正交异性钢桥面板与超高性能混凝土组合桥及其施工方法技术

本发明专利技术公开了一种正交异性钢桥面板与超高性能混凝土组合桥，其包括桥面和钢主梁，桥面为超高性能混凝土组合桥面板，超高性能混凝土组合桥面板包括正交异性钢桥面板以及超高性能混凝土面板，正交异性钢桥面板包括钢桥面板和焊接在钢桥面板的下板面的纵向加劲肋，钢桥面板与钢主梁相焊接，使得钢主梁形成封闭钢箱梁或板梁或双边箱梁或钢桁梁，在钢桥面板的上板面焊接有若干个伸入超高性能混凝土面板内的剪力钉，在超高性能混凝土面板内部上缘设有上缘受力钢筋网。本发明专利技术的组合桥的桥面板抗拉和抗压强度高、连接可靠、耐久性好且造价较低。本发明专利技术还公开了组合桥的施工方法，其将组合桥进行分段施工，施工更方便。

【技术实现步骤摘要】
正交异性钢桥面板与超高性能混凝土组合桥及其施工方法
本专利技术涉及一种正交异性钢桥面板与超高性能混凝土组合桥，还涉及一种正交异性钢桥面板与超高性能混凝土组合桥的施工方法。
技术介绍
正交异性钢桥面板由钢顶板、纵向加劲肋及横隔板通过焊缝连接而成，它以具有自重轻、极限承载力大、施工周期短等一系列优点，而被广泛应用于大跨度桥梁中，但由于钢桥面板刚度较小、与沥青混凝土的粘结性能以及相互协调变形性能较差等因素，使许多在役的正交异性钢桥面板出现了疲劳开裂、铺装层损坏(车辙、坑槽)等大量病害。而采用较重的普通混凝土桥面板代替钢梁上的正交异性钢桥面板，虽然解决了正交异性钢桥面板疲劳病害，但由于其自身抗拉强度较低，不仅板较厚、自重较大、经济性较差，而且在湿接缝、斜拉索锚固区附近桥面板以及预应力锚固区附近桥面板易产生裂缝。
技术实现思路
本专利技术所要解决的第一个技术问题，就是提供一种正交异性钢桥面板与超高性能混凝土组合桥，其桥面板抗拉和抗压强度高、连接可靠、耐久性好且造价较低，可有效解决现有采用正交异性钢桥面板引起的疲劳开裂、桥面铺装破损和普通混凝土桥面板容易开裂等长期困扰工程界的技术难题，适用于各种类型的桥梁钢主梁结构。本专利技术所要解决的第二个技术问题，就是提供一种正交异性钢桥面板与超高性能混凝土组合桥的施工方法，其施工方便。解决上述第一个技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：一种正交异性钢桥面板与超高性能混凝土组合桥，包括桥面和位于桥面下方的钢主梁，其特征在于：桥面为超高性能混凝土组合桥面板，超高性能混凝土组合桥面板包括作为桥面的下缘受力钢材的正交异性钢桥面板以及浇筑在正交异性钢桥面板的上板面上的超高性能混凝土面板，正交异性钢桥面板包括钢桥面板和焊接在钢桥面板的下板面的纵向加劲肋，钢桥面板与钢主梁相焊接，使得钢主梁形成封闭钢箱梁或板梁或双边箱梁或钢桁梁，在钢桥面板的上板面焊接有若干个伸入超高性能混凝土面板内的剪力钉，在超高性能混凝土面板内部上缘设有上缘受力钢筋网。进一步的，钢主梁为PK钢箱梁、闭口钢箱梁、双边箱钢箱梁、工字钢钢主梁、钢桁架梁中的任一种。进一步的，纵向加劲肋为板肋、倒T肋、L肋、球扁钢肋、闭口U肋、闭口V肋中的任一种。进一步的，剪力钉呈矩阵状或梅花形分布。进一步的，剪力钉之间的间距为300～500毫米。进一步的，超高性能混凝土桥面板的厚度为80～160毫米，钢桥面板的厚度为6～16毫米。进一步的，超高性能混凝土组合桥面板根据受力需要还可在钢桥面板的下板面布设加预应力钢束。解决上述第二个技术问题，本专利技术采用的第一种技术方案如下：一种对上述的正交异性钢桥面板与超高性能混凝土组合桥进行施工的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：钢主梁及正交异性钢桥面板分成对应的多段，对应节段的钢主梁与正交异性钢桥面板之间预先焊接在一起；S2：运至施工现场，采用起吊悬拼或在支架上组拼的方式将分成的多段进行组合拼接，对相邻的钢主梁和正交异性钢桥面板进行焊接或栓焊，实现全桥的合拢；S3：在钢桥面板的上板面焊接剪力钉，并在钢桥面板的上方布置上缘受力钢筋网；S4：在钢桥面板的上板面浇筑超高性能混凝土，形成超高性能混凝土面板。