一种型钢-薄钢板-UHPC组合板及桥面板制造技术

本发明专利技术公开了一种型钢

【技术实现步骤摘要】
一种型钢-薄钢板-UHPC组合板及桥面板


[0001]本专利技术属于桥梁领域，尤其涉及一种组合板及桥面板。

技术介绍

[0002]大跨径桥梁是反映国家科技水平的标志。钢结构桥梁具有自重轻、跨越能力大、抗震性能好等优点，是大跨径桥梁的首选。钢桥的桥面结构通常采用正交异性钢桥面系，但由于钢桥面是全焊结构，不仅造价高，在重载车作用下，钢桥面系饱受两大病害的困扰：(1)钢桥面板疲劳开裂和局部屈曲，危及桥梁安全；(2)沥青铺装频繁破损，翻修成本巨大。上述病害降低了桥梁营运效率，是钢桥领域公认的世界性难题，我国重载交通量大，上述病害尤为严重。
[0003]针对上述难题，湖南大学邵旭东教授在前期研究中将具有优异力学性能的超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete，UHPC，以下简称UHPC)用于强化钢桥面，于2010年成功研发正交异性钢板-UHPC轻型组合桥面板，该项成果大幅提高了桥面刚度，降低了疲劳开裂和铺装破损风险，该成果已应用于我国100多座实桥，至今无一出现病害，反响良好。但由于该成果未取消正交异性钢桥面板，该桥面结构造价仍然较高，约为4000元/m2，且UHPC层对与U肋连接细节应力降幅很明显，但对于其他细节，降幅程度不够大，故理论上无法彻底消除钢桥面疲劳开裂风险。2015年邵旭东教授又研发了UHPC矮肋板桥面结构，并已应用于实际工程。但实践表明，UHPC矮肋桥面板自重比传统钢桥面重了30％，仍难以适用于大跨径桥梁。在专利CN109338866A和CN109610310A中，邵旭东教授提出了一种新型的型钢-UHPC组合板，但该型钢-UHPC组合板结构仍存在许多可以优化的空间，如自重、接缝连接构造的全截面受拉能力等方面，以使这种结构形式发挥出更大的优势。
[0004]因此，为了获得一种可代替正交异性板成为大跨径桥梁的“第二种”桥面体系，需开发一种可最大限度发挥该桥面结构自重轻优势的桥面结构，使得该桥面结构具有自重轻、刚度大、造价低、经久耐用等优势，这是工程实践中需要解决的技术难题。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是克服以上
技术介绍
中提到的不足和缺陷，提供一种具有刚度大、经久耐用、自重轻等优势型钢-薄钢板-UHPC组合板及桥面板。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：
[0006]一种型钢-薄钢板-UHPC组合板，包括UHPC板和多根纵桥向间隔布置的型钢，所述UHPC板设于所述型钢上，所述型钢上部、UHPC板底部还设有一钢板，所述钢板的上表面与所述UHPC板固接，所述钢板的下表面与所述型钢连接。
[0007]上述型钢-薄钢板-UHPC组合板中，钢板与型钢的连接方式不限，如采用点焊、栓接或胶接均可。上述钢板可以充当UHPC板底面纵、横向的钢筋，可以省略UHPC板底部钢筋网的布置，同时还可以充当浇筑预制板及现浇湿接缝的底面模板，钢板的厚度最低可取3mm。
[0008]上述型钢-薄钢板-UHPC组合板中，优选的，所述钢板的下表面设于所述型钢的上
翼缘板上，且所述钢板在所述上翼缘板处开设有多个第一通孔，且所述第一通孔的横桥向宽度小于所述上翼缘板的横桥向宽度。更优选的，所述第一通孔为圆孔、椭圆孔或方孔，所述圆孔、椭圆孔和方孔的尺寸大于位于所述上翼缘板上的、用于所述型钢与所述UHPC板连接的剪力连接件(如栓钉)的尺寸。上述第一通孔的存在，可以便于上翼缘板上的剪力连接件穿过并与UHPC板固接，第一通孔不能过大，以便于钢板搭在上翼缘板上，第一通孔不能过小，以便于栓钉穿过。
[0009]上述型钢-薄钢板-UHPC组合板中，优选的，所述钢板的上表面上设有多个用于所述钢板与所述UHPC板连接的剪力连接件(如栓钉)。钢板通常预埋设于UHPC板底部，通过在钢板上设置栓钉，可以便于钢板与UHPC板的固接。
[0010]上述型钢-薄钢板-UHPC组合板中，优选的，所述钢板全覆盖设于所述UHPC板底部。以往的型钢-UHPC组合板底面有外露的UHPC，需考虑底面钢筋保护层的问题，UHPC板往往需要的厚度更厚。而本专利技术中钢板全覆盖于UHPC板底部时，无需担心UHPC板底面钢筋的保护层问题，无需设置保护层，UHPC板可以做到更薄，最低可取30mm厚，自重更轻，可与传统正交异性钢桥面体系持平甚至低于传统钢桥面体系。
