专利名称：带强化接头的钢-纤维混凝土组合桥面结构及其施工方法
技术领域：
本发明涉及一种桥梁结构的建筑细部及其施工，特别涉及一种组合式桥面结构及其施工方法。
背景技术：
现有的钢桥水泥混凝土桥面铺装层采用整体式现浇的施工方式，如图I所示，施工完成后，在钢桥面板层I上形成有现浇混凝土铺装层7，现浇混凝土铺装层7中预制有增强钢筋16。现有常规桥面水泥混凝土铺装大多数采用现浇施工方式，由于桥面板混凝土易收缩开裂，现有的现浇施工技术无法保证施工质量，而且大面积的现浇混凝土的养护难度非常大，混凝土强度会因养护不到位而受到很大的折减，这将大大减少桥面铺装层的使用 寿命。另外，由于现浇施工时间长，开放交通时间晚，这会进一步影响当地的交通状况和经济发展。随着材料科学的发展和进步，在桥梁建筑领域出现了超高性能纤维混凝土，虽然采用纤维混凝土施工后得到的桥面结构具有明显的优势，但由于现有的桥面铺装施工工艺囿于整体现浇施工法，通过整体现浇施工法在桥面板上浇筑纤维混凝土存在很多问题例如工程施工工期长、生产效率低下、生产成本难以控制；现场施工操作不方便，大面积的现浇混凝土板蒸汽养护难度大；钢筋和纤维混凝土均易受到环境的不利影响，对环境敏感性大，尤其是海洋环境下空气中氯离子的大量存在，对于钢筋的抗锈蚀性能和现浇混凝土的耐久性是极大的威胁，浇筑后的纤维混凝土层其各项性能难以得到保障。此外，现有技术中也开始出现装配式的钢-纤维混凝土组合桥面结构，但现有的装配式组合桥面结构存在接缝处局部应力过大、铺装层易产生裂缝、桥面结构的耐久性及抗疲劳性能难以满足使用要求等缺陷。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，为采用装配式施工方法提供一种能提高组合桥面结构局部的抗拉强度和刚度、降低装配式结构接缝应力、有效防止铺装层裂缝产生、耐久性好、抗疲劳性能好的带强化接头的钢-纤维混凝土组合桥面结构，相应的，本发明还提供一种施工效率高、施工成本小、施工进度快的带强化接头的钢-纤维混凝土组合桥面结构的施工方法。为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为一种带强化接头的钢-纤维混凝土组合桥面结构，所述组合桥面结构主要由多块钢板-纤维混凝土组合式构件装配而成，所述钢板-纤维混凝土组合式构件包括位于下部的钢桥面板和浇筑于钢桥面板上的预制纤维混凝土件；相邻两块所述钢板-纤维混凝土组合式构件的对接区域设有强化接头式构造；所述强化接头式构造包括现浇纤维混凝土件和固接于钢桥面板上的钢板加强构件，所述钢板加强构件由位于所述对接区域两侧的预制纤维混凝土件和位于所述对接区域中的现浇纤维混凝土件完全包覆，所述钢板加强构件与所述预制纤维混凝土件之间和/或所述钢板加强构件与所述现浇纤维混凝土件之间通过企口咬合方式连接成整体的纤维混凝土层，相邻的所述钢桥面板通过在钢板接缝处焊接形成整体的钢桥面板层。上述的带强化接头的钢-纤维混凝土组合桥面结构中，所述钢板加强构件可以优选为设置于对接区域中心且跨相邻两钢桥面板的单片整体式钢板加强构件，所述现浇纤维混凝土件位于所述单片整体式钢板加强构件上方。所述单片整体式钢板加强构件沿桥梁纵向的两侧通过企口咬合方式分别与相邻两个钢板-纤维混凝土组合式构件中的预制纤维混凝土件连接。上述的带强化接头的钢-纤维混凝土组合桥面结构中，所述钢板加强构件还可以是由分别固接在相邻两钢桥面板上的双片分体式钢板加强构件组成；所述现浇纤维混凝土件位于双片分体式钢板加强构件中间，且截面呈“T”字形状；每片分体式钢板加强构件沿桥梁纵向的一侧通过企口咬合方式与钢板-纤维混凝土组合式构件中的预制纤维混凝土件连接，另一侧通过企口咬合方式与所述现浇纤维混凝土件连接。上述的带强化接头的钢-纤维混凝土组合桥面结构中，所述预制纤维混凝土件与所述现浇纤维混凝土件的纤维混凝土接缝优选设置在所述钢板加强构件的上方。
