CN205347988U - 一种带格栅式接头的装配式组合桥面结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带格栅式接头的装配式组合桥面结构，所述组合桥面结构包括至少两块钢板-纤维混凝土组合式构件装配而成；所述钢板-纤维混凝土组合式构件包括位于下部的钢桥面板和浇筑于钢桥面板上的预制纤维混凝土件；相邻两块钢板-纤维混凝土组合式构件的对接区域设有格栅式接头；所述格栅式接头包括现浇纤维混凝土件和固结于钢桥面板上的格栅加强构件；所述格栅加强构件由位于所述对接区域两侧的预制纤维混凝土件和位于所述对接区域中的现浇纤维混凝土件完全包覆，所述预制纤维混凝土件和现浇纤维混凝土件通过所述格栅加强构件连接构成整体的纤维混凝土层；相邻的两块所述钢桥面板连接固定形成整体的钢桥面板层。

Description

一种带格栅式接头的装配式组合桥面结构

技术领域

本实用新型涉及一种桥梁结构的建筑细部及其施工，特别涉及一种装配式组合桥面结构。

背景技术

现有的钢桥水泥混凝土桥面铺装层采用整体式现浇的施工方式，如图1所示，施工完成后，在钢桥面板层1上形成有现浇混凝土铺装层7，现浇混凝土铺装层7中预制有增强钢筋15。现有常规桥面水泥混凝土铺装大多数采用现浇施工方式，由于桥面板混凝土易收缩开裂，现有的现浇施工技术无法保证施工质量，而且大面积的现浇混凝土的养护难度非常大，混凝土强度会因养护不到位而受到很大的折减，这将大大减少桥面铺装层的使用寿命。另外，由于现浇施工时间长，开放交通时间晚，这会进一步影响当地的交通状况和经济发展。

随着材料科学的发展和进步，在桥梁建筑领域出现了超高性能纤维混凝土，虽然采用纤维混凝土施工后得到的桥面结构具有明显的优势，但由于现有的桥面铺装施工工艺囿于整体现浇施工法，通过整体现浇施工法在桥面板上浇筑纤维混凝土存在很多问题：例如工程施工工期长、生产效率低下、生产成本难以控制；现场施工操作不方便，大面积的现浇混凝土板蒸汽养护难度大；钢筋和纤维混凝土均易受到环境的不利影响，对环境敏感性大，尤其是海洋环境下空气中氯离子的大量存在，对于钢筋的抗锈蚀性能和现浇混凝土的耐久性是极大的威胁，浇筑后的纤维混凝土层其各项性能难以得到保障。

此外，现有技术中也开始出现装配式的钢-纤维混凝土组合桥面结构，但现有的装配式组合桥面结构存在接缝处局部应力过大、铺装层易产生裂缝、桥面结构的耐久性及抗疲劳性能难以满足使用要求等缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对上述技术问题提出一种采用装配式施工方法建造的能提高组合桥面结构局部的抗拉强度和刚度、降低装配式结构接缝应力、有效防止铺装层裂缝产生、耐久性好、抗疲劳性能好的带格栅式接头的装配式钢-纤维混凝土组合桥面结构。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种带格栅式接头的装配式组合桥面结构，所述组合桥面结构包括至少两块钢板-纤维混凝土组合式构件装配而成；所述钢板-纤维混凝土组合式构件包括位于下部的钢桥面板和浇筑于钢桥面板上的预制纤维混凝土件；相邻两块所述钢板-纤维混凝土组合式构件的对接区域设有格栅式接头；所述格栅式接头包括现浇纤维混凝土件和固结于钢桥面板上的格栅加强构件；所述格栅加强构件由位于所述对接区域两侧的预制纤维混凝土件和位于所述对接区域中的现浇纤维混凝土件完全包覆，所述预制纤维混凝土件和现浇纤维混凝土件通过所述格栅加强构件连接构成整体的纤维混凝土层；相邻的两块所述钢桥面板连接固定形成整体的钢桥面板层；每块钢桥面板的两端至少一端固接有一个格栅加强构件，所述格栅加强构件沿桥梁纵向的一侧以嵌固方式与钢板-纤维混凝土组合式构件中的预制纤维混凝土件连接，所述格栅加强构件沿桥梁纵向的另一侧以嵌固方式与所述现浇纤维混凝土件连接。

