CN208668250U - 抗裂性能好的中小跨径钢板组合梁 - Google Patents

抗裂性能好的中小跨径钢板组合梁 Download PDF

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贺耀北
李瑜
李文武
崔剑峰
张欣
薛梦归
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Abstract

本实用新型公开了一种抗裂性能好的中小跨径钢板组合梁,包括墩顶现浇横梁、分设于墩顶现浇横梁两侧的钢主梁、以及铺设于钢主梁上的预制混凝土桥面板,所述钢主梁和所述预制混凝土桥面板均与所述墩顶现浇横梁相连,所述墩顶现浇横梁包括位于下层的普通混凝土层以及位于上层的UHPC层。本实用新型具有构造简单、抗裂性能好、耐久性好、易于施工等优点。

Description

抗裂性能好的中小跨径钢板组合梁
技术领域
本实用新型涉及桥梁工程技术领域,尤其涉及一种抗裂性能好的中小跨径钢板组合梁,适用于单孔跨径介于5m~40m的中小跨径桥梁。
背景技术
中小跨径桥梁是指单孔跨径介于5m~40m的桥梁,因其设计和施工技术成熟、构造简单、造价低,无论在高速公路、大型桥梁的引桥,还是在城市高架桥、立交体系的建设中,都占有极大的比例。
传统的中小跨径桥梁一般是混凝土梁桥,虽然设计和施工技术成熟、造价低,但也存在施工周期长、自重大等缺点;钢梁桥可以大大缩短工期、降低自重,但造价偏高,无法得到广泛的应用。钢板组合梁结构中主梁采用钢材,桥面板采用混凝土,使钢材受拉和混凝土受压,充分发挥了两种材料的特性,结合了两种桥梁的优点,综合效益显著。因此,近年来钢板组合梁在中小跨径桥梁中得到了极大的发展,特别是在25m~40m中小跨径桥梁中绝大部分采用钢板组合梁桥,实际根据桥面横向宽度的不同,钢主梁形式有双主梁、三主梁、四主梁及以上。
多跨连续组合梁结构,在荷载作用下墩顶不可避免存在负弯矩,使该区域混凝土桥面板处于受拉状态,容易开裂,影响桥梁的工作性能和使用寿命。现有的工程实践中,对于钢板组合梁墩顶桥面板,常用的抗裂措施主要有墩顶区域桥面板滞后结合、跨中压重、支点位移法以及布置预应力钢束等。但常用抗裂措施有如下缺点:1、桥面板滞后结合只能适当减少恒载产生的拉应力,仍无法避免汽车荷载等活载产生的拉应力;2、跨中压重需大吨位预压配重;3、支点位移法时需加固顶升处钢梁,还需大吨位顶升装置,而且存在较大施工风险;4、布置预应力钢束需增加预应力锚固及转向构造,并要增加张拉预应力工序,且后期预应力损失较大难以保证效果,还会影响桥面板的更换。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足,提供一种构造简单、抗裂性能好、耐久性好、易于施工的中小跨径钢板组合梁。
为解决上述技术问题,本实用新型采用以下技术方案:
一种抗裂性能好的中小跨径钢板组合梁,包括墩顶现浇横梁、分设于墩顶现浇横梁两侧的钢主梁、以及铺设于钢主梁上的预制混凝土桥面板,所述钢主梁和所述预制混凝土桥面板均与所述墩顶现浇横梁相连,所述墩顶现浇横梁包括位于下层的普通混凝土层以及位于上层的UHPC层。
作为上述技术方案的进一步改进:所述预制混凝土桥面板上部边缘处下凹,所述UHPC层延伸至所述预制混凝土桥面板的下凹处。UHPC材料湿接缝的力学性能是影响其应用的关键因素,由此本实用新型进一步将湿接缝采用T型接缝,比传统的矩形缝具有更高的力学性能、抗裂性能,结构也具有更好的整体性,由水平抗剪提供纵向抗拉能力,湿接缝可以达到比母材更高的性能,有效解决了该问题。
作为上述技术方案的进一步改进:所述钢主梁为工字型截面,钢主梁包括钢主梁顶板、钢主梁腹板以及钢主梁底板,所述预制混凝土桥面板内铺设纵向钢筋,所述纵向钢筋、所述钢主梁腹板和所述钢主梁底板均延伸至所述墩顶现浇横梁内,所述钢主梁腹板上焊接有端承板,所述端承板以及钢主梁底板伸至所述墩顶现浇横梁内的部分均设有剪力钉,所述剪力钉延伸至所述墩顶现浇横梁内,所述墩顶现浇横梁内设有用于连接两侧的纵向钢筋的连接钢筋、位于两侧的钢主梁之间的第一横向钢筋、位于两侧的预制混凝土桥面板之间的第二横向钢筋、贯穿两侧延伸至墩顶现浇横梁内的钢主梁腹板的第三横向钢筋、以及用于连接第一横向钢筋、第二横向钢筋和第三横向钢筋的箍筋。钢主梁采用标准的工字型截面,不设置加劲肋体系,结构简单,加工制作难度小;墩顶现浇横梁与两侧的钢主梁、预制混凝土桥面板能够可靠地联系成为整体,结构冗余度和强健性良好。
作为上述技术方案的进一步改进:所述墩顶现浇横梁内还设有用于连接两侧的钢主梁腹板的端封板,所述端封板与两侧的钢主梁腹板焊接。墩顶现浇横梁两侧钢主梁伸出的钢主梁腹板通过端封板的对接方式可消除腹板纵向对接误差,构造简单、施工方便。
