一种先张法预应力UHPC-叠合桥面板组合梁的制作方法

一种先张法预应力uhpc-叠合桥面板组合梁
技术领域
1.本实用新型涉及桥梁构件、桥梁结构及其施工方法领域，具体为一种先张法预应力uhpc-叠合桥面板组合梁。


背景技术：

2.预制预应力混凝土梁具有结构简单、受力明确、造价低廉、绿色环保、架设方便等优点，在桥梁结构中得到了广泛的应用。在8.0m～20.0m跨径范围内的公路及市政桥梁中普遍采用钢筋混凝土及预应力混凝土空心板及t梁。工程实践表明，上述几种桥型均存在一系列的通病，甚至有些病害是在建设初期就存在的。比如，铰缝损坏导致板梁单板受力，造成桥面铺装开裂、支座脱空、板底横向开裂，甚至断梁倾覆；空心板翘曲畸变效应及预应力张拉、定位问题导致的板底纵向开裂；桥面板开裂导致板内积水，梁底混凝土大面积渗水泛碱等。据不完全统计，随着日益增长的交通量，这些桥梁在投入运营5到10年范围内就要进行维修加固或更换上部。考虑到维修改造过程中交通管制，改移便道、临时占地等因素，实际的养护费用往往高出建桥时的费用。
3.引起上述桥梁病害的根本原因是混凝土构件自重过大、组成结构或接缝处的材料静力或疲劳抗拉强度不足，严重影响了桥梁结构的安全性、耐久性和经济性，成为上述桥梁进一步发展改进的主要技术瓶颈。由于常规方法均难以治本，上述难题的有效解决还有待引入新材料。


