钢-超高性能混凝土无连接件组合桥面结构及其施工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种应用于大跨桥梁桥面系的组合桥面结构，属于桥梁工程领域。
【背景技术】
[0002]二战后，德国为恢复被战争毁坏的桥梁，大量使用正交异性钢桥面板。随后，由于结构分析方法的改进、焊接技术的提高及高强钢材的应用，钢桥面板的设计和制造变得成熟，正交异性钢桥面在许多国家得到广泛应用。我国正交异形钢桥面板的应用始于20世纪80年代，到90年代开始大规模的使用，并得到迅速发展。
[0003]但是，正交异性钢桥面板结构复杂，存在两大技术难题:钢结构易出现疲劳裂纹，同时钢桥面铺装极易损坏。针对这两大技术难题，国内一些学者提出了解决该问题的新思路，即使用钢-超高性能组合桥面结构。将超高性能混凝土应用在钢桥面上，以减小混凝土层的厚度，降低桥面系重量，并显著提高桥面系的耐久性。但是，这类组合桥面结构通常采用传统焊钉连接件抵抗钢板-混凝土界面剪力，连接件焊接工作量很大，桥面结构施工繁琐，钢筋绑扎困难，未来长期维护和修复难度较大。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种钢板-超高性能混凝土无连接件组合桥面结构，用于正交异性钢桥面上的无连接件组合桥面方案。该结构通过在桥面板上表面设置凸起花纹，来达到剪力连接和传递剪力的目的，解决传统钢-超高性能组合桥面结构存在的剪力连接件焊接工作量大、施工工艺繁琐、修复难度大等技术难题。
[0005]超高性能混凝土由活性粉末混凝土和钢纤维组成，是一种具有超高强度、超高韧性和高耐久性的水泥基复合材料。
[0006]本发明的一种钢-超高性能混凝土无连接件组合桥面结构，其特征在于，该桥面结构包括钢桥面板，上方铺设超高性能混凝土层，超高性能混凝土层上方铺设桥面铺装层；所述钢桥面板上表面带有凸起花纹，所述钢桥面板下部设有纵向加劲肋与横向加劲肋。
[0007]所述超高性能混凝土层由超高性能混凝土浇筑而成，其中设有钢筋。
[0008]所述的超高性能混凝土层与桥面铺装层的结合面为自然粗糙面。
[0009]本发明的钢-超高性能混凝土无连接件组合桥面结构的施工方法，其特征在于，该方法包括以下步骤:
[0010](I)工厂预制花纹钢桥面板；
[0011](2)按传统正交异性钢桥面焊接工艺焊接组合桥面结构的钢结构部分钢桥面板、纵向加劲肋和横向加劲肋；
[0012](3)在钢桥面板上浇筑超高性能混凝土 ；
[0013](4)将沥青混凝土材料铺设于养护好的超高性能混凝土层之上即完成施工。
[0014]上述方法中可以先绑扎超高性能混凝土层中的钢筋，再浇筑超高性能混凝土。
[0015]本发明相对于现有技术具有以下有益效果:
[0016](I)由于钢桥面板凸起花纹已提供所需要的剪力连接，其上部不需要再设置焊钉剪力连接件。(2)相对于现有的钢-超高性能混凝土组合桥面结构来说，本发明能避免大量的剪力连接件焊接。由于桥面结构上部没有了剪力连接件，桥面绑扎钢筋的施工难度也大大降低。(3)采用无连接件方案同时能够简化桥面上部超高性能混凝土层的拆除工序，从而降低了组合桥面的修复难度。(4)相比传统的正交异性钢桥面结构，本发明提出的无连接件组合桥面方案能很好地解决其钢结构疲劳断裂、铺装层极易损坏两大技术难题，并且简化了施工。
【附图说明】
[0017]图1为钢-超高性能混凝土无连接件组合桥面结构立体示意图。
[0018]图2为钢-超高性能混凝土无连接件组合桥面结构断面示意图。
[0019]图3为一种钢桥面板凸起花纹示意图。
[0020]图中:1 一钢桥面板；2—超尚性能混凝土层；3—桥面铺装层；4一纵向加劲肋；5—横向加劲肋；6—钢桥面板凸起花纹；7—钢筋。
【具体实施方式】