本实用新型公开的抗裂性能好的中小跨径钢板组合梁,墩顶现浇横梁下层采用普通混凝土浇筑,上层采用UHPC浇筑,其中UHPC(Ultra-High performance Concrete)是一种掺入一定含量钢纤维的超高性能混凝土,抗拉抗压强度高,尤其是抗拉强度达到普通混凝土的十倍之多,将其用于负弯矩区桥面板材料,能够明显改善墩顶桥面板的抗裂性能,且具有更好的耐久性,使得抗裂性能不会随着时间而退化,也可降低桥面板的厚度;施工方法与常规的墩顶现浇横梁基本相同,仅需在浇筑的普通混凝土层达到设计强度后凿毛,然后再浇筑UHPC层即可,无需额外增加施工步骤,工艺非常简单。
附图说明
图1是本实用新型抗裂性能好的中小跨径钢板组合梁的结构示意图。
图2是本实用新型中的墩顶现浇横梁的结构示意图。
图3是本实用新型中的墩顶现浇横梁的钢筋布置示意图。
图中各标号表示:1、墩顶现浇横梁;11、普通混凝土层;12、UHPC层;13、连接钢筋;14、第一横向钢筋;15、第二横向钢筋;16、第三横向钢筋;17、箍筋;18、端封板;2、预制混凝土桥面板;21、纵向钢筋;3、钢主梁;31、钢主梁顶板;32、钢主梁腹板;33、钢主梁底板;35、端承板;4、剪力钉;5、纵向湿接缝。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。
图1至图3示出了本实用新型抗裂性能好的中小跨径钢板组合梁的一种实施例,本实施例的抗裂性能好的中小跨径钢板组合梁,包括墩顶现浇横梁1、分设于墩顶现浇横梁1两侧的钢主梁3、以及铺设于钢主梁3上的预制混凝土桥面板2,钢主梁3和预制混凝土桥面板2均与墩顶现浇横梁1相连,墩顶现浇横梁1包括位于下层的普通混凝土层11以及位于上层的UHPC层12。其中UHPC(Ultra-High performance Concrete)是一种掺入一定含量钢纤维的超高性能混凝土,抗拉抗压强度高,尤其是抗拉强度达到普通混凝土的十倍之多,将其用于负弯矩区桥面板材料,能够明显改善墩顶桥面板的抗裂性能,且具有更好的耐久性,使得抗裂性能不会随着时间而退化,也可降低桥面板的厚度;施工方法与常规的墩顶现浇横梁基本相同,仅需在浇筑的普通混凝土层11达到设计强度后凿毛,然后再浇筑UHPC层12即可,无需额外增加施工步骤,工艺非常简单。预制混凝土桥面板2采用常规的普通混凝土浇筑即可。
进一步地,本实施例中,预制混凝土桥面板2上部边缘处下凹,UHPC层12延伸至预制混凝土桥面板2的下凹处,也即墩顶现浇横梁1采用T字型接缝,相比常规的矩形接缝,具有更高的力学性能,结构也具有更好的整体性。
进一步地,本实施例中,钢主梁3为工字型截面,钢主梁3包括钢主梁顶板31、钢主梁腹板32以及钢主梁底板33,钢主梁3采用标准的工字型截面,不设置加劲肋体系,结构简单,加工制作难度小;预制混凝土桥面板2内铺设纵向钢筋21,当然预制混凝土桥面板2也铺设有横向钢筋,图中未示出;纵向钢筋21、钢主梁腹板32和钢主梁底板33均延伸至墩顶现浇横梁1内,钢主梁腹板32上焊接有端承板35,端承板35以及钢主梁底板33伸至墩顶现浇横梁1内的部分均焊接剪力钉4,剪力钉4延伸至墩顶现浇横梁1内,墩顶现浇横梁1内设有用于连接两侧的纵向钢筋21的连接钢筋13、位于两侧的钢主梁3之间的第一横向钢筋14、位于两侧的预制混凝土桥面板2之间的第二横向钢筋15、贯穿两侧延伸至墩顶现浇横梁1内的钢主梁腹板32的第三横向钢筋16、以及用于连接第一横向钢筋14、第二横向钢筋15和第三横向钢筋16的箍筋17,墩顶现浇横梁1与两侧的钢主梁3、预制混凝土桥面板2能够可靠地联系成为整体,结构冗余度和强健性良好。其中,端承板35沿垂直纸面方向布置,也即与钢主梁顶板31、钢主梁腹板32以及钢主梁底板33均垂直。
本实施例中,墩顶现浇横梁1内还设有用于连接两侧的钢主梁腹板32的端封板18,端封板18与两侧的钢主梁腹板32焊接。墩顶现浇横梁2两侧钢主梁3伸出的钢主梁腹板32通过端封板18的对接方式可消除腹板纵向对接误差,构造简单、施工方便。其中,端封板18与端承板35平行。
本实用新型抗裂性能好的中小跨径钢板组合梁具体的施工工艺如下:
1)连续墩墩顶两侧钢主梁3架设到位后,连接两侧钢主梁3;
2)铺设各横向钢筋、连接钢筋13焊接连接两侧纵向钢筋21和绑扎箍筋19;
3)浇筑墩顶普通混凝土层11,养护达到设计强度后凿毛;
4)浇筑墩顶UHPC层12,养护达到设计强度。
虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员,在不脱离本实用新型技术方案范围的情况下,都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰,或修改为等同变化的等效实施例。因此,凡是未脱离本实用新型技术方案的内容,依据本实用新型技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰,均应落在本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims (4)

