CN216338993U - 一种用于钢-UHPC装配式π型组合梁的纵向接缝 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于钢‑UHPC装配式π型组合梁的纵向接缝，π型组合梁包括设置在上部的UHPC桥面板和设置在下部的钢板梁，纵向接缝位于两片π型组合梁之间，纵向接缝包括：设置于UHPC桥面板端部的钢板层，设置于钢板层上的剪力钉，浇筑于两片π型组合梁之间、钢板层之上的湿接缝，铺设于钢板层之上且埋设于湿接缝内的钢筋网。增大了纵向接缝的横向抗拉性能，增强了UHPC桥面板的整体性，改善了下缘钢板层开裂的问题，从而提高了接缝的抗裂性和耐久性、减小了后期管养难度。

Description

一种用于钢-UHPC装配式π型组合梁的纵向接缝

技术领域

本实用新型涉及桥梁结构技术领域，特别涉及一种用于钢-UHPC装配式π型组合梁的纵向接缝。

背景技术

超高性能混凝土(UHPC)是具有超高强度、超高韧性、高耐久性的一类新型混凝土。UHPC在国际上系指抗压强度在150MPa以上，具有超高韧性、超长耐久性的水泥基复合材料的统称。UHPC材料组分内不包含粗骨料，颗粒粒径一般小于1mm。由于UHPC中分散的钢纤维可大大减缓材料内部微裂缝的扩展，从而使材料表现出超高的韧性和延性性能。UHPC具有致密的微观结构，几乎是不渗透性的，具有很强的抗渗透、抗碳化、抗腐蚀和抗冻融循环能力，研究表明，UHPC材料耐久性可达200年以上，可大幅度提高混凝土结构的使用寿命。UHPC的优越性已在工程界得到广泛的认可，并在桥梁等领域得到运用，并取得了非常可观的效果。

钢-UHPC装配式轻型组合梁桥，利用UHPC材料抗压强度高、抗拉性能好的特点，具有自重轻、设计自由度大、跨度适中、可不设置预应力、耐久性好、全寿命费用低、符合可持续发展的优点。钢-UHPC装配式“π”型梁单元，是一种在常规双钢板梁结构上浇筑超高性能混凝土(UHPC)板的组合结构，钢梁在钢结构制造工厂加工，运至预制场后，与混凝土板形成“π”形组合梁；然后运至桥位处，利用吊装设备安装组合梁；主梁架设就位后，依次浇筑桥面板纵向湿接缝、墩顶横梁混凝土及墩顶负弯矩区横向湿接缝。其中纵向接缝是影响桥梁横向受力分布的关键所在。

现有的常规UHPC纵向湿接缝构造大多是直接缝和平口接缝，易出现渗水、车辙、承载力较低的病害，并且在接缝位置处，新老混凝土接触界面存在钢纤维不连续的问题。若不对薄弱的UHPC接缝进行强化，接缝断面的开裂前抗拉强度较低，难以适应应用需求，UHPC层在接缝处提前开裂，结果影响到桥梁结构的受力性能和耐久性能。所以有必要对纵向湿接缝的性能进行研究，为钢-UHPC装配式组合桥梁的顺利架设和安全运营提供保障。

因此，需要寻求一种适用于钢-UHPC装配式π型梁单元的纵向湿接缝新结构以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于钢-UHPC装配式π型组合梁的纵向接缝，其能够克服以上背景技术中所提到的不足和缺陷，阻止开裂、漏水，提高接缝受力性能和整体刚度，且施工程序简单、施工效率高。为了解决上述问题，本实用新型提供的技术方案如下：

本实用新型的一种用于钢-UHPC装配式π型组合梁的纵向接缝，所述π型组合梁包括设置在上部的UHPC桥面板和设置在下部的钢板梁，所述纵向接缝位于两片所述π型组合梁之间，所述纵向接缝包括：设置于所述UHPC桥面板端部的钢板层，设置于所述钢板层上的剪力钉，浇筑于两片所述π型组合梁之间、所述钢板层之上的湿接缝，铺设于所述钢板层之上且埋设于所述湿接缝内的钢筋网。

进一步地，所述π型组合梁横桥向端部设置为锯齿形结构，现浇筑的所述湿接缝以所述钢板层为底模，以两片所述π型组合梁的横桥向端部为侧模。

进一步地，所述剪力钉是焊接于所述钢板层上，所述剪力钉的直径为16mm-20mm；

所述剪力钉沿横桥向设置6-10排，所述剪力钉之间的横桥向间距和纵桥向间距为20cm-30cm。

进一步地，所述钢筋网的横向钢筋是由所述UHPC桥面板内部钢筋横桥向伸出而构成的，相邻的两片所述UHPC桥面板在横桥向伸出与所述湿接缝相适配长度的钢筋，与另行铺设的纵桥向钢筋组合形成所述钢筋网。

