CN115287991A - 一种大节段预制拼装UHPCπ梁桥梁及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种大节段预制拼装UHPCπ梁桥梁，包括一个或多个预制π梁单元，预制π梁单元包括相对设置的两块腹板、形成于两块腹板底部的马蹄形下翼缘、支撑于两块腹板上的桥面板；桥面板为矩形薄板、梯形薄板或带纵肋或/和横肋的华夫板；所述预制π梁单元梁端设置有端横隔板，跨中设有至少一道中横隔板，所述端横隔板和中横隔板位于两块腹板之间，且与预制π梁单元整体预制。本发明提供的大节段预制拼装UHPCπ梁桥梁，具有自重轻、截面面积小、承载能力强、耐久性好、施工方便、综合造价低等优点。本发明还提供一种大节段预制拼装UHPCπ梁桥梁的施工方法。

Description

一种大节段预制拼装UHPCπ梁桥梁及施工方法

技术领域

本发明涉及桥梁工程技术领域，具体涉及一种大节段预制拼装UHPCπ梁桥梁及施工方法。

背景技术

普通混凝土π梁具有横向宽度大、纵向湿接缝数目少、制作方便等优点，在中小跨径简支梁桥得到了广泛应用。但由于普通混凝土自身缺陷及较大的徐变收缩，在长期使用过程中容易产生耐久性问题，降低梁体刚度和承载能力，导致内部钢筋锈蚀，危害桥梁安全。其次，为了满足抗剪、抗裂性能要求和跨中最大挠度限制，普通混凝土π梁通常会设计成尺寸偏大的截面，进一步提高梁体自重，不利于预制构件的运输和吊装。此外，受运输条件和吊装能力限制，普通混凝土π梁梁段长度通常较短，预制单元数量过多在增加现场作业量的同时其拼装精度也难以控制，与当前装配式建筑蓬勃发展的趋势相悖。

UHPC作为一种新兴的纤维增强水泥基材料，因其卓越的力学性能受到桥梁工程师的青睐。若将UHPC应用于预制π梁结构，可以充分发挥其优异的力学性能，减小截面尺寸从而降低自重，推进结构轻型化。同时，UHPC超低的孔隙率使其具有极高的耐久性，在服役过程中几乎没有混凝土碳化、氯离子侵蚀等问题，可以降低后期管养费用，其全寿命周期造价指标优异。

鉴于此，本发明的目的在于提供一种新的UHPCπ梁桥梁结构。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种大节段预制拼装UHPCπ梁桥梁，具有自重轻、截面面积小、承载能力强、耐久性好、施工方便、综合造价低等优点，预制UHPCπ梁节段长度可达15.0m～30.0m，单跨纵向为1-4个节段，预制节段数量少，有利于拼装精度控制。

为了解决上述问题，本发明的技术方案如下：

一种大节段预制拼装UHPCπ梁桥梁，包括一个或多个预制π梁单元，所述预制π梁单元由UHPC整体预制成型，其包括相对设置的两块腹板、形成于两块腹板底部的马蹄形下翼缘、支撑于两块腹板上的桥面板；桥梁纵向预应力钢绞线和钢筋布置于马蹄形下翼缘，桥面板为矩形薄板、梯形薄板或带纵肋或/和横肋的华夫板；

所述预制π梁单元梁端设置有端横隔板，跨中设有至少一道中横隔板，所述端横隔板和中横隔板位于两块腹板之间，且与预制π梁单元整体预制；

所述预制π梁单元纵向由一个或多个节段组成，单个节段长度为15.0-30.0m，所述大节段预制拼装UHPCπ梁桥梁的单跨跨径为15-60m；且桥梁高跨比1/12～1/20；腹板的厚度为0.10m～0.30m；桥面板的宽度为3.0m～8.0m，总厚度为0.12m～0.25m；马蹄形下翼缘的宽度为0.45m～1.0m；两块腹板间横向间距为1.2m～3.0m；

所述大节段预制拼装UHPCπ梁桥梁为简支结构、桥面连续、主梁简支结构、或桥面连续、主梁连续结构。

进一步地，所述大节段预制拼装UHPCπ梁桥梁自跨中到梁端，腹板厚度逐渐增加。

进一步地，当所述桥面板为带纵肋或/和横肋的华夫板时，纵肋或/和横肋位于桥面板顶板下方，且桥面板顶板厚度为0.05m～0.20m，所述纵肋和横肋的高度为0.10m～0.20m，相邻纵肋/横肋的间距均为0.50m～1.00m。

