改造，是提高既有桥梁服务功能、提高耐久性和减小维护的重要举措。
发明内容
本发明的目的在于提供一种预制UHPC板-波型钢叠合式桥面连接结构，该结构不仅能实现桥面无缝化，并且施工维修时间短，对交通影响小。
本发明的技术方案在于：一种预制UHPC板-波型钢叠合式桥面连接结构，包括一对端头相对的桥体，所述桥体由主梁、铺设于主梁顶部的桥面板、铺设于桥面板顶部的桥面铺装构成，所述主梁的端头顶部均设置有固定钢板，两固定钢板之间设置有跨缝钢板，两固定钢板的顶部之间设置有用于连接桥面板的超高性能混凝土板，两桥面板的顶部之间铺设有用于桥面铺装的SMA-13沥青玛蹄脂层，所述SMA-13沥青玛蹄脂层与桥面铺装上表面平齐。
进一步地，所述固定钢板远离跨缝钢板的一侧均设置有方形齿，所述方形齿通过早强型混凝土与主梁固定连接，所述固定钢板靠近跨缝钢板的一侧均设置有第一波纹齿，所述跨缝钢板的两侧设置有与第一波纹齿相配合的第二波纹齿。
进一步地，所述跨缝钢板与固定钢板之间设置有活动间隙，所述活动间隙的下方设置有防水层，所述防水层采用橡胶垫或环氧树脂砂浆。
进一步地，所述固定钢板上设置有多个第一孔洞，所述第一孔洞内插设有第一竖向钢筋，所述主梁上预留有用于与第一竖向钢筋焊接的裸露钢筋。
进一步地，所述超高性能混凝土板为预制板，所述超高性能混凝土板内设置有上钢筋层与下钢筋层，所述上钢筋层采用贯通式钢筋构成，所述下钢筋层采用错开式钢筋构成，所述超高性能混凝土板的两端均设置有预留钢筋，所述预留钢筋与上钢筋层或下钢筋层固连，所述超高性能混凝土板通过早强型混凝土与桥面板固连。
进一步地，所述超高性能混凝土板上设置有多个第二孔洞，所述第二孔洞位于跨缝钢板的上方，所述第二孔洞内插设有第二竖向钢筋，所述第二竖向钢筋与跨缝钢板相焊接，所述第二孔洞内填充有超高性能混凝土或早强型混凝土。
进一步地，所述超高性能混凝土板的底部进行锯缝处理。
一种基于预制UHPC板-波型钢叠合式桥面连接结构的施工方法，包括以下步骤：
（1）在工厂按尺寸和需求预制UHPC板、固定钢板以及跨缝钢板，并做好防腐、防锈处理；
（2）凿除桥面铺装、桥面板以及主梁部分上表面，直至满足安装深度要求且使主梁和桥面板的钢筋裸露；
（3）在主梁上做好防水防渗处理，在预定位置布置防水层，并做好找平处理，使防水层表面平整；
（4）在预定位置安装固定钢板和跨缝钢板，通过早强型混凝土将固定钢板上的方形齿与主梁固定连接；向固定钢板上的第一孔洞内插入第一竖向钢筋，并将第一竖向钢筋与主梁裸露的钢筋焊接，向第一孔洞内浇入早强混凝土或超高性能混凝土；
（5）在两固定钢板的顶部之间铺设预制UHPC板，将预留钢筋与桥面板裸露的钢筋焊接，向超高性能混凝土板上的第二孔洞内插入第二竖向钢筋，并将第二竖向钢筋与跨缝钢板焊接，向第二孔洞内浇入早强混凝土或超高性能混凝土；
（6）待现浇的混凝土达到一定强度后，将UHPC连接板上表面找平处理；将SMA-13沥青玛蹄脂层铺设在UHPC板上，并进行找平处理，养护3~5小时并开放交通。
与现有技术相比较，本发明具有以下优点：
①、有效提升了桥面连续处的刚度，提高了连接结构的整体竖向刚度和强度，使其与桥面的竖向刚度匹配，可以显著减轻车轮碾过伸缩缝时因存在较大的变形差而导致的预留槽啃边、弹塑体开裂等病害。更好地适应桥面复杂的空间受力状态，满足桥面连续构造的正常使用需求。
②、具有良好的变形性能。在顺桥向既有较好的变形能力，以适应梁体因收缩、徐变和温度变化而产生的伸缩变形，又具有一定的刚度以有效抵抗桥梁上部构造在制动力作用下的水平位移，也可减小桥墩偏位，对桥墩的受力是有利的。
③、具有便利的施工性能。该桥面连接结构形式简单，没有复杂的钢筋连接构造，UHPC连接板也是预制成型，在保证较快维修施工速度的同时也便于施工现场的质量把控，从而保证施工质量。有效阻止了来往车辆扰动对UHPC凝固过程的破坏，局部加固时无需完全封闭交通即可开展施工。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的剖切示意图；
图3为固定钢板、跨缝钢板示意图；
图中：1-主梁，2-桥面板，3-桥面铺张，4-固定钢板，5-跨缝钢板，6-超高性能混凝土板，7-SMA-13沥青玛蹄脂层，8-方形齿，9-第一波纹齿，10-第二波纹齿，11-早强型混凝土，12-活动间隙，13-防水层，14-第一孔洞，15-第一竖向钢筋，16-预留钢筋，17-第二孔洞，18-第二竖向钢筋，19-锯缝。