在本实用新型中，所述预制纤维混凝土件与所述现浇纤维混凝土件的纤维混凝土接缝设置在所述格栅加强构件的上方。

在本实用新型中，所述钢板-纤维混凝土组合式构件中配置有沿桥梁纵向延伸且贯穿所述钢桥面板的第一纵向增强钢筋以及连接在格栅加强构件之间的第二纵向增强钢筋，相邻两块所述钢板-纤维混凝土组合式构件的对接区域设有连接钢筋；所述第一纵向增强钢筋之间通过连接钢筋对接连接。

在本实用新型中，所述格栅式结构包括相互交叉连接的纵桥向钢杆件和横桥向钢杆件；所述横桥向钢杆件固设在所述纵桥向钢杆件上方或者所述横桥向钢杆件穿设在所述纵桥向钢杆件上且所述横桥向钢杆件与纵桥向钢杆件固定连接。

在本实用新型中，所述纤维混凝土层的上方覆设有磨耗层；所述钢桥面板层和所述纤维混凝土层的结合面处设置有抗剪结构。

在本实用新型中，所述预制纤维混凝土件和现浇纤维混凝土件主要由活性粉末混凝土、超高性能纤维增强混凝土以及注浆纤维混凝土的一种或数种浇筑而成。

在本实用新型中，所述的钢桥面板和格栅加强构件的表面涂装有防腐剂。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

1.本实用新型的装配式钢-纤维混凝土组合桥面结构是一种可有效应用装配式施工方式进行施工的组合桥面结构，本实用新型的组合桥面结构充分利用装配式桥梁施工方式的优点，不仅能够有效地缩短施工工期、降低生产成本、提高工程质量，而且可以减少施工环境可能带来的不利影响，构件的安装简单、施工方便。

2.本实用新型的装配式钢-纤维混凝土组合桥面结构主要由纤维混凝土层和钢桥面板层共同受力，可以采用装配式施工方法，本实用新型的组合桥面结构中特别采用了格栅式接头，该格栅式接头中特别包含有纵横向钢杆件，这种特殊的结构设计减小了接头位置钢桥面板及其纵横肋在车辆轮载下的应力，大大增强了接缝处纤维混凝土与钢桥面板之间抗层间滑移能力，并对纤维混凝土有”加筋”和“套箍”的作用，大幅度减小了纤维混凝土接缝开裂的风险。

总的来说，本实用新型通过在装配式钢-纤维混凝土组合桥面结构（尤其是正交异性钢桥面板组合结构）中设置格栅式接头，使装配式施工工艺的优势得以充分、有效地发挥出来，这不仅便利了施工操作，提供了施工效率，而且更有利于保证组合桥面结构的施工质量。从实际应用效果来看，本实用新型的组合桥面结构不改变桥面结构的总体厚度，大大增强了接缝处纤维混凝土与钢桥面板之间抗层间滑移能力，并对纤维混凝土有“加筋”和“套箍”的作用，能有效提高组合桥面结构的局部强度和刚度，降低接缝处应力水平，有效防止接缝处裂缝的产生。具有重大的实用价值和良好的经济效益，尤其是在大型、特大型钢桥的施工建造上具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为现有技术中常规正交异性钢箱梁整体刚性桥面结构示意图（横断面图）；

图2为本实用新型实施例中装配式钢-纤维混凝土组合桥面结构的俯视方向的透视示意图（图中省略磨耗层）；

图3为图2中A-A处的剖视图（图3相比图2还原了磨耗层）；

图4为图2中A1-A1处的剖视图（图4相比图2还原了磨耗层）；

图5为本实用新型实施例中组合桥面结构在组合拼接施工步骤时的状态示意图（未浇注现浇纤维混凝土件时的状态）；

图6为本实用新型实施例中的带格栅式接头的装配式组合桥面结构的内部结构示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，以下结合附图及实施例，对本实用新型的技术方案进行进一步详细说明，显而易见地，下面描述仅仅是本实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些实施例获得其他的实施例。