进一步地，当所述桥面板为梯形薄板时，桥面板厚度自与腹板连接处向两侧翼缘逐渐变薄，两块腹板之间对应的桥面板厚度为0.12m～0.25m，两侧翼缘处桥面板厚度为0.05m～0.20m。

进一步地，所述大节段预制拼装UHPCπ梁桥梁横桥向由多个所述预制π梁单元组成，且每个预制π梁单元的桥面板两侧设置有纵桥向槽口，并在相邻两个预制π梁单元邻近的两块腹板一侧设置预制中横梁，横桥向相邻两个预制π梁单元通过位于纵桥向槽口处的桥面板纵向通长湿接缝、现浇端横梁、用于填充相邻两块预制中横梁之间间隙的现浇中横梁湿接缝连接，且桥面板纵向通长湿接缝与现浇中横梁湿接缝、现浇端横梁均连接。

进一步地，所述预制π梁单元纵桥向由多个节段组成，相邻两个节段间采用剪力键胶结或UHPC现浇带连接；当纵向相邻节段采用UHPC现浇带形式连接时，UHPC现浇带长度范围内布置纵向钢筋与主梁节段预留锚固钢筋搭接并填充低收缩免蒸养UHPC，且在相邻两节段的UHPC现浇带处设置现浇带中横隔板。

进一步地，所述预制π梁单元纵桥向节段数为2-4节。

进一步地，所述大节段预制拼装UHPCπ梁桥梁为单跨单节段结构或单跨多节段结构。

进一步地，当桥梁为简支结构时，跨间支座处主梁纵向不进行混凝土浇筑；当桥梁为桥面连续、主梁简支结构时，跨间支座处纵桥向UHPCπ梁单元之间通过在桥面板间填充UHPC形成横向湿接缝进行连接及养护；当桥梁为桥面连续、主梁连续结构时，跨间支座处纵桥向UHPCπ梁单元之间通过在主梁间填充UHPC形成跨间湿接缝进行连接及养护。

本发明还提供一种所述的大节段预制拼装UHPCπ梁桥梁的施工方法，包括如下步骤：

步骤S1，在工厂或现场制作模板，对预应力管道和普通钢筋进行安装，采用UHPC整体连续浇筑预制π梁单元并进行蒸汽养护；

预制π梁单元采用预应力钢束作为纵向受力钢筋时，需待预制π梁单元腹板达到设计强度的90％后张拉预应力；

步骤S2，运输及吊装预制π梁单元，形成单跨或多跨桥梁结构；

当桥梁为单跨单节段桥梁结构时，施工方法如下：

若为简支结构，在施工现场沿纵桥向吊装预制π梁单元，支座处主梁纵向不进行混凝土浇筑，若横桥向由多个预制π梁单元组成，相邻预制π梁单元间则通过桥面板纵向通长湿接缝、预制中横梁、现浇端横梁、现浇中横梁湿接缝连接；

若为桥面连续、主梁简支结构，当横桥向由多个预制π梁单元组成时，相邻预制π梁单元间则通过桥面板纵向通长湿接缝、预制中横梁、现浇端横梁、现浇中横梁湿接缝连接，跨间支座处纵桥向UHPCπ梁单元之间通过在桥面板间填充UHPC形成横向湿接缝进行连接及养护；

若为桥面连续、主梁连续结构，当横桥向由多个预制π梁单元组成时，相邻预制π梁单元间则通过桥面板纵向通长湿接缝、预制中横梁、现浇端横梁、现浇中横梁湿接缝连接，跨间支座处纵桥向UHPCπ梁单元之间通过在主梁间填充UHPC形成跨间湿接缝进行连接及养护；

当桥梁为单跨多节段桥梁结构时，施工方法如下：

若为简支结构，在施工现场沿纵桥向拼装预制好的UHPCπ梁节段，纵向相邻节段间采用剪力键胶结或UHPC现浇带连接；当纵向相邻节段采用UHPC现浇带形式连接时，UHPC现浇带长度范围内布置纵向钢筋与主梁节段预留锚固钢筋搭接并填充低收缩免蒸养UHPC，跨间支座处主梁纵向不进行混凝土浇筑；若横桥向由多个预制π梁单元组成，相邻预制π梁单元间则通过桥面板纵向通长湿接缝、预制中横梁、现浇端横梁、现浇中横梁湿接缝及现浇中横梁连接；