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上述的带强化接头的钢-纤维混凝土组合桥面结构中，优选的，所述预制纤维混凝土件中配置有沿桥梁纵向延伸的纵向增强钢筋，所述现浇纤维混凝土件中配置有纵向增强钢筋或连接钢筋。所述预制纤维混凝土件中的纵向增强钢筋与所述现浇纤维混凝土件中的纵向增强钢筋或连接钢筋直接进行对接。上述的带强化接头的钢-纤维混凝土组合桥面结构中，优选的，所述钢板加强构件上方固接有沿桥梁纵向贯穿所述现浇纤维混凝土件、并延伸到两侧预制纤维混凝土件中的局部加强钢筋。通过局部加强钢筋的局部加密，进一步提高了薄弱结合面处的抗拉强度。上述的带强化接头的钢-纤维混凝土组合桥面结构中，所述企口优选为外宽内窄的棱台式结构。此种优选的企口连接方式可充分利用相互间的咬合力以消除纤维混凝土与钢板加强构件之间因材料“断裂”所带来的抗拉强度的削弱。上述的带强化接头的钢-纤维混凝土组合桥面结构中，所述纤维混凝土层的上方优选覆设有磨耗层。上述的带强化接头的钢-纤维混凝土组合桥面结构中，优选的，所述预制纤维混凝土件和现浇纤维混凝土件主要由活性粉末混凝土、超高性能纤维增强混凝土或注浆纤维混凝土浇筑而成。本发明的技术方案中可采用前述活性粉末混凝土、超高性能纤维增强混凝土或注浆纤维混凝土等材料，这些优选的特殊混凝土不仅能够保证密实性，有利于提高钢桥面板的耐久性，并且较薄的桥面结构层就能满足抗拉强度的设计要求，在整体上不会明显增加组合桥面结构恒载的重量。上述的带强化接头的钢-纤维混凝土组合桥面结构中，所述钢桥面板层和所述纤维混凝土层的结合面处优选设置有抗剪构件或采用抗剪式构造。上述本发明的带强化接头的钢-纤维混凝土组合桥面结构，具有建筑高度小、刚度大、各组合层间粘结性能好、耐久性好、抗疲劳性能好、车辆冲击作用小等优点。整个钢-纤维混凝土组合桥面结构由纤维混凝土层和钢桥面板层共同受力，而特有的强化接头式构造大大减小了对接区域中钢桥面板及其纵横肋在车辆轮载下的应力，相应大幅度减小了钢桥面板与纵肋及隔板间焊缝疲劳开裂的风险。由于现有装配式钢-纤维混凝土组合桥面结构接缝处的混凝土抗拉强度很低，在温度变化及车辆反复冲击作用下，接缝处更容易产生横向裂缝，而本发明强化接头式构造中的钢板加强构件大大提高了桥面结构接缝处的局部强度和刚度，大幅度降低了接缝处应力水平；优选方案中，局部加强钢筋的局部加密，也提高了接缝的抗拉强度，可有效克服可能出现的横向裂缝问题。即使在桥梁后期服役过程中对接区域处出现渗水，本发明设置的钢板加强构件也能起到保护主钢桥面板层的作用，避免雨水侵蚀，有利于提高桥面结构的耐久性能。由于对接区域处纤维混凝土的厚度变薄，这也易于接缝处现浇纤维混凝土的密实。作为一个总的技术构思，本发明还提供一种上述技术方案中给出的带强化接头的钢-纤维混凝土组合桥面结构的施工方法，包括以下步骤
(1)制作钢板-纤维混凝土组合式构件先在单块的钢桥面板两端焊接钢板加强板，所述钢板加强板的内侧设置多个棱台式结构的企口，所述钢板加强板的外侧与所述钢桥面板的外侧基本齐平，然后在所述钢桥面板和钢板加强板的表面涂装防腐剂，并在钢板加强板的顶面焊接局部加强钢筋，所述局部加强钢筋的一端从所述企口上方伸出钢板加强板的边界，另一端靠近钢板加强板的边界，同时在钢桥面板的顶面均匀焊接抗剪构件或设置抗剪构造；然后将纤维混凝土浇筑于所述钢桥面板上并覆盖所述钢板加强板的内端部得到预制纤维混凝土件，同时使预制纤维混凝土件中配置的纵向增强钢筋从其端部伸出，得到带钢板加强板的钢板-纤维混凝土组合式构件；