解决上述第二个技术问题，本专利技术采用的第二种技术方案如下：一种对上述的正交异性钢桥面板与超高性能混凝土组合桥进行施工的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：钢主梁及正交异性钢桥面板分成对应的多段，对应节段的钢主梁与正交异性钢桥面板之间预先焊接在一起，并在钢桥面板的上板面上焊接剪力钉，布置对应节段的上缘受力钢筋网，浇筑超高性能混凝土，形成对应节段的超高性能混凝土面板，在相邻的两节段的超高性能混凝土面板之间预留连接空间；S2：运至施工现场，采用起吊悬拼或在支架上组拼的方式将分成的多段进行组合拼接，对相邻的钢主梁和正交异性钢桥面板进行焊接或栓焊，实现全桥的合拢，之后在预留的连接空间处对上缘受力钢筋网进行搭接或焊接；S3：在连接空间处浇筑超高性能混凝土。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：(1)本专利技术的组合桥的桥面板采用抗拉、抗压强度高、氯离子扩散系数低、吸水性低、蒸养后的收缩为零且徐变小的超高性能混凝土(UHPC)，显著提高了正交异性钢桥面板局部刚度，并解决了采用正交异性钢桥面板引起的长期困扰工程界的疲劳开裂、桥面铺装破损和普通混凝土桥面板容易开裂等病害。UHPC与沥青混凝土的粘结性能及相互协调变形性能较好，降低了现有正交异性钢桥面板与沥青磨耗层的粘结容易失效以及沥青铺装层容易损坏的风险，从而使得本专利技术的桥面铺装可采用常规沥青混凝土。(2)本专利技术采用高抗拉、抗压强度的超高性能混凝土UHPC浇筑于钢桥面板上，桥面板厚度仅需普通混凝土桥面板的30％～60％的厚度，自重轻，下部结构及基础规模小；同时，UHPC的高抗拉强度解决了普通混凝土桥面板因抗拉强度低而易产生桥面板裂缝的问题，而且其氯离子扩散系数低、吸水性低、蒸养后的收缩为零且徐变小、耐久性高、使用寿命长，后期维护费用低，经济性好。(3)本专利技术采用的超高性能混凝土面板厚度一般为80～160毫米，如果根据受力需要配二层钢筋网，则在构造上难以实现，因此将钢桥面板及其纵向加劲肋代替难以配置的下层正弯矩钢筋，同时兼做浇筑UHPC的钢模板，即可大量减小模板工程量，免除模板装卸工作，极易实现工厂的节段快速施工。本专利技术还通过剪力钉的设置，使钢桥面板与超高性能混凝土面板有效连接成一个受力整体。(4)本专利技术的钢主梁可以是PK钢箱梁、闭口钢箱梁、双边箱钢箱梁、工字钢钢主梁、钢桁架梁等，应用范围广泛。附图说明图1是本专利技术的立面图；图2是本专利技术的纵向加劲肋、剪力钉和上缘纵向钢筋的结构关系示意图；图3是本专利技术的横断面结构示意图；图4是本专利技术的体外预应力钢束的横断面布置示意图。图中附图标记含义：100-钢主梁；110-纵腹板；120-横隔板；200-正交异性钢桥面板；210-钢桥面板；220-剪力钉；300-纵向加劲肋；400-超高性能混凝土面板；500-上缘受力钢筋网；510-上缘横向钢筋；520-上缘纵向钢筋；600-体外预应力钢束。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术进一步描述。实施例一：如图1至图4所示的一种正交异性钢桥面板与超高性能混凝土组合桥，其包括桥面和位于桥面下方的钢主梁100，桥面为超高性能混凝土组合桥面板，该超高性能混凝土组合桥面板包括正交异性钢桥面板200以及浇筑在正交异性钢桥面板200的上板面上的超高性能混凝土面板400。正交异性钢桥面板200包括钢桥面板210和纵向加劲肋300，钢桥面板210与钢主梁100的纵腹板110及横隔板120等相焊接，使得钢主梁形成封闭钢箱梁或板梁或双边箱梁或钢桁梁。纵向加劲肋300焊接在钢桥面板210的下板面，用于提高模板和桥面刚度，钢桥面板210的上板面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种正交异性钢桥面板与超高性能混凝土组合桥，包括桥面和位于桥面下方的钢主梁(100)，其特征在于：所述桥面为超高性能混凝土组合桥面板，所述超高性能混凝土组合桥面板包括作为所述桥面的下缘受力钢材的正交异性钢桥面板(200)以及浇筑在所述正交异性钢桥面板(200)的上板面上的超高性能混凝土面板(400)，所述正交异性钢桥面板(200)包括钢桥面板(210)和焊接在所述钢桥面板(210)的下板面的纵向加劲肋(300)，所述钢桥面板(210)与所述钢主梁(100)相焊接，使得所述钢主梁形成封闭钢箱梁或板梁或双边箱梁或钢桁梁，在所述钢桥面板(210)的上板面焊接有若干个伸入所述超高性能混凝土面板内的剪力钉(220)，在所述超高性能混凝土面板(400)内部上缘设有上缘受力钢筋网。/n