若为桥面连续、主梁简支结构，在施工现场沿纵桥向拼装预制好的UHPCπ梁节段，纵向相邻节段间采用剪力键胶结或UHPC现浇带连接；当纵向相邻节段采用UHPC现浇带形式连接时，UHPC现浇带长度范围内布置纵向钢筋与主梁节段预留锚固钢筋搭接并填充低收缩免蒸养UHPC，跨间支座处纵桥向UHPCπ梁单元之间通过桥面板间填充UHPC形成横向湿接缝进行连接及养护；若横桥向由多个预制π梁单元组成，相邻预制π梁单元间则通过桥面板纵向通长湿接缝、预制中横梁、现浇端横梁、现浇中横梁湿接缝及现浇中横梁连接；

若为桥面连续、主梁连续结构，在施工现场沿纵桥向拼装预制好的UHPCπ梁节段，纵向相邻节段间采用剪力键胶结或UHPC现浇带连接；当纵向相邻节段采用UHPC现浇带形式连接时，UHPC现浇带长度范围内布置纵向钢筋与主梁节段预留锚固钢筋搭接并填充低收缩免蒸养UHPC，跨间支座处纵桥向UHPCπ梁单元之间通过主梁间填充UHPC现浇湿接缝进行连接及养护；若横桥向由多个预制π梁单元组成，相邻预制π梁单元间则通过桥面板纵向通长湿接缝、预制中横梁、现浇端横梁、现浇中横梁湿接缝及现浇中横梁连接；

步骤S3，完成桥面铺装及附属工程的施工。

与现有技术相比，本发明提供的大节段预制拼装UHPCπ梁桥梁及施工方法，有益效果在于：

一、本发明提供的大节段预制拼装UHPCπ梁桥梁，采用UHPC整体预制π梁单元，相较于传统的普通混凝土而言，一方面，在承载力相同的条件下，可以减小截面尺寸，在截面面积和纵向受力钢筋均相同的条件下，由于UHPC的高抗压、抗拉性能，可以显著提高桥梁极限承载能力；另一方面，结构尺寸减小有利于实现主梁轻型化，不但可减轻下部结构的工程量、提高桥梁跨越能力，而且更易于结构的预制、拼装和运输。

二、本发明提供的大节段预制拼装UHPCπ梁桥梁，通过优化π梁单元的截面形状和尺寸，使预制π梁单元的节段长度可达15.0m～30.0m，预制单元数量少，减少了现场拼装作业量和对道路交通的扰动，有利于拼装精度控制。

三、本发明提供的大节段预制拼装UHPCπ梁桥梁，采用UHPC的弯曲抗拉强度可达20MPa以上，且经高温蒸养后的后期收缩徐变几乎可以忽略不计，可以有效降低预制π梁的开裂风险。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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为本发明大节段预制拼装UHPCπ梁桥梁采用单跨单节段方式的结构示意图；