技术实现要素：

4.本实用新型提供了一种先张法预应力uhpc-叠合桥面板组合梁及其施工方法，有效的解决了传统桥型的不足和缺陷，本技术提供了一种自重轻，截面面积小，节约材料，低碳环保，生产工艺成熟，安装便捷，施工效率高，质量可靠，耐久性强，综合造价低的先张法预应力uhpc-叠合桥面板组合梁。
5.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案具体如下：
6.一种先张法预应力uhpc-叠合桥面板组合梁，包括：
7.先张法预应力uhpc工字型的主梁1；
8.吊装于主梁1顶端的若干先张法预应力uhpc开孔的桥面板底板3；
9.设置于桥面板底板3上的桥面钢筋网4；
10.在桥面板底板3上以及钢筋网4内浇筑混凝土形成的叠合混凝土桥面板7。
11.所述主梁1为无腹筋先张法预应力等截面工字型梁，根据桥面宽度设置为两组主梁1或多组主梁1。
12.所述两组主梁1或多组主梁1包含两片或多片沿桥梁纵向延伸的工字形梁结构，根据主梁间距不同，分为仅在梁单元的端部设置有横向联系和全跨范围内均不设横向联系。
13.所述主梁1上设置有用于连接叠合混凝土桥面板7与主梁1的集簇式预埋的钢筋抗剪连接件2。
14.所述桥面板底板3为设置有桁架组件5的uhpc预制带肋板，厚度范围为 3cm～5cm，且桥面板底板3上设置有槽孔6，开孔位置套接主梁1的钢筋抗剪连接件2后采用uhpc灌浆料。
15.所述桥面板底板3沿桥纵向间隙为小于等于1cm布置。
16.本实用新型的有益效果为：1)采用先张法预应力工字型截面梁，相比同样截面形式的后张法梁可在保证结构受力性能及刚度的条件下，减小预应力束保护层厚度，进一步减小截面尺寸。避免由于波纹管定位不准导致的主梁开裂及应力分布不均等问题；
17.2)桥面板采用先张法预应力带肋桥面底板与普通混凝土形成的叠合板结构，相比传统的现浇混凝土桥面板结构及预制混凝土桥面板结构，可充分发挥两种材料的材料性能，进一步减小桥面板的厚度及桥面板配筋数量。
18.3)采用先张法预应力带肋桥面底板作为底模，在现浇桥面混凝土时，可避免现场临时支架及模板工程量，减小施工难度，加快施工效率。
19.4)采用先张法预应力带肋连续桥面底板，相比传统简支板，可减小施工接缝数量，增大界面粘结力，增强结构整体性。并且利用连续板的受力特点，在保证底板承载能力及刚度的前提下，可降低底板厚度，减少材料用量。
20.5)采用先张法uhpc叠合桥面板组合梁结构相比传统结构，在保证结构承载能力及使用性能的前提下，截面尺寸小，圬工量少，结构自重轻，同时可减小下部结构工程量，从而更加环保。其次，利用uhpc的优越的材料性能及耐久性，可降低结构全生命周期的养护成本，经济性更优。
附图说明
21.图1为先张法预应力uhpc-叠合桥面板组合梁断面结构示意图；
22.图2为主梁结构示意图；
23.图3为桥面板底板结构示意图；
24.图4为桥面板底板设置桥面钢筋网结构示意图；
25.图5为桥面板主体结构示意图；
26.图中所示：主梁1、钢筋抗剪连接件2、桥面板底板3、桥面钢筋网4、桁架组件5、槽孔6、叠合混凝土桥面板7。
具体实施方式
27.下面结合附图并通过具体的实施例进一步的说明本实用新型的技术方案：
28.实施例1
29.如图1-4所示，本实用新型提供了一种先张法预应力uhpc-叠合桥面板组合梁，包括主梁1、钢筋抗剪连接件2、桥面板底板3、桥面钢筋网4、桁架组件5、槽孔6和叠合混凝土桥面板7。
30.如图2所示，主梁1采用等截面先张法预应力uhpc工字型主梁，主梁1无腹筋。主梁1吊装在桥墩、台垫石上，通过墩台盖梁形成桥面横坡。主梁1的预制过程为：在工厂采用专门的先张法移动模台进行预制梁单元预应力钢束张拉工作。工作完成后，安装定位模板，并预埋钢筋剪力连接件2，然后采用uhpc 整体浇筑预制主梁1，并在高温蒸汽养护房进行养生。
待主梁1强度达到设计强度的95％以上，且龄期不小于3d后进行放张。然后将主梁1放置在蒸养房中继续养生至28d。
31.如图3所示为桥面板底板3结构示意图，桥面板底板3采用设有桁架组件5 的先张法预应力uhpc开孔预制连续薄板。在桥面板底板3上开设有槽孔6。桁架组件5可有效的提高桥面板的刚度，提高了桥面板的承载力，提高了桥面板的初裂荷载，同时提高了桥面板和现浇层的粘结滑移强度。桥面板底板3预制时，采用专门的先张法移动模台进行预制带桁架组件5且开孔的桥面板底板3 的预应力钢束张拉工作。完成后安装定位模板，采用uhpc整体浇筑桥面板底板 3，并在高温蒸汽养护房进行养生；待其强度达到设计强度的95％以上，且龄期不小于3d后进行放张。然后将预制梁单元放置在蒸养房中继续养生至28d。
32.桥面板底板3与主梁1安装时，桥面板底板3的槽孔6于钢筋抗剪连接件2 对应安装，确保槽孔6位置与主梁钢筋抗剪连接件2对正安装。
33.在桥面板底板3安装完成后，在桥面板底板3桁架组件5顶部绑扎桥面钢筋网4。在桥面钢筋网4绑扎完成后，整体浇筑混凝土，形成叠合混凝土桥面板 7。
34.上述工序完成后，完成桥面铺装及附属工程施工。
35.主梁1、桥面板底板3、桥面钢筋网4和叠合混凝土桥面板7的安装结构可充分发挥uhpc材料高强度、高耐久、高韧性及普通混凝土高抗压的材料特性，适用于单孔跨度8～25m范围内的桥梁结构。该结构在此跨径范围内相比传统预应力混凝土空心板、t梁、工字钢—混凝土组合梁结构具有如下优点：第一，主梁及桥面板可在工厂产业化制造装配、施工效率高、质量可靠。第二，结构主要受力部件均采用预应力uhpc材料结构，构件耐久性高，截面尺寸小，圬工量少，结构重量轻，便于吊装，同时可降低桥梁下部结构工程量及桥梁全生命周期的养护费用；第三，结构接缝数量少、整体性能好，受力性能优，具有较大的提载空间；第四，施工时无需临时支架及模板工程，且混凝土湿作业工程量少，从而缩短施工工期，确保施工质量、降低工程造价。
36.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
37.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。