一种侧包加劲钢板的半连续UHPC桥面连接板及施工方法

本发明涉及一种侧包加劲钢板的半连续uhpc桥面连接板及施工方法。

背景技术：

1、桥梁在温度以及主梁挠曲变形等作用下会产生水平胀缩与弯曲变形，传统有缝桥梁为了吸纳该水平变形，通常会在桥台、桥墩、主梁间等位置处设置伸缩间隙（如说明书附图1），并在该伸缩间隙内安装伸缩装置，以使车辆平稳快速行驶。桥梁伸缩装置的设计理念是使其适应主梁的温度胀缩变形，不致使该变形受到约束而在主梁内产生较大的内力。近20年来，交通量的迅猛增长使得桥梁伸缩缝病害越来越严重，极大地影响桥梁的使用寿命，维护工作量和成本也急剧增加。调查表明，传统伸缩装置存在钢梁断裂，缝隙堵塞，橡胶断裂、老化、脱落或跳出，锚固区混凝土容易开裂破碎，安装要求高，易发生跳车等问题。据统计，我国因伸缩装置破坏的桥梁超过50%，造成的维修更换费用巨大，且钢梁断裂凸出会给行车造成极大的安全风险。

2、为减少桥梁伸缩装置的使用，尽量使桥面连续无缝，常采用桥面连接板构造（说明书附图2）或无缝式伸缩装置（说明书附图3）。然而，桥面连接板的设计理念是抵抗主梁结构的受力和变形（如抵抗负弯矩作用），“以刚克刚”（即基于力的设计）。这在实际运用中，由于桥面连接板所处的位置特殊，其不仅要承受车辆荷载等作用产生的主梁端部转动变形，还要承受主梁温度变化等产生的主梁纵桥向胀缩变形，长期处于复杂受力情况，易发生开裂等问题。虽然使用新兴高性能材料如uhpc或ecc等有助于改善这个问题，但相关问题仍然存在。无缝式伸缩装置是一种基于“变形”（性能）的设计方法，并通过弹性伸缩体来吸收主梁的胀缩变形，但它的缺陷是伸缩变形能力小、竖向承载能力不足，自身无跨越端缝的能力，需要借助底部钢板的支撑，但钢板自身弯曲以及钢板端部的应力集中易引起弹性体的开裂。

3、为适应“梁与梁”或“梁与台”之间的伸缩变形，提出一种既具有较大水平胀缩变形能力、又具有较高竖向承载力的新型组合式无缝伸缩装置较为重要。

技术实现思路

1、鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种侧包加劲钢板的半连续uhpc桥面连接板及施工方法，该结构不仅能实现桥面无缝化，并且其设计施工简单，能够有效缩短施工周期，对交通影响小，便于推广。

2、为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种侧包加劲钢板的半连续uhpc桥面连接板，包括半连续uhpc连接板块体、锚固并通长穿过半连续uhpc连接板块体的螺纹杆，通过螺纹杆固定在半连续uhpc连接板块体两侧的加劲板，其特征在于：所述半连续uhpc连接板块体下方设置有无粘结层防水层，半连续uhpc连接板块体上开有若干t型锯缝，t型锯缝中的t肋为胀缝，其中填充轻质可压缩弹性材料（如聚氨酯泡沫等）； t型锯缝中的t翼为阻裂层，其中填有聚氨酯弹性体，以防止胀缝胀开时裂缝反射到上表面。

3、进一步的，所述半连续uhpc连接板块体的中部块体为预制段，所述预制段中经t型锯缝阻隔为若干组段，并经由预制段内预埋的波折型钢筋将各组段串接，所述波折型钢筋即呈波纹状错位延伸的钢筋，并预先包覆一层掺入一定量水泥的沥青胶泥以进行无粘结处理。所述预制段块体在两端进行凿毛并预留出与uhpc后浇段块体钢筋相接的部分钢筋，使之两者有较好的连接。

4、进一步的，所述螺纹杆横向延伸贯穿预制段，并于两端贯穿加劲板后经螺母拴紧，所述加劲板上开设有若干供螺纹杆穿出的条形孔，所述螺纹杆均沿纵桥向间隔分布。

5、进一步的，所述加劲板呈类鱼骨型设置在预制段横向两侧，且沿纵桥向延伸；加劲板为方便半连续uhpc桥面连接板的运输，并使得连接板整体竖向形成连续变形，不会形成剪切破坏。

6、进一步的，所述聚氨酯弹性体由聚氨酯沥青、矿粉、石英砂按一定配合比混合拌制而成，所述阻裂层填充后上表面低于半连续uhpc连接板上表面，以使桥面铺装层与半连续uhpc连接板形成齿合防止发生相对错动。