图2为图1所示大节段预制拼装UHPCπ梁桥梁沿纵桥向的剖面结构示意图；

图3为图2所示大节段预制拼装UHPCπ梁桥梁的A向视图；

图4为本发明大节段预制拼装UHPCπ梁桥梁采用单跨单节段方式建造的简支结构梁桥结构示意图；

图5为本发明大节段预制拼装UHPCπ梁桥梁采用单跨单节段方式建造的桥面连续、主梁简支梁桥结构示意图；

图6为本发明大节段预制拼装UHPCπ梁桥梁采用单跨单节段方式建造的桥面连续、主梁连续梁桥结构示意图；

图7为本发明大节段预制拼装UHPCπ梁桥梁采用单跨多节段方式且沿纵桥向的剖面结构示意图；

图8为图7所示大节段预制拼装UHPCπ梁桥梁的B向结构示意图；

图9为本发明大节段预制拼装UHPCπ梁桥梁采用单跨多节段方式建造的简支结构梁桥结构示意图；

图10为本发明大节段预制拼装UHPCπ梁桥梁采用单跨多节段方式建造的桥面连续、主梁简支梁桥结构示意图；

图11为本发明大节段预制拼装UHPCπ梁桥梁采用单跨多节段方式建造的桥面连续、主梁连续梁桥结构示意图；

图12为本发明大节段预制拼装UHPCπ梁桥梁为简支结构时纵桥向的拼接段示意图；

图13为本发明大节段预制拼装UHPCπ梁桥梁为桥面连续、主梁简支时纵桥向的拼接段示意图；

图14为本发明大节段预制拼装UHPCπ梁桥梁为桥面连续、主梁连续时纵桥向的拼接段示意图；

图15为本发明大节段预制拼装UHPCπ梁桥梁横桥向的拼接示意图；

图16为本发明大节段预制拼装UHPCπ梁桥梁为单跨多节段时相邻节段采用UHPC现浇带拼接的示意图；

图17为图3、8中A-A处的剖视放大示意图；

图18为图3中B-B处的剖视放大示意图；

图19为图8中C-C处的剖视放大示意图；

图20为图8中D-D处的剖视放大示意图；

图21为图8中E-E处的剖视放大示意图；

图22为本发明多跨大节段预制拼装UHPCπ梁桥梁单跨纵向节段主梁间采用剪力键连接时的剪力键示意图；

图23为本发明多跨大节段预制拼装UHPCπ梁桥梁桥面板采用梯形薄板时的桥面板示意图。

附图标记：

1.预制π梁单元；101.马蹄形下翼缘；102.腹板；103.桥面板；2.中横隔板；3.端横隔板；4.UHPC现浇带；5.现浇带中横隔板；6.铺装层；7.横向湿接缝；8.纵向通长湿接缝；9.预制中横梁；10.现浇中横梁湿接缝；11.现浇端横梁；12.现浇中横梁；13.剪力键；14.跨间湿接缝。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案，并使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应该被视为在本文中具体公开。

实施例1

请结合参阅图1-图6、图12-图15、图17-图18、图23，本实施例的大节段预制拼装UHPCπ梁桥梁，包括一个或多个长度或宽度可自由变化的预制π梁单元1，以及铺设于预制π梁单元1上的铺装层6。本实施例中，桥梁结构为单跨单节段结构，即每跨纵向由单个预制π梁单元1组成，单个预制π梁单元为一个节段，每个预制π梁单元的长度为15.0m～30.0m。

预制π梁单元1由UHPC材料整体预制成型，其包括相对设置的两块腹板102、分别形成于两块腹板底部的马蹄形下翼缘101、支撑于两块腹板上的桥面板103。预制π梁单元1的端部设有端横隔板3，跨中设有至少一道中横隔板2，端横隔板3和中横隔板2位于两块腹板102之间，且与预制π梁单元1整体预制成型。

本实施例中，预制π梁单元1纵向采用全预应力设计，纵向预应力钢绞线和普通钢筋布置于马蹄形下翼缘101；所述桥面板103为矩形薄板、梯形薄板或下部带有纵肋或/和横肋的华夫饼形薄板。需要说明的是，全预应力是指构件承载力主要由预应力钢筋提供，非预应力普通钢筋仅起构造作用；部分预应力是指构件承载力由预应力筋和非预应力普通钢筋共同提供，非预应力普通钢筋起改善构件延性的作用，其中有一个部分预应力系数进行调节，也称预应力度。

本实施例中，桥梁高跨比1/12～1/20，其中，高跨比中的高度是指预制π梁单元的高度；腹板102的厚度为0.10m～0.30m，两块腹板间横向间距为1.2m～3.0m；桥面板103的宽度为3.0m～8.0m，总厚度为0.12m～0.25m；马蹄形下翼缘101的宽度为0.45m～1.0m。

本实施例中，预制π梁单元1自跨中到梁端，腹板102厚度逐渐增加。

本实施例中，桥面板103为矩形薄板时，桥面板厚度均匀；当桥面板103为带纵肋或/和横肋的华夫板时，纵肋或/和横肋位于桥面板顶板下方，且桥面板顶板厚度为0.05m～0.20m，纵肋和横肋的高度为0.10m～0.20m，相邻纵肋/横肋的间距均为0.50m～1.00m；当桥面板为梯形薄板时，桥面板厚度自与腹板连接处向两侧翼缘逐渐变薄而形成梯形结构，两块腹板之间对应的桥面板厚度为0.12m～0.25m，两侧翼缘处桥面板厚度为0.05m～0.20m。

本实施例中，桥梁横桥向可由多个预制π梁单元1组成，如图17-18所示，图17-图18中(a)、(b)、(c)分别表示横向由一个π梁单元组成、两个π梁单元组成和三个π梁单元组成的桥梁结构，当横桥向由两个及两个以上π梁单元组成时，每个预制π梁单元的桥面板两侧设置有纵桥向槽口，并在相邻两个π梁单元相对的两块腹板一侧分别设置预制中横梁9，预制中横梁9与对应的π梁单元腹板整体预制成型。横桥向相邻两个预制π梁单元通过位于纵桥向槽口处的桥面板纵向通长湿接缝8、预制中横梁9、现浇端横梁11、现浇中横梁湿接缝10连接形成受力整体，湿接缝内浇筑低收缩免蒸养的UHPC。其中，现浇端横梁11位于相邻两个π梁单元之间，且位于梁端；预制中横梁9位于相邻两个π梁单元之间，且与中横隔板3位置对应；现浇中横梁湿接缝10位于相邻两个π梁单元之间，用于填充相邻两个π梁单元之间预制中横梁9之间的间隙。