[0011]上述型钢-薄钢板-UHPC组合板中，优选的，所述UHPC板中预埋设有单层钢筋网，所述单层钢筋网主要由横向钢筋和纵向钢筋交错铺设而成，所述横向钢筋和纵向钢筋的直径为8-20mm，相邻横向钢筋与横向钢筋之间的间距、相邻纵向钢筋与纵向钢筋之间的间距为30-200mm。由于本专利技术中钢板可以充当UHPC板底面纵、横向的钢筋，可以省略UHPC板底部钢筋网的布置，只需要采用单层钢筋网即可(传统UHPC板采用上下双层钢筋网)，可以减小钢筋绑扎时间，钢筋的使用量，可以节省施工工序、施工成本。
[0012]上述型钢-薄钢板-UHPC组合板中，优选的，所述UHPC板厚度为30-120mm(更优选的为35-50mm)。本专利技术中的UHPC板厚度最低可取30mm，这比传统的UHPC板明显更薄。通过在UHPC板底面设置钢板，本专利技术中采用的UHPC板允许采用的厚度更薄，整体桥面结构的自重更轻，更加有利于应用于大跨径桥梁。本专利技术中，以35mm厚的UHPC板为例，UHPC板的厚度可以包括15mm保护层厚度+10mm横向钢筋+10mm纵向钢筋。
[0013]上述型钢-薄钢板-UHPC组合板中，优选的，所述型钢为H型钢、工字钢、槽钢、角钢、T型钢、球扁钢或U型钢，型钢高度不超过400mm，横向间距为300-1000mm。
[0014]作为一个总的技术构思，本专利技术还提供一种桥面板，主要由多个上述的型钢-薄钢板-UHPC组合板纵桥向连接而成，纵桥向相邻所述型钢-薄钢板-UHPC组合板中的型钢一一对应设置，纵桥向相邻所述型钢-薄钢板-UHPC组合板之间通过横桥向现浇接缝连接，且所述钢板的边缘越过所述UHPC板的纵桥向端部(即UHPC板靠近横桥向现浇接缝的一端)并向所述横桥向现浇接缝内延伸。上述型钢-薄钢板-UHPC组合板由于UHPC板较薄，若按照传统横向接缝设置T型接缝的方式设计，则由于UHPC板下台阶高度较小，在制作、运输及安装过程中容易损坏。本专利技术在UHPC板底部设有钢板，并使钢板的边缘越过UHPC板的纵桥向端部并向横桥向现浇接缝内延伸，钢板可以充当横向接缝区域UHPC板底面纵、横向的钢筋，同时充当浇筑预制板及现浇接缝的底面模板，加快施工进度。
[0015]上述桥面板中，优选的，所述型钢的上翼缘板、腹板和下翼缘板的端部均向外延伸设有延伸段；所述上翼缘板端部的延伸段为多根间隔排布的第一长直条，所述第一长直条的端部设有放大部；所述腹板端部的延伸段为外延钢板或至少一根第二长直条，所述外延
钢板上开设有多个第二通孔，所述第二长直条的端部设有放大部；所述下翼缘板端部的延伸段为多根间隔排布的第三长直条，所述第三长直条的端部设有放大部。上述放大本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种型钢-薄钢板-UHPC组合板，包括UHPC板(2)和多根纵桥向间隔布置的型钢(1)，所述UHPC板(2)设于所述型钢(1)上，其特征在于，所述型钢(1)上部、UHPC板(2)底部还设有一钢板(10)，所述钢板(10)的上表面与所述UHPC板(2)固接，所述钢板(10)的下表面与所述型钢(1)连接。2.根据权利要求1所述的型钢-薄钢板-UHPC组合板，其特征在于，所述钢板(10)的下表面设于所述型钢(1)的上翼缘板(101)上，且所述钢板(10)在所述上翼缘板(101)处开设有多个第一通孔(12)，且所述第一通孔(12)的横桥向宽度小于所述上翼缘板(101)的横桥向宽度。3.根据权利要求2所述的型钢-薄钢板-UHPC组合板，其特征在于，所述第一通孔(12)为圆孔、椭圆孔或方孔，所述圆孔、椭圆孔和方孔的尺寸大于位于所述上翼缘板(101)上的、用于所述型钢(1)与所述UHPC板(2)连接的剪力连接件(11)的尺寸。4.根据权利要求1-3中任一项所述的型钢-薄钢板-UHPC组合板，其特征在于，所述钢板(10)的上表面上设有多个用于所述钢板(10)与所述UHPC板(2)连接的剪力连接件(11)。5.根据权利要求1-3中任一项所述的型钢-薄钢板-UHPC组合板，其特征在于，所述钢板(10)全覆盖设于所述UHPC板(2)底部。6.根据权利要求1-3中任一项所述的型钢-薄钢板-UHPC组合板，其特征在于，所述UHPC板(2)中预埋设有单层钢筋网，所述单层钢筋网主要由横向钢筋和纵向钢筋交错铺设而成，所述横向钢筋和纵向钢筋的直径为8-20mm，相邻横向钢筋与横向钢筋之间的间距、相邻纵向钢筋与纵向钢筋之间的间距为30-200...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵旭东，李玉祺，曹君辉，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：