【技术特征摘要】
1.一种正交异性钢桥面板与超高性能混凝土组合桥，包括桥面和位于桥面下方的钢主梁(100)，其特征在于：所述桥面为超高性能混凝土组合桥面板，所述超高性能混凝土组合桥面板包括作为所述桥面的下缘受力钢材的正交异性钢桥面板(200)以及浇筑在所述正交异性钢桥面板(200)的上板面上的超高性能混凝土面板(400)，所述正交异性钢桥面板(200)包括钢桥面板(210)和焊接在所述钢桥面板(210)的下板面的纵向加劲肋(300)，所述钢桥面板(210)与所述钢主梁(100)相焊接，使得所述钢主梁形成封闭钢箱梁或板梁或双边箱梁或钢桁梁，在所述钢桥面板(210)的上板面焊接有若干个伸入所述超高性能混凝土面板内的剪力钉(220)，在所述超高性能混凝土面板(400)内部上缘设有上缘受力钢筋网。


2.根据权利要求1所述的正交异性钢桥面板与超高性能混凝土组合桥，其特征在于：所述钢主梁(100)为PK钢箱梁、闭口钢箱梁、双边箱钢箱梁、工字钢钢主梁、钢桁架梁中的任一种。


3.根据权利要求1所述的正交异性钢桥面板与超高性能混凝土组合桥，其特征在于：所述纵向加劲肋(300)为板肋、倒T肋、L肋、球扁钢肋、闭口U肋、闭口V肋中的任一种。


4.根据权利要求1所述的正交异性钢桥面板与超高性能混凝土组合桥，其特征在于：所述剪力钉(220)呈矩阵状或梅花形分布。


5.根据权利要求4所述的正交异性钢桥面板与超高性能混凝土组合桥，其特征在于：所述剪力钉(220)之间的间距为300～500毫米。


6.根据权利要求1所述的正交异性钢桥面板与超高性能混凝土组合桥，其特征在于：所述超高性能混凝土桥面板(400)的厚度为80～160毫米，所述钢桥面板(210)的厚度为6～16毫米。


7.根据权利要求1所述的正交异性钢桥面板与超高性...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁立农，刘安兴，郭文华，孙颖，傅海堂，李旭华，王兹刚，万欢，
申请(专利权)人：广东省交通规划设计研究院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44