无横向表面受拉接缝桥面单元的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种桥面单元，尤其涉及一种可应用于钢一超高性能混凝土组合结构的桥面单元。
【背景技术】
[0002]混凝土桥面板开裂问题是钢-混凝土组合梁斜拉桥的主要病害之一。虽然引起混凝土桥面板开裂病因众多，但其本质原因在于钢-混凝土组合主梁结构及其材料本身，即混凝土材料具有抗裂拉应变小、抗拉强度低以及收缩徐变效应明显的力学特性，同时组合梁桥面板和下部钢梁采用刚性连接约束，自由变形能力差，致使混凝土桥面板在外部荷载及效应作用下极易开裂。现有技术中一般都是通过提高施工质量和优化结构设计来改善，但受到普通混凝土自身材料性质和接缝构造的限制，开裂问题未得到根本性解决。
[0003]此外，普通混凝土桥面板由于板厚较大，增大了主梁自重，难以适用于特大跨径的桥梁结构。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是，克服以上【背景技术】中提到的不足和缺陷，用超高性能混凝土取代普通混凝土，而此时又面临接缝问题，由于湿接缝处纤维不连续，接缝处强度过低，而横向接缝往往受力较大，由此导致接缝早期开裂，影响桥面板的耐久性；基于此，本实用新型提供一种自重较轻、耐久性好、受力性能好且全寿命造价较低的可应用于钢-超高性能混凝土组合结构的无横向表面受拉接缝桥面单元。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为一种可应用于钢-超高性能混凝土组合结构的无横向表面受拉接缝桥面单元，所述桥面单元主要由钢材料的横隔板和超高性能混凝土材料的桥面板整体预制而成；所述横隔板包括相互固接的上翼缘和上部腹板，所述横隔板的上翼缘预埋在桥面板内，且其上翼缘上方无横向表面受拉接缝(而现有桥梁的横隔板上方都必须设置横向表面受拉接缝)；所述桥面板采用下部带有纵肋和横肋的网格状薄型板件，所述桥面板沿桥梁纵向和/或横向的两侧设为连接部，该连接部向外延伸出与另一相邻接的桥面单元进行接缝式连接的连接钢筋。
[0006]上述的桥面单元中，优选的，所述横隔板的上部腹板上沿桥梁横向间隔设置有多道相互平行的上部竖向加劲肋。
[0007]上述的桥面单元中，优选的，所述横隔板的上翼缘宽度D为0.30m?1.0Om ;所述横隔板的上部腹板的高度H为0.20m?0.80m ;所述上部竖向加劲肋的高度L为0.15m?
0.70mo
[0008]上述的桥面单元中，优选的，所述桥面单元上沿桥梁纵向间隔预埋有多道相互平行布置的横隔板，且相邻两横隔板的间距为2.0Om?5.00m。
[0009]上述的桥面单元中，优选的，所述纵肋和/或横肋的横截面设置为倒梯形，即纵肋和/或横肋的顶面宽度大于底面宽度，且宽度由顶面到底面采用渐进式变小的形式。更优选的，纵肋和横肋的顶面宽度均为0.12m?0.30m，所述纵肋和横肋的底面宽度均为
0.1Om?0.28m。预制混凝土异形构件的脱模一直是本领域人员面临的一个技术障碍，虽然可以通过脱模剂等传统手段进行脱模，但不仅成本高、效率低，而且脱模效果始终不够理想。在本实用新型上述的技术方案中，下部带有纵肋和横肋的网格状薄型板件给整个预制混凝土桥面板的脱模带来了障碍，优选的方案中通过巧妙地设计纵肋和横肋的形状及结构，不仅可以节省材料，更重要的是能够方便脱模，提高工艺效率。
[0010]上述的桥面单元中，优选的，相邻两纵肋的间距、相邻两横肋的间距均为0.40m?
