無(wú)橫向表面受拉接縫橋梁結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種橋梁構(gòu)件，尤其涉及一種可應(yīng)用于鋼一超高性能混凝土組合結(jié)構(gòu)的橋梁構(gòu)件。
【背景技術(shù)】
[0002]混凝土橋面板開裂問題是鋼-混凝土組合梁斜拉橋的主要病害之一。雖然引起混凝土橋面板開裂病因眾多，但其本質(zhì)原因在于鋼-混凝土組合主梁結(jié)構(gòu)及其材料本身，即混凝土材料具有抗裂拉應(yīng)變小、抗拉強(qiáng)度低以及收縮徐變效應(yīng)明顯的力學(xué)特性，同時(shí)組合梁橋面板和下部鋼梁采用剛性連接約束，自由變形能力差，致使混凝土橋面板在外部荷載及效應(yīng)作用下極易開裂?，F(xiàn)有技術(shù)中一般都是通過(guò)提高施工質(zhì)量和優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)改善，但受到普通混凝土自身材料性質(zhì)和接縫構(gòu)造的限制，開裂問題未得到根本性解決。
[0003]此外，普通混凝土橋面板由于板厚較大，增大了主梁自重，難以適用于特大跨徑的橋梁結(jié)構(gòu)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，克服以上【背景技術(shù)】中提到的不足和缺陷，用超高性能混凝土取代普通混凝土，而此時(shí)又面臨接縫問題，由于濕接縫處纖維不連續(xù)，接縫處強(qiáng)度過(guò)低，而橫向接縫往往受力較大，由此導(dǎo)致接縫早期開裂，影響橋面板的耐久性；基于此，本實(shí)用新型提供一種自重較輕、耐久性好、受力性能好且全壽命造價(jià)較低的可應(yīng)用于鋼-超高性能混凝土組合結(jié)構(gòu)的無(wú)橫向表面受拉接縫橋梁結(jié)構(gòu)。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提出的技術(shù)方案為一種由上述的橋面單元構(gòu)成的無(wú)橫向表面受拉接縫橋梁結(jié)構(gòu)，所述橋梁結(jié)構(gòu)是由至少兩個(gè)的所述橋面單元及其下方橫隔板的下部腹板、橋梁縱向鋼梁連接構(gòu)成，且至少有兩個(gè)橋面單元是沿所述橫隔板的延伸方向進(jìn)行拼接，拼接處設(shè)置有橋梁縱向鋼梁，橋梁縱向鋼梁包括鋼梁腹板和鋼梁上翼緣，鋼梁上翼緣的上方設(shè)置現(xiàn)澆接縫；相鄰兩個(gè)橋面單元的連接部向外延伸出的連接鋼筋在現(xiàn)澆接縫處綁扎。
[0006]上述的橋梁結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選的，所述橋面單元主要由鋼材料的橫隔板和超高性能混凝土材料的橋面板整體預(yù)制而成；所述橫隔板包括相互固接的上翼緣和上部腹板，所述橫隔板的上翼緣預(yù)埋在橋面板內(nèi)，且其上翼緣上方無(wú)橫向表面受拉接縫(而現(xiàn)有橋梁的橫隔板上方都必須設(shè)置橫向表面受拉接縫)；所述橋面板采用下部帶有縱肋和橫肋的網(wǎng)格狀薄型板件，所述橋面板沿橋梁縱向和/或橫向的兩側(cè)設(shè)為連接部，該連接部向外延伸出與另一相鄰接的橋面單元進(jìn)行接縫式連接的連接鋼筋。
[0007]上述的橋梁結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選的，所述橫隔板的上部腹板上沿橋梁橫向間隔設(shè)置有多道相互平行的上部豎向加勁肋。
[0008]上述的橋梁結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選的，所述橫隔板的上翼緣寬度D為0.30m?1.0Om ;所述橫隔板的上部腹板的高度H為0.20m?0.80m ;所述上部豎向加勁肋的高度L為0.15m?0.70mo
[0009]上述的橋梁結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選的，所述橋面單元上沿橋梁縱向間隔預(yù)埋有多道相互平行布置的橫隔板，且相鄰兩橫隔板的間距為2.0Om?5.00m。
[0010]上述的橋梁結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選的，所述縱肋和/或橫肋的橫截面設(shè)置為倒梯形，即縱肋和/或橫肋的頂面寬度大于底面寬度，且寬度由頂面到底面采用漸進(jìn)式變小的形式。更優(yōu)選的，縱肋和橫肋的頂面寬度均為0.12m?0.30m，所述縱肋和橫肋的底面寬度均為
0.1Om?0.28m。預(yù)制混凝土異形構(gòu)件的脫模一直是本領(lǐng)域人員面臨的一個(gè)技術(shù)障礙，雖然可以通過(guò)脫模劑等傳統(tǒng)手段進(jìn)行脫模，但不僅成本高、效率低，而且脫模效果始終不夠理想。在本實(shí)用新型上述的技術(shù)方案中，下部帶有縱肋和橫肋的網(wǎng)格狀薄型板件給整個(gè)預(yù)制混凝土橋面板的脫模帶來(lái)了障礙，優(yōu)選的方案中通過(guò)巧妙地設(shè)計(jì)縱肋和橫肋的形狀及結(jié)構(gòu)，不僅可以節(jié)省材料，更重要的是能夠方便脫模，提高工藝效率。
[0011]上述的橋梁結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選的，相鄰兩縱肋的間距、相鄰兩橫肋的間距均為0.40m?