参照图1至图6，一种带格栅式接头的装配式组合桥面结构，组合桥面结构包括至少两块钢板-纤维混凝土组合式构件14装配而成；钢板-纤维混凝土组合式构件14包括位于下部的钢桥面板13和浇筑于钢桥面板13上的预制纤维混凝土件4；相邻两块钢板-纤维混凝土组合式构件14的对接区域设有格栅式接头；格栅式接头包括现浇纤维混凝土件3和固结于钢桥面板13上的格栅加强构件5；格栅加强构件5由位于对接区域两侧的预制纤维混凝土件4和位于对接区域中的现浇纤维混凝土件3完全包覆，预制纤维混凝土件4和现浇纤维混凝土件3通过格栅加强构件5连接构成整体的纤维混凝土层2；相邻的两块钢桥面板13连接固定形成整体的钢桥面板层1；每块钢桥面板13的两端至少一端固接有一个格栅加强构件5，格栅加强构件5沿桥梁纵向的一侧以嵌固方式与钢板-纤维混凝土组合式构件14中的预制纤维混凝土件4连接，格栅加强构件5沿桥梁纵向的另一侧以嵌固方式与现浇纤维混凝土件3连接。

具体的，带格栅式接头的装配式组合桥面结构主要由多块钢板-纤维混凝土组合式构件14沿桥梁纵向依次连接装配而成（图中仅示出相邻的两块的部分结构），钢板-纤维混凝土组合式构件14包括位于下部的钢桥面板13和浇筑于钢桥面板13上的预制纤维混凝土件4，相邻两块钢板-纤维混凝土组合式构件14的对接区域设有格栅式接头。该格栅式接头包括现浇纤维混凝土件3和固接于钢桥面板13上的格栅加强构件5，格栅加强构件5由位于对接区域两侧的预制纤维混凝土件4和位于对接区域中的现浇纤维混凝土件3完全包覆（即格栅加强构件5预埋纤维混凝土层2中）。格栅加强构件5与预制纤维混凝土件4之间以及格栅加强构件5与现浇纤维混凝土件3之间以“嵌固”方式连接成整体的纤维混凝土层2，相邻的钢桥面板13通过在钢板接缝9处焊接连接形成整体的钢桥面板层1。

钢板-纤维混凝土组合式构件14包括预制结构和现浇结构，将钢桥面板13依次均匀划分为四块区域，其中，中间两块为预制区域，端部的两块为现浇区域，预制区域与现浇区域之间设有一个格栅加强构件5且该格栅加强构件5对称布设在预制区域与现浇区域内，中间两块预制区域浇筑纤维混凝土形成预制纤维混凝土件4构成预制结构将格栅加强构件5预埋一半，格栅加强构件5的另一半露置在端部的两块现浇区域内，钢桥面板13两端的两块现浇区域用于形成现浇结构。施工时，先将相邻两块钢板-纤维混凝土组合式构件14通过钢桥面板13在钢板接缝9处焊接连接，相邻的两块现浇区域组成对接区域，然后往对接区域内浇筑纤维混凝土形成现浇纤维混凝土件3构成现浇结构，从而将相邻的钢板-纤维混凝土组合式构件14连接固定形成带格栅式接头的装配式组合桥面结构。

在一具体实施例中，由于对接区域的纤维混凝土结构是后期现场浇筑的，预制纤维混凝土件4与现浇纤维混凝土件3之间的连接处会形成一条纤维混凝土接缝11，这条纤维混凝土接缝11是受力的薄弱位置。为此，预制纤维混凝土件4与现浇纤维混凝土件3之间的纤维混凝土接缝11位置设置在格栅加强构件5的上方。通过格栅加强构件5可以大大提高桥面结构中纤维混凝土接缝11位置的局部强度和刚度，大幅度降低了纤维混凝土接缝11处的应力水平，提高了桥面结构的结构稳定性。

在一具体实施例中，由于钢板-纤维混凝土组合式构件14内以及钢板-纤维混凝土组合式构件14之间的格栅加强构件5都是独立存在的，没有沿桥梁纵向形成一个完整连接的内部加强构件。为此，钢板-纤维混凝土组合式构件14中配置有沿桥梁纵向延伸且贯穿钢桥面板13的第一纵向增强钢筋6以及连接在格栅加强构件5之间的第二纵向增强钢筋6a，相邻两块钢板-纤维混凝土组合式构件14的对接区域设有连接钢筋10；第一纵向增强钢筋6之间通过连接钢筋10对接连接。相邻的第一纵向增强钢筋6通过连接钢筋10连成一体结构，相邻的格栅加强构件5通过第二纵向增强钢筋6a连接，提升带格栅式接头的装配式组合桥面结构的结构强度。优选的，对接区域内还均匀布设有跨越第一纵向增强钢筋6和第二纵向增强钢筋6a的横向增强钢筋，一般情况下横向增强钢筋与第一纵向增强钢筋6以及第二纵向增强钢筋6a之间通过焊接或者钢丝捆绑连接固定。