7、进一步的，所述胀缝由高黏、高弹性、防水、防腐蚀材料填充，旨在吸收桥梁纵桥向胀缩变形以及弯曲变形。

8、进一步的，所述波折型钢筋两两为一组，且同组间的两波折型钢筋均错位设置，所述波折型钢筋均呈波纹状沿纵桥向延伸。

9、进一步的，所述包覆层为一层掺入一定量水泥的沥青胶泥套设在波折型钢筋外部。

10、一种侧包加劲钢板的半连续uhpc桥面连接板的施工方法，按以下步骤进行：

11、（1）首先准备所需波折型钢筋的弯曲，并做好防水、防锈与无粘结处理；

12、（2）进行支模，填充胀缝材料，并预留波折型钢筋穿过的孔洞，将处理好的波折型钢筋穿过胀缝并于纵向端部预留部分钢筋在外侧；

13、（3）将螺纹杆定位放置，拌制并浇筑预制段；由于uhpc内含有钢纤维，待uhpc养护成型后对其表面进行打磨；随后在阻裂层内浇筑聚氨酯弹性体；

14、（4）将加劲板定位在螺纹杆上，并用螺帽栓紧加劲板与螺纹杆，完成预制段的组装，后将其运输至施工现场；

15、（5）在桥梁主梁上通过环氧砂浆找平后铺设一道无粘结层，并将预制段定位安装在上方；

16、（6）横桥向对预制段进行湿接，纵桥向完成预制段预留的伸出钢筋与原桥面板钢筋笼的绑扎、焊接工作，随后进行uhpc后浇段块体的支模，同时对uhpc后浇段块体的uhpc进行拌制和浇筑并进行养护工作；待养护完成后即可铺设桥面铺装层。

17、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：半连续uhpc桥面连接板吸取了传统伸缩装置以适应纵桥向变形的设计理念，并结合桥面连接板、无缝式伸缩缝等使桥面连续无缝的呈现方式，在适应由环境温度引起的伸缩变形量的同时，保证了桥面连续无缝、行车舒适。

18、下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

技术特征：

1.一种侧包加劲钢板的半连续uhpc桥面连接板，包括半连续uhpc连接板块体、锚固并通长穿过半连续uhpc连接板块体的螺纹杆，经螺纹杆固定在半连续uhpc连接板块体两侧的加劲板，其特征在于：所述半连续uhpc连接板块体下方设置有无粘结层防水层，半连续uhpc连接板块体上开有若干t型锯缝，t型锯缝中的t肋为胀缝，其中填充轻质可压缩弹性材料；t型锯缝中的t翼为阻裂层，其中填有聚氨酯弹性体。

2.根据权利要求1所述的一种侧包加劲钢板的半连续uhpc桥面连接板，其特征在于：所述半连续uhpc连接板块体的中部块体为预制段，所述预制段中经t型锯缝阻隔为若干组段，并经由预制段内预埋的波折型钢筋将各组段串接，所述波折型钢筋即呈波纹状错位延伸的钢筋，所述波折型钢筋外设包覆层以进行无粘结处理；所述预制段块体在两端预留出与uhpc后浇段块体相接的钢筋。

3.根据权利要求2所述的一种侧包加劲钢板的半连续uhpc桥面连接板，其特征在于：所述螺纹杆横向延伸贯穿预制段，并于两端贯穿加劲板后经螺母拴紧，所述加劲板上开设有若干供螺纹杆穿出的条形孔，所述螺纹杆均沿纵桥向间隔分布。

4.根据权利要求3所述的一种侧包加劲钢板的半连续uhpc桥面连接板，其特征在于：所述加劲板呈类鱼骨型设置在预制段横向两侧，且沿纵桥向延伸。

5.根据权利要求1所述的一种侧包加劲钢板的半连续uhpc桥面连接板，其特征在于：所述聚氨酯弹性体由聚氨酯沥青、矿粉、石英砂按一定配合比混合拌制而成，所述阻裂层填充后上表面低于半连续uhpc连接板上表面，以使桥面铺装层与半连续uhpc连接板形成齿合防止发生相对错动。

6.根据权利要求1所述的一种侧包加劲钢板的半连续uhpc桥面连接板，其特征在于：所述胀缝由高黏、高弹性、防水、防腐蚀材料填充，旨在吸收桥梁纵桥向胀缩变形以及弯曲变形。

7.根据权利要求2所述的一种侧包加劲钢板的半连续uhpc桥面连接板，其特征在于：所述波折型钢筋两两为一组，且同组间的两波折型钢筋均错位设置，所述波折型钢筋均呈波纹状沿纵桥向延伸。

8.根据权利要求2所述的一种侧包加劲钢板的半连续uhpc桥面连接板，其特征在于：所述包覆层为一层掺入一定量水泥的沥青胶泥套设在波折型钢筋外部。

9.一种侧包加劲钢板的半连续uhpc桥面连接板的施工方法，其特征在于，采用如权利要求1-8任一所述的种侧包加劲钢板的半连续uhpc桥面连接板，并按以下步骤进行：

技术总结
本发明涉及一种侧包加劲钢板的半连续UHPC桥面连接板及施工方法，包括半连续UHPC连接板块体、锚固并通长穿过半连续UHPC连接板块体的螺纹杆，通过螺纹杆固定在半连续UHPC连接板块体两侧的加劲板，其特征在于：所述半连续UHPC连接板块体下方设置有无粘结层防水层，半连续UHPC连接板块体上开有若干T型锯缝，T型锯缝中的T肋为胀缝，其中填充轻质可压缩弹性材料；T型锯缝中的T翼为阻裂层，其中填有聚氨酯弹性体，该侧包加劲钢板的半连续UHPC桥面连接板结合桥面UHPC连接板、无缝式的T型锯缝等使桥面连续无缝的呈现方式，在适应由环境温度引起的伸缩变形量的同时，保证了桥面连续无缝、行车舒适。

技术研发人员：黄福云,刘茂军,俞玎立,邱静雯
受保护的技术使用者：福州大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15