进一步地，所述钢筋网包括上层钢筋网和下层钢筋网，所述钢筋网的网距为9cm-12cm，所述上层钢筋网与所述下层钢筋网的间距为2cm-5cm。

进一步地，现浇筑形成的呈锯齿形结构的所述湿接缝的锯齿形状为梯形结构，沿纵桥向每个梯形的顶边长为30cm-45cm，梯形的底边长为40cm-60cm，沿横桥向梯形的高为15cm-20cm。

本实用新型的用于钢-UHPC装配式π型组合梁的纵向接缝具体的施工方式是：

S1，在工厂预制好单元结构的装配式π型组合梁,具体步骤为：

S1.1，钢板梁节段在钢结构加工厂内由顶板、底板和腹板焊接成工字型主梁，并运至组合梁预制场；

S1.2，在组合梁预制场完成钢板梁节段的拼接；

S1.3，焊接两工字型钢板梁之间的横向联系和剪力钉；

S1.4，在组合梁预制场台座和钢板梁上搭设制作UHPC桥面板的模板；

S1.5，安装UHPC桥面板钢筋，将UHPC桥面板伸出至接缝的钢筋适当弯起，避免架设预制π型组合梁时钢筋冲撞；

S1.6，浇筑UHPC桥面板，其中横桥向一侧端部应按构造要求浇筑为锯齿形，并根据要求进行保湿养护和蒸汽养护，形成装配式π型组合梁的单元结构，浇筑UHPC桥面板前应严格检查预埋件是否齐全。

S2，采用运梁车等运输设备将装配式π型组合梁运抵至桥位，并采用吊装设备吊装就位；

S3，将预制部分伸出的弯起的钢筋恢复平直，对纵向接缝浇筑超高性能混凝土；

S4，以钢板层为底模，以两片装配式π型组合梁的横桥向端部为侧模浇筑UHPC，使得剪力钉、钢筋网均包埋于UHPC中，形成UHPC整体桥面板；

S5，对现浇纵向接缝进行养护,达到设计强度后进行附属工程及桥面铺装的施工,即完成用于钢-UHPC装配式π型组合梁的纵向接的施工。

本实用新型提供的用于钢-UHPC装配式π型组合梁的纵向接缝的有益效果是：

一、现有的直接缝和平口接缝存在新老混凝土交界处钢纤维不连续的问题，导致界面抗裂性能低下，采用锯齿形启口可以使预制UHPC桥面板和后浇湿接缝紧密结合在一起，提高了接缝的抗裂性能。

二、通过沿纵向布置的锯齿形启口，增大了接缝处的抗拉性能，从而使UHPC材料优异的性能被有效利用。

三、通过UHPC现浇湿接缝，增强了桥面系的UHPC整体性，基本消除了纵向接缝开裂的可能性,提高了其受力性能,增强了桥面系的耐久性。

四、钢-UHPC装配式π型梁单元的纵向湿接缝充分利用UHPC材料的优异性能，提高了钢-UHPC装配式π型组合梁桥的纵向湿接缝的受力性能,增强了桥面系的耐久性能。

五、增大了纵向接缝的横向抗拉性能，增强了UHPC桥面板的整体性，改善了下缘钢板层开裂的问题，从而提高了接缝的抗裂性和耐久性、减小了后期管养难度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例的用于钢-UHPC装配式π型组合梁的纵向接缝的立面结构示意图；

图2是本实用新型实施例的用于钢-UHPC装配式π型组合梁的纵向接缝施工时浇筑湿接缝之前的装配结构示意图；

图3是本实用新型实施例的用于钢-UHPC装配式π型组合梁的纵向接缝的π型组合梁单元结构示意图；

图4是本实用新型实施例的用于钢-UHPC装配式π型组合梁的纵向接缝截面示意图；

图5是本实用新型实施例的用于钢-UHPC装配式π型组合梁的纵向接缝平面结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型实施例中的技术方案，并使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的说明。

在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

请参考图1至图5，本实施例的一种用于钢-UHPC装配式π型组合梁的纵向接缝，其中，π型组合梁1为预制的单元结构，π型组合梁1包括设置在上部的UHPC桥面板2和设置在下部的钢板梁3，钢板梁3为在钢结构加工厂预先加工好，再在组合梁预制场浇筑UHPC桥面板加工好π型组合梁1。

纵向接缝4位于两片π型组合梁1之间，纵向接缝4包括：设置于UHPC桥面板2端部的钢板层21，设置于钢板层21上的剪力钉22，浇筑于两片π型组合梁1之间、钢板层21之上的湿接缝5，铺设于钢板层21之上且埋设于湿接缝5内的钢筋网6。即将两片π型组合梁1运抵桥梁的安装位并对接好以后，将UHPC桥面板2端部伸出的钢筋以及现场铺设的横向钢筋组合成钢筋网6，在钢板层21以及两片π型组合梁1的相对端面之间现浇筑UHPC形成湿接缝5，即得到两片π型组合梁1之间的纵向接缝4。