在一具体实施例中，格栅式结构包括相互交叉连接的纵桥向钢杆件52和横桥向钢杆件51；纵桥向钢杆件52和横桥向钢杆件51均可采用不等长的带孔或不带孔的钢板或角钢或粗钢筋构成，横桥向钢杆件51固设在纵桥向钢杆件52上方或者横桥向钢杆件51穿设在纵桥向钢杆件52上；横桥向钢杆件51穿设在纵桥向钢杆件52上时，横桥向钢杆件51与纵桥向钢杆件52之间通过焊接等方式固定连接在一起。在一具体实施例中，纤维混凝土层2在使用过程中易磨损，为此，纤维混凝土层2的上方覆设有磨耗层8，使用磨耗层8替代纤维混凝土层2进行磨损，延长带格栅式接头的装配式组合桥面结构的使用年限。

在一具体实施例中，为增强钢桥面板13与纤维混凝土层2之间的粘附性，钢桥面板层1和纤维混凝土层2的结合面处设置有抗剪结构，该抗剪结构可以采用常用的剪力钉12。

在一具体实施例中，预制纤维混凝土件4和现浇纤维混凝土件3主要由活性粉末混凝土、超高性能纤维增强混凝土以及注浆纤维混凝土等超高性能混凝土的一种或数种浇筑而成。其中，超高性能混凝土具体是指弯曲抗拉强度25MPa以上、抗压强度130MPa以上的超高性能混凝土。

本实用新型的技术方案中可采用前述活性粉末混凝土、超高性能纤维增强混凝土或注浆纤维混凝土等材料，这些优选的特殊混凝土不仅能够保证密实性，有利于提高钢桥面板13的耐久性，并且较薄的桥面结构层就能满足抗拉强度的设计要求，在整体上不会明显增加组合桥面结构恒载的重量。

上述带格栅式接头的装配式组合桥面结构，具有建筑高度小、刚度大、各组合层间粘结性能好、耐久性好、抗疲劳性能好、车辆冲击作用小等优点。整个装配式钢-纤维混凝土组合桥面结构由纤维混凝土层2和钢桥面板层1共同受力。由于现有装配式钢-纤维混凝土组合桥面结构接缝处的混凝土抗拉强度很低，在温度变化及车辆反复冲击作用下，接缝处更容易产生横向裂缝，而本实用新型格栅加强构件5大大提高了桥面结构接缝处的局部强度和刚度，大幅度降低了接缝处应力水平；且由于格栅加强构件5对纤维混凝土的“嵌固”作用和“套箍”作用，大大增强了接缝处纤维混凝土与钢桥面板13之间抗层间滑移能力，并对纤维混凝土有“加筋”的作用，提高了接缝的抗拉强度，可有效克服可能出现的横向裂缝问题。

纤维混凝土层2的施工可以采用现浇和预制相结合的装配式施工方式，由于现浇和预制部分相结合的结合面处通过人为方式断开了纤维混凝土的连续性，其结合面处抗拉强度变得很弱，为了将这两部分有效连接起来，并防止对接区域应力过大而开裂，本实用新型采用了的施工方法中在对接区域增设有格栅加强构件5，由于钢弹性模量远远大于纤维混凝土弹性模量，从而提高了薄弱结合面处的抗拉强度和刚度，降低了接缝处的应力水平；且由于格栅对纤维混凝土的嵌固作用和套箍作用，大大增强了接缝处纤维混凝土整体抗拉能力，并增强了接缝处纤维混凝土与钢桥面板13之间抗层间滑移能力，对纤维混凝土有“加筋”的作用，提高了接缝的抗拉强度。另外通过将现浇和预制部分配置的纵向增强钢筋与格栅加强构件5中的纵桥向钢杆件52进行对接，也提高了对接区域纤维混凝土层2的抗拉强度。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

1.本实用新型的装配式钢-纤维混凝土组合桥面结构是一种可有效应用装配式施工方式进行施工的组合桥面结构，本实用新型的组合桥面结构充分利用装配式桥梁施工方式的优点，不仅能够有效地缩短施工工期、降低生产成本、提高工程质量，而且可以减少施工环境可能带来的不利影响，构件的安装简单、施工方便。