具体实施方式
为让本发明的上述特征和优点能更浅显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下，但本发明并不限于此。
参考图1-图3。
在本发明一较佳实施例中：一种预制UHPC板-波型钢叠合式桥面连接结构，包括一对端头相对的桥体，所述桥体由主梁、铺设于主梁顶部的桥面板、铺设于桥面板顶部的桥面铺装构成，所述主梁的端头顶部均设置有固定钢板，两固定钢板之间设置有跨缝钢板，两固定钢板的顶部之间设置有用于连接桥面板的超高性能混凝土板，两桥面板的顶部之间铺设有用于桥面铺装的SMA-13沥青玛蹄脂层，所述SMA-13沥青玛蹄脂层与桥面铺装上表面平齐。
在本实施例中，所述固定钢板远离跨缝钢板的一侧均设置有方形齿，所述方形齿通过早强型混凝土与主梁固定连接，以实现方形齿的固定，所述固定钢板靠近跨缝钢板的一侧均设置有第一波纹齿，所述跨缝钢板的两侧设置有与第一波纹齿相配合的第二波纹齿。
在本实施例中，由于两座桥体由于温度、外力等因素，会发生局部变形或伸缩，所述跨缝钢板与固定钢板之间设置有活动间隙，以容纳桥体变形，所述活动间隙的下方设置有防水层，以避免水汽从活动间隙内飘入，所述防水层采用橡胶垫或环氧树脂砂浆。
在本实施例中，为了实现固定钢板与主梁之间的固定，所述固定钢板上设置有多个第一孔洞，所述第一孔洞内插设有第一竖向钢筋，所述主梁上预留有用于与第一竖向钢筋焊接的裸露钢筋，第一竖向钢筋的上部与固定钢板焊接，下部与主梁内的裸露钢筋焊接，实现固定钢板与主梁之间的同步运动。
在本实施例中，所述超高性能混凝土板为预制板，超高性能混凝土板具有高强度、高耐久性以及良好的抗渗性等优越的材性指标，其较高的抗拉强度可以弥补普通混凝土易开裂的缺陷，延长结构使用寿命，所述超高性能混凝土板内设置有上钢筋层与下钢筋层，所述上钢筋层采用贯通式钢筋构成，即连接钢筋为一整根中间不断开，所述下钢筋层采用错开式钢筋构成，即连接钢筋采用错开式连接，以增加UHPC板的变形能力，所述超高性能混凝土板的两端均设置有预留钢筋，预留钢筋与桥面板的外露钢筋焊接，所述预留钢筋与上钢筋层或下钢筋层固连，所述超高性能混凝土板通过早强型混凝土与桥面板固连。
在本实施例中，所述超高性能混凝土板上设置有多个第二孔洞，所述第二孔洞位于跨缝钢板的上方，所述第二孔洞内插设有第二竖向钢筋，第二竖向钢筋的上部与高性能混凝土板内钢筋焊接，所述第二竖向钢筋下部与跨缝钢板相焊接，所述第二孔洞内填充有超高性能混凝土或早强型混凝土。
在本实施例中，所述超高性能混凝土板的底部进行锯缝处理，以消除因热伸缩系数的差异导致的不规则断裂缝。
一种基于预制UHPC板-波型钢叠合式桥面连接结构的施工方法，包括以下步骤：
（1）在工厂按尺寸和需求预制UHPC板、固定钢板以及跨缝钢板，并做好防腐、防锈处理；
（2）凿除桥面铺装、桥面板以及主梁部分上表面，直至满足安装深度要求且使主梁和桥面板的钢筋裸露；
（3）在主梁上做好防水防渗处理，在预定位置布置防水层，并做好找平处理，使防水层表面平整；
（4）在预定位置安装固定钢板和跨缝钢板，通过早强型混凝土将固定钢板上的方形齿与主梁固定连接；向固定钢板上的第一孔洞内插入第一竖向钢筋，并将第一竖向钢筋与主梁裸露的钢筋焊接，向第一孔洞内浇入早强混凝土或超高性能混凝土；
（5）在两固定钢板的顶部之间铺设预制UHPC板，将预留钢筋与桥面板裸露的钢筋焊接，向超高性能混凝土板上的第二孔洞内插入第二竖向钢筋，并将第二竖向钢筋与跨缝钢板焊接，向第二孔洞内浇入早强混凝土或超高性能混凝土；
（6）待现浇的混凝土达到一定强度后，将UHPC连接板上表面找平处理；将SMA-13沥青玛蹄脂层铺设在UHPC板上，并进行找平处理，养护3~5小时并开放交通。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出不同形式的预制UHPC板-波型钢叠合式桥面连接结构及其施工方法并不需要创造性的劳动，在不脱离本发明的原理和精神的情况下凡依本发明申请专利范围所做的均等变化、修改、替换和变型，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (9)
1.一种预制UHPC板-波型钢叠合式桥面连接结构，包括一对端头相对的桥体，所述桥体由主梁、铺设于主梁顶部的桥面板、铺设于桥面板顶部的桥面铺装构成，其特征在于，所述主梁的端头顶部均设置有固定钢板，两固定钢板之间设置有跨缝钢板，两固定钢板的顶部之间设置有用于连接桥面板的超高性能混凝土板，两桥面板的顶部之间铺设有用于桥面铺装的SMA-13沥青玛蹄脂层。