1.50m。上述纵肋和横肋优选的尺寸设计方案可以充分发挥超高性能混凝土强度高、无粗骨料易密实的技术优势，减轻桥面板自重。
[0011]上述的桥面单元中，优选的，所述桥面板的板件总厚度(包括纵肋、横肋在内)为0.15m?0.35m，其中，固接于纵肋和横肋上方的面板本体的厚度为0.05m?0.15m。按此优选的厚度设计方案，既能满足强度和刚度的要求，同时桥面板自重仅为普通混凝土桥面板自重的70%。
[0012]上述的桥面单元中，优选的，所述横隔板的上翼缘上方固接有埋入桥面板内的多个剪力钉，且多个剪力钉沿桥梁横向均匀分布在上翼缘上。
[0013]由上述的桥面单元可以构成无横向表面受拉接缝桥梁结构，所述桥梁结构是由至少两个的所述桥面单元及其下方横隔板的下部腹板、桥梁纵向钢梁连接构成，且至少有两个桥面单元是沿所述横隔板的延伸方向进行拼接，拼接处设置有桥梁纵向钢梁，桥梁纵向钢梁包括钢梁腹板和钢梁上翼缘，钢梁上翼缘的上方设置现浇接缝；相邻两个桥面单元的连接部向外延伸出的连接钢筋在现浇接缝处绑扎。
[0014]上述的桥梁结构中，优选的，所述上部腹板和下部腹板共同组成所述横隔板的腹板，上部腹板、上部竖向加劲肋通过上翼缘共同预埋于桥面板中，所述上部竖向加劲肋下方连接有一下部竖向加劲肋。
[0015]上述的桥梁结构中，优选的，所述相邻两个桥面单元的连接部均设置有一纵肋，所述连接部对接处的两纵肋与所述钢梁上翼缘围成一纵向凹槽，所述现浇接缝设置于该纵向凹槽中；所述钢梁上翼缘的上方固接有埋入现浇接缝内的多个剪力钉。
[0016]上述的桥梁结构中，优选的，所述现浇接缝中配置有纵向钢筋和横向钢筋，所述纵向钢筋包括上层纵向钢筋和下层纵向钢筋，所述连接钢筋和横向钢筋分布在上层纵向钢筋和下层纵向钢筋之间。
[0017]上述的桥梁结构在大跨径梁桥、斜拉桥或悬索桥中应用时的施工方法，包括以下步骤:
[0018](a)焊接桥梁的桥梁纵向钢梁节段；
[0019](b)在桥梁纵向钢梁上方拟与桥面板层的结合界面处焊接焊钉；
[0020](c)搭设预制桥面板施工模板，完成模板内的钢筋铺设及相关预埋件(预埋部分横隔板)埋置；
[0021](d)在桥面板施工模板内预埋钢材料的横隔板，浇筑预制超高性能混凝土材料的桥面板(预埋部分横隔板)，蒸汽室养护，形成所述桥面单元；
[0022](e)吊装预制后的桥面单元，并安装至上述的钢梁节段上；并进行横隔板焊接；优选的实施方案中，横隔板腹板和竖向加劲肋均被分成了两部分，上部腹板和上部竖向加劲肋与横隔板上翼缘共同预埋在桥面板内，桥面板吊装到钢梁上时再分别与横隔板的下部腹板和下部竖向加劲肋焊接连接。
[0023](f)在相邻两桥面单元的拼接处浇筑湿接缝混凝土形成横向及纵向的现浇接缝，高温蒸养，完成桥梁结构的安装施工。
[0024]上述本实用新型的无横向表面受拉接缝桥梁结构的施工过程中，均可采用现有预制混凝土梁的施工设备和施工工艺，无需增加新的设备投入，也无需对施工人员进行新的技能培训，施工方法简便、快捷、迅速，对于保证工期、提高施工效率具有重要意义。
[0025]与现有技术相比，本实用新型的优点在于:
[0026]第一，本实用新型提供的可应用于钢-超高性能混凝土组合结构的无横向表面受拉接缝桥面单元采用了新型材料超高性能混凝土，可以实现组合桥梁结构的轻型化，不但可提高桥梁的跨越能力，而且使桥梁结构的预制、拼装、运输更加容易；
[0027]第二，本实用新型的无横向表面受拉接缝桥面单元相比于普通混凝土桥面板，可降低主梁自重约30%，从而大幅减少斜拉索及下部基础数量，特别对于软土地基情形，大幅降低下部基础费用，能够获得良好的经济效益；
[0028]第三，本实用新型提供的无横向表面受拉接缝桥面单元其抗拉强度及抗裂拉应变均远大于普通混凝土桥面板，可以有效解决混凝土桥面板易开裂的难题；
[0029]第四，本实用新型采用的无横向表面受拉接缝桥面单元采用了横隔板部分预埋在桥面板内的结构形式和施工方式，没有表面受拉的横向接缝，解决了接缝处因纤维不连续导致抗拉强度过低的难题，不仅便于施工，而且提高了桥面板的强度和耐久性，方便桥梁的后期维护；
[0030]第五，本实用新型采用的无横向表面受拉接缝桥面单元，由于采用了超高性能混凝土作为结构材料，且采用了合理的纵肋和橫肋形式，使得桥面单元的桥面板平均厚度降低(板件厚度仅为传统钢-普通混凝土组合结构桥面的1/3?1/2，桥面板重量与钢桥面相近)，桥面板强度和刚度较高，大量减少主梁的用钢量，降低桥面板的造价(初期造价为钢桥面的1/2，全寿命造价仅为钢桥面的1/5)。
[0031]综上，本实用新型的技术方案特别适合大跨径的梁桥、斜拉桥或悬索桥，将这类桥型成熟的施工技术和设备与本实用新型相结合，可更好地保证本实用新型桥梁结构及其施工建造的可行性及施工效率。
【附图说明】
[0032]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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。
[0033]图1为本实用新型实施例中无横向表面受拉接缝桥面单元的主视图。
[0034]图2为本实