(2)组合拼接取两块按步骤(I)方法预制好的带钢板加强板的钢板-纤维混凝土组合式构件，并使其沿桥梁纵向进行拼接，拼接时先焊接位于底部的相邻两钢桥面板，然后焊接相邻的两钢板加强板形成所述的单片整体式钢板加强构件；然后在单片整体式钢板加强构件上方、且位于相邻两预制纤维混凝土件之间的凹槽(矩形凹槽)中现浇纤维混凝土，并使现浇纤维混凝土中配置的纵向增强钢筋或其连接钢筋与两侧预制纤维混凝土件中配置的纵向增强钢筋对接，得到现浇纤维混凝土件，完成相邻两块钢板-纤维混凝土组合式构件的组合拼接；
(3)重复依次装配重复上述步骤(2)的操作并按照节段施工法将各块钢板-纤维混凝土组合式构件沿桥梁纵向依次装配对接，形成整体、连续的钢桥面板层和纤维混凝土层，最后在所述纤维混凝土层的顶面进行粗糙化处理形成路表面或者在所述纤维混凝土层上方加铺磨耗层，并对磨耗层进行养护，完成组合桥面结构的施工。作为一个总的技术构思，本发明还提供一种上述技术方案中给出的带强化接头的钢-纤维混凝土组合桥面结构的施工方法，包括以下步骤
(1)制作钢板-纤维混凝土组合式构件先在单块的钢桥面板两端焊接钢板加强板，所述钢板加强板的内侧和外侧均设置多个棱台式结构的企口，所述钢板加强板的外侧与所述钢桥面板的外侧预留出空间，然后在钢桥面板和钢板加强板的表面涂装防腐剂，并在钢板加强板的顶面焊接局部加强钢筋，所述局部加强钢筋的两端均从企口上方伸出所述钢板加强板两侧的边界，同时在钢桥面板的顶面均匀焊接抗剪构件或设置抗剪构造；然后将纤维混凝土浇筑于所述钢桥面板上并覆盖所述钢板加强板的内端部得到预制纤维混凝土件，同时使预制纤维混凝土件中配置的纵向增强钢筋从其端部伸出，得到带分体式钢板加强构件的钢板-纤维混凝土组合式构件；
(2)组合拼接取两块按步骤(I)方法预制好的带分体式钢板加强构件的钢板-纤维混凝土组合式构件，并使其沿桥梁纵向进行拼接，拼接时先焊接位于底部的相邻两钢桥面板，然后在焊接后的两钢桥面板上方、且位于两分体式钢板加强构件之间的凹槽(T形槽)中现浇纤维混凝土，并使现浇纤维混凝土中配置的纵向增强钢筋或其连接钢筋与两侧预制纤维混凝土件中配置的纵向增强钢筋对接，使现浇纤维混凝土中配置的局部加强钢筋或其连接钢筋与两侧分体式钢板加强构件上方焊接的局部加强钢筋对接，得到现浇纤维混凝土件，完成相邻两块钢板-纤维混凝土组合式构件的组合拼接；
(3)重复依次装配重复上述步骤(2)的操作并按照节段施工法将各块钢板-纤维混凝土组合式构件沿桥梁纵向依次装配对接，形成整体、连续的钢桥面板层和纤维混凝土层，最后在所述纤维混凝土层的顶面进行粗糙化处理形成路表面或者在所述纤维混凝土层上方加铺磨耗层，并对磨耗层进行养护，完成组合桥面结构的施工。上述本发明的施工方法中，纤维混凝土层的施工是采用现浇和预制相结合的装配式施工方式，由于现浇和预制部分相结合的结合面处通过人为方式断开了纤维混凝土的连续性，其间抗拉强度变为0，为了将这两部分有效连接起来，并防止对接区域应力过大而开 裂，本发明采用了的施工方法中在对接区域增设有钢板加强构件，由于钢弹性模量远远大于纤维混凝土弹性模量，从而提高了薄弱结合面处的抗拉强度和刚度，降低了接缝处的应力水平；另外通过将现浇和预制部分配置的钢筋进行绑扎，提高了对接区域纤维混凝土层的抗拉强度。与现有技术相比，本发明的优点在于
I.本发明的组合桥面结构是一种可有效应用装配式施工方式进行施工的组合桥面结构，本发明的组合桥面结构充分利用装配式桥梁施工方式的优点，不仅能够有效地缩短施工工期、降低生产成本、提高工程质量，而且可以减少施工环境可能带来的不利影响，构件的安装简单、施工方便。2.本发明的组合桥面结构主要由纤维混凝土层和钢桥面板层共同受力，由于采用了装配式施工方法，本发明的组合桥面结构中特别采用了强化接头式构造，该强化接头式构造中特别包含有钢板加强构件，这种特殊的结构设计减小了接头位置钢桥面板及其纵横肋在车辆轮载下的应力，大幅度减小了钢桥面板与纵肋及隔板间焊缝疲劳开裂的风险。总的来说，本发明通过在钢-纤维混凝土组合桥面结构(尤其是正交异性钢桥面板组合结构)中设置强化接头式构造，使装配式施工工艺的优势得以充分、有效地发挥出来，这不仅便利了施工操作，提高了施工效率，而且更有利于保证组合桥面结构的施工质量。从实际应用效果来看，本发明的组合桥面结构不改变桥面结构的总体厚度，能有效提高组合桥面结构的局部强度和刚度，降低接缝处应力水平，有效防止接缝处裂缝的产生，能保护组合桥面结构的主钢板免受雨水侵蚀，具有耐久性好、抗疲劳性能好、车辆冲击作用小等优点，具有重大的实用价值和良好的经济效益，尤其是在大型、特大型钢桥的施工建造上具有广阔的应用前景。