2.本实用新型的装配式钢-纤维混凝土组合桥面结构主要由纤维混凝土层2和钢桥面板层1共同受力，可以采用装配式施工方法，本实用新型的组合桥面结构中特别采用了格栅加强构件5，该格栅加强构件5中特别包含有纵横桥向钢杆件51，这种特殊的结构设计减小了接头位置钢桥面板13及其纵横肋在车辆轮载下的应力，大大增强了接缝处纤维混凝土与钢桥面板13之间抗层间滑移能力，并对纤维混凝土有“加筋”和“套箍”的作用，大幅度减小了纤维混凝土接缝11开裂的风险。

总的来说，本实用新型通过在装配式钢-纤维混凝土组合桥面结构（尤其是正交异性钢桥面板13组合结构）中设置格栅加强构件5，使装配式施工工艺的优势得以充分、有效地发挥出来，这不仅便利了施工操作，提供了施工效率，而且更有利于保证组合桥面结构的施工质量。从实际应用效果来看，本实用新型的组合桥面结构不改变桥面结构的总体厚度，大大增强了接缝处纤维混凝土与钢桥面板13之间抗层间滑移能力，并对纤维混凝土有“加筋”和“套箍”的作用，能有效提高组合桥面结构的局部强度和刚度，降低接缝处应力水平，有效防止接缝处裂缝的产生。具有重大的实用价值和良好的经济效益，尤其是在大型、特大型钢桥的施工建造上具有广阔的应用前景。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种带格栅式接头的装配式组合桥面结构，所述组合桥面结构包括至少两块钢板-纤维混凝土组合式构件装配而成；所述钢板-纤维混凝土组合式构件包括位于下部的钢桥面板和浇筑于钢桥面板上的预制纤维混凝土件；其特征在于：相邻两块所述钢板-纤维混凝土组合式构件的对接区域设有格栅式接头；所述格栅式接头包括现浇纤维混凝土件和固结于钢桥面板上的格栅加强构件；所述格栅加强构件由位于所述对接区域两侧的预制纤维混凝土件和位于所述对接区域中的现浇纤维混凝土件完全包覆，所述预制纤维混凝土件和现浇纤维混凝土件通过所述格栅加强构件连接构成整体的纤维混凝土层；相邻的两块所述钢桥面板连接固定形成整体的钢桥面板层；每块钢桥面板的两端至少一端固接有一个格栅加强构件，所述格栅加强构件沿桥梁纵向的一侧以嵌固方式与钢板-纤维混凝土组合式构件中的预制纤维混凝土件连接，所述格栅加强构件沿桥梁纵向的另一侧以嵌固方式与所述现浇纤维混凝土件连接。

2.如权利要求1所述的带格栅式接头的装配式组合桥面结构，其特征在于：所述预制纤维混凝土件与所述现浇纤维混凝土件的纤维混凝土接缝设置在所述格栅加强构件的上方。

3.如权利要求1所述的带格栅式接头的装配式组合桥面结构，其特征在于：所述钢板-纤维混凝土组合式构件中配置有沿桥梁纵向延伸且贯穿所述钢桥面板的第一纵向增强钢筋以及连接在格栅加强构件之间的第二纵向增强钢筋，相邻两块所述钢板-纤维混凝土组合式构件的对接区域设有连接钢筋；所述第一纵向增强钢筋之间通过连接钢筋对接连接。

4.如权利要求1所述的带格栅式接头的装配式组合桥面结构，其特征在于：所述格栅式结构包括相互交叉连接的纵桥向钢杆件和横桥向钢杆件；所述横桥向钢杆件固设在所述纵桥向钢杆件上方或者所述横桥向钢杆件穿设在所述纵桥向钢杆件上且所述横桥向钢杆件与纵桥向钢杆件固定连接。

5.如权利要求1所述的带格栅式接头的装配式组合桥面结构，其特征在于：所述纤维混凝土层的上方覆设有磨耗层。

6.如权利要求1所述的带格栅式接头的装配式组合桥面结构，其特征在于：所述钢桥面板层和所述纤维混凝土层的结合面处设置有抗剪结构。

7.如权利要求1所述的带格栅式接头的装配式组合桥面结构，其特征在于，所述的钢桥面板和格栅加强构件的表面涂装有防腐剂。