采用钢肋的正交异性UHPC组合桥面板

采用钢肋的正交异性uhpc组合桥面板
技术领域
1.本实用新型涉及桥梁的一种结构和施工方法，是指一种采用带钢肋的正交异性uhpc组合桥面板结构。


背景技术：

2.为了解决组合桥梁桥面板承载力不足和易开裂的问题，提出了采用超高性能混凝土(uhpc)建造桥面板。uhpc是一种集超高强度、高韧性、高耐久性、抗高温、抗冲击性等多重优势于一体的新型水泥基复合材料，正在逐步应用于国民生产的各个领域，并且已经引起了国外学者的广泛关注，尤其是在高层建筑、大跨桥梁以及腐蚀环境中的应用，更是各学者研究的热点。相比其他混凝土，uhpc表现出以下优点：1.具有超高强度；2.具有超高韧性和高耐久性；3.具有高环保性和低磨耗性；4.uhpc的制作和施工工艺与普通混凝土基本相同。因此，uhpc展现出广泛的工程应用前景。
3.正交异性组合桥面板有着诸多优点：1.自重轻；2.承载力高；3.施工周期短，工厂制造与现场安装均较为便捷；4.作为主梁的部分受力，能适用于各种结构形式和跨度的桥梁。
4.现存大多数正交异性组合桥面板，是由正交异性钢肋与钢板通过焊接连接组成，再在钢桥面板上铺设一层超高性能混凝土。在此类桥面板中，由于桥面钢板与钢肋采用的是焊接连接，则连接节点处存在焊接缺陷、应力集中和焊缝疲劳等问题，这些问题都有可能进一步导致桥梁结构的破坏，因此为避免钢顶板和纵横向加劲肋之间的焊接连接、减少焊缝处出现的焊接疲劳与应力集中的问题、减少桥面板的用钢量和工程量、保障桥梁桥面板的刚度以及降低维护成本等，正交异性钢肋与超高性能混凝土直接浇筑连接成为此类结构的一种发展方向。