1.一种抗裂性能好的中小跨径钢板组合梁,包括墩顶现浇横梁(1)、分设于墩顶现浇横梁(1)两侧的钢主梁(3)、以及铺设于钢主梁(3)上的预制混凝土桥面板(2),所述钢主梁(3)和所述预制混凝土桥面板(2)均与所述墩顶现浇横梁(1)相连,其特征在于:所述墩顶现浇横梁(1)包括位于下层的普通混凝土层(11)以及位于上层的UHPC层(12)。
2.根据权利要求1所述的抗裂性能好的中小跨径钢板组合梁,其特征在于:所述预制混凝土桥面板(2)上部边缘处下凹,所述UHPC层(12)延伸至所述预制混凝土桥面板(2)的下凹处。
3.根据权利要求1或2所述的抗裂性能好的中小跨径钢板组合梁,其特征在于:所述钢主梁(3)为工字型截面,钢主梁(3)包括钢主梁顶板(31)、钢主梁腹板(32)以及钢主梁底板(33),所述预制混凝土桥面板(2)内铺设纵向钢筋(21),所述纵向钢筋(21)、所述钢主梁腹板(32)和所述钢主梁底板(33)均延伸至所述墩顶现浇横梁(1)内,所述钢主梁腹板(32)上焊接有端承板(35),所述端承板(35)以及钢主梁底板(33)伸至所述墩顶现浇横梁(1)内的部分均设有剪力钉(4),所述剪力钉(4)延伸至所述墩顶现浇横梁(1)内,所述墩顶现浇横梁(1)内设有用于连接两侧的纵向钢筋(21)的连接钢筋(13)、位于两侧的钢主梁(3)之间的第一横向钢筋(14)、位于两侧的预制混凝土桥面板(2)之间的第二横向钢筋(15)、贯穿两侧延伸至墩顶现浇横梁(1)内的钢主梁腹板(32)的第三横向钢筋(16)、以及用于连接第一横向钢筋(14)、第二横向钢筋(15)和第三横向钢筋(16)的箍筋(17)。
4.根据权利要求3所述的抗裂性能好的中小跨径钢板组合梁,其特征在于:所述墩顶现浇横梁(1)内还设有用于连接两侧的钢主梁腹板(32)的端封板(18),所述端封板(18)与两侧的钢主梁腹板(32)焊接。
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