横桥向相邻两个预制π梁单元在纵向槽口处通过桥面板纵向通长湿接缝8连接，从而可通过横向延伸顶板以减小现浇湿接缝宽度。需要说明的是，桥面板纵向通长湿接缝8与现浇中横梁湿接缝10、现浇端横梁11均连接。

如图4-6所示，大节段预制拼装UHPCπ梁桥梁还可以为纵向架设多个预制π梁单元1的多跨结构，形成的多跨桥梁可以为简支结构、或桥面连续、主梁简支结构、或桥面连续、主梁连续结构。相邻两跨的连接方式见下文中不同桥梁结构的施工方法。

本实施例的大节段预制拼装UHPCπ梁桥梁，施工方法包括如下步骤：

步骤S1，在工厂或现场制作模板，对预应力管道(若有)和普通钢筋进行安装，采用UHPC整体连续浇筑预制π梁单元并进行蒸汽养护；

预制π梁单元采用预应力钢束作为纵向受力钢筋时，需待预制π梁腹板达到设计强度的90％后张拉预应力；

步骤S2，运输及吊装预制π梁单元，形成单跨或多跨桥梁结构；

当桥梁为单跨单节段桥梁结构时，施工方法如下：

若为简支结构，在施工现场沿纵桥向吊装预制好的UHPCπ梁单元，支座处主梁纵向不进行混凝土浇筑，若横桥向由多个预制π梁单元组成，相邻预制π梁单元间则通过桥面板纵向通长湿接缝8、预制中横梁9、现浇端横梁11及现浇中横梁湿接缝10连接；

若为桥面连续、主梁简支结构，当横桥向由多个预制π梁单元组成时，相邻预制π梁单元间则通过桥面板纵向通长湿接缝8、预制中横梁9、现浇端横梁11及现浇中横梁湿接缝10连接，跨间支座处纵桥向UHPCπ梁单元之间通过在桥面板间填充UHPC形成横向湿接缝7进行连接及养护；

若为桥面连续、主梁连续结构，当横桥向由多个预制π梁单元组成时，相邻预制π梁单元间则通过桥面板纵向通长湿接缝8、预制中横梁9、现浇端横梁11及现浇中横梁湿接缝10连接，跨间支座处纵桥向UHPCπ梁单元之间通过在主梁间填充UHPC形成跨间湿接缝14进行连接及养护；

步骤S3，完成桥面铺装及附属工程的施工。

实施例2

请结合参阅图7-图23，本实施例的大节段预制拼装UHPCπ梁桥梁，与实施例1的区别在于，本实施例中的桥梁结构为单跨多节段结构，即每跨的预制π梁单元纵向由多个预制UHPCπ梁节段组成，每个预制UHPC小箱梁节段的长度为15.0m～30.0m，单跨纵向由2-4个节段组成，因此，本实施例中多跨桥梁结构跨径为30.0m～60.0m。

本实施例中，预制π梁单元纵桥向由多个节段组成，相邻两个节段间采用剪力键13胶结或采用UHPC现浇带4连接。如图9-图11，多节段结构中相邻两节段均采用UHPC现浇带4连接的方式，并在两节段间的UHPC现浇带4处设置现浇带中横隔板5；如图22所示，纵向相邻节段间采用剪力键13胶结，剪力键13为榫头和榫槽结合的榫卯结构。

本实施例中，桥梁横桥向可由多个预制π梁单元1组成，如图17-图21所示，图17-图21中(a)、(b)、(c)分别表示横向由一个π梁单元组成、两个π梁单元组成和三个π梁单元组成的桥梁结构，且每个预制π梁单元的桥面板两侧设置有纵桥向槽口，横桥向相邻两个预制π梁单元通过位于纵桥向槽口处的桥面板纵向通长湿接缝8、预制中横梁9、现浇端横梁11、现浇中横梁湿接缝10、现浇中横梁12连接形成受力整体，湿接缝内浇筑低收缩免蒸养的UHPC。其中，现浇端横梁11位于相邻两个π梁单元之间，且位于梁端；预制中横梁9位于相邻两个π梁单元之间，且与中横隔板3位置对应；现浇中横梁湿接缝10位于相邻两个π梁单元之间，用于填充相邻两个π梁单元之间预制中横梁9之间的间隙；现浇中横梁12位于相邻两个π梁单元之间，且位于两节段连接处，与现浇段中横隔板5位置对应。且桥面板纵向通长湿接缝8与现浇中横梁湿接缝10、现浇端横梁11、现浇中横梁12均连接。