图I为现有技术中常规正交异性钢箱梁整体刚性桥面结构示意图(横断面图)。图2为本发明实施例I中带强化接头的钢-纤维混凝土组合桥面结构的俯视方向的透视图(为了更清楚地显示内部结构，图2中省略了磨耗层)。
图3为图2中A-A处的剖视图(图3相比图2还原了磨耗层)。图4为图2中Al-Al处的剖视图(图4相比图2还原了磨耗层)。图5为本发明实施例I中组合桥面结构在组合拼接施工步骤时的状态图(未浇注现浇纤维混凝土件时的状态)。图6为本发明实施例2中带强化接头的钢-纤维混凝土组合桥面结构的俯视方向的透视图(为了更清楚地显示内部结构，图6中省略了磨耗层)。图7为图6中B-B处的剖视图(图7相比图6还原了磨耗层)。图8为图6中Bl-Bl处的剖视图(图8相比图6还原了磨耗层)。图9为本发明实施例2中组合桥面结构在组合拼接施工步骤时的状态图(未浇注 现浇纤维混凝土件时的状态)。图例说明
I.钢桥面板层；2.纤维混凝土层；3.现浇纤维混凝土件；4.预制纤维混凝土件；5.钢板加强构件；51.企口； 52.分体式钢板加强构件；53.单片整体式钢板加强构件；6.局部加强钢筋；7.现浇混凝土铺装层；8.磨耗层；9.钢板接缝；10.连接钢筋；11.纤维混凝土接缝；12.剪力钉；13.钢桥面板；14.钢板-纤维混凝土组合式构件；15.纵向增强钢筋；16.增强钢筋。
具体实施例方式以下结合说明书附图和具体实施例对本发明的优选技术方案作进一步的描述。实施例I :
如图2 图4所示，一种本发明的带强化接头的钢-纤维混凝土组合桥面结构，该组合桥面结构主要由多块钢板-纤维混凝土组合式构件14沿桥梁纵向依次连接装配而成(图中仅示出相邻的两块)，钢板-纤维混凝土组合式构件14包括位于下部的钢桥面板13和浇筑于钢桥面板13上的预制纤维混凝土件4，相邻两块钢板-纤维混凝土组合式构件14的对接区域设有强化接头式构造。本实施例中的强化接头式构造包括现浇纤维混凝土件3和固接于钢桥面板13上的钢板加强构件5，钢板加强构件5由位于对接区域两侧的预制纤维混凝土件4和位于对接区域中的现浇纤维混凝土件3完全包覆(即钢板加强构件5预埋置纤维混凝土层2中)。钢板加强构件5与预制纤维混凝土件4之间、以及钢板加强构件5与现浇纤维混凝土件3之间均通过企口 51 (本实施例的企口 51为外宽内窄的棱台式结构)咬合方式连接成整体的纤维混凝土层2，相邻的钢桥面板13通过在钢板接缝9处焊接形成整体的钢桥面板层I (钢桥面板层I下方一般设置钢梁，如图I中所示的带U肋的钢梁或其它工字型钢梁)。纤维混凝土层2位于钢桥面板层I上方，纤维混凝土层2的上方还覆设有磨耗层8。本实施例的预制纤维混凝土件4和现浇纤维混凝土件3主要是由活性粉末混凝土浇筑而成。本实施例强化接头式构造中的钢板加强构件5是由分别固接在相邻两钢桥面板13上的双片分体式钢板加强构件52组成；现浇纤维混凝土件3位于双片分体式钢板加强构件52中间，且截面呈“T”字形状(参见图3和图4);每片分体式钢板加强构件52沿桥梁纵向的一侧通过企口 51咬合方式与钢板-纤维混凝土组合式构件14中的预制纤维混凝土件4连接，另一侧通过企口 51咬合方式与现浇纤维混凝土件3连接。两片分体式钢板加强构件52沿其所在对接区域中的钢板接缝9呈对称布置。本实施例强化接头式构造中的预制纤维混凝土件4与现浇纤维混凝土件3的纤维混凝土接缝11设置在钢板加强构件5的上方。