作为优选的实施方式，π型组合梁1横桥向端部设置为锯齿形结构11，现浇筑的湿接缝5以钢板层21为底模，以两片π型组合梁1的横桥向端部为侧模。

其中，剪力钉22是焊接于钢板层21上，剪力钉22的直径为16mm-20mm；剪力钉22沿横桥向设置6-10排，剪力钉22之间的横桥向间距和纵桥向间距为20cm-30cm，剪力钉22之间的横桥向间距和纵桥向间距相等。

进一步优选地，钢筋网6的横向钢筋是由UHPC桥面板2内部钢筋横桥向伸出而构成的，相邻的两片UHPC桥面板2在横桥向伸出与湿接缝5相适配长度的钢筋，与另行铺设的纵桥向钢筋组合形成钢筋网6。优选地，钢筋网6包括上层钢筋网61和下层钢筋网62，钢筋网6的网距为9cm-12cm，上层钢筋网61与下层钢筋网62的间距为2cm-5cm。

进一步优选地，现浇筑形成的呈锯齿形结构的湿接缝5的锯齿形状为梯形结构，沿纵桥向每个梯形的顶边长为30cm-45cm，梯形的底边长为40cm-60cm，沿横桥向梯形的高为15cm-20cm。

超高性能混凝土(UHPC)为含钢纤维且无粗骨料、抗压强度不低于100MPa、轴拉强度不低于8MPa的混凝土。本实施例的现浇湿接缝结构的材料选用含2.5％带端钩钢纤维的UHPC，利用该材料强度高、韧性好，耐久性能好的优点，可以提高湿接缝结构的强度、韧性以及耐久性能。

本实用新型的一个具体施工案例：

一座钢-UHPC组合梁桥，本跨线车行天桥本桥平面位于直线上，纵断面位于4％单向纵坡上，总体桥跨布置为3×30m，桥面全宽为8.0m。上部结构采用3×30m＝90m钢-UHPC组合梁结构，主梁全宽8.0m。横向由两片钢-UHPC预制π梁组成，单片预制梁采用两片工字钢梁组合，单片梁标准宽度为4.0m。钢梁在钢结构制造工厂加工，运至预制场后，与混凝土板形成π形组合梁；然后运至桥位处，利用吊装设备安装组合梁；主梁架设就位后，依次浇筑桥面板纵向湿接缝及墩顶横梁混凝土。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处。

以上结合附图对本实用新型的实施方式作出详细说明，但本实用新型不局限于所描述的实施方式。对本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型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实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于钢-UHPC装配式π型组合梁的纵向接缝，所述π型组合梁(1)包括设置在上部的UHPC桥面板(2)和设置在下部的钢板梁(3)，其特征在于，所述纵向接缝(4)位于两片所述π型组合梁(1)之间，所述纵向接缝(4)包括：

设置于所述UHPC桥面板(2)端部的钢板层(21)，

设置于所述钢板层(21)上的剪力钉(22)，

浇筑于两片所述π型组合梁(1)之间、所述钢板层(21)之上的湿接缝(5)，

铺设于所述钢板层(21)之上且埋设于所述湿接缝(5)内的钢筋网(6)。

2.根据权利要求1所述的用于钢-UHPC装配式π型组合梁的纵向接缝，其特征在于，所述π型组合梁(1)横桥向端部设置为锯齿形结构(11)，现浇筑的所述湿接缝(5)以所述钢板层(21)为底模，以两片所述π型组合梁(1)的横桥向端部为侧模。

3.根据权利要求2所述的用于钢-UHPC装配式π型组合梁的纵向接缝，其特征在于，所述剪力钉(22)是焊接于所述钢板层(21)上，所述剪力钉(22)的直径为16mm-20mm；

所述剪力钉(22)沿横桥向设置6-10排，所述剪力钉(22)之间的横桥向间距和纵桥向间距为20cm-30cm。

4.根据权利要求2所述的用于钢-UHPC装配式π型组合梁的纵向接缝，其特征在于，所述钢筋网(6)的横向钢筋是由所述UHPC桥面板(2)内部钢筋横桥向伸出而构成的，相邻的两片所述UHPC桥面板(2)在横桥向伸出与所述湿接缝(5)相适配长度的钢筋，与另行铺设的纵桥向钢筋组合形成所述钢筋网(6)。

5.根据权利要求4所述的用于钢-UHPC装配式π型组合梁的纵向接缝，其特征在于，所述钢筋网(6)包括上层钢筋网(61)和下层钢筋网(62)，所述钢筋网(6)的网距为9cm-12cm，所述上层钢筋网(61)与所述下层钢筋网(62)的间距为2cm-5cm。

6.根据权利要求2所述的用于钢-UHPC装配式π型组合梁的纵向接缝，其特征在于，现浇筑形成的呈锯齿形结构的所述湿接缝(5)的锯齿形状为梯形结构，沿纵桥向每个梯形的顶边长为30cm-45cm，梯形的底边长为40cm-60cm，沿横桥向梯形的高为15cm-20cm。

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