技术实现要素：

5.本实用新型为避免桥梁组合桥面板中的桥面钢板和钢肋之间的焊接节点处存在的焊接残余应力、焊缝疲劳、焊接缺陷所造成的结构破坏的问题，提供一种正交异性uhpc组合桥面板及施工方法，本实用新型的正交异性uhpc组合桥面板是一种正交异性钢肋与uhpc板采用pbl开孔板连接件直接连接而成的正交异性uhpc组合桥面板。技术方案如下：
6.一种采用钢肋的正交异性uhpc组合桥面板，包括uhpc桥面板、正交异性钢肋，所述的uhpc桥面板铺装在正交异性钢肋上方，其特征在于，所述的正交异性钢肋包括横向布置的倒t形钢梁以及纵向布置的闭口肋，所述的倒t形钢梁4与闭口肋5分别分布在uhpc桥面板的横向和纵向方向，闭口肋5采用pbl开孔板连接件与uhpc桥面板2连接，倒t形钢梁4采用pbl开孔板连接件与uhpc桥面板2连接，在倒t形钢梁开孔处贯穿有纵向钢筋，在闭口肋开孔处贯穿有横向钢筋，横纵两方向钢筋形成正交异性钢肋间钢筋网，正交异性钢肋及其钢筋网布置于uhpc桥面板的底层。
7.进一步地，所述的倒t形钢梁与闭口肋分别等间距的分布在uhpc桥面板的横向和
纵向方向。
8.进一步地，横纵两方向钢筋进行绑扎固定后形成钢筋网。
9.进一步地，所述的倒t形钢梁尺寸为：底板宽l3为600mm～800mm，腹板厚l4为8～12mm，底板厚h3为8～12mm，腹板高h2为800～1000mm，相邻两个倒t形钢梁之间的中心距离为800mm～1000mm。
10.进一步地，所述的闭口肋的尺寸：上开口l1为400～500mm，下开口l2为200～250mm，高度h1为500～600mm；两个腰与uhpc板的夹角为α＝72
°
，相邻闭口肋之间的中心距离为800mm～1000mm；
11.进一步地，所述的uhpc桥面板的厚度为12mm。
12.进一步地，在uhpc桥面板顶层内部还布置有uhpc内钢筋网。
13.本实用新型的特征在于：去掉了正交异性钢肋与uhpc桥面板之间连接的钢板以及钢板与uhpc桥面板连接时所布置的加密钢筋网，避免了钢顶板与钢肋之间的焊接连接所带来的一系列问题，在一定程度上减少了桥梁面板的自重以及现场施工的工程量。能够有效解决工程病害、提升施工效率、降低桥梁全寿命造价的组合结构，闭口肋和倒t形钢梁组成的正交异性钢肋，特别适用于中大跨径桥梁结构。
附图说明
14.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步详细说明。
15.图1是本实用新型桥面板结构的整体结构示意图
16.图2是本实用新型桥面板纵向布置的闭口肋示意图
17.图3是本实用新型桥面板横向布置的倒t形钢梁示意图
18.图4是本实用新型桥面板纵向横向加劲肋相交处详细示意图
19.图5是本实用新型桥面板横向布置的倒t形钢梁与uhpc桥面板连接细节示意图
20.图6是本实用新型桥面板纵向布置的闭口肋与uhpc桥面板连接细节示意图
21.图中：1是聚合物层，2是uhpc桥面板即超高性能混凝土桥面板，4是倒t形钢梁，5是闭口肋，m1、m2分别是闭口肋5的腰和底边，m3是倒t形钢梁4的腹板，3是pbl开孔板连接件里的贯穿钢筋，h1、h2分别是闭口肋5和倒t形钢梁4的高度，α是闭口肋5的腰与uhpc桥面板之间的夹角，倒t形钢梁4、闭口肋5与uhpc桥面板连接采用的pbl开孔板连接件，6为倒t形钢梁开孔处6、7为闭口肋开孔处7，l4、l3、h3分别为倒t形钢梁腹板厚度、底板宽度、底板厚度。
具体实施方式
22.本实用新型的采用带钢肋的正交异性uhpc组合桥面板如图1至图3所示，包括uhpc桥面板2、正交异性钢肋和超高性能混凝土，所述的uhpc桥面板2铺装在正交异性钢肋上方，所述的uhpc桥面板2上设有聚合物铺设层1，所述的正交异性钢肋包括横向布置的倒t形钢梁4以及纵向布置的闭口肋5，所述的倒t形钢梁4与闭口肋5分别分布在uhpc桥面板的横向和纵向方向。闭口肋5采用pbl开孔板连接件与uhpc桥面板2连接，倒t形钢梁4采用pbl开孔板连接件与uhpc桥面板2连接，在倒t形钢梁开孔处6贯穿有纵向钢筋，在闭口肋开孔处7贯穿有横向钢筋，横纵两方向钢筋形成钢筋网，钢筋网浇筑于uhpc桥面板内。
23.具体而言，倒t形钢梁和闭口肋分别等间距地分布在uhpc桥面板下，组成正交异性
钢肋。相邻的两个倒t形钢梁之间的中心距离为800mm～1000mm，倒t形钢梁中底板长l3为600mm～800mm，腹板厚l4为8～12mm，高度h3为8～12mm，h2为800～1000mm；相邻的两个闭口肋之间的中心距离为800mm～1000mm，上开口l1为400～500mm，下开口l2为200～250mm，高度h1为500～600mm，两个腰与混凝土板之间的夹角为72
°
。
24.横向方向布置的倒t形钢梁采用pbl开孔板连接件与uhpc桥面板连接，纵向方向布置的闭口肋采用pbl开孔板连接件与uhpc桥面板连接。横向纵向钢肋组成的正交异性钢肋与uhpc桥面板直接现浇成一体。
25.uhpc(超高性能混凝土)具有超高的耐久性和力学性能，被称为是耐久性最好的工程材料。适当配筋的uhpc力学性能接近刚性结构，同时uhpc具有优良的耐磨、抗爆性能，因此，uhpc特别适合用于大跨径桥梁、抗爆结构(军事工程、银行金库等)和薄壁结构，以及高磨蚀、高腐蚀环境。uhpc的具体性能指标是：抗压强度≥130mpa；抗折强度≥15mpa；氯离子扩散系数≤0.1
×
10-12m/s。uhpc在经过蒸汽养护后，收缩、徐变量可忽略不计。在uhpc板下部直接布置正交异性钢肋，并直接浇筑成整体，形成带钢肋的正交异性uhpc组合桥面板，现场拼接后在uhpc桥面板上铺设10mm的聚合物层作为磨耗层。这样，桥面板的自重得到了极大的减轻，桥面板的刚度和整体性能均有显著提升，钢板和钢肋之间的焊接疲劳问题得到了有效地解决。
26.本实施例中，uhpc桥面板的厚度为12mm，聚合物的厚度为10mm。
27.本实用新型中所涉及的uhpc和聚合物铺装层均为可以在市面上购买的现有材料。
28.本实用新型的桥面板采用正交异性钢肋与uhpc桥面板相结合的组合结构，与传统的正交异性钢桥面板不同，此实用新型去除了桥面钢板极大的减轻了桥梁自重，利用正交异性钢肋与uhpc桥面板直接连接，增加组合桥面板的整体性以及刚度，从而使得组合结构发挥更大的经济优势。
29.上述的带钢肋的正交异性uhpc组合桥面板结构的施工方法，包括如下步骤：
30.(1)制作闭口肋，制作倒t形钢梁，制作相应的混凝土模具，闭口肋的尺寸为，形状为上大下小的等腰梯形，上开口宽度l1为400～500mm，下开口宽度l2为200-250mm，高度h1为500～600mm，两个腰与uhpc板之间的夹角α为72
°
；倒t形钢梁的尺寸为：l3为600mm～800mm，l4为8～12mm，h3为8～12mm，h2为800～1000mm；采用的pbl开孔板连接件的钢筋采用型号为：q370。
31.(2)横向布置倒t形钢梁，纵向布置闭口肋，两者相交之处采用双面焊焊接连接，组成为正交异性肋，倒t形钢梁开孔处6贯穿纵向钢筋，闭口肋开孔处7贯穿横向钢筋，横纵两方向钢筋进行绑扎固定组成了钢筋网；
32.(3)倒吊装正交异性肋，在其下方支起混凝土模具，采用倒浇筑的方法，在距离模板底部上方的10mm高处再次布置钢筋网，此钢筋网布置在uhpc桥面板内，模具支撑完成后，浇筑超高性能混凝土，待超高性能混凝土强度达到相关规定标准后，拆除模板。对达到相关规定标准后的uhpc桥面板进行高温蒸汽养护，形成预制构件；
33.(4)将预制构件在施工现场架设拼装连接，组成整体性的桥面板结构；
34.(5)在uhpc桥面板上铺设10mm厚聚合物作为磨耗层。
35.本实用新型的上述实施例并不是对本实用新型保护范围的限定，本实用新型的实施方式不限于此，凡此种根据本实用新型的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用
手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，对本实用新型上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均应落在本实用新型的保护范围之内。