具体而言，“T”字形状的现浇纤维混凝土件3的两翼分别对接相邻的两预制纤维混凝土件4，且对接处的两条纤维混凝土接缝11分别设置在两片分体式钢板加强构件52上方，而“T”字形状的现浇纤维混凝土件3的腹部两侧则是以企口 51咬合方式连接在两片分体式钢板加强构件52上。本实施例的组合桥面结构中，预制纤维混凝土件4中配置有沿桥梁纵向延伸的纵向增强钢筋15和沿桥梁横向延伸的横向增强钢筋，现浇纤维混凝土件3中配置有连接钢筋10，配置在相邻两预制纤维混凝土件4中的纵向增强钢筋15通过连接钢筋10连接成一体(也可使预制纤维混凝土件4中的纵向增强钢筋15与现浇纤维混凝土件3中的纵向增强钢筋15直接进行对接)。本实施例的两片分体式钢板加强构件52的顶面还分别焊接有沿桥梁纵向延伸的局部加强钢筋6，局部加强钢筋6的一端延伸到预制纤维混凝土件4中，另一端延伸到现浇纤维混凝土件3中。本实施例中组合桥面结构的钢桥面板层I和纤维混凝土层2的结合面处设置有抗剪构件剪力钉12。上述本实施例的带强化接头的钢-纤维混凝土组合桥面结构的施工方法，具体包括以下施工步骤
(O制作钢板-纤维混凝土组合式构件先在单块的、顶面为平面的钢桥面板13两端焊接钢板加强板(可参见附图中的分体式钢板加强构件52)，钢板加强板的内侧(即靠近钢桥面板13中部的一侧)和外侧(即靠近钢桥面板13边缘的一侧)均设置多个棱台式结构的企口 51，钢板加强板的外侧与钢桥面板13的外侧预留出空间(该预留出的空间主要用于现浇纤维混凝土)，然后在钢桥面板13和钢板加强板的表面涂装防腐剂，并在钢板加强板的顶面焊接局部加强钢筋6，局部加强钢筋6的两端均从企口 51上方伸出钢板加强板两侧的边界，同时在钢桥面板13的顶面均匀焊接抗剪用的剪力钉12 ;然后将纤维混凝土浇筑于钢桥面板13 (注意此时是将纤维混凝土浇筑于钢桥面板较大面积的一侧，而非上述预留出空间一侧)上并覆盖钢板加强板的内端部，对纤维混凝土进行养护后得到预制纤维混凝土件4，同时使预制纤维混凝土件4中配置的纵向增强钢筋15从其端部伸出，得到两侧呈阶梯状的带分体式钢板加强构件52的钢板-纤维混凝土组合式构件14 ；
(2)组合拼接如图5所示，取两块按步骤(I)方法预制好的带分体式钢板加强构件52的钢板-纤维混凝土组合式构件14，并使其沿桥梁纵向进行拼接，拼接时先在对接区域的钢板接缝9处焊接位于底部的相邻两钢桥面板13，然后在焊接后的两钢桥面板13上方、且位于两分体式钢板加强构件52之间的T形凹槽中现浇纤维混凝土，并使现浇纤维混凝土中配置的连接钢筋10与两侧预制纤维混凝土件4中配置的纵向增强钢筋15对接，对现浇纤维混凝土进行养护后得到现浇纤维混凝土件3，完成相邻两块钢板-纤维混凝土组合式构件14的组合拼接；本实施例的预制纤维混凝土件4和现浇纤维混凝土件3主要是由活性粉末混凝土烧筑而成；
(3)重复依次装配重复上述步骤(2)的操作并按照节段施工法将其余各块钢板-纤维 混凝土组合式构件14沿桥梁纵向依次装配对接，形成整体、连续的钢桥面板层I和纤维混凝土层2 ;待现浇纤维混凝土件3的强度等力学指标达到设计要求后，在纤维混凝土层2的上方加铺磨耗层8 (或在纤维混凝土层2的顶面进行粗糙化处理形成路表面)，并对磨耗层8进行养护形成适宜行车的路表面，完成组合桥面结构的施工。实施例2:
