超高性能混凝土波形钢腹板组合箱梁的制作方法

本实用新型涉及公路和城市道路桥梁技术，尤其是涉及一种桥梁用超高性能混凝土波形钢腹板组合箱梁。

背景技术：

采用波形钢腹板代替传统混凝土箱梁的混凝土厚腹板，形成波形钢腹板箱梁，不仅结构的整体造型美观，同时避免了传统混凝土箱梁腹板开裂的问题，耐久性能好，所以在大中跨度桥梁中得到了广泛应用。

与传统的混凝土箱梁相比，波形钢腹板箱梁断面的抗扭刚度和抗畸变刚度有所降低，所以波形钢腹板箱梁的宽度不宜太宽。一般而言，单箱单室的现浇混凝土箱梁或波形钢腹板组合箱梁最大宽度不超过5m，更宽的单箱箱梁要通过增加腹板数量形成单箱双室或单箱多室断面，或施加横向预应力钢束，以适应桥梁宽度的要求，避免桥面板受力过大，其缺点是存在梁体重量增加，施工难度增大，混凝土不易浇注等问题。

UHPC（Ultra High Performance Concrete，超高性能混凝土）是一种高强度（抗拉强度大于7MPa、抗压强度大于150MPa）、高耐久性的新型混凝土材料。UHPC高性能的特点主要在于应力和拉应变的硬化，即产生类似于钢材拉应力屈服的行为，适当配筋的UHPC力学性能接近钢结构。在目前的水平上，已经显现出用于如桥梁这种重大结构工程中的优势，使得整体结构外观趋于轻巧，钢筋用量减少，某些工程甚至取消了钢筋。

采用UHPC材料，桥梁构件可减小结构尺寸，趋于纤细轻薄，从而降低自重，提高结构抵抗荷载的效率和增大桥梁的跨越能力，同时吊装、架设方便。因此，将传统波形钢腹板箱梁与超高性能混凝土（UHPC）结合，形成预应力超高性能混凝土波形钢腹板连续箱梁，对解决现有预应力混凝土连续箱梁桥腹板开裂和自重较大，施工复杂等难题具有重要意义。

技术实现要素：

本实用新型针对现有传统预应力混凝土梁桥自重大、施工复杂、腹板容易开裂以及传统波形钢腹板箱梁扭转畸变效应较大的缺点，提出一种超高性能混凝土波形钢腹板组合箱梁，该组合箱梁既具备传统波形钢腹板箱梁桥的优点，又有自重轻、桥面板荷载分配能力好、箱梁扭转畸变效应小等一系列优点，单箱室桥面总宽度可达10m以上，且箱梁的主要构件均可在预制场内完成，现场施工作业少。

为实现上述目的，本实用新型可采取下述技术方案：

本实用新型所述的超高性能混凝土波形钢腹板组合箱梁，包括对称设置的左、右混凝土桥面边板，在所述左、右混凝土桥面边板内侧纵向垂直向下设置有左、右侧波形钢腹板，水平设置的混凝土箱梁底板的两端分别与所述左、右侧波形钢腹板的底部固连；在所述左、右混凝土桥面边板之间水平搭放有混凝土桥面中板，所述混凝土桥面中板和混凝土箱梁底板的厚度为0.2m~0.5m，所述混凝土桥面中板通过湿接缝与所述左、右混凝土桥面边板连为一体； 由混凝土桥面中板，左、右侧波形钢腹板和混凝土箱梁底板围成的矩形箱梁内间隔设置有多个框架结构的横向隔板。

所述桥面中板的底部设置有纵、横T形加强肋。

所述左、右侧波形钢腹板的断面呈工字型结构；在所述左、右侧波形钢腹板的上、下翼缘上焊接有栓钉连接件。

相邻两横向隔板之间的距离小于5m。

为方便施工，所述左、右混凝土桥面边板和混凝土桥面中板上设置有吊环。

本实用新型的优点在于将箱梁的桥面边板、桥面中板和箱梁底板采用超高性能混凝土材料制成，使整体组合箱梁的构件尺寸偏于纤薄，自重较传统箱梁降低15~25%；桥面中板底部设置纵、横T形加强肋（形似华夫饼），承载效率较传统矩形截面箱梁顶板高，且荷载分配能力好，箱梁的横向宽度可达到10m以上；在所述箱梁内间隔设置的框架结构的横向隔板可保证箱梁的整体性能，使箱梁的扭转畸变效应小。施工完成的箱梁整体具有自重轻、扭转畸变小、桥面板的荷载分配能力好、施工架设方便等一系列优点。箱梁的主要构件采用具有高耐久性的超高性能混凝土，整体结构的耐久性好，尤其是在大中跨径桥梁上具有广阔的应用前景。