如图9-图11所示，大节段预制拼装UHPCπ梁桥梁还可以为纵向架设多个预制π梁单元1的多跨结构，形成的多跨桥梁可以为简支结构、或桥面连续、主梁简支结构、或桥面连续、主梁连续结构。相邻两跨的连接方式见下文中不同桥梁结构的施工方法。

本实施例的大节段预制拼装UHPCπ梁桥梁，施工方法包括如下步骤：

步骤S1，在工厂或现场制作模板，对预应力管道(若有)和普通钢筋进行安装，采用UHPC整体连续浇筑预制π梁单元并进行蒸汽养护；

预制π梁单元采用预应力钢束作为纵向受力钢筋时，需待预制π梁腹板达到设计强度的90％后张拉预应力；

步骤S2，运输及吊装预制π梁单元，形成单跨或多跨桥梁结构；

当桥梁为单跨多节段桥梁结构时，施工方法如下：

若为简支结构，在施工现场沿纵桥向拼装预制好的UHPCπ梁节段，纵向相邻节段间采用剪力键胶结或UHPC现浇带连接；当纵向相邻节段采用UHPC现浇带形式连接时，UHPC现浇带长度范围内布置纵向钢筋与主梁节段预留锚固钢筋搭接并填充低收缩免蒸养UHPC，跨间支座处主梁纵向不进行混凝土浇筑；若横桥向由多个预制π梁单元组成，相邻预制π梁单元间则通过桥面板纵向通长湿接缝8、预制中横梁9、现浇端横梁11、现浇中横梁湿接缝10及现浇中横梁12连接；

若为桥面连续、主梁简支结构，在施工现场沿纵桥向拼装预制好的UHPCπ梁节段，纵向相邻节段间采用剪力键胶结或UHPC现浇带连接；当纵向相邻节段采用UHPC现浇带形式连接时，UHPC现浇带长度范围内布置纵向钢筋与主梁节段预留锚固钢筋搭接并填充低收缩免蒸养UHPC，跨间支座处纵桥向UHPCπ梁单元之间通过桥面板间填充UHPC形成横向湿接缝7进行连接及养护；若横桥向由多个预制π梁单元组成，相邻预制π梁单元间则通过桥面板纵向通长湿接缝8、预制中横梁9、现浇端横梁11、现浇中横梁湿接缝10及现浇中横梁12连接；

若为桥面连续、主梁连续结构，在施工现场沿纵桥向拼装预制好的UHPCπ梁节段，纵向相邻节段间采用剪力键胶结或UHPC现浇带连接；当纵向相邻节段采用UHPC现浇带形式连接时，UHPC现浇带长度范围内布置纵向钢筋与主梁节段预留锚固钢筋搭接并填充低收缩免蒸养UHPC，跨间支座处纵桥向UHPCπ梁单元之间通过在主梁间填充UHPC形成跨间湿接缝14进行连接及养护；若横桥向由多个预制π梁单元组成，相邻预制π梁单元间则通过桥面板纵向通长湿接缝8、预制中横梁9、现浇端横梁11、现浇中横梁湿接缝10及现浇中横梁12连接；

步骤S3，完成桥面铺装及附属工程的施工。

本实施例其他部件的结构与实施例1相同，在此不做赘述。

与现有技术相比，本发明提供的大节段预制拼装UHPCπ梁桥梁及施工方法，有益效果在于：

一、本发明提供的大节段预制拼装UHPCπ梁桥梁，采用UHPC整体预制π梁单元，相较于传统的普通混凝土而言，一方面，在承载力相同的条件下，可以减小截面尺寸，在截面面积和纵向受力钢筋均相同的条件下，由于UHPC的高抗压、抗拉性能，可以显著提高桥梁极限承载能力；另一方面，结构尺寸减小有利于实现主梁轻型化，不但可减轻下部结构的工程量、提高桥梁跨越能力，而且更易于结构的预制、拼装和运输。