如图6 图8所示，一种本发明的带强化接头的钢-纤维混凝土组合桥面结构，该组合桥面结构主要由多块钢板-纤维混凝土组合式构件14沿桥梁纵向依次连接装配而成(图中仅示出相邻的两块)，钢板-纤维混凝土组合式构件14包括位于下部的钢桥面板13和浇筑于钢桥面板13上的预制纤维混凝土件4，相邻两块钢板-纤维混凝土组合式构件14的对接区域设有强化接头式构造。本实施例中的强化接头式构造包括现浇纤维混凝土件3和固接于钢桥面板13上的钢板加强构件5，钢板加强构件5由位于对接区域两侧的预制纤维混凝土件4和位于对接区域中的现浇纤维混凝土件3完全包覆(即钢板加强构件5预埋置纤维混凝土层2中)。钢 板加强构件5与预制纤维混凝土件4之间通过企口 51 (本实施例的企口 51为外宽内窄的棱台式结构)咬合方式连接成整体的纤维混凝土层2，相邻的钢桥面板13通过在钢板接缝9处焊接形成整体的钢桥面板层I。纤维混凝土层2位于钢桥面板层I上方，纤维混凝土层2的上方还覆设有磨耗层8。本实施例的预制纤维混凝土件4和现浇纤维混凝土件3主要是由活性粉末混凝土浇筑而成。本实施例强化接头式构造中的钢板加强构件5为设置于对接区域中心且跨相邻两钢桥面板13的单片整体式钢板加强构件53 ;现浇纤维混凝土件3位于单片整体式钢板加强构件53上方，且截面呈矩形(参见图7和图8);单片整体式钢板加强构件53沿桥梁纵向的两侧通过企口 51咬合方式分别与相邻两个钢板-纤维混凝土组合式构件14中的预制纤维混凝土件4连接。单片整体式钢板加强构件53沿其所在对接区域中的钢板接缝9呈对称布置。本实施例强化接头式构造中的预制纤维混凝土件4与现浇纤维混凝土件3的纤维混凝土接缝11设置在钢板加强构件5的上方。具体而言，矩形的现浇纤维混凝土件3的两侧分别对接相邻的两预制纤维混凝土件4，由于现浇纤维混凝土件3在桥梁纵向的长度短于单片整体式钢板加强构件53的长度，因此对接处的两条纤维混凝土接缝11均设置在单片整体式钢板加强构件53上方。本实施例的组合桥面结构中，预制纤维混凝土件4中配置有沿桥梁纵向延伸的纵向增强钢筋15和沿桥梁横向延伸的横向增强钢筋，现浇纤维混凝土件3中配置有连接钢筋10，配置在相邻两预制纤维混凝土件4中的纵向增强钢筋15通过连接钢筋10连接成一体(也可使预制纤维混凝土件4中的纵向增强钢筋15与现浇纤维混凝土件3中的纵向增强钢筋15直接进行对接)。本实施例的单片整体式钢板加强构件53顶面两侧焊接有沿桥梁纵向延伸的局部加强钢筋6，局部加强钢筋6的一端延伸到预制纤维混凝土件4中，另一端延伸到现浇纤维混凝土件3中。本实施例中组合桥面结构的钢桥面板层I和纤维混凝土层2的结合面处设置有抗剪构件剪力钉12。上述本实施例的带强化接头的钢-纤维混凝土组合桥面结构的施工方法，具体包括以下施工步骤
(O制作钢板-纤维混凝土组合式构件先在单块的、顶面为平面的钢桥面板13两端焊接钢板加强板(参见附图4)，钢板加强板的内侧(即靠近钢桥面板13中部的一侧)设置多个棱台式结构的企口 51，钢板加强板的外侧(即靠近钢桥面板13边缘的一侧)为竖直平面，且与钢桥面板13的外侧基本齐平，然后在钢桥面板13和钢板加强板的表面涂装防腐剂，并在钢板加强板的顶面焊接局部加强钢筋6，局部加强钢筋6的一端从企口 51上方伸出钢板加强板一侧的边界，另一端靠近钢板加强板的边界，同时在钢桥面板13的顶面均匀焊接抗剪用的剪力钉12 ;然后将纤维混凝土浇筑于钢桥面板13上并覆盖钢板加强板的内端部，对纤维混凝土进行养护后得到预制纤维混凝土件4，同时使预制纤维混凝土件4中配置的纵向增强钢筋15从其端部伸出，得到两侧呈阶梯状的带钢板加强板的钢板-纤维混凝土组合式构件14 ；
(2)组合拼接如图9所示，取两块按步骤(I)方法预制好的带钢板加强板的钢板-纤维混凝土组合式构件14，并使其沿桥梁纵向进行拼接，拼接时先在对接区域的钢板接缝9处焊接位于底部的相邻两钢桥面板13，然后焊接相邻的两钢板加强板形成单片整体式钢板加强构件53 ;再在单片整体式钢板加强构件53上方、且位于相邻两预制纤维混凝土件4之间的矩形凹槽中现浇纤维混凝土，并使现浇纤维混凝土中配置的连接钢筋10与两侧预制 纤维混凝土件4中配置的纵向增强钢筋15对接，对现浇纤维混凝土进行养护后得到现浇纤维混凝土件3，完成相邻两块钢板-纤维混凝土组合式构件14的组合拼接；本实施例的预制纤维混凝土件4和现浇纤维混凝土件3主要是由活性粉末混凝土浇筑而成；