附图说明

图1是本实用新型箱梁的横断面结构图。

图2是图1中可提前预制的U形槽横断面图。

图3是图1中桥面中板的横断面图。

图4是图3的仰视图。

具体实施方式

如图1、2所示，本实用新型所述的超高性能混凝土波形钢腹板组合箱梁，包括对称设置的左混凝土桥面边板1、右混凝土桥面边板2，在左混凝土桥面边板1和右混凝土桥面边板2的内侧纵向垂直向下设置有断面呈工字型结构的左侧波形钢腹板3和右侧波形钢腹板4，水平设置的混凝土箱梁底板5的两端分别通过混凝土与左侧波形钢腹板3和右侧波形钢腹板4的底部固连；在左混凝土桥面边板1和右混凝土桥面边板2之间水平搭放有混凝土桥面中板6，混凝土桥面中板6和混凝土箱梁底板5的厚度为0.3m（根据桥梁的宽度，实际厚度可以在0.2m~0.5m之间调整）左右，混凝土桥面中板6通过湿接缝7与左混凝土桥面边板1和右混凝土桥面边板2连为一体；由混凝土桥面中板6，左侧波形钢腹板3、右侧波形钢腹板4和混凝土箱梁底板5围成的矩形箱梁内间隔设置有多个框架结构的横向隔板8，为保证整体箱梁的扭转畸变效应小，相邻两横向隔板8之间的距离小于5m。

在左侧波形钢腹板3和右侧波形钢腹板4的上、下翼缘上焊接有栓钉连接件9，分别与左混凝土桥面边板1、右混凝土桥面边板2以及混凝土箱梁底板5两端均通过混凝土相连接。

如图3、4所示，在混凝土桥面中板6的底部设置有纵、横T形加强肋6.1，大大提高了桥面中板的承载效率，且荷载分配能力好，可使箱梁的横向宽度达到10m以上。

为便于施工，左混凝土桥面边板1、右混凝土桥面边板2和混凝土桥面中板上设置有吊环10。

本实用新型的组合箱梁中所用的混凝土材料均采用抗拉强度大于7MPa、抗压强度大于150MPa的超高性能混凝土（UHPC）。

首先在预制场将波形钢腹板就位，并在其上、下翼缘上焊接栓钉连接件，然后在张拉台座上预定位置固定箱梁底板的预应力钢筋5.1并张拉至设计值，绑扎钢筋网，预埋左右桥面边板内的预应力管道11，架设模板，预制包含桥面边板1、2，箱梁底板5，波形钢腹板3、4，横向隔板8的U形槽结构件，并在桥面边板1、2上预埋吊环10；采用蒸汽养护48小时后拆模，预制的U形槽结构件如图2所示；

绑扎钢筋网，架设好模具，并注意预埋吊环10，横向连接钢筋6.2，纵向连接钢筋6.3，浇筑超高性能混凝土，采用蒸汽养护48小时后拆模，得到混凝土桥面中板6，如图3、4所示；

现场施工桥台，桥墩或临时支撑，将预制的U形槽结构件和混凝土桥面中板6吊装就位，绑扎横向连接钢筋，浇筑横向湿接缝后形成一个完整的箱梁；施工下一个桥墩或临时支撑，然后将相邻桥梁箱梁间的波形腹板焊接，并绑扎相邻箱梁之间的纵向连接钢筋，浇筑相邻箱梁之间的纵向湿接缝或现浇横梁，形成连续的桥梁结构。待浇筑的混凝土达到一定强度值后，张拉墩顶负弯矩区的顶板预应力钢束；重复以上步骤，最终形成多跨连续的桥梁结构。