二、本发明提供的大节段预制拼装UHPCπ梁桥梁，通过优化π梁单元的截面形状和尺寸，使预制π梁单元的节段长度可达15.0m～30.0m，预制单元数量少，减少了现场拼装作业量和对道路交通的扰动，有利于拼装精度控制。

三、本发明提供的大节段预制拼装UHPCπ梁桥梁，采用UHPC的弯曲抗拉强度可达20MPa以上，且经高温蒸养后的后期收缩徐变几乎可以忽略不计，可以有效降低预制π梁的开裂风险。

以上对本发明的实施方式作出详细说明，但本发明不局限于所描述的实施方式。对本领域的技术人员而言，在不脱离本发明的原理和精神的情况下对这些实施例进行的多种变化、修改、替换和变型均仍落入在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种大节段预制拼装UHPCπ梁桥梁，其特征在于，包括一个或多个预制π梁单元，所述预制π梁单元由UHPC整体预制成型，其包括相对设置的两块腹板、形成于两块腹板底部的马蹄形下翼缘、支撑于两块腹板上的桥面板；桥梁纵向预应力钢绞线和钢筋布置于马蹄形下翼缘，桥面板为矩形薄板、梯形薄板或带纵肋或/和横肋的华夫板；

所述预制π梁单元梁端设置有端横隔板，跨中设有至少一道中横隔板，所述端横隔板和中横隔板位于两块腹板之间，且与预制π梁单元整体预制；

所述预制π梁单元纵向由一个或多个节段组成，单个节段长度为15.0-30.0m，所述大节段预制拼装UHPCπ梁桥梁的单跨跨径为15-60m；且桥梁高跨比1/12～1/20；腹板的厚度为0.10m～0.30m；桥面板的宽度为3.0m～8.0m，总厚度为0.12m～0.25m；马蹄形下翼缘的宽度为0.45m～1.0m；两块腹板间横向间距为1.2m～3.0m；

所述大节段预制拼装UHPCπ梁桥梁为简支结构、桥面连续、主梁简支结构、或桥面连续、主梁连续结构。

2.根据权利要求1所述的大节段预制拼装UHPCπ梁桥梁，其特征在于，所述大节段预制拼装UHPCπ梁桥梁自跨中到梁端，腹板厚度逐渐增加。

3.根据权利要求1所述的大节段预制拼装UHPCπ梁桥梁，其特征在于，当所述桥面板为带纵肋或/和横肋的华夫板时，纵肋或/和横肋位于桥面板顶板下方，且桥面板顶板厚度为0.05m～0.20m，所述纵肋和横肋的高度为0.10m～0.20m，相邻纵肋/横肋的间距均为0.50m～1.00m。

4.根据权利要求1所述的大节段预制拼装UHPCπ梁桥梁，其特征在于，当所述桥面板为梯形薄板时，桥面板厚度自与腹板连接处向两侧翼缘逐渐变薄，两块腹板之间对应的桥面板厚度为0.12m～0.25m，两侧翼缘处桥面板厚度为0.05m～0.20m。

5.根据权利要求1所述的大节段预制拼装UHPCπ梁桥梁，其特征在于，所述大节段预制拼装UHPCπ梁桥梁横桥向由多个所述预制π梁单元组成，且每个预制π梁单元的桥面板两侧设置有纵桥向槽口，并在相邻两个预制π梁单元邻近的两块腹板一侧设置预制中横梁，横桥向相邻两个预制π梁单元通过位于纵桥向槽口处的桥面板纵向通长湿接缝、现浇端横梁、用于填充相邻两块预制中横梁之间间隙的现浇中横梁湿接缝连接，且桥面板纵向通长湿接缝与现浇中横梁湿接缝、现浇端横梁均连接。

6.根据权利要求1所述的大节段预制拼装UHPCπ梁桥梁，其特征在于，所述预制π梁单元纵桥向由多个节段组成时，相邻两个节段间采用剪力键胶结或UHPC现浇带连接；当纵向相邻节段采用UHPC现浇带形式连接时，UHPC现浇带长度范围内布置纵向钢筋与主梁节段预留锚固钢筋搭接并填充低收缩免蒸养UHPC，且在相邻两节段的UHPC现浇带处设置现浇带中横隔板。