1.50m。上述縱肋和橫肋優(yōu)選的尺寸設(shè)計(jì)方案可以充分發(fā)揮超高性能混凝土強(qiáng)度高、無(wú)粗骨料易密實(shí)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，減輕橋面板自重。
[0012]上述的橋梁結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選的，所述橋面板的板件總厚度(包括縱肋、橫肋在內(nèi))為0.15m?0.35m，其中，固接于縱肋和橫肋上方的面板本體的厚度為0.05m?0.15m。按此優(yōu)選的厚度設(shè)計(jì)方案，既能滿足強(qiáng)度和剛度的要求，同時(shí)橋面板自重僅為普通混凝土橋面板自重的70%。
[0013]上述的橋梁結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選的，所述橫隔板的上翼緣上方固接有埋入橋面板內(nèi)的多個(gè)剪力釘，且多個(gè)剪力釘沿橋梁橫向均勻分布在上翼緣上。
[0014]上述的橋梁結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選的，所述上部腹板和下部腹板共同組成所述橫隔板的腹板，上部腹板、上部豎向加勁肋通過(guò)上翼緣共同預(yù)埋于橋面板中，所述上部豎向加勁肋下方連接有一下部豎向加勁肋。
[0015]上述的橋梁結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選的，所述相鄰兩個(gè)橋面單元的連接部均設(shè)置有一縱肋，所述連接部對(duì)接處的兩縱肋與所述鋼梁上翼緣圍成一縱向凹槽，所述現(xiàn)澆接縫設(shè)置于該縱向凹槽中；所述鋼梁上翼緣的上方固接有埋入現(xiàn)澆接縫內(nèi)的多個(gè)剪力釘。
[0016]上述的橋梁結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選的，所述現(xiàn)澆接縫中配置有縱向鋼筋和橫向鋼筋，所述縱向鋼筋包括上層縱向鋼筋和下層縱向鋼筋，所述連接鋼筋和橫向鋼筋分布在上層縱向鋼筋和下層縱向鋼筋之間。
[0017]為了與上述橋梁結(jié)構(gòu)相配套，本實(shí)用新型還公開一種上述的橋梁結(jié)構(gòu)在大跨徑梁橋、斜拉橋或懸索橋中應(yīng)用時(shí)的施工方法，包括以下步驟:
[0018](a)焊接橋梁的橋梁縱向鋼梁節(jié)段；
[0019](b)在橋梁縱向鋼梁上方擬與橋面板層的結(jié)合界面處焊接焊釘；
[0020](c)搭設(shè)預(yù)制橋面板施工模板，完成模板內(nèi)的鋼筋鋪設(shè)及相關(guān)預(yù)埋件(預(yù)埋部分橫隔板)埋置；
[0021](d)在橋面板施工模板內(nèi)預(yù)埋鋼材料的橫隔板，澆筑預(yù)制超高性能混凝土材料的橋面板(預(yù)埋部分橫隔板)，蒸汽室養(yǎng)護(hù)，形成所述橋面單元；
[0022](e)吊裝預(yù)制后的橋面單元，并安裝至上述的鋼梁節(jié)段上；并進(jìn)行橫隔板焊接；優(yōu)選的實(shí)施方案中，橫隔板腹板和豎向加勁肋均被分成了兩部分，上部腹板和上部豎向加勁肋與橫隔板上翼緣共同預(yù)埋在橋面板內(nèi)，橋面板吊裝到鋼梁上時(shí)再分別與橫隔板的下部腹板和下部豎向加勁肋焊接連接。
[0023](f)在相鄰兩橋面單元的拼接處澆筑濕接縫混凝土形成橫向及縱向的現(xiàn)澆接縫，高溫蒸養(yǎng)，完成橋梁結(jié)構(gòu)的安裝施工。
[0024]上述無(wú)橫向表面受拉接縫橋梁結(jié)構(gòu)的施工過(guò)程中，均可采用現(xiàn)有預(yù)制混凝土梁的施工設(shè)備和施工工藝，無(wú)需增加新的設(shè)備投入，也無(wú)需對(duì)施工人員進(jìn)行新的技能培訓(xùn)，施工方法簡(jiǎn)便、快捷、迅速，對(duì)于保證工期、提高施工效率具有重要意義。