(3)重复依次装配重复上述步骤(2)的操作并按照节段施工法将其余各块钢板-纤维混凝土组合式构件14沿桥梁纵向依次装配对接，形成整体、连续的钢桥面板层I和纤维混凝土层2 ;待现浇纤维混凝土件3的强度等力学指标达到设计要求后，在纤维混凝土层2的上方加铺磨耗层8 (或在纤维混凝土层2的顶面进行粗糙化处理形成路表面)，并对磨耗层8进行养护形成适宜行车的路表面，完成组合桥面结构的施工。
权利要求
1.一种带强化接头的钢-纤维混凝土组合桥面结构，所述组合桥面结构主要由多块钢板-纤维混凝土组合式构件装配而成，所述钢板-纤维混凝土组合式构件包括位于下部的钢桥面板和浇筑于钢桥面板上的预制纤维混凝土件，其特征在于相邻两块所述钢板-纤维混凝土组合式构件的对接区域设有强化接头式构造，所述强化接头式构造包括现浇纤维混凝土件和固接于钢桥面板上的钢板加强构件，所述钢板加强构件由位于所述对接区域两侧的预制纤维混凝土件和位于所述对接区域中的现浇纤维混凝土件完全包覆，所述钢板加强构件与所述预制纤维混凝土件之间和/或所述钢板加强构件与所述现浇纤维混凝土件之间通过企口咬合方式连接成整体的纤维混凝土层，相邻的所述钢桥面板通过在钢板接缝处焊接形成整体的钢桥面板层。
2.根据权利要求I所述的带强化接头的钢-纤维混凝土组合桥面结构，其特征在于所述钢板加强构件为设置于对接区域中心且跨相邻两钢桥面板的单片整体式钢板加强构件，所述现浇纤维混凝土件位于所述单片整体式钢板加强构件上方，所述单片整体式钢板加强构件沿桥梁纵向的两侧通过企口咬合方式分别与相邻两个钢板-纤维混凝土组合式构件中的预制纤维混凝土件连接。
3.根据权利要求I所述的带强化接头的钢-纤维混凝土组合桥面结构，其特征在于所述钢板加强构件是由分别固接在相邻两钢桥面板上的双片分体式钢板加强构件组成；所述现浇纤维混凝土件位于双片分体式钢板加强构件中间，且截面呈“T”字形状；每片分体式钢板加强构件沿桥梁纵向的一侧通过企口咬合方式与钢板-纤维混凝土组合式构件中的预制纤维混凝土件连接，另一侧通过企口咬合方式与所述现浇纤维混凝土件连接。
4.根据权利要求I 3中任一项所述的带强化接头的钢-纤维混凝土组合桥面结构，其特征在于所述预制纤维混凝土件与所述现浇纤维混凝土件的纤维混凝土接缝设置在所述钢板加强构件的上方。
5.根据权利要求I 3中任一项所述的带强化接头的钢-纤维混凝土组合桥面结构，其特征在于所述预制纤维混凝土件中配置有沿桥梁纵向延伸的纵向增强钢筋，所述现浇纤维混凝土件中配置有纵向增强钢筋或连接钢筋；所述预制纤维混凝土件中的纵向增强钢筋与所述现浇纤维混凝土件中的纵向增强钢筋或连接钢筋直接进行对接。
6.根据权利要求I 3中任一项所述的带强化接头的钢-纤维混凝土组合桥面结构，其特征在于所述钢板加强构件上方固接有沿桥梁纵向贯穿所述现浇纤维混凝土件、并延伸到两侧预制纤维混凝土件中的局部加强钢筋。
7.根据权利要求I 3中任一项所述的带强化接头的钢-纤维混凝土组合桥面结构，其特征在于所述企口为外宽内窄的棱台式结构；所述纤维混凝土层的上方覆设有磨耗层；所述钢桥面板层和所述纤维混凝土层的结合面处设置有抗剪构件或采用抗剪式构造。
8.根据权利要求I 3中任一项所述的带强化接头的钢-纤维混凝土组合桥面结构，其特征在于所述预制纤维混凝土件和现浇纤维混凝土件主要由活性粉末混凝土、超高性能纤维增强混凝土或注浆纤维混凝土浇筑而成。