[0021]以下结合附图，对本发明的【具体实施方式】作进一步描述。本发明的钢-超高性能混凝土无连接件组合桥面结构，包括钢桥面板1、超高性能混凝土层2、桥面铺装层3、纵向加劲肋4、横向加劲肋5构成。在钢桥面板上方铺设超高性能混凝土层2，超高性能混凝土层2上方铺设桥面铺装层3 ;在钢桥面板上表面带有凸起花纹6，钢桥面板下部设有纵向加劲肋4与横向加劲肋5。如图1、2所示。
[0022]超高性能混凝土层2由超高性能混凝土浇筑而成，其中还可设有钢筋，有利于混凝土层的受拉抗裂性能。
[0023]超高性能混凝土层2与桥面铺装层3的结合面为自然粗糙面(图中未示出)，有利于桥面铺装层的耐久性。
[0024]钢桥面板上表面的凸起花纹6，如图3所示，提供了超高性能混凝土层2与钢桥面板I之间所需要的抗剪能力，保证两者共同工作。
[0025]本发明的施工工序为:
[0026](I)工厂预制花纹钢桥面板；
[0027](2)按传统正交异性钢桥面焊接工艺焊接组合桥面结构的钢结构部分，包括钢桥面板、纵向加劲肋和横向加劲肋；
[0028](3)在钢桥面板上浇筑超高性能混凝土 ；
[0029](4)将沥青混凝土材料铺设于养护好的超高性能混凝土层之上即完成施工。
[0030]本发明的施工工序，还可以先绑扎超高性能混凝土层中的钢筋，再浇筑超高性能混凝土。
[0031]本发明的超高性能混凝土层2顶面为自然粗糙面，浇筑后自然形成，不需要其他加工工序。
【主权项】
1.一种钢-超高性能混凝土无连接件组合桥面结构，其特征在于，该桥面结构包括钢桥面板，上方铺设超高性能混凝土层，超高性能混凝土层上方铺设桥面铺装层；所述钢桥面板上表面带有凸起花纹，所述钢桥面板下部设有纵向加劲肋与横向加劲肋。
2.根据权利要求1所述的钢-超高性能混凝土无连接件组合桥面结构，其特征在于:所述超高性能混凝土层由超高性能混凝土浇筑而成，其中设有钢筋。
3.根据权利要求1或2所述的钢-超高性能混凝土无连接件组合桥面结构，其特征在于:所述的超高性能混凝土层与桥面铺装层的结合面为自然粗糙面。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的钢-超高性能混凝土无连接件组合桥面结构的施工方法，其特征在于，该方法包括以下步骤: (1)工厂预制花纹钢桥面板； (2)按传统正交异性钢桥面焊接工艺焊接组合桥面结构的钢结构部分钢桥面板、纵向加劲肋和横向加劲肋； (3)在钢桥面板上浇筑超高性能混凝土； (4)将沥青混凝土材料铺设于养护好的超高性能混凝土层之上即完成施工。
5.根据权利要求4所述的施工方法，其特征在于，先绑扎超高性能混凝土层中的钢筋，再饶筑超高性能混凝土。
【专利摘要】本发明涉及一种钢-超高性能混凝土无连接件组合桥面结构及其施工方法，属于桥梁工程技术领域。该桥面结构包括钢桥面板，上方铺设超高性能混凝土层，超高性能混凝土层上方铺设桥面铺装层；所述钢桥面板上表面带有凸起花纹，所述钢桥面板下部设有纵向加劲肋与横向加劲肋。本发明相比现有采用焊钉连接件的钢-超高性能混凝土组合桥面结构，能避免大量剪力连接件焊接，降低桥面施工与修复难度。相比传统正交异性钢桥面结构，本发明提出的无连接件组合桥面方案能有效解决钢结构疲劳断裂、铺装层极易损坏两大技术难题。本发明的无连接件组合桥面结构取材方便、构造简单、施工快速、受力合理，具有良好的技术经济效益。
【IPC分类】E01D101-30, E01D21-00, E01D101-26, E01D19-12
【公开号】CN104631319
【申请号】CN201510083582
【发明人】聂建国, 陶慕轩, 潘文豪
【申请人】清华大学
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年2月16日