[0025]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0026]第一，本實(shí)用新型提供的可應(yīng)用于鋼-超高性能混凝土組合結(jié)構(gòu)的無(wú)橫向表面受拉接縫橋梁結(jié)構(gòu)采用了新型材料超高性能混凝土，可以實(shí)現(xiàn)組合橋梁結(jié)構(gòu)的輕型化，不但可提高橋梁的跨越能力，而且使橋梁結(jié)構(gòu)的預(yù)制、拼裝、運(yùn)輸更加容易；
[0027]第二，本實(shí)用新型的無(wú)橫向表面受拉接縫橋梁結(jié)構(gòu)中的橋面單元相比于普通混凝土橋面板，可降低主梁自重約30%，從而大幅減少斜拉索及下部基礎(chǔ)數(shù)量，特別對(duì)于軟土地基情形，大幅降低下部基礎(chǔ)費(fèi)用，能夠獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益；
[0028]第三，本實(shí)用新型的無(wú)橫向表面受拉接縫橋梁結(jié)構(gòu)中的橋面單元，其抗拉強(qiáng)度及抗裂拉應(yīng)變均遠(yuǎn)大于普通混凝土橋面板，可以有效解決混凝土橋面板易開裂的難題；
[0029]第四，本實(shí)用新型的無(wú)橫向表面受拉接縫橋梁結(jié)構(gòu)中的橋面單元采用了橫隔板部分預(yù)埋在橋面板內(nèi)的結(jié)構(gòu)形式和施工方式，沒有表面受拉的橫向接縫，解決了接縫處因纖維不連續(xù)導(dǎo)致抗拉強(qiáng)度過(guò)低的難題，不僅便于施工，而且提高了橋面板的強(qiáng)度和耐久性，方便橋梁的后期維護(hù)；
[0030]第五，本實(shí)用新型的無(wú)橫向表面受拉接縫橋梁結(jié)構(gòu)中，由于采用了超高性能混凝土作為結(jié)構(gòu)材料，且采用了合理的縱肋和橫肋形式，使得橋面單元的橋面板平均厚度降低(板件厚度僅為傳統(tǒng)鋼-普通混凝土組合結(jié)構(gòu)橋面的1/3?1/2，橋面板重量與鋼橋面相近)，橋面板強(qiáng)度和剛度較高，大量減少主梁的用鋼量，降低橋面板的造價(jià)(初期造價(jià)為鋼橋面的1/2，全壽命造價(jià)僅為鋼橋面的1/5)。
[0031]綜上，本實(shí)用新型的技術(shù)方案特別適合大跨徑的梁橋、斜拉橋或懸索橋，將這類橋型成熟的施工技術(shù)和設(shè)備與本實(shí)用新型相結(jié)合，可更好地保證本實(shí)用新型橋梁結(jié)構(gòu)及其施工建造的可行性及施工效率。
【附圖說(shuō)明】
[0032]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0033]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例中無(wú)橫向表面受拉接縫橋面單元的主視圖。
[0034]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中無(wú)橫向表面受拉接縫橋面單元的俯視平面圖。
[0035]圖3為圖1中A-A處的剖視圖。
[0036]圖4為圖1中B-B處的剖視圖。
[0037]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例中無(wú)橫向表面受拉接縫橋梁結(jié)構(gòu)沿橫斷面的主視圖。
[0038]圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例中無(wú)橫向表面受拉接縫橋梁結(jié)構(gòu)在橋面單元拼接處接縫的局部放大圖。
[0039]圖例說(shuō)明:
[0040]1、橫隔板；2、橋面板；3、縱肋；4、橫肋；5、面板本體；6、剪力釘；71、上層縱向鋼筋；72、下層縱向鋼筋