2.根据权利要求1所述的一种预制UHPC板-波型钢叠合式桥面连接结构，其特征在于，所述固定钢板远离跨缝钢板的一侧均设置有方形齿，所述方形齿通过早强型混凝土与主梁固定连接，所述固定钢板靠近跨缝钢板的一侧均设置有第一波纹齿，所述跨缝钢板的两侧设置有与第一波纹齿相配合的第二波纹齿。
3.根据权利要求2所述的一种预制UHPC板-波型钢叠合式桥面连接结构，其特征在于，所述跨缝钢板与固定钢板之间设置有活动间隙，所述活动间隙的下方设置有防水层，所述防水层采用橡胶垫或环氧树脂砂浆。
4.根据权利要求2所述的一种预制UHPC板-波型钢叠合式桥面连接结构，其特征在于，所述固定钢板上设置有多个第一孔洞，所述第一孔洞内插设有第一竖向钢筋，所述主梁上预留有用于与第一竖向钢筋焊接的裸露钢筋。
5.根据权利要求1所述的一种预制UHPC板-波型钢叠合式桥面连接结构，其特征在于，所述超高性能混凝土板为预制板，所述超高性能混凝土板内设置有上钢筋层与下钢筋层，所述上钢筋层采用贯通式钢筋构成，所述下钢筋层采用错开式钢筋构成，所述超高性能混凝土板的两端均设置有预留钢筋，所述预留钢筋与上钢筋层或下钢筋层固连，所述超高性能混凝土板通过早强型混凝土与桥面板固连。
6.根据权利要求5所述的一种预制UHPC板-波型钢叠合式桥面连接结构，其特征在于，所述超高性能混凝土板上设置有多个第二孔洞，所述第二孔洞位于跨缝钢板的上方，所述第二孔洞内插设有第二竖向钢筋，所述第二竖向钢筋与跨缝钢板相焊接，所述第二孔洞内填充有超高性能混凝土或早强型混凝土。
7.根据权利要求5所述的一种预制UHPC板-波型钢叠合式桥面连接结构，其特征在于，所述超高性能混凝土板的底部进行锯缝处理。
8.根据权利要求1所述的一种预制UHPC板-波型钢叠合式桥面连接结构，其特征在于，所述SMA-13沥青玛蹄脂层与桥面铺装上表面平齐。
9.一种基于权利要求1-8任一所述的预制UHPC板-波型钢叠合式桥面连接结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）在工厂按尺寸和需求预制UHPC板、固定钢板以及跨缝钢板，并做好防腐、防锈处理；
（2）凿除桥面铺装、桥面板以及主梁部分上表面，直至满足安装深度要求且使主梁和桥面板的钢筋裸露；
（3）在主梁上做好防水防渗处理，在预定位置布置防水层，并做好找平处理，使防水层表面平整；
（4）在预定位置安装固定钢板和跨缝钢板，通过早强型混凝土将固定钢板上的方形齿与主梁固定连接；向固定钢板上的第一孔洞内插入第一竖向钢筋，并将第一竖向钢筋与主梁裸露的钢筋焊接，向第一孔洞内浇入早强混凝土或超高性能混凝土；
（5）在两固定钢板的顶部之间铺设预制UHPC板，将预留钢筋与桥面板裸露的钢筋焊接，向超高性能混凝土板上的第二孔洞内插入第二竖向钢筋，并将第二竖向钢筋与跨缝钢板焊接，向第二孔洞内浇入早强混凝土或超高性能混凝土；
（6）待现浇的混凝土达到一定强度后，将UHPC连接板上表面找平处理；将SMA-13沥青玛蹄脂层铺设在UHPC板上，并进行找平处理，养护3~5小时并开放交通。
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| 肖敏敏: ""基于"界面脱黏"的桥梁连续式伸缩缝力学分析"，肖敏敏，《华东交通大学学报》，第6期，第42页-第49页", 《华东交通大学学报》 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114108452A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-03-01 | 福州大学 | 折叠型埋入式桥面连续伸缩装置及其施工方法 |
| CN114108452B (zh) * | 2021-12-31 | 2024-03-08 | 福州大学 | 折叠型埋入式桥面连续伸缩装置及其施工方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113737646B (zh) | 2022-07-01 |
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