9.一种如权利要求2所述的组合桥面结构的施工方法，包括以下步骤 (I)制作钢板-纤维混凝土组合式构件先在单块的钢桥面板两端焊接钢板加强板，所述钢板加强板的内侧设置多个棱台式结构的企口，所述钢板加强板的外侧与所述钢桥面板的外侧基本齐平，然后在钢桥面板和钢板加强板的表面涂装防腐剂，并在钢板加强板的顶面焊接局部加强钢筋，所述局部加强钢筋的一端从企口上方伸出钢板加强板的边界，另一端靠近钢板加强板的边界，同时在钢桥面板的顶面均匀焊接抗剪构件或设置抗剪构造；然后将纤维混凝土浇筑于所述钢桥面板上并覆盖所述钢板加强板的内端部得到预制纤维混凝土件，同时使预制纤维混凝土件中配置的纵向增强钢筋从其端部伸出，得到带钢板加强板的钢板-纤维混凝土组合式构件； (2)组合拼接取两块按步骤(I)方法预制好的带钢板加强板的钢板-纤维混凝土组合式构件，并使其沿桥梁纵向进行拼接，拼接时先焊接位于底部的相邻两钢桥面板，然后焊接相邻的两钢板加强板形成所述的单片整体式钢板加强构件；然后在单片整体式钢板加强构件上方、且位于相邻两预制纤维混凝土件之间的凹槽中现浇纤维混凝土，并使现浇纤维混凝土中配置的纵向增强钢筋或其连接钢筋与两侧预制纤维混凝土件中配置的纵向增强钢筋对接，得到现浇纤维混凝土件，完成相邻两块钢板-纤维混凝土组合式构件的组合拼接； (3)重复依次装配重复上述步骤(2)的操作并按照节段施工法将各块钢板-纤维混凝土组合式构件沿桥梁纵向依次装配对接，形成整体、连续的钢桥面板层和纤维混凝土层，最后在所述纤维混凝土层的顶面进行粗糙化处理形成路表面或者在所述纤维混凝土层上方加铺磨耗层，并对磨耗层进行养护，完成组合桥面结构的施工。
10.一种如权利要求3所述的组合桥面结构的施工方法，包括以下步骤 (1)制作钢板-纤维混凝土组合式构件先在单块的钢桥面板两端焊接钢板加强板，所述钢板加强板的内侧和外侧均设置多个棱台式结构的企口，所述钢板加强板的外侧与所述钢桥面板的外侧预留出空间，然后在钢桥面板和钢板加强板的表面涂装防腐剂，并在钢板加强板的顶面焊接局部加强钢筋，所述局部加强钢筋的两端均从企口上方伸出所述钢板加强板两侧的边界，同时在钢桥面板的顶面均匀焊接抗剪构件或设置抗剪构造；然后将纤维混凝土浇筑于所述钢桥面板上并覆盖所述钢板加强板的内端部得到预制纤维混凝土件，同时使预制纤维混凝土件配置的纵向增强钢筋从其端部伸出，得到带分体式钢板加强构件的钢板-纤维混凝土组合式构件； (2)组合拼接取两块按步骤(I)方法预制好的带分体式钢板加强构件的钢板-纤维混凝土组合式构件，并使其沿桥梁纵向进行拼接，拼接时先焊接位于底部的相邻两钢桥面板，然后在焊接后的两钢桥面板上方、且位于两分体式钢板加强构件之间的凹槽中现浇纤维混凝土，并使现浇纤维混凝土中配置的纵向增强钢筋或其连接钢筋与两侧预制纤维混凝土件中配置的纵向增强钢筋对接，使现浇纤维混凝土中配置的局部加强钢筋或其连接钢筋与两侧分体式钢板加强构件上方焊接的局部加强钢筋对接，得到现浇纤维混凝土件，完成相邻两块钢板-纤维混凝土组合式构件的组合拼接； (3)重复依次装配重复上述步骤(2)的操作并按照节段施工法将各块钢板-纤维混凝 土组合式构件沿桥梁纵向依次装配对接，形成整体、连续的钢桥面板层和纤维混凝土层，最后在所述纤维混凝土层的顶面进行粗糙化处理形成路表面或者在所述纤维混凝土层上方加铺磨耗层，并对磨耗层进行养护，完成组合桥面结构的施工。
全文摘要
本发明公开了一种带强化接头的钢-纤维混凝土组合桥面结构，其主要由多块钢板-纤维混凝土组合式构件装配而成，该构件包括钢桥面板和浇筑于其上的预制纤维混凝土件，相邻两构件的对接区域设有强化接头式构造，该构造包括现浇纤维混凝土件和钢板加强构件，钢板加强构件由预制纤维混凝土件和现浇纤维混凝土件包覆，钢板加强构件与预制纤维混凝土件之间通过企口咬合方式连接成整体的纤维混凝土层，相邻钢桥面板焊接成整体的钢桥面板层。本发明施工方法的步骤包括先制作钢板-纤维混凝土组合式构件，再进行组合拼接，然后重复性的依次装配即可。本发明能提高组合桥面结构局部的抗拉强度和刚度，降低接缝应力，防止铺装层裂缝产生。
文档编号E01D19/12GK102704394SQ20121019762
公开日2012年10月3日 申请日期2012年6月15日 优先权日2012年6月15日
发明者张喜刚, 曹君辉, 邵旭东, 陈斌 申请人:湖南大学