7.根据权利要求6所述的大节段预制拼装UHPCπ梁桥梁，其特征在于，所述预制π梁单元纵桥向节段数为2-4节。

8.根据权利要求1所述的大节段预制拼装UHPCπ梁桥梁，其特征在于，所述大节段预制拼装UHPCπ梁桥梁为单跨单节段结构或单跨多节段结构。

9.根据权利要求1所述的大节段预制拼装UHPCπ梁桥梁，其特征在于，当桥梁为简支结构时，跨间支座处主梁纵向不进行混凝土浇筑；

当桥梁为桥面连续、主梁简支结构时，跨间支座处纵桥向UHPCπ梁单元之间通过在桥面板间填充UHPC形成横向湿接缝进行连接及养护；

当桥梁为桥面连续、主梁连续结构时，跨间支座处纵桥向UHPCπ梁单元之间通过在主梁间填充UHPC形成跨间湿接缝进行连接及养护。

10.一种如权利要求1所述的大节段预制拼装UHPCπ梁桥梁的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1，在工厂或现场制作模板，对预应力管道和普通钢筋进行安装，采用UHPC整体连续浇筑预制π梁单元并进行蒸汽养护；

预制π梁单元采用预应力钢束作为纵向受力钢筋时，需待预制π梁单元腹板达到设计强度的90％后张拉预应力；

步骤S2，运输及吊装预制π梁单元，形成单跨或多跨桥梁结构；

当桥梁为单跨单节段桥梁结构时，施工方法如下：

若为简支结构，在施工现场沿纵桥向吊装预制π梁单元，支座处主梁纵向不进行混凝土浇筑，若横桥向由多个预制π梁单元组成，相邻预制π梁单元间则通过桥面板纵向通长湿接缝、预制中横梁、现浇端横梁、现浇中横梁湿接缝连接；

若为桥面连续、主梁简支结构，当横桥向由多个预制π梁单元组成时，相邻预制π梁单元间则通过桥面板纵向通长湿接缝、预制中横梁、现浇端横梁、现浇中横梁湿接缝连接，跨间支座处纵桥向UHPCπ梁单元之间通过在桥面板间填充UHPC形成横向湿接缝进行连接及养护；

若为桥面连续、主梁连续结构，当横桥向由多个预制π梁单元组成时，相邻预制π梁单元间则通过桥面板纵向通长湿接缝、预制中横梁、现浇端横梁、现浇中横梁湿接缝连接，跨间支座处纵桥向UHPCπ梁单元之间通过在主梁间填充UHPC形成跨间湿接缝进行连接及养护；

当桥梁为单跨多节段桥梁结构时，施工方法如下：

若为简支结构，在施工现场沿纵桥向拼装预制好的UHPCπ梁节段，纵向相邻节段间采用剪力键胶结或UHPC现浇带连接；当纵向相邻节段采用UHPC现浇带形式连接时，UHPC现浇带长度范围内布置纵向钢筋与主梁节段预留锚固钢筋搭接并填充低收缩免蒸养UHPC，跨间支座处主梁纵向不进行混凝土浇筑；若横桥向由多个预制π梁单元组成，相邻预制π梁单元间则通过桥面板纵向通长湿接缝、预制中横梁、现浇端横梁、现浇中横梁湿接缝及现浇中横梁连接；

若为桥面连续、主梁简支结构，在施工现场沿纵桥向拼装预制好的UHPCπ梁节段，纵向相邻节段间采用剪力键胶结或UHPC现浇带连接；当纵向相邻节段采用UHPC现浇带形式连接时，UHPC现浇带长度范围内布置纵向钢筋与主梁节段预留锚固钢筋搭接并填充低收缩免蒸养UHPC，跨间支座处纵桥向UHPCπ梁单元之间通过桥面板间填充UHPC形成横向湿接缝进行连接及养护；若横桥向由多个预制π梁单元组成，相邻预制π梁单元间则通过桥面板纵向通长湿接缝、预制中横梁、现浇端横梁、现浇中横梁湿接缝及现浇中横梁连接；

若为桥面连续、主梁连续结构，在施工现场沿纵桥向拼装预制好的UHPCπ梁节段，纵向相邻节段间采用剪力键胶结或UHPC现浇带连接；当纵向相邻节段采用UHPC现浇带形式连接时，UHPC现浇带长度范围内布置纵向钢筋与主梁节段预留锚固钢筋搭接并填充低收缩免蒸养UHPC，跨间支座处纵桥向UHPCπ梁单元之间通过主梁间填充UHPC现浇湿接缝进行连接及养护；若横桥向由多个预制π梁单元组成，相邻预制π梁单元间则通过桥面板纵向通长湿接缝、预制中横梁、现浇端横梁、现浇中横梁湿接缝及现浇中横梁连接；

步骤S3，完成桥面铺